全 文 ：ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.23No.52007May
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叶片是唐菖蒲光合作用与水分蒸腾的主要器官，
其面积的大小影响着切花质量及球茎产量。唐菖蒲株
体叶片性状成为群体调控与栽培管理的重要依据。矫
正系数法（K值法）为目前测定作物叶面积最为简便
的方法[1,2]，亦有学者如高志红、艾军、邹伟等探索利用
回归方程方法求算叶面积[3]。前者用长径(L)?宽径
(W)?矫正系数(K值)求得叶面积(LA)，但其关键是叶
面积矫正系数（K值）的确定。后者是应用回归统计
法，统计出两个品种叶长、叶宽和叶面积的相关关系，
获得叶长?叶宽与叶面积的回归方程。利用图像处理
技术可提供精准的叶面积（S）[4]，以此为基础，可获得
更确却地矫正系数（K值）和叶面积回归方程。唐菖蒲
作为一种植株形体、品质要求严格的观赏植物，至今
尚未见到有关唐菖蒲叶面积矫正系数（K值）估测方
法或回归方程法的报道。本文对冀北高原种植的唐菖
蒲叶面积的测定方法进行了研究，以期为唐菖蒲叶面
积的测定和田间诊断提供方法依据。
1材料与方法
1.1材料
试验于2006年在张家口市河北农业大学张北实
验站（北纬 41°09，东经 114°42；海拔 1430米）进
行，土质为栗钙土，土层厚度60cm，耕作层含砾石
13%，土壤含有机质26.4g/kg,全N1.71g/kg,有效P
11mg/kg，速效K90.0mg/kg，pH7.7[5]。供试的唐菖蒲
图像处理技术在唐菖蒲叶面积测定中的应用
石景荪,左启华,张 涛,张立峰,边秀举
（河北农业大学，保定071001）
摘 要:以数码相机结合 Photoshop软件实测的唐菖蒲(GladiolushybridusHort)叶面积为参照,用不同
叶位叶片的长径(L)和宽径(W)求得唐菖蒲叶面积的矫正系数和回归方程。以矫正系数(K)法求算叶
面积:品种“桃红”LA=0.65LW,品种“玫瑰粉”LA=0.71LW;回归方程法求算叶面积:“桃红”LA=0.58×
L×W+7.02,“玫瑰粉”LA=0.69×L×W+1.58。经方差分析比较证明,应用回归方程法计算的叶面积
比用矫正系数法更为可靠。
关键词:唐菖蒲(GladiolushybridusHort);数码相机;Photoshop;叶面积矫正系数;回归方程
中图分类号:S682.2+4 文献标识码:A
AStudyontheLeafAreaMeasurementofGladioluswithTechnologyofImageManipulation
ShiJingsun,ZuoQihua,ZhangTao,ZhangLifeng,BianXiuju
(HebeiAgriculturaluniversity,Baoding071000)
Abstract:WiththeleafareaofGladiolusmeasuredbydigitalcameraandPhotoshopsoftwareasarefer-
ence,thecorectioncoeficientandregressionequationweregainedbycalculatinglongdiameters(L)and
shortdiameters(W)ofGladiolusleaves.Accordingtothemethodofleafareacorectioncoeficient,thee-
quationforbothred-peachandpink-rosewereLA=0.65LWandLA=0.71LW,respectively.Theregression
equationofred-peachandpink-rosewereLA=0.58×L×W+7.02andLA=0.69×L×W+1.58,respectively.
Theresultofvarianceanalysisrevealedthatregressionequationmethodcouldgiveamorereliableresult
thanLeafareacorectioncoeficientmethodfortheleafareameasurement.
