长宽法测定幼苗期烟草叶面积的校正系数

郑凤君，华南金秋，张立猛，李江舟，计思贵，林 杉*

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2.云南省烟草公司玉溪市公司烤烟生产技术中心，云南 玉溪 653100）

长宽法测定幼苗期烟草叶面积的校正系数

郑凤君1，华南金秋1，张立猛2，李江舟2，计思贵2，林 杉1*

（1.中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；2.云南省烟草公司玉溪市公司烤烟生产技术中心，云南 玉溪 653100）

叶面积是评价植株生长状况的重要指标，生产上往往通过测定烟草叶片长度和宽度，乘以经验校正系数0.6345，计算烟草叶面积。为验证该校正系数是否适合于幼苗期烟草叶面积的测定，选择了烟草幼苗期246个不同大小的叶片，对用扫描计算法、复印称重法和长宽法3种方法所测定的叶面积数据进行了方差分析和线性回归分析。结果表明：（1）应用文献报道的校正系数，长宽法所测定的幼苗期烟草叶面积，显著低于扫描计算法和复印称重法；（2）幼苗期不同大小叶片，依据扫描计算法和复印称重法（除叶面积＜10 cm2）所获得的长宽法校正系数间不存在显著差异；（3）扫描计算法和复印称重法所测定的幼苗期烟草叶面积，与采用校正系数修订后的长宽法所测定的叶面积相对误差分别小于1%和2%，相关系数分别为0.9963和0.9966。据此，认为长宽法校正系数应修订为0.7075，方可准确计算幼苗期烟草叶面积。

烟草幼苗期叶面积；校正系数；长宽法；扫描计算法；复印称重法

叶片是绿色植物进行光合作用的主要场所，烟草作为以收获叶片为主的经济作物，其叶片大小对烟叶产量和品质的形成至关重要［1-2］。叶面积是表征叶片大小的重要指标，并且它往往随着品种、叶龄、环境、叶形的变化而不同［3-4］。因此，在不同生育期准确快速地测定烟草叶面积，对了解烟草生长发育至关重要，尤其是烟草幼苗期。叶面积测定方法包括方格纸法［5］、长宽法［6-7］、打孔称重法［8-9］、复印称重法［10］、叶面积仪测定法［11］、扫描计算法［12-13］。其中，复印称重法、叶面积仪测定法及扫描计算法，可以准确地测定烟草幼苗叶片大小，但需要专门的设备；而且，随着烟株生长后期叶片的增长，操作十分费力与耗时。方格纸法不需要专门设备，但耗时费工。打孔称重法，常受叶片厚薄、叶龄、打孔方式及叶片含水量的影响，进而造成测定结果不准确。

长宽法是生产上普遍采用的叶面积快速简易测定方法，通过测量叶片长宽最大值，乘以经验校正系数，获得叶面积［14］。一般而言，植物类型、品种、叶形和生育期，会影响校正系数的大小。对于烟草植物，通常应用由前苏联科学家提出的0.6345作为校正系数［5］，该校正系数是基于成熟期烟草叶面积的测定所获得，是否适用于烟草幼苗期叶面积的计算，至今鲜见报道。幼苗期烟草叶片大小，不仅影响烟草成熟期的生物产量和经济产量，而且对优质烟叶外观质量和内在质量的形成具有重要影响。本文将对扫描计算法、复印称重法和长宽法进行评价，检验长宽法经验校正系数0.6345，是否适合烟草幼苗期叶面积的测定。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烟草品种为绿色包衣种子MS K326（玉溪中烟种子有限责任公司）。供试土壤为云南红壤。1.2 方法

