周先林 樊丹 朱艷梅 張淑霞 香迎春

摘要：采用格子法進(jìn)行西瓜葉面積測(cè)算，對(duì)葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬，產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)及田間留葉量的相關(guān)性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：西瓜葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬存在顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.971；西瓜產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)在一定范圍內(nèi)緊密相關(guān)，當(dāng)葉面積指數(shù)為1.8時(shí)，產(chǎn)籽量達(dá)到最大值，同時(shí)根據(jù)田間最佳葉面積指數(shù)，估算出植株留葉量。

關(guān)鍵詞：西瓜；產(chǎn)籽量；葉面積指數(shù)；留葉量

葉面積指數(shù)(1eaf area index，LAI)作為進(jìn)行植物群體和群落生長(zhǎng)分析的一個(gè)重要參數(shù)，反映了植物葉面的數(shù)量變化，能定量描述植物群體水平上葉片的生長(zhǎng)和葉片密度的變化，為植物群體和群落生長(zhǎng)的定量分析提供了途徑。是反映作物長(zhǎng)勢(shì)與預(yù)報(bào)作物產(chǎn)量的一個(gè)重要農(nóng)學(xué)參數(shù)。制種西瓜產(chǎn)籽量與種植密度、每株留葉量及主蔓長(zhǎng)度等密切相關(guān)。本文利用西瓜群體葉面積的簡(jiǎn)單估算方法，對(duì)葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬，產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析，并根據(jù)最佳葉面積指數(shù)，估算出植株的留葉量，旨在為制種西瓜的合理密植和田間科學(xué)管理提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試西瓜品種為西域神話。由國(guó)家瓜類(lèi)工程技術(shù)研究中心、新疆西域種業(yè)股份有限公司選育。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在新疆昌吉市佃壩鄉(xiāng)黎明一隊(duì)國(guó)家瓜類(lèi)工程技術(shù)研究中心制種基地內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)地土質(zhì)為砂壤土，土壤肥力中上等。株行距為20cmx140cm，667m²定植2300株；采用單蔓整枝，1株1瓜，主蔓第2朵雌花留瓜。生長(zhǎng)期間，田間栽培技術(shù)按常規(guī)栽培統(tǒng)一進(jìn)行。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1

葉面積指數(shù)測(cè)定在果實(shí)膨大期隨機(jī)摘取20片葉，測(cè)定其葉長(zhǎng)和葉寬，使用格子法估算出葉面積，測(cè)葉板每格1cm，計(jì)數(shù)時(shí)葉片邊緣部分超過(guò)格子的1/2算1整格，小于12不計(jì)，建立葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬的相關(guān)性方程。同時(shí)，隨機(jī)選取20株，每株任選5片葉測(cè)定葉長(zhǎng)和葉寬，并記錄每株總?cè)~片數(shù)量，根據(jù)葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬的相關(guān)性方程求出每片葉的面積。按以下公式計(jì)算出葉面積指數(shù)：

葉面積指數(shù)(LAI)=單位土地面積上的葉面積/m²/單位土地面積/m²

同時(shí)，根據(jù)田間最佳葉面積指數(shù)，對(duì)單株最佳留葉量進(jìn)行測(cè)算。

1.3.2產(chǎn)籽量測(cè)定收獲期測(cè)定對(duì)應(yīng)20株的單瓜產(chǎn)籽量，按667m²定植2300株計(jì)算。分別折算成

667m²產(chǎn)籽量。

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003、SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析和作圖。

2結(jié)果與分析

2.1葉面積與葉長(zhǎng)×葉寬的相關(guān)性

將葉長(zhǎng)和葉寬的乘積與所測(cè)得的實(shí)際葉面積進(jìn)行回歸分析(圖1)，得出葉長(zhǎng)和葉寬的乘積與葉面積的直線回歸方程：y=0.001+0.331x(r=0.971，t=17.226^**)。從檢驗(yàn)結(jié)果看，西瓜葉面積與葉長(zhǎng)和葉寬的乘積之間關(guān)系密切，達(dá)極顯著水平，可以通過(guò)量取西瓜葉長(zhǎng)和葉寬的乘積估算葉面積。

