兩種植物葉面積測(cè)定方法比較探究

1、兩種植物葉面積測(cè)定方法比較探究摘要：采用剪紙稱重法和photoshop軟件處理法分別對(duì) 麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園內(nèi)兩種植物樂東擬單性木蘭與海桐 的葉面積進(jìn)行測(cè)定，應(yīng)用x2檢驗(yàn)分析和相關(guān)性分析對(duì)測(cè)定結(jié) 果進(jìn)行研究。結(jié)果表明，兩種測(cè)定方法的測(cè)定結(jié)果存在著顯 著的線性相關(guān)性，但photoshop軟件處理法得到的測(cè)定結(jié)果 更能反映植物葉片的真實(shí)面積，與傳統(tǒng)的剪紙稱重法相比， 更為快速、準(zhǔn)確、便捷。關(guān)鍵詞：葉面積測(cè)定'photoshop處理法；剪紙稱重法 中圖分類號(hào)：q948文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:a文章編號(hào)：1674-0432 (2010)-10-0050-20前言葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，是生態(tài)系統(tǒng)

2、中初 級(jí)生產(chǎn)者的能量轉(zhuǎn)換器。葉片性狀特征直接影響到植物的基 本行為和功能。葉面積是植物研究中的一個(gè)常用指標(biāo)，葉面 積的大小決定著光合有效輻射(photosynthetically active radiation,par)的大小，與干物質(zhì)產(chǎn)量和地上凈初級(jí)生產(chǎn)力有密切關(guān)系，反映了植物對(duì)其地理分布和養(yǎng)分條件等外界因 素的適應(yīng)策略。同時(shí)，葉面積也是影響植物生長(zhǎng)、果實(shí)發(fā)育 和品質(zhì)的重要生理和形態(tài)指標(biāo)。所以，葉面積的測(cè)定對(duì)研究 植物的生物學(xué)特性和指導(dǎo)生產(chǎn)具有重要意義。傳統(tǒng)的葉片面積的測(cè)量方法主要有網(wǎng)格法、復(fù)印稱重 法、系數(shù)法、葉面積儀器測(cè)量法等，由于傳統(tǒng)方法大多需要 手工測(cè)量，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，或者成本很高。隨

3、著計(jì)算機(jī)圖像處理技 術(shù)水平的提高，圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用到農(nóng)林業(yè)工程領(lǐng)域, 具有操作實(shí)時(shí)、結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可節(jié)省大量的人力、物力 和時(shí)間。鑒于傳統(tǒng)葉面積檢測(cè)法的缺點(diǎn)和計(jì)算機(jī)圖像處理技 術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，研究人員開始探索用圖像處理技術(shù)來檢測(cè)葉面積 的方法。本文采用掃描儀采集葉片圖像并用圖像處理軟件 (photoshop)測(cè)定兩種植物的葉面積，與傳統(tǒng)測(cè)定方法剪紙 稱重法的測(cè)定結(jié)果相比較，檢驗(yàn)圖像處理軟件photoshop測(cè) 定葉面積的可行性，試圖尋找一種更為簡(jiǎn)便、快速并能準(zhǔn)確 計(jì)算葉面積的方法，為植物生理生態(tài)研究提供服務(wù)。1試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 11試驗(yàn)材料與儀器 1. 1. 1試驗(yàn)材料2009年11月中旬

4、，在麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園內(nèi)選擇生長(zhǎng)良好、無病蟲害、整齊一致的樂東擬單性(parakmerialotungensis (chun et c h. tsoong) law) 海桐(pittosporum tobira (thunb.) ait.)葉片作為實(shí)驗(yàn)材 料。1.1.2試驗(yàn)儀器 電子分析天平、掃描儀、能夠安裝運(yùn) 行photoshop、excel等軟件的計(jì)算機(jī)、質(zhì)地均勻的紙張若干、剪刀等。1. 2試驗(yàn)設(shè)計(jì)選取不同枝條著生位置的、完整的、大小各異的樂東擬單性木蘭、海桐葉片各100片，統(tǒng)一置于封口袋中，進(jìn)行編號(hào) 記錄，帶回實(shí)驗(yàn)室稱其鮮重、葉片紙重、封口袋重以及a4紙 重，根據(jù)重量比例計(jì)算植物葉片面

5、積。同時(shí)用掃描儀將葉片 形狀按順序?qū)胗?jì)算機(jī),將得到的葉片圖像用圖像處理技術(shù)photoshop軟件測(cè)定其葉面積。最后將兩種方法得到的葉面積進(jìn)行對(duì)比分析，驗(yàn)證圖像處理技術(shù)photoshop軟件在測(cè)定 植物葉面積應(yīng)用上的可靠性1.3葉面積測(cè)定方法1.3. 1剪紙稱重法先將帶回的植物葉片用電子分析天 平分別稱其鮮重，然后將葉片在質(zhì)地均勻的a4紙上沿邊緣準(zhǔn) 確畫線并剪下，稱量其葉片紙重,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)面積(10*10cm)紙 張質(zhì)量，按照公式：，計(jì)算葉片面積。1. 3. 2圖像處理技術(shù)(photoshop軟件)先將葉片形狀用掃描儀導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，利用掃描儀獲得的植物葉片數(shù)字圖片, 采用photoshop軟件處理

6、分析并計(jì)算葉面積。本文在參照了 髙祥斌等文獻(xiàn)中的圖像處理技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況稍作了些許 改動(dòng)，具體步驟如下：運(yùn)行photoshop軟件，打開葉片圖像，用 photoshop軟件中的"磁性套索”工具選取圖片中的葉片部 分，選取“信息”選項(xiàng)，將單位設(shè)為“英寸”，接著選取“直 方圖”選項(xiàng),記錄其顯示參數(shù)中的“像素”數(shù)值，計(jì)算公式 為:葉面積二葉片像素?cái)?shù)/ 一平方英寸面積所含像素?cái)?shù)，然后 將面積換算成平方厘米。1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的整理、統(tǒng)計(jì)分析、作表和作圖均采用excel軟件 處理。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析2. 1兩種植物葉面積測(cè)定方法的結(jié)果比較用剪紙稱重法和圖像處理技術(shù)所測(cè)得的樂東擬單性木 蘭、海桐的葉面積(s)平均值見表1。由表1可知，剪紙稱重法與圖像處理法所測(cè)得的結(jié)果存 在一定差異，且樂東擬單性木蘭兩種方法測(cè)得的葉面積平均 值差異大于海桐。究其原因主要是樂東擬單性木蘭葉片較硬, 沒有海桐葉片平整、規(guī)則等。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析