CN113189018B

CN113189018B - 一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法

Info

Publication number: CN113189018B
Application number: CN202110395289.1A
Authority: CN
Inventors: 郭燕; 张馨方; 张树航; 李颖; 王广鹏
Original assignee: Changli Institute Of Pomology Hebei Academy Of Agriculture And Forestry Sciences
Current assignee: Changli Institute Of Pomology Hebei Academy Of Agriculture And Forestry Sciences
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2041-04-13
Also published as: CN113189018A

Abstract

本发明涉及植物生长特性评价技术领域，公开了一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法。包括如下步骤：(1)选定板栗叶片背面茸毛密度测定部位；(2)色差仪检测叶片背面颜色，获得参数L^*值；(3)叶片背面茸毛密度的确定。本发明方法依据板栗叶片背面白色茸毛密度越大其颜色越白的特性，将茸毛密度转化为颜色参数L^*值(白度值)，并结合测定方法创新，实现板栗叶片背面茸毛密度的数据化测定。本发明方法服了常规目测法主观性强、误差大的缺陷，为板栗叶片茸毛密度精准测定和准确比较提供了一种切实可靠的方法。

Description

一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法

技术领域

本发明涉及植物生长特性评价技术领域，具体涉及一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法。

背景技术

叶片背面茸毛是植物适应各种生存环境的一种形态多样的表皮附属物，对于调节植物能量平衡、抵御紫外线辐射和病原菌侵入、缓解高效率气体交换和减少水分过度蒸腾矛盾等方面起着不可或缺的作用，已有研究证实，茸毛的有无及密度均与植物的光合特性、抗病虫性、抗旱性及抗寒性等特性密切相关。

板栗(Castanea mollissima Bl.)叶片背面具有较多白色星状茸毛，其叶片背面茸毛密度是评价板栗叶片光合特性、抗病虫性、抗旱性及抗寒性等特性的一项重要指标。由于板栗叶片背面茸毛是星状茸毛，每1根主茸毛上又有2～8根茸毛分枝，每一分枝茸毛又有一定的长度和粗度，其在叶背相互压叠，导致多数主体茸毛根部被遮盖，因此无法非常容易的统计出单位叶片面积内主体茸毛和分枝茸毛的具体数量并计算茸毛密度，所以目前叶片背面茸毛密度通常使用目测法被人为判定为密、中和稀3级(见图1)。

目测法测定板栗叶片背面茸毛密度具有较强的主观性，往往会因同一样本不同人判断而评价结果不同，甚至同一样本同一人不同时间的评价结果也不同，而且，目测法测定的结果是非连续性非数据化的，在横向比较不同样本间叶片背面茸毛密度时有较大误差，这为准确评价板栗叶片光合特性、抗病虫性及抗旱性等抗逆性造成阻碍。因此科学测定板栗叶片背面茸毛密度需要一种客观准确可数据化的评价方法。但目前为止还未见有关利用精准数值来评价板栗叶片背面茸毛密度大小的方法报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法，以克服当前目测法测定板栗叶片背面茸毛密度的结果非数据化、主观性强、稳定性和重复性较差的问题，为现有技术提供一种精确评价叶片背面茸毛密度的方法。

本发明提供的一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法，包括以下步骤：

(1)选定板栗叶片背面茸毛密度的测定部位；

(2)色差仪检测叶片背面颜色，获得参数L*值，该数值L*可以利用色差仪直接读出；

(3)叶片背面茸毛密度的确定。

本发明提供的使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法步骤(1)中，所述板栗叶片为在板栗树冠外围同方向选取无病虫害、健康完整的枝条中段叶片，取3～5片。

步骤(1)中，所述枝条中段叶片，是指营养枝中段叶片；优选成熟叶片。

本发明方法的步骤(1)中，所述测定部位为叶片背面中部两叶脉间，距离主脉一定距离的叶片区域。

本发明方法的步骤(1)中，所述测定部位为叶片背面中部两叶脉间，距离主脉1.5-2.5cm距离的位置区域。

本发明方法的步骤(1)中，同一叶片不同部位间背面茸毛密度比较时，选叶尖、叶片中部、叶片基部和叶片边缘部位的叶脉间区域作为测定部位。

本发明方法的步骤(1)中，同一植株不同部位叶片间背面茸毛密度比较时，选择树冠外围同方向底部、中部、顶部营养枝中段叶片作为测量叶片；

或，同一植株同一枝条不同节位叶片背面茸毛密度比较时，选择树冠外围同方向中部营养枝不同节位的叶片作为测量叶片。

步骤(2)中，通过色差仪获得的颜色参数L^*值来比较板栗叶片背面茸毛密度，L^*值越大则茸毛密度越大。

色差仪使用前先进行校准，之后将样本叶片背面朝上平铺在试验平台上，将色差仪探头置于选定的测定部位(注意探头和叶片之间不能有缝隙，以免漏光造成读值错误)，按下测定按钮，读取屏幕上的L^*值。