1.2.1 烟草幼苗期生长 采用方形育苗盆钵基质育苗，营养土与蛭石按1∶1比例混匀，每个盆钵中均匀地撒入10粒烟草种子，控制温度25 ℃，光照12 h。幼苗生长至3片真叶时，移栽至下口边长5 cm、上口边长7 cm、高8 cm的盆钵中，每个盆钵装土250 g、移栽3株幼苗，成活后间苗，每盆保留1株，共36株烟草。整个生长期间，控制智能型光温培养箱（GXZ型号，宁波江南仪器厂）内温度25 ℃，光照12 h，应用称重法控制土壤含水量为最大持水量的70%～80%。烟草幼苗长至8片真叶时（58 d），采集长度大于1 cm的所有烟叶，获得246个烟草幼苗叶片样本。

1.2.2 烟草叶面积测定方法 分别应用扫描计算法、复印称重法和长宽法，按下述步骤测定烟草叶面积。①扫描计算法。用剪刀将地上部植株茎叶分开，在距离叶柄1/3处剪掉烟叶，将每株叶片按照从大到小顺序平铺于A4大小的透明胶片上，叶片间不重叠，放在扫描仪（Scan maker 3870）上，调节缩放比例为100%，用image J图像处理软件分别计算单叶叶面积。②复印称重法。将上述叶片复印到标准A4纸上，按照叶片形状剪纸，使用精度0.001的电子分析天平称重为W1（g）；同时，复印10张同样灰度的标准A4纸张，称量其总质量，计算单页复印纸质量为W2（g），面积为A（cm2）；按照下述公式计算单叶叶面积，叶面积（cm2）= W1×（A/W2）。③ 长宽法。应用精度1mm的直尺，测量每个叶片最长和最宽处叶片长宽，分别应用文献报道的校正系数0.6345或修订后的校正系数计算叶面积；计算公式如下，叶面积（cm2）=叶长×叶宽×校正系数。

按单叶叶面积（cm2）大小把246个样本分为＜10；10～30；30～50；＞50的4个等级，采用长宽法（按文献记载校正系数0.6345）、扫描计算法、复印称重法3种方法分别测量叶面积，应用统计软件SAS9.0配对样本T检验作方差分析。并对不同大小叶片依据扫描计算法与复印称重法修订后的长宽法校正系数，进行二因素（方法和叶片大小分级）方差分析。根据修订后的校正系数，计算长宽法所测定的叶面积，与扫描计算法和复印称重法所测定的叶面积，作线性回归分析。应用作图软件origin pro 8.6作图。

2 结 果

2.1 不同叶片3种测量方法间叶面积大小的比较

与叶片大小无关，采用文献报道的校正系数0.6345计算叶面积时，长宽法所测定的幼苗期烟草叶面积，显著低于扫描计算法和复印称重法（图1）。当叶面积＜10 cm2时，扫描计算法与复印称重法测定值存在显著差异，其他均不存在显著差异。

图1 扫描计算法、复印称重法和长宽法（校正系数0.6345）所测幼苗期烟草叶片叶面积的平均值Fig. 1 The average leaf areas of tobacco leaves at the seedling stage measured by scanning calculation method，photocopy weighing method and length-width method （with the correction coefficient 0.6345）

2.2 依据扫描计算法和复印称重法修订后校正系数间的相互比较

依据扫描计算法，按叶面积大小所获得的长宽法校正系数介于0.6927～0.7226，不存在显著差异（表1）；全部叶片的校正系数平均值为0.7075±0.004，与不同大小叶片的校正系数间均不存在显著差异。依据复印称重法，按叶面积大小修订后的校正系数介于0.6712～0.7211，除叶面积＜10 cm2外，均不存在显著差异；全部叶片的校正系数平均值为0.6980±0.004，与不同大小叶片的校正系数间存在显著差异。扫描计算法与复印称重法所确定的不同大小叶片的长宽法校正系数间，不存在显著差异（表1）。

