潘介春，黃 幸，鄧英毅，丁 峰，徐炯志，徐石蘭，黃思婕，楊亞涵，龍薔宇，王金英，李 琳，王 穎

(廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004)

葉片是植物進(jìn)行光合作用、蒸騰作用、呼吸作用、合成有機(jī)物的重要器官，葉面積是反映植物生長發(fā)育、遺傳特性等生理生化過程的主要參數(shù)之一[1]，它對植物的光能利用、水分蒸發(fā)量、干物質(zhì)積累、收獲量及經(jīng)濟(jì)效益有顯著影響[2]。龍眼的葉片面積直接關(guān)系到光合產(chǎn)物量，影響果實(shí)的產(chǎn)量與品質(zhì)，也是設(shè)計(jì)栽培模式、制定整形修剪方案、指導(dǎo)合理密植、調(diào)整群體結(jié)構(gòu)、變量施肥和精確噴灌以獲得高產(chǎn)等的重要依據(jù)之一?；貧w方程法具有簡單、非破壞性、可活體測量的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于植物葉面積估算[3—14]。

龍眼Dimocarpus longan是重要的亞熱帶果樹之一，主產(chǎn)于中國西南部至東南部地區(qū)，以廣東最盛，福建次之[15]。目前，有關(guān)利用回歸方程法測定龍眼葉面積的研究國內(nèi)仍未見報(bào)道?！畠α肌堁凼菑V東省茂名市在二十世紀(jì)九十年代選育的龍眼新品種，是自然突變和自然淘汰形成的優(yōu)良單株[16]；‘石硤’龍眼原產(chǎn)于廣東南海，是鮮食干制優(yōu)良品種[3]。兩個(gè)品種皆為廣東、廣西主栽品種[17]。本研究利用回歸方程法測算‘儲良’和‘石硤’兩個(gè)品種葉面積。該方法首先將龍眼的一小部分葉片采摘下來，利用葉面積儀測定葉片的長度、寬度、周長、葉面積等葉形指標(biāo)，通過葉形指標(biāo)建立葉面積的回歸方程。在后續(xù)實(shí)際應(yīng)用中，可在不破壞植物葉片的情況下，用尺子測量兩個(gè)龍眼品種成熟葉片的葉長、葉寬，代入相應(yīng)的回歸方程，即可估測其葉面積，為生產(chǎn)實(shí)踐提供生長量統(tǒng)計(jì)的可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)科研基地龍眼園栽培的‘儲良’、‘石硤’兩個(gè)龍眼品種為試材，參照兩種?？浦参颷3]、7 個(gè)早熟梨品種[7]、荔枝Litchi chinensis[18]等葉面積的研究方法，在樹冠東、西、南、北隨機(jī)選擇大小不一、發(fā)育正常、生長健壯、無缺損的成熟展開的葉片作為測量樣本，每品種各取50 片，放入保鮮袋內(nèi)，防止葉片失水變形。帶回實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)清洗、晾干后測定。

1.2 方法

每品種隨機(jī)選取30 片葉用于回歸分析，分別編號后，用便攜式葉面積儀(CI-203)測定所有葉片的葉長、葉寬、葉周長和葉面積指標(biāo)。用Excel 軟件整理數(shù)據(jù)，SPSS 18.0 軟件對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)、相關(guān)性分析、回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 兩個(gè)龍眼品種葉形指標(biāo)比較

由表1 可知，‘儲良’只有葉周長、葉長/葉寬指標(biāo)大于‘石硤’，其余葉寬、葉長、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬、葉面積指標(biāo)均小于‘石硤’。分別對兩個(gè)龍眼品種的葉周長、葉長、葉寬、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬、葉面積進(jìn)行獨(dú)立樣本T 檢驗(yàn)，P 值均大于0.05，表明兩個(gè)龍眼品種的葉形指標(biāo)差異均不顯著。

表1 兩個(gè)龍眼品種的葉形指標(biāo)比較Table 1 Comparison on leaf shape indicators of two longan cultivars

2.2 兩個(gè)龍眼品種葉面積與葉形指標(biāo)的相關(guān)性

由表2 知，‘儲良’、‘石硤’的葉面積與葉周長、葉長、葉寬、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬7 個(gè)指標(biāo)之間存在極顯著正相關(guān)。兩個(gè)品種的葉面積與葉長×葉寬之間的相關(guān)系數(shù)最大。表明兩個(gè)龍眼品種的葉面積以葉周長、葉長、葉寬、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬等7個(gè)指標(biāo)均可建立較好的回歸方程。