Keywords:Gladiolus(GladiolushybridusHort),Digitalcameras,Photoshop,LeafareaCorectioncoefi-
cient,Regressionequation
基金项目:河北省科学技术研究与发展计划（06220901D）。
第一作者简介:石景荪，女，1981年出生，河北栾城人，在读硕士研究生。E-mail:shijingsun@163.com，通信地址：071000河北省保定市河北农业大学（西校
区）园林与旅游学院研究生。
通讯作者:边秀举，女，1963年出生，河北献县人，博士，教授，主要从事草坪科学与管理研究。E-mail:bianxj@hebau.edu.cn。
收稿日期:2007-02-10，修回日期：2007-03-11。
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选择了宽叶与窄叶两个典型品种：玫瑰粉（窄叶）、桃
红（宽叶），于5月10日播种,桃红属于中花品种多为
7~8片叶，玫瑰粉属于晚花品种多为9片叶，桃红自8
月15日抽穗后取植株进行叶面积测定，玫瑰粉自8
月底抽穗后进行叶面积测定。使用Sony数码相机，照
相分辨率设定 1600*1200，图像处理软件采用
Photoshop。
1.2测定项目及方法
唐菖蒲的大部分叶片（除苞叶外）从基部伸出，互
生，相邻两叶片基部相互重叠，叶片呈剑型，在每个叶
片的中部都有一个比较明显的宽径。鉴于此，参考禾
谷类作物的方法，K=LA/（L×W），用直尺分别测定每
个叶片的长径（L）和宽径（W），再用数码相机结合图
象处理技术[6]获得叶面积（S）。桃红取36株，玫瑰粉
取 30株，对不同叶位叶片分别取三个位点 Li（L1、
L2、L3）（图1以第三片叶为例）来测量其长径，L1为
从叶尖到植株基部的长度，L2为从叶尖到该叶片露
出基部的长度，L3为从叶尖到本叶片完全露出基部
的长度。宽径（W）是测量叶片最宽处。之后求算各叶
位叶片的3个长径对应的Ki值，用回归统计法求得
叶面积回归方程，并从3个位点中寻求最佳测量位
点，以寻找合适的叶面积计算方法。
数据处理：数据资料采用Excel2000和SAS9.0数
据分析系统处理。
2结果与分析
2.1矫正系数法对叶面积估算效果分析
两个品种各叶位的宽径（W）、三个位点的长径
图1唐菖蒲植株示例
注:“一”为第一苞叶,“二”为第二苞叶,下同。表中数据分别为两个品种各叶位实测数据的平均值,K值为各叶的平均值,小写字母表0.05水平显
著,大写字母表示0.01水平极显著。
表1两个唐菖蒲品种各叶位宽径、不同位点长径、面积及相应K值
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（L1、L2、L3），由数码相机拍照后经图像处理技术标
定的叶面积（S）以及按矫正系数法求得的 K值（K1、
K2、K3）列于表1。
2.1.1不同叶位叶片 K值的变化 由图2可见，两个
品种不同叶位叶片的Ki值变化具有相同的趋势，不
同叶位间的K值，以K2变化最为平稳。从第二个位
点量取的长径（L2）所得的K值代表性最佳,其桃红变
化范围在 0.59～0.77之间、玫瑰粉在 0.64～0.82之
间。
统计分析（表 1）表明，不同叶位之间的 Ki值存
在着显著甚至是极显著差异，因而可根据K值的不
同，将唐菖蒲不同叶位叶片的K值进行分组，然而表
1分析表明每组叶片中包含有基部、中部甚至顶部叶
片，分组界限不清晰，无明显的分组规律，因此分组求
得K值[7]已无意义。
2.1.2叶面积矫正系数 K值的确定 由于存在3个叶
片长径测量位点，而且不同叶位间的K值存在不同
程度的差异，故将两品种所有叶片的K值加权平均
作为各自统一的矫正系数K。根据K值和所测量的
叶片长宽分别计算每个叶位叶片地叶面积。将计算得