2.2產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的相關(guān)性

2.2.1產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的數(shù)量特征對(duì)西瓜產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的數(shù)量特征對(duì)西瓜產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的數(shù)量特征進(jìn)行描述統(tǒng)計(jì)分析(表1)，可知產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的數(shù)量特征在樣品間存在著廣泛的變異。產(chǎn)籽量變異系數(shù)較小，為17.81％，主要集中分布在15.5-23.4kg·667m^-2，此區(qū)間的樣本數(shù)量占總樣本數(shù)量的70.0％：葉面積指數(shù)變異系數(shù)較大，為21.64％，主要集中于1.41～1.92，此區(qū)間的樣本數(shù)占總樣本數(shù)的75.0％：產(chǎn)籽量和葉面積指數(shù)所選樣本的卡方值均小于x²0.05=1.1，總體服從正態(tài)分布。

2.2.2產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的相關(guān)性分析葉片是植物光合作用的主要器官，植株葉片的大小和數(shù)量的多少與光合作用關(guān)系極大，葉面積指數(shù)越大，利用光能就越充分，光合產(chǎn)物就高，反之就少。將西瓜

的葉面積指數(shù)與其產(chǎn)籽量進(jìn)行模擬分析(圖2)，可得出產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)的關(guān)系模型為：y=-31.988x²+114.957x-78.323，r=0.968；經(jīng)F檢驗(yàn)，F(xiàn)=94.741>F0.01，達(dá)到極顯著水平，表明西瓜產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)具有極顯著相關(guān)關(guān)系。

通過(guò)對(duì)模擬方程求偏導(dǎo)數(shù)，得出當(dāng)x=1.8時(shí)，y曲線達(dá)到最大值，即此時(shí)產(chǎn)籽量最高。說(shuō)明在一定范圍內(nèi)，單位面積西瓜產(chǎn)籽量隨葉面積指數(shù)的增大而提高，當(dāng)葉面積指數(shù)增大到某一點(diǎn)時(shí)，產(chǎn)籽量達(dá)到最大值；若葉面積指數(shù)繼續(xù)增大，產(chǎn)量反而降低。這是由于當(dāng)田間葉面積指數(shù)過(guò)大時(shí)，葉片之間相互遮蓋得不到充足陽(yáng)光。植株光合作用效率降低，同時(shí)自身養(yǎng)分消耗增加，造成單株產(chǎn)籽量降低，導(dǎo)致單位面積產(chǎn)量下降。

2.3葉面積指數(shù)與田間留葉量的相關(guān)性

2.3.1

葉面積指數(shù)與單株最佳葉面積相關(guān)性分析根據(jù)圖2可得出西瓜的最佳葉面積指數(shù)(LAI)=1.8，說(shuō)明西瓜田間最佳留葉群體總面積約是栽培面積的1.8倍。也就是說(shuō)該試驗(yàn)品種在株行距配置為20cmx140cm，667m²定植2300株，單蔓整枝的情況下，667m²保留1.8×667m²=1200.6m²的葉面積為最佳值，由此推算出：

單株最佳葉面積/m²=1.8×單位面積/m²/單位面積種植株數(shù)/株=1.8×667/2300=0.522

2.3.2葉面積指數(shù)與單株留葉量的相關(guān)性分析根據(jù)西瓜田間的單株最佳葉面積，可以用隨機(jī)量取實(shí)際單株葉長(zhǎng)和葉寬乘積的辦法，由直線回歸方程y=0.001+0.331x，求出單葉面積的估算值，利用以下公式，即可求出單株最佳葉片數(shù)量：

單株最佳留葉量/片=單株最佳面積 /m²/0.001=0.331/m²

根據(jù)在膨瓜期隨機(jī)摘取的20片葉，測(cè)定其葉長(zhǎng)和葉寬乘積的平均值為0.0403m²，利用以上公式可推算出該品種在試驗(yàn)栽培密度下的單株最佳留葉量為36片葉。