表2 兩個(gè)龍眼品種葉面積與葉形指標(biāo)的Pearson 相關(guān)性分析Table 2 Pearson correlation analysis of leaf area and leaf shape index of two longan cultivars

2.3 兩個(gè)龍眼品種葉面積回歸方程建立

以相關(guān)性較高且極顯著的7 個(gè)葉形指標(biāo)對兩品種龍眼的葉面積進(jìn)行一元線性、對數(shù)函數(shù)、逆函數(shù)、二次方、三次方、復(fù)合函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、S 形曲線等9 種回歸方程分析，各回歸方程擬合優(yōu)度R2見表3?！畠α肌灾荛L、葉寬、葉長、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬為指標(biāo)擬合的回歸方程R2分別為0.676～0.942、0.779～0.876、0.558～0.954、0.389～0.698、0.767～0.877、0.351～0.953、0.688～0.979。‘石硤’以周長、葉寬、葉長、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬為指標(biāo)擬合的回歸方程R2分別為0.845～0.936、0.703～0.751、0.803～0.923、0.406～0.443、0.678～0.781、0.707～0.922、0.833～0.999。結(jié)果表明，以各種葉形指標(biāo)建立的葉面積9 個(gè)回歸方程，兩個(gè)龍眼品種葉面積與7 個(gè)葉形指標(biāo)之間擬合效果都較好，說明葉周長、葉長、葉寬、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬這7 個(gè)葉形指標(biāo)均可用于2 個(gè)龍眼品種葉面積的估算。但以葉長×葉寬建立的葉面積回歸方程的擬合效果最好，R2最高，且相關(guān)系數(shù)最高，說明兩個(gè)龍眼品種用葉長×葉寬為指標(biāo)建立的葉面積方程更準(zhǔn)確可靠。因此以葉長×葉寬為自變量建立9 種葉面積回歸方程，結(jié)果見表4。

表3 兩個(gè)龍眼品種7 個(gè)葉形指標(biāo)的9 個(gè)回歸方程擬合優(yōu)度Table 3 Fitting goodness of 9 regression equations for 7 leaf shape indexes of two longan varieties

表4 兩個(gè)龍眼品種基于葉長×葉寬的葉面積回歸方程Table 4 Regression equation of leaf length×wide leaf area based on two longan varieties

表5 兩品種龍眼葉面積實(shí)測值與基于葉長×葉寬回歸方程估測值比較Table 5 Comparisons between the measured values of leaf area of two longan varieties and the estimated values based on the regression equation of leaf length and leaf width

2.5 適合兩個(gè)龍眼品種總?cè)~面積的回歸方程建立與檢驗(yàn)

以‘儲良’、‘石硤’作葉面積回歸分析的60 張葉片進(jìn)行總的葉面積回歸分析，對基于葉長×葉寬的兩品種龍眼總?cè)~面積進(jìn)行回歸分析，能建立較好估測龍眼葉面積的一元線性、二次方程、三次方程、冪函數(shù)。結(jié)果表明，一元線性、二次方程、三次方程、冪函數(shù)的R2都較高，能較好地估測龍眼葉面積(表6)，其中冪函數(shù)R2最高。分別用兩品種龍眼剩下的各20 片葉的實(shí)測值與總的葉面積方程估測值進(jìn)行可靠性檢驗(yàn)(表7)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)龍眼品種基于葉長×葉寬所得的四個(gè)回歸方程葉面積估測值與實(shí)測值之間均呈極顯著相關(guān)，基于葉長×葉寬的冪函數(shù)方程所得的葉面積估測值與實(shí)測值均差和誤差率最小，精度最高，且估測值與實(shí)測值相關(guān)系數(shù)最大(r=0.992)，較適合用于龍眼葉面積估測。因此冪函數(shù)方程y=0.869x0.988能用來模擬或預(yù)測基于葉長×葉寬的兩品種龍眼葉面積。

表6 兩個(gè)龍眼品種基于葉長×葉寬的葉面積總回歸方程Table 6 Total regression equation of leaf area for two longan varieties based on leaf length×leaf width

