全 文 ： ２０１３年 第４２卷 第５期 中 国 南 方 果 树
基于图像处理技术的杧果叶面积非损伤估测技术初探
赵 英，付海天，黄国弟，周俊岸，李日旺，莫永龙，陈豪军，张 宇
（广西壮族自治区亚热带作物研究所，南宁，５３０００１）
摘 要：建立了一种简单、准确、快捷测量杧果叶片面积的方法。其原理是利用数码相机获取杧果
叶片的数字图像，利用Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像处理软件计算叶面积，并与传统的叶面积仪测定法、系数法、
方格法、鲜重法进行ｔ检验，结果差异不显著。
关键词：杧果；叶面积；非损伤；Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ；数码相机
中图分类号：Ｓ ６６７．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－１４３１（２０１３）０５－００８７－０２
收稿日期：２０１３－０７－０１；修回日期：２０１３－０７－３０
基金项目：广西壮族自治区亚热带作物研究所专项资金项目（桂热研２０１３０５）；杧果产业技术研究与示范（２０１２０３０９２－）资助。
作者简介：赵英，女，硕士，助理研究员，果树学专业。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｏｙｉｎｇ－２２２＠１６３．ｃｏｍ
叶片是植物进行光合、蒸腾和呼吸的主要场所，
也是制造养分的主要器官［１］，叶面积直接关系到植
物的生长和繁殖等各方面，也是研究植物生理生化、
遗传育种和作物栽培的一个重要指标。在生产实践
中，叶面积大小是制订栽培模式、施肥方案的重要依
据。因此建立方便、准确的叶面积测定方法具有重
要的实用价值。目前测定叶面积的方法很多，但不
同植物的叶片差异较大，因此测定的适宜方法也不
同。本文以杧果叶片为材料，比较５种方法的测定
结果，旨在找到一种简便、准确、快速、经济且非破坏
性的测定杧果叶面积的方法，为杧果生理生态研究
和制订科学的栽培技术措施提供服务。
１ 材料与方法
２０１３年５月１３日在广西亚热带作物研究所杧
果种质圃，选择桂热８２号杧、金煌杧、香蕉杧、桂热
２７６号杧、紫花杧、贵妃杧、圣心杧、安宁红杧、桂热
２３号杧、矮杧等１０个杧果品种，每品种从树冠外围
东西南北４个方向选择生长良好、无病虫害、整齐一
致的叶片各６０片，从叶基部处剪断，编号并于４℃
保存作为试材。
仪器法：使用北京雅欣理仪科技有限公司生产
的ｙａｘｉｎ－１２４１手持激光叶面积仪测量各品种叶片大
小，每叶片重复３次，记录平均叶面积值。
方格法：将叶片压在最小方格为１ｍｍ×１ｍｍ
的坐标纸上，用铅笔把杧果叶片轮廓描在坐标纸上，
统计轮廓所占方格数，达到或超过半格的算１格，不
足半格的舍去，统计叶片所占方格纸的叶面积。
系数法：用直尺量出各叶片长 （从叶基到叶尖，
不含叶柄）和叶宽（叶片上与主脉垂直方向上的最宽
处），求叶片长宽的乘积。将仪器法测得的叶面积除
以对应叶片长宽积，所得值即为叶系数，取均值，记
为Ｃ，用叶片长宽积乘以Ｃ，即得到各叶片叶面积。
鲜重法：在电子天平上称出６０片叶的总鲜重
ＷＴ（ｇ），将仪器法测得的这６０片叶的总面积 Ｓ
（ｃｍ２）除以 ＷＴ，得到每克鲜重的面积Ｋｆ，然后乘以
各片叶鲜重 Ｗ，则得叶面积。
Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像处理技术：（１）叶片图像的获
取，将叶片平铺于事先准备好的双层玻璃板中，将刻
度尺放在玻璃上，正对叶片，用统一的适当的拍摄分
辨率、图像存贮像素和拍摄角度对叶片进行拍摄，拍
摄结束后将图片以ＪＰＧ的格式导入计算机。（２）叶
片实际面积的测定，在Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像处理软件中
打开图片图像，用软件中“磁性套索”或者“魔棒”工
具选取图片中叶片部分，然后打开菜单中“图像”，选
取“直方图”选项，记录显示参数中“像素”数值，用软
件中“多边形套索”工具，选取坐标纸任意已知图形
面积，记录选区“像素”数值。叶面积＝叶片像素值／
选取方格像素点数×已知图形面积［２］（见图１）。
采用Ｅｘｃｅｌ处理软件对数据进行整理和统计分
析。将Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像法测量的叶面积值与其他４
