板栗叶片颜色最佳色差仪参数确定

郭燕，张树航，李颖，张馨方，王广鹏

（河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北 昌黎 066600）

叶片为植物进行光合作用的重要器官，其颜色反映了植物的内在生理功能和生长状态。叶片颜色受植物品种、营养状况以及生长环境等多个因素的影响，是植物内部生理机制与外界环境因素相互作用的结果[1]，因此，在植物资源评价以及植物生长状态和病虫害检测与诊断等相关研究中具有重要的信息价值[2]。

目前，板栗叶片颜色通常采用目测法，参照《植物新品种特异性、一致性、稳定性测试指南（板栗）》（LY/T 1851—2009）[3]被判定为黄绿色、绿色和深绿色。目测法观测叶片颜色虽然方便、快捷，但具有较强的主观性，且目测结果是非连续性、非数据化的，较难实现不同样本间叶片颜色差异的横向比较，这对叶片颜色在板栗资源评价，以及叶片颜色与板栗抗逆性和环境适应性关系等方面的研究造成阻碍。采用分光光度计测定叶片叶绿素含量虽然可以实现叶片颜色测量结果的数据化，但是费时、费力。利用色差仪测定植物叶片颜色不仅方便、快捷，而且可以实现观测结果的数据化，该技术已经在蔬菜、观赏林木和花卉研究上得到了广泛运用[4～8]。但截至目前，利用色差仪测定板栗叶片颜色的应用尚未见报道。

以来自10 个省（市）的240 份板栗资源的成熟叶片为试材，利用色差仪测定叶片正面的6 个颜色参数，比较这些颜色参数在品种内和品种间的变异情况，以期筛选出合理可靠的评价板栗叶片颜色的最佳参数，为板栗遗传多样性、资源评价、抗逆性评价等相关研究提供方法参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

参试板栗资源共有240 份，来自河北、山东、北京、湖北、湖南、江苏、浙江、安徽、陕西和广西计10 个省（市） （表1），均种植于河北省农林科学院昌黎果树研究所板栗资源圃。

表1 240 份板栗资源的编号及其名称Table 1 Name and number of 240 chestnut resources

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 2020 年7 月15 日每份资源均选取树龄一致、生长发育良好的成年树3 株，在植株外围中部东、南、西、北4 个方向各采集2 片叶进行指标测定。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 叶片颜色参数。利用SPH 860 色差仪（德国Colorlite 公司）测定叶片正面主脉与叶缘中间位置两侧脉间区域，采用CIE Lab 表色系统测定叶片的明度值 （L*）、红度值 （a*）、黄度值 （b*）、色差值（Eab*）、色度值 （c*） 和色调角 （h*） 6 个参数。其中，L*是衡量色彩明暗程度的指标，其值越大，表示表面越亮；a*是衡量红绿程度的指标，其为正值时表示偏红色，为负值时表示偏绿色，绝对值越大表示红色或绿色越深；b*是衡量黄蓝程度的指标，其为正值时表示偏黄色，为负值时表示偏蓝色，绝对值越大表示黄色或蓝色越深；c*越大，颜色越纯；h*从0 到180°依次表示紫红色（0°）、红色、橙红色、橙黄色、黄色（90°）、黄绿色、绿色、蓝绿色（180°）。

1.2.2.2 叶绿素含量。采用80%丙酮直接浸提法[9]测定叶绿素含量。

1.2.3 数据处理与分析 采用Excel 2010 软件对试验数据进行统计与分析，使用SPSS 20.0 软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 板栗叶片正面最佳颜色参数的确定

测定结果（表2）显示，b*和c*的品种间变异系数较大（分别为21.91%和20.20%），但是其符合一致性要求（品种内|CV|＜10%）的品种数占试验品种总数的比例较低（分别为62.08%和67.50%），说明b*和c*在品种内一致性较差，故不宜选作最佳颜色参数；Eab*和h*的品种内一致性符合率均达到100%，但是其在品种间的变异系数较低（均＜3.5%），说明Eab*和h*在品种间无显著差异，故也不宜选作最佳颜色参数；L*和a*的品种内一致性符合率均达到95%以上，且品种间的变异系数也均达到10%以上，因此，可以将L*和a*分别选作表示板栗叶片明暗程度和绿色程度的最佳颜色参数。

表2 板栗叶片正面颜色参数在品种内和品种间的变异情况Table 2 Variation of adaxial surface color parameters of chestnut leaves within and among varieties

2.2 板栗叶片正面颜色参数a*与叶绿素含量的相关性

240 份板栗资源的叶片叶绿素含量与叶片正面颜色参数a*呈极显著负相关，相关系数为-0.557。说明叶片正面颜色参数a*可在一定程度上反映叶片的叶绿素含量。这进一步证明，a*被选作表示板栗叶片绿色程度的最佳颜色参数具有一定的科学性。

3 结论与讨论

利用色差仪测定板栗叶片颜色不仅方便、快捷，而且可以实现观测结果的数据化，但是由于测得的颜色参数较多，有些颜色参数用在板栗叶片颜色测定上具有统计学意义，而有些颜色参数不具有统计学意义，如果将色差仪测得的所有颜色参数都运用在板栗资源评价、病虫害检测等相关研究中，则会增加分析问题的复杂性或产生认识偏差。因此，需要用科学的方法筛选出适于板栗叶片颜色观测且具有统计学意义的最佳颜色参数。用于植物研究的有效性状需要同时满足2 个条件：一是该性状在品种内的稳定性要好，即：以品种内变异系数＜10%作为检测该性状在品种内稳定的标准，当符合一致性要求的品种数占试验品种总数的比例＞95%时，则认为该性状在品种内的稳定性好；二是该性状在品种间要有明显差异，即：品种间的变异系数＞10%，则认为该性状在品种间具有明显差异[10]。沈凤等[10]利用这种筛选条件确定了C*为切花菊的最佳颜色参数。本研究中运用这种筛选条件，确定了L*和a*分别为表示板栗叶片明暗程度和绿色程度的最佳颜色参数。相关性分析结果表明，板栗叶片正面a*与叶绿素含量呈极显著负相关，即a*越小（绝对值和绿色程度越大），叶绿素含量越高，说明叶片正面颜色参数a*也可以在一定程度上反映叶片的叶绿素含量，这进一步证明a*被选作表示板栗叶片绿色程度的最佳颜色参数具有一定的科学性。但L*是否与某种叶片性状如叶片上表皮角质层厚度具有相关性，尚有待进一步研究。