表7 兩品種龍眼總?cè)~面積的實(shí)測值與基于葉片長×葉寬回歸方程的估測值比較Table 7 Comparisons between the measured total leaf area of two longan varieties and the estimated value based on the regression equation of leaf length×leaf width

3 討論

葉面積儀(CI-203)為便攜式激光葉面積儀，可直接測量葉片長度、寬度、周長、葉面積等葉形指標(biāo)，為實(shí)測值，但測量時(shí)操作要求較為嚴(yán)格，且測量位點(diǎn)需保持一致。若操作不規(guī)范，或者每次測量位點(diǎn)不一致，所測葉片長度、寬度、周長、葉面積等葉形指標(biāo)有較大誤差。單獨(dú)使用葉面積儀測定葉面積時(shí)采摘的大量葉片會直接破壞樹體，不利于樣本植株生長，且需大量測量葉面積指標(biāo)時(shí)操作較麻煩。利用回歸方程法測算葉面積，只需采摘樹體小部分葉片，通過樣本的葉形指標(biāo)計(jì)算出最優(yōu)的葉面積模擬回歸方程。在后續(xù)實(shí)際應(yīng)用中，無需破壞樹體，直接通過直尺或軟尺等較易操作的測量工具測量葉長和葉寬指標(biāo)，代入已測算出來的誤差最小的葉面積回歸方程，得到葉面積的估算值。因此，回歸方程法測算葉面積與葉面積儀測量葉面積比較，前者操作方法更簡便省時(shí)，為后續(xù)長期大量測量葉面積數(shù)據(jù)提供了更為簡便省時(shí)的測算方式。

本研究表明，‘儲良’和‘石硤’兩品種龍眼的葉面積與其葉周長、葉長、葉寬、葉長/葉寬、葉寬×葉寬、葉長×葉長、葉長×葉寬之間均呈極顯著相關(guān)，且葉面積與基于葉長×葉寬的回歸方程估算值相關(guān)系數(shù)最大?；谏鲜? 個(gè)葉形指標(biāo)建立的一元線性、對數(shù)函數(shù)、逆函數(shù)、二次方程、三次方程、復(fù)合函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、S 形曲線等9 種葉面積回歸方程的擬合優(yōu)度R2均達(dá)極顯著水平，表明7 個(gè)葉形指標(biāo)的9 個(gè)回歸方程均可用于估算‘儲良’和‘石硤’的葉面積?；谌~長×葉寬建立的9 種葉面積回歸方程R2均最高，擬合效果最好，與前人的研究等相似[8—9,11—14]。因此，葉長×葉寬可作為葉面積估測的首選指標(biāo)。

基于葉長×葉寬建立的9 個(gè)葉面積回歸方程的驗(yàn)證分析表明，‘儲良’和‘石硤’以冪函數(shù)方程所得的R2較高，且葉面積估測值與實(shí)測值誤差最小，精度最高。因此，基于葉長×葉寬的兩個(gè)品種龍眼葉面積指標(biāo)的冪函數(shù)方程可作為其葉面積估測優(yōu)先選擇的模型?！畠α肌汀垺瘜?yīng)的較為精準(zhǔn)的葉面積回歸方程分別為y= 0.751x1.006和 y= 0.986x0.973。

對基于葉長×葉寬適合兩個(gè)龍眼品種總?cè)~面積估測的模型進(jìn)行分析，結(jié)果表明，一元線性、二次方程、三次方程、冪函數(shù)都有較高的擬合優(yōu)度R2，且均差和誤差率較小，精確度高，能較好估測葉面積。故基于葉長×葉寬的一元線性、二次方程、三次方程、冪函數(shù)都可用于估測兩個(gè)龍眼品種的葉面積，其中冪函數(shù)均差和誤差率最小，估測精確度最高，較適于估測龍眼葉面積。因此，適合這兩個(gè)品種龍眼的葉面積冪函數(shù)方程為y=0.869x0.988。

本研究提出的回歸方程適用于‘儲良’和‘石硤’兩個(gè)龍眼品種，是否適合龍眼其他品種還需進(jìn)一步驗(yàn)證。建立葉面積回歸方程后，在實(shí)際應(yīng)用中，可在不破壞植物葉片的前提下，測定兩龍眼品種成熟葉片的長、寬，代入相應(yīng)的回歸方程中估測其葉面積。