相同叶片大小，依据扫描计算法和复印称重法所得的长宽法校正系数，除叶面积＜10 cm2外，不存在显著差异（表1）。

2.3 扫描计算法和复印称重法与修订校正系数后的长宽法的相关性比较

扫描计算法和复印称重法与长宽法（按修订后的校正系数0.7075和0.6980）所计算的叶面积之间的相关系数分别为0.9963和0.9966，达极显著水平；回归方程分别为Y=0.9880X和Y=0.9749X（图2）。

表1 依据扫描计算法和复印称重法所获得的长宽法校正系数的二因素方差分析Table1 Two-factor variance analysis of the correction coefficient based on two different methods

图2 扫描计算法、复印称重法与应用修订后校正系数的长宽法所测定烟草幼苗期叶面积的相关关系Fig. 2 The linear relations of seedling-tobacco leaf areas between the scanning causational method， the photocopying weighing method and the length and width method with the revised correction coefficients

3 讨 论

应用长宽法测量烟草叶面积时，校正系数的准确度直接关系到测定结果的准确性。成熟期烟草常用叶面积校正系数0.6345，最初来自于前苏联科学家对成苗期大量烟草叶片的植物学性状调查（叶长、叶宽、叶形等），并结合方格纸进行实际面积的描绘分析，该校正系数被国内一直引用至今［1，5］。不同品种烟草的叶面积校正系数间存在一定的差异，例如，长脖黄品种的校正系数为0.6497［5］，品种NC2326的校正系数为0.5900［6］。然而已有的文献报道，鲜见针对同一品种幼苗期叶面积校正系数的报道。

烟草幼苗期的生长状况直接决定整个生育期的长势优劣，叶面积是反映幼苗期烟草生长状况的重要指标之一。试验研究发现，采用文献报道的经验校正系数0.6345所测定的叶面积，均显著低于应用扫描计算法和复印称重法所测定的叶面积（表1），充分说明，应用文献报道的经验校正系数将显著低估所测幼苗期烟草叶面积。因此，快速准确地测定幼苗期烟草叶面积对于正确地指导烟草生产具有重要意义。随着计算机和扫描设备的发展，已不存在准确测定烟草叶面积的技术瓶颈。但是，由于设备和技术人员的限制，扫描计算法尚不能完全满足生产实践的需求。生产实践中仍然通过测定烟草叶片长度和宽度乘以经验校正系数来计算烟草叶面积。依据扫描计算法和复印称重法所修订的幼苗期烟草叶面积校正系数，显著高于文献报道的经验校正系数［5-6］（表1），可以更加准确地用于长宽法测定幼苗期烟草叶面积（图1）。然而，当叶面积＜10 cm2时，复印称重法所获得的校正系数显著低于扫描计算法（表1）。此外，不同大小叶片间，扫描计算法所获得的校正系数不存在显著差异，而复印称重法则存在差异（表1）。

由此提出，应用长宽法测定烟草MS K326幼苗期叶面积的校正系数应修订为0.7075，以取代之前文献报道的校正系数，方可获得相对准确的测定值。

此外，比较不同烟草品种［13，15-16］幼苗期长宽法测定叶面积的校正系数，对烟叶生产具有一定的指导意义。

［1］ 刘国顺. 烟草栽培学［M］. 北京：中国农业出版社，2005.

［2］ 周云龙. 植物生理学 ［M］. 2版. 北京：高等教育出版社，2004.

［3］ Akeburst B C. Tobacco （Second edition） ［J］. Longman press， 1981∶ 57-58.

［4］ Kasperbauer M J， Lane H C. Photomorphogenic Responses of Dodder Seedlings［J］. The Plant Cell， 1965，10（1）∶ 109-116.

［5］ 刘贯山. 烟草叶面积不同测定方法的比较研究［J］. 安徽农业科学，1996，24（2）：139-141.

［6］ Bryan W， Mullinix Ben. Comparing six models of various complexity for calculating leaf area from measurements of leaf width and length［J］. Tobacco Science， 1992， 36∶ 40-42.

