测量水稻叶面积方法的研究
叶片是植物进行光合作用及与外界进行水、气交换的主要器官。在作物栽培中,常用叶面积指数来衡量水稻群体生长状况,并以此作为确定栽培措施的参考指标。水稻高产育种也把水稻叶面积扩展快慢及其在冠层的分布作为选育的参考指标。因此,准确测定水稻叶面积,对水稻高产栽培及育种的理论研究均有重要意义。
在我国通常采用长乘宽参数法(以下简称参数法)计算水稻禾本科作物的叶面积,我们在水稻研究中发现用此法计算的叶面积,与实际值存在较大的差异。为此,利用手持叶面积仪的测量数据,对参数法计算叶面积作些对比分析,探讨改良方法。
1、材料与方法
试验于1994年在中国水稻研究所试验区进行,播期为5月20日,秧龄30d。氮肥用量为不施氮(No)、每公顷施75千克纯氮(N75)和180千克纯氮(N180)。供试品种:3个国际稻品种(组合),IR64616H,IR84268H和IR89558-112。其中前二者为已在大面积生产上应用的杂交稻组合,后一个为“超级水稻”品种。2个当地品种(组合),协优413和特三矮。重复3次。在开花期每个处理取2丛(约20~30茎),然后,将所有绿色叶片采下,按不同处理逐一测量每一张叶片的面积、长度、平均宽度和最大宽度。其中,叶面积,叶片长度和平均宽度用叶面积仪(LI一COR,Nebraska,USA)测定,叶片最大宽度用尺量得.参数法计算叶面积的系数用1.2。经用10cm,和50cm,圆形校正板校正,证实激光叶面积仪的仪器测得的叶面积与叶片的实际叶面积几乎没有差异。
2、结果与分析
2.1水稻叶型的品种间差异
叶片长度、平均宽度、最大宽度、长宽比和平均宽度与最大宽度比见表1。叶片长度以协优413最大,其次为IR64616H和IR84268H,再次为特三矮,以IR89558一112为最小。叶片最大宽度以IR89558一112最大,其次为协优413,再次为特三矮,以IR6416H和IR84268H为最小.平均叶片宽度的变化与最大宽度的相似。
表1 不同水稻品种叶片特性
根据各品种叶片长度与最大宽度比值(长宽比),可把本试验供试品种分为三种类型:1.国际稻传统类型,IR64一6H和IR84268H的叶片长宽比值在38一39,叶片较长而窄。2.国际水稻研究所提出的新株型,IR89558一112的叶片长宽比值为23.5,叶片长度适中,较宽。3.二个中国品种(协优413和特三矮)叶片长宽比值为32~33,叶片较长且尚宽或叶片长宽适中。虽然叶片平均宽度和最大宽度与叶片长宽比呈现相似的变化趋势,但不同品种叶片平均宽度与最大宽度比值有一定差异(表1)。这一比值反映了叶片宽度在整个叶片上的变化大小。
2.2二种水稻叶面积测定方法的比较
表2两种叶面积测定方法测得的单叶面积
用叶面积测定仪的仪器和参数法测量了约1500张叶片面积的结果,表明用此二法测得的叶面积值在不同品种中均表现为参数法测值高于仪器测值(表2),这说明参数法计算中所用的1.2系数偏小。二者间的差异因叶片叶形的差异存在很大的差异,以IR84268H和协优413差异最大,达17%~18%,IR6416H和IR89558一112差异为8%左右,特三矮为4.2%。
参数法计算叶面积中所用的校正系数(传统用的1.2)实际上是对叶片宽度的校正。如上所述,反映叶片宽度在叶片上的变化因子—平均叶片宽度与最大宽度的比值在品种问有一定差异,这就使得在不同叶形品种采用参数法相同的系数,造成测得的叶面积的误差。
2.3改良参数法:
表3 叶面积校正系数(Y)与叶片平均宽度比值(X)的直线回归
表4 改良参数法的校正系数
根据叶片实际叶面积和叶片长宽乘积,算得参数法的实际校正系数,并对实际校正系数与平均叶片宽度与最大宽度的比值作直线回归,结果如表3。从大量样本中获得的二者关系呈极显著的直线相关。因此,可利用直线回归方程根据平均叶片宽度与最大宽度的比值计算出参数法的校正系数,即改良参数(表4)。
3、结果和讨论:
用参数法测量水稻叶面积,方法简单,并且易于操作,在我国应用的范围比较广泛,传统的参数法采用的校正系数为1.2,这是由水稻叶片的类型决定的,不过随着水稻研究的进展,不断有新品种被研制出来,也就使得叶型发生了很大的改变,这个校正系数也就不满足计算新型水稻叶片的需要,不过随着新型的叶面积仪的发明,使得测量水稻的叶面积特别的方便,也十分的准确,传统的参数法也在逐渐的被人们遗弃。