到的叶片面积和测量到的真实叶片面积作相关性分
析、决定系数分析、以及计算值与实测值差值的平方
和列于表2。表2表明，“桃粉”与“玫瑰红”的L2位点
的叶面积计算值与实测值的相关系数最高，分别为
0.9953、0.9938，其差值平方和最小，为 12900和
5372，分别比L1、L3位点低 77.3%~86.2%，69.5%~
85.0%。即用K2值计算得到的叶面积与实测的叶面
积符合程度更高更精确。
图2不同叶位叶片、不同位点长径的K值变化
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对两个品种K2值进行方差分析，表明差异极显
著，因此建议桃红（宽叶）使用K=0.65，玫瑰粉（窄叶）
使用K=0.71。
2.2回归方程法对叶面积估算效果分析
以叶片长径（L）乘宽（W）为自变量的实测叶面积
（S）为因变量，求得理论叶面积（LA）与叶片长、宽的
回归关系如表3。
由表3可见，无论桃红还是玫瑰粉品种，由叶片
长径各位点测值所求方程的 R2都达到极显著水平
（DF=300时，r0.01=0.148），但是长径（L2）所得到的
回归方程的决定系数 R2最高，都在 0.96以上，离回
归标准误最小。因此，从叶尖到本叶片露出基部量取
的长度（L2）所得的回归方程代表性最佳。经过对两
个品种回归系数比较的假设检验，得知两个品种直线
回归方程差异极显著，不能用统一的回归方程。因此
建议桃红用 LA=0.58×L×W+7.02，玫瑰粉 LA=0.
69×L×W+1.58。
2.3矫正系数法与回归方程法的比较
比较矫正系数法与回归方程法这两方法的可靠
性，由表2和表3比较证明，利用回归方程法得到的
计算叶面积更接近于实测叶面积，其离回归平方和比
由K值计算得到的叶面积与实测叶面积之差的平方
和小2.5%~40.4%，因此回归系数法可以更真实地反
映叶片的真实情况，于科研、生产更有指导意义。
3结论与讨论
唐菖蒲是重要的花卉作物，在中国辽宁和云南均
有大面积种植，但目前还未见到唐菖蒲叶面积测定方
法。由于唐菖蒲叶片剑形，类似于禾本科作物，故借鉴
前人测量叶片面积的经验基础上[8~13]对两个唐菖蒲品
种进行了初步研究表明，取叶尖到本叶片露出基部量
取的长度（L2）得到的叶面积符合程度最高；不同叶位
叶片间叶面积矫正系数K值变化分组无规律；对两
个品种做加权平均分别得到统一的 K值：桃红 K=
0.65，玫瑰粉K=0.71。应用回归方程法得到叶面积的
线性回归方程：桃红 LA=0.58×L×W+7.02、玫瑰粉
LA=0.69×L×W+1.58。经比较两种方法表明用回归
方程法计算出的结果比用矫正系数法准确性和精确
性更高。
本文实测叶面积采用数码相机结合图像处理软
件所得，相对于印相重量测定法、打孔测定法、排水量
测定法、称重法、绘图法、定积分法[4]等方法更为准
确；相对于叶面积仪法，仪器故障率和成本更低。本文
比较了两种叶面积求算方法，回归方程法的准确性和
精确度都优于矫正系数法，然而，叶片长度和宽度的
测度均为叶面积求算的基础，本文采用了叶型差异较
大的两个品种为例，它们难能代表所有唐菖蒲品种。
经分析桃红叶片长宽比(L2/W)范围在 6~23、平均为
13，玫瑰红分别为8～35和16，因此建议在叶片叶型
与本文中两个品种相似的其他品种也可以使用本研
究得到的回归方程或K值。
表2两品种的加权平均K值及计算值与实测值相关性分析
注:字母AB表示两个品种差异极显著。
表3两个唐菖蒲品种不同位点叶面积回归方程、决定系数及离回归标准误
注:**表示相关性极显著。
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（责任编辑：秦守亮）
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