种测定方法进行ｔ检验分析。
２ 结果与分析
２．１ 叶形特征 叶长、叶宽、叶面积和叶形指数
（长／宽）能够准确地反映植物整个叶片的特征，可以
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DOI:10.13938/j.issn.1007-1431.2013.05.032
中 国 南 方 果 树 ２０１３年 第４２卷 第５期
图１ 杧果叶面积测量（计算叶片像素个数）
作为精确区分和识别叶形的重要特征参数。从表１
可得出杧果叶形指数的标准误差最小，相比较而言，
叶形指数更能够准确反映杧果的叶形特征。在１０
个杧果品种中，香蕉杧的叶面积最大，金煌杧次之，
矮杧最小；金煌杧与圣心杧的叶宽，紫花杧与安宁红
杧叶宽，矮杧的叶宽最小，不足４ｃｍ；矮杧的叶长最
短，贵妃杧的叶片最长（见表１）。
２．２ Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像法测量的准确性 ５种叶面积
测定方法经ｔ检验，发现Ｐ值在０．４７～０．５０间大于
０．０５（见表２），说明５种方法测定结果差异不显著，
结果与黄永敬等相同［３］，可以确定ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像
法能够完全反映叶片的真实面积，该方法可以准确
地测量杧果叶面积。
３ 结论与讨论
叶面积测定方法中系数法、方格法、鲜重法过程
表１ １０个杧果品种的叶长、叶宽与叶面积比较
品 种 叶长／ｃｍ 叶宽／ｃｍ 叶形指数 叶面积／ｃｍ２
桂热８２号杧 ２２．３６±０．３６ ５．５５±０．０８ ４．１０±０．０９ ８０．４５±１．５３
金煌杧 ２１．６１±０．４２ ５．７９±０．１１ ３．７５±０．０９ ８７．６５±１．９６
香蕉杧 ２１．４６±０．５４ ６．５１±０．１４ ３．３０±０．０５ １０３．６４±４．４３
桂热２７６号杧 １９．７３±０．３１ ５．２７±０．１２ ３．７５±０．０７ ７３．７８±１．９９
紫花杧 １９．６７±０．３８ ４．８２±０．１１ ４．０９±０．０７ ６４．３３±２．２１
贵妃杧 ２３．４５±０．５６ ４．９９±０．１２ ４．７１±０．０６ ８３．５８±３．６３
圣心杧 ２０．１７±０．３０ ５．７９±０．１３ ３．５１±０．０８ ８５．２５±３．６３
安宁红杧 １９．８５±０．３６ ４．８７±０．０９ ４．１０±０．１０ ６６．４０±１．６５
桂热２３号杧 １７．６７±０．５３ ４．２７±０．０９ ４．１４±０．０９ ５６．２３±２．３９
矮杧 １４．６３±０．３０ ３．８３±０．１０ ３．８５±０．０８ ４１．３８±１．７２
表２ ５种杧果叶面积测量法的ｔ检验
测量方法 叶面积／ｃｍ２ 方差 假设平均差 ｄｆ ｔ Ｓｔａｔ Ｐ（Ｔ ｔ）单尾 单尾临界 双尾 临界
图像法 ７４．３３ ３１８．５９ ０ １８ －０．０５～０．０１ ０．４７～０．５０ １．７３ ０．９５～０．９９ ２．１０
仪器法 ７４．２５ ３１８．９３
鲜重法 ７４．２２ ３１８．７２
系数法 ７４．７３ ３３８．５３
方格法 ７４．８７ ３４２．９０
繁琐费时，计算复杂，容易出错，误差较大，且需要破
坏树体。叶面积仪测定法虽然可以快速测定叶面积
且操作简单，但该系统价格昂贵、维修困难、测定结
果受扫描速度影响较大、重现性差、重复使用率低。
Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ图像处理法与其他传统方法测定结果无
显著差异，该方法具有操作简便快捷、结果准确、成
本低廉、适合非破坏性连续观测等优点，可节省大量
的人力、物力和时间，可实现快速准确测量杧果叶
面积。
参 考 文 献
［１］ 盛 双，王国聪，颜 权，等．大叶桉叶面积测定方法
的比较研究 ［Ｊ］．广 西 林 业 科 学，２０１１，４０（２）：
１４０－１４２
［２］ 肖 强，叶文景，朱 珠，等．利用数码相机和Ｐｈｏｔｏ－
ｓｈｏｐ软件非破坏性测定叶面积的简便方法［Ｊ］．生态
学杂志，２００５，２４（６）：７１１－７１４
［３］ 黄永敬，卢美英，何全光，等．杧果叶面积测定方法的
研究［Ｊ］．广西热带农业，２００４（２）：１－３
（责任编辑：肖 田）
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