色差仪测定的颜色参数L^*值为明度值，+L^*为白色方向，-L^*为黑色方向，L^*值越大表示叶片背面测定部位越白。通过颜色参数L^*值来比较板栗叶片背面茸毛密度，L^*值越大则茸毛密度越大。不同品种(系)或不同处理间比较时，可通过设置3～5次重复，对多个叶片背面颜色参数L^*值取平均值后再进行比较。

颜色参数L^*值≤50.99，茸毛密度为低；L^*值范围为51.00～55.99，茸毛密度为中；L*值≥56.00，茸毛密度为高。

本发明提供了上述方法在准确鉴定板栗叶片背面茸毛密度中的应用。

本发明还提供了上述方法在评价板栗叶片光合特性优劣，或在评价板栗抗逆性、或在板栗品种改良、育种、种植中的应用。

本发明方法适用的板栗为所有已知的板栗品种。

本发明的有益效果在于：利用色差仪测定的板栗叶片背面颜色参数L^*值来反映叶片背面茸毛密度，实现了对板栗叶片背面茸毛密度的数据化评价。相比于传统方法只能给出密、中和稀这样的非连续、非数据化的主观评价，本发明方法能通过色差仪的L*值反映叶片背面茸毛密度，呈现出的数值L*是数据化、连续化的，利于样本间精准测定和科学比较。本发明方法相比于目测法，克服了目测法主观性强、误差大的缺陷，且测定结果具有较高的稳定性和重复性，使得测定结果更为精准。

附图说明

图1为板栗叶片背面茸毛密度差异，自左至右分别为中，稀，密茸毛的板栗叶片。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中所有板栗叶片样品采集于河北省农林科学院昌黎果树研究所板栗种质资源圃，资源圃内保存有来自我国16个省市的344份品种资源。实施例中所用色差仪型号为德国ColorLite-sph 860。

若未特别说明，本实施例涉及的方法为公知方法，所用试剂、耗材均为市售可得。

实施例1

采取我国河北省农林科学院昌黎果树研究所板栗种质资源圃中10个省份的20个板栗品种的叶片为实验材料，对采集叶片材料分别采用目测法和本发明方法对叶片背面茸毛密度进行测定。分别按照以下方法进行：

1.目测法测定：

(1)样品准备

每个品种每株树冠外围同方向选取无病虫害、健康完整的营养枝中段成熟叶片3片，如此重复3次。

(2)叶片背面茸毛密度评测

由5人对每个品种的叶片背面茸毛密度进行主观评价(参考文献，张军科,李兴亮,李民吉,等.影响消费者对‘富士’苹果品质主观评价的因素分析及评价模型建立[J].果树学报,2017,34(10):1316-1322)按照少数服从多数原则将每个品种叶片背面茸毛密度评价描述为“稀”、“中”和“密”三个等级，并分别赋值为“1”、“2”和“3”。

2.本发明方法测定：

由3人各自按照下面操作步骤完成对所有样品的测定：

(1)叶片准备

随机选择每品种板栗单株树冠外围同方向选取无病虫害、健康完整的营养枝中段成熟叶片3片，20个品种的板栗，每个品种选3株，每株选取营养枝中段成熟叶片3片，共180个板栗叶片。

(2)选定叶片背面茸毛密度测定部位

不同品种(系)或不同处理间茸毛密度比较时，统一选定叶片背面中部右侧两侧脉间并距离主脉1.5～2.5厘米的一个位置区域作为测定部位。

(3)叶片背面颜色参数L^*值测定

(4)叶片背面茸毛密度比较

以每个品种的9片叶片的L^*值的平均值作为反映该品种背面茸毛密度的L^*值。

3.结果

基于两种评价方法获得的20个板栗品种(系)的叶片背面茸毛密度测定结果见表1。由表1可以看出：

(1)参试3人各自按照本发明操作测定每个品种(系)颜色参数L^*值之间的标准差均小于0.7，说明不同参试人员使用本发明方法获得的颜色参数L^*值稳定性和重复性较好，结果不会因人而异，可以客观稳定的反映板栗叶片背面茸毛密度。