［7］ 张宪政. 作物生理研究法［M］. 北京：中国农业出版社，1992：35-45.

［8］ 陶洪斌，林杉. 打孔称重法与复印称重法和长宽校正法测定水稻叶面积的方法比较［J］. 植物生理学通讯，2006，42（3）：496-498.

［9］ 柏军华，王克如，初振东，等. 叶面积测量方法的比较研究［J］. 石河子大学学报：自然科学版，2005，23（2）：216-218.

［10］ Yoshida S， Foron D A， Cock J H， et al. Laboratory Manual for Physiological Studies of Rice ［M］. Philippines∶ The International Rice Research Institute，1976∶ 83.

［11］ 朱德峰，亢亚军. 水稻叶面积测定方法探讨［J］. 上海农业学报，1996，12（3）：82-85.

［12］ 杨劲峰，陈清，韩晓日，等. 数字图像处理技术在蔬菜叶面积测量中的应用［J］. 农业工程学报，2002，18（4）：155 -158.

［13］ 李治中，谢菲，刘小梅，等. 2种常用叶面积测量方法准确性的比较研究［J］. 中国农学通报，2013，29（19）：193-197.

［14］ 郁进元，何岩，赵忠福，等. 长宽法测定作物叶面积的校正系数研究［J］. 江苏农业科学，2007（2）：37-39.

［15］ 李俊，钟英娜，郭华春. 马铃薯叶面积与产量、品质关系研究［J］. 中国马铃薯，2013，27（1）：34-37.

［16］ 柳觐，倪书邦，宫丽丹，等. 澳洲坚果叶面积测定方法比较［J］. 中国农学通报，2014，30（25）：142-147.

Revision of the Length-width Method Correction Coefficient in Measuring Leaf Area of Tobacco Plants at the Seedling Stage

ZHENG Fengjun1， HUA Nanjinqiu1， ZHANG Limeng2， LI Jiangzhou2， JI Sigui2， LIN Shan1*
（1. College of Resources and Environmental Sciences， China Agricultural University， Beijing 100193， China； 2. Extension Center of Tobacco Production Technology， Yuxi Tobacco Company， Yuxi， Yunnan 653100， China）

Leaf area is an important indicator in evaluating plant growth， which is often measured by the so-called length-width method in practice. With this method， tobacco leaves' length and width were measured and the leaf area was calculated by multiplication of the empirical correction coefficient 0.6345. However， it is rarely reported in the literature whether the coefficient is suitable in measuring tobacco leaf area at the seedling stage. 246 tobacco leaves were collected at the seedling stage and leaf areas were measured by three methods namely scanning calculation method， photocopy weighing method and length-width method. The results showed∶ （1）Using the empirical correction coefficient reported in the literature， leaf area measured by the length-width method was significantly lower than that measured by the scanning calculation method and the photocopy weighing method. （2） No significant difference was observed between the length-width method revised coefficients obtained through the scanning calculation method and the photocopy weighing method on different sizes of leaves at tobacco seedling stages. （3） The relative errors were less than 1% and 2% respectively by comparisons of leave areas measured by the scanning calculation method and the photocopy weighing method with those measured by the length-width method using the revised correction coefficient. The correlation coefficients were 0.9963 and 0.9966， respectively. Accordingly， we believe that the correction coefficient of the length-width method should be revised as 0.7075 to calculate tobacco leaf areas accurately at the seedling stage.

leaf area of tobacco plants at the seedling stage； correction coefficient； length-width method； scanning calculation method；photocopy weighing method

S572.04

1007-5119（2015）06-0013-04

10.13496/j.issn.1007-5119.2015.06.003

中国烟草总公司云南省烟草公司科技计划项目（2015YN11）

郑凤君（1991-），女，硕士，主要从事烟草栽培与病毒病预防。E-mail：zfengjunhn@163.com。*通信作者，E-mail：linshan@cau.edu.cn

2015-08-04

2015-10-12