3討論與結(jié)論

葉面積指數(shù)作為研究植物群體結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，研究制種西瓜葉面積指數(shù)可以為合理栽培和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。葉片是光合作用的主要器官，植株葉片的大小和數(shù)量的多少與光合作用的關(guān)系極大，合理的葉面積是充分利用光能、保證植物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要條件。本試驗(yàn)采用格子法估算葉面積，在精度與準(zhǔn)確度上可能與實(shí)際葉面積存在一定的誤差。

葉面積指數(shù)的測(cè)定方法有多種，間接測(cè)量的方法是測(cè)量葉面積指數(shù)的重要手段。通過(guò)系數(shù)法間接測(cè)定西瓜葉面積，再計(jì)算葉面積指數(shù)，對(duì)研究西瓜葉面積指數(shù)的動(dòng)態(tài)變化具有重要意義。但由于西

瓜品種不同，葉片的形態(tài)特征不一。不能用統(tǒng)一的回歸方程或系數(shù)測(cè)算葉面積。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體西瓜品種建立葉面積與葉長(zhǎng)和葉寬之積的相關(guān)性模型，以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。

在一定的葉面積指數(shù)范圍內(nèi)，葉面積的增加與產(chǎn)量形成的關(guān)系成正相關(guān)，即單位面積產(chǎn)量隨葉面積指數(shù)的增加而提高。當(dāng)葉面積指數(shù)超過(guò)某一限度時(shí)，產(chǎn)量反而下降。本研究結(jié)果表明，葉面積指數(shù)與產(chǎn)籽量間存在極顯著相關(guān)性，當(dāng)葉面積指數(shù)為1.8時(shí)，其產(chǎn)籽量最高，推算出單株留葉量為36片葉，說(shuō)明試驗(yàn)品種在此葉片密度下能最大限度地利用光能和土地。

本試驗(yàn)僅對(duì)產(chǎn)籽量與葉面積指數(shù)及留葉量的相關(guān)性進(jìn)行了分析，對(duì)于葉面積指數(shù)與光合強(qiáng)度的關(guān)系，以及如何進(jìn)一步提高植株的凈同化率(NAR)等問(wèn)題，有待今后進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]汪耀富，高華軍，邵孝侯，等.烤煙葉面積指數(shù)增長(zhǎng)的優(yōu)化模型研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005(10)：42-45.

[2]王希群，馬履一，賈忠奎，等.葉面積指數(shù)的研究和應(yīng)用進(jìn)展[J].生物學(xué)雜志，2005，24(5)：537-541.

[3]薛利紅，曹衛(wèi)星，羅衛(wèi)紅，等.光譜植被指數(shù)與水稻葉面積指數(shù)相關(guān)性的研究[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，28(1)：47-52.

[4]劉保才，李建釗，李才華，等.西瓜群體葉面積指數(shù)與田間最大留葉量分析[J].中國(guó)西瓜甜瓜，2004(3)：14-16.

[5]徐小利，趙衛(wèi)星，常高正，等.西瓜產(chǎn)量與葉面積指數(shù)的相關(guān)性分析[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010(7)：84-85.

[6]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，中國(guó)蔬菜栽培學(xué)[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社，1987，131-134.

[7]唐延林，王秀珍，王福民，等.農(nóng)作物L(fēng)AI和生物量的高光譜法測(cè)定[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004，3(11)：100-104.

[8]吳偉斌，洪添勝，肖磊，等.葉面積指數(shù)測(cè)試系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真與構(gòu)建[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，27(6)：480-484.

[9]劉鐵梅，曹衛(wèi)星，羅衛(wèi)紅，等.小麥葉面積指數(shù)的模擬模型研究[J].麥類(lèi)作物學(xué)報(bào)，2001，21(2)：38-41.

[10]宋吉清，崔愛(ài)娜，孫玉君，等.西瓜葉面積測(cè)量方法的研究[J].中國(guó)果菜，2002(6)：12.

[11]吳偉斌，洪添勝，王錫平，等.葉面積指數(shù)地面測(cè)量方法的研究進(jìn)展[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，26(2)：270-275.