(2)由参试3人各自按照本发明法操作对20个板栗品种(系)测得的颜色参数L^*值反映的叶片背面茸毛密度结果与目测法中参试5人的综合主观评价的赋值结果呈极显著正相关，相关系数分别为0.933^**、0.924^**，0.939^**，说明由色差仪测得的颜色参数L^*值可以客观准确的评价板栗叶片背面茸毛密度。

(3)目测法中参试5人的综合主观评价结果把20个板栗品种(系)划分为3级，其中低级有8个品种(系)、中级和高级分别有6个品种(系)，但各同级间不同品种茸毛密度无法进行进一步精准比较。

(4)按照本发明法获得的叶片背面颜色参数L^*值，可将20个板栗品种(系)叶片背面茸毛密度划分为大小不同的20个级别，从低到高排序为：毛栗<广西14-4<迁早1<DL-3<广西玉林11号<DL-2<黑8<东岳早丰<京暑红<山东黄棚<毛板红<魁栗<镇巴双洁<迟栗子<焦扎<双季栗<湖南黔丽<大红袍<金真晚栗<YL-1。其中广西14-4、DL-2和DL-3抗旱性较弱，其叶背L^*均值分别为47.34、50.11和49.32，茸毛密度均为稀；燕山早丰抗旱性中等，其叶背茸毛密度为中(L*为52.27)；YL-1抗旱性强，其茸毛密度为密(L*均值为61.10)。上述板栗品种的抗旱性能已在文献中得到证实(参考文献，郭燕,张树航,李颖,张馨方,王广鹏.中国板栗238份品种(系)叶片形态、解剖结构及其抗旱性评价[J].园艺学报,2020,47(06):1033-1046)。说明本发明方法可以将板栗叶片背面茸毛密度这一指标在不同品种(系)间进行横向细化比较，并将这一指标应用于板栗抗旱性评价。

(5)对比本发明法和综合评价结果可以得知，颜色参数L^*值≤50.99，茸毛密度为稀；L^*值范围为51.00～55.99，茸毛密度为中；L*值≥56.00，茸毛密度为密。

综合分析认为，板栗叶片背面白色茸毛密度不同其背面颜色参数L^*值也不同，L^*值与板栗叶片背面茸毛密度之间极显著相关，在板栗上可以利用颜色参数L^*来精准比较不同样本间的茸毛密度差异。

表1 本发明法和目测法测定的板栗叶片背面茸毛密度结果

对比例1板栗叶片测定位置不同

选择实施例1中已经测定出叶背茸毛密度结果的3个品种，由1人使用色差仪选取叶片上3个不同测定位置测定3个品种叶片背面L*值(每个品种测定9片叶)，3个不同测定位置分别是：①距离主脉1.5-2.5cm位置(本发明方法限定位置)，②距离主脉＜1.5cm位置，③距离主脉＞2.5cm位置。测定结果见表2。

由表2可知，3个板栗品种9片叶使用色差仪在距离主脉1.5-2.5cm位置测定的平均L*与实施例1中对该3个品种测定的L*基本一致，而且9个叶片测得的L*变异系数很低，均低于0.5％，而在距离主脉＜1.5cm位置和距离主脉＞2.5cm位置测得的3个品种的L*均显著低于实施例1中的该3个品种的值，而且变异系数较大(4.73％-8.45％)，说明本发明方法限定测定位置(距离主脉1.5-2.5cm位置)对于实现准确测定板栗叶片背面茸毛密度非常关键，可以确保使用色差仪获得的能够反映叶片背面茸毛密度的L*的稳定性和准确性。

表2 不同板栗叶片测定部位的叶背L*测定结果比较

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种使用色差仪评价板栗叶片背面茸毛密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选定板栗叶片背面茸毛密度的测定部位；所述板栗叶片为在板栗树冠外围同方向选取无病虫害、健康完整的营养枝中段成熟叶片，取3～5片；所述测定部位为叶片背面中部两侧脉间，距离主脉1.5cm-2.5cm位置区域；

(2)色差仪检测叶片背面颜色，获得参数L^*值；(3)叶片背面茸毛密度的确定：通过色差仪获得的颜色参数L^*值来比较板栗叶片背面茸毛密度，L^*值越大则茸毛密度越大；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，同一植株不同部位叶片间茸毛密度比较时，选择树冠外围同方向底部、中部、顶部营养枝中段叶片作为测量叶片；

3.权利要求1-2任一所述的方法在准确鉴定板栗叶片背面茸毛密度中的应用。

4.权利要求1-2任一所述的方法在评价板栗叶片光合特性优劣，或在评价板栗抗逆性中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述的抗逆性为抗旱性。

6.权利要求1-2任一所述的方法在板栗品种改良中的应用。