板栗葉片顏色最佳色差儀參數(shù)確定

郭燕，張樹航，李穎，張馨方，王廣鵬

（河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎 066600）

葉片為植物進行光合作用的重要器官，其顏色反映了植物的內在生理功能和生長狀態(tài)。葉片顏色受植物品種、營養(yǎng)狀況以及生長環(huán)境等多個因素的影響，是植物內部生理機制與外界環(huán)境因素相互作用的結果[1]，因此，在植物資源評價以及植物生長狀態(tài)和病蟲害檢測與診斷等相關研究中具有重要的信息價值[2]。

目前，板栗葉片顏色通常采用目測法，參照《植物新品種特異性、一致性、穩(wěn)定性測試指南（板栗）》（LY/T 1851—2009）[3]被判定為黃綠色、綠色和深綠色。目測法觀測葉片顏色雖然方便、快捷，但具有較強的主觀性，且目測結果是非連續(xù)性、非數(shù)據(jù)化的，較難實現(xiàn)不同樣本間葉片顏色差異的橫向比較，這對葉片顏色在板栗資源評價，以及葉片顏色與板栗抗逆性和環(huán)境適應性關系等方面的研究造成阻礙。采用分光光度計測定葉片葉綠素含量雖然可以實現(xiàn)葉片顏色測量結果的數(shù)據(jù)化，但是費時、費力。利用色差儀測定植物葉片顏色不僅方便、快捷，而且可以實現(xiàn)觀測結果的數(shù)據(jù)化，該技術已經(jīng)在蔬菜、觀賞林木和花卉研究上得到了廣泛運用[4～8]。但截至目前，利用色差儀測定板栗葉片顏色的應用尚未見報道。

以來自10 個?。ㄊ校┑?40 份板栗資源的成熟葉片為試材，利用色差儀測定葉片正面的6 個顏色參數(shù)，比較這些顏色參數(shù)在品種內和品種間的變異情況，以期篩選出合理可靠的評價板栗葉片顏色的最佳參數(shù)，為板栗遺傳多樣性、資源評價、抗逆性評價等相關研究提供方法參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

參試板栗資源共有240 份，來自河北、山東、北京、湖北、湖南、江蘇、浙江、安徽、陜西和廣西計10 個?。ㄊ校?（表1），均種植于河北省農林科學院昌黎果樹研究所板栗資源圃。

表1 240 份板栗資源的編號及其名稱Table 1 Name and number of 240 chestnut resources

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 2020 年7 月15 日每份資源均選取樹齡一致、生長發(fā)育良好的成年樹3 株，在植株外圍中部東、南、西、北4 個方向各采集2 片葉進行指標測定。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 葉片顏色參數(shù)。利用SPH 860 色差儀（德國Colorlite 公司）測定葉片正面主脈與葉緣中間位置兩側脈間區(qū)域，采用CIE Lab 表色系統(tǒng)測定葉片的明度值 （L*）、紅度值 （a*）、黃度值 （b*）、色差值（Eab*）、色度值 （c*） 和色調角 （h*） 6 個參數(shù)。其中，L*是衡量色彩明暗程度的指標，其值越大，表示表面越亮；a*是衡量紅綠程度的指標，其為正值時表示偏紅色，為負值時表示偏綠色，絕對值越大表示紅色或綠色越深；b*是衡量黃藍程度的指標，其為正值時表示偏黃色，為負值時表示偏藍色，絕對值越大表示黃色或藍色越深；c*越大，顏色越純；h*從0 到180°依次表示紫紅色（0°）、紅色、橙紅色、橙黃色、黃色（90°）、黃綠色、綠色、藍綠色（180°）。

1.2.2.2 葉綠素含量。采用80%丙酮直接浸提法[9]測定葉綠素含量。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用Excel 2010 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與分析，使用SPSS 20.0 軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 板栗葉片正面最佳顏色參數(shù)的確定

測定結果（表2）顯示，b*和c*的品種間變異系數(shù)較大（分別為21.91%和20.20%），但是其符合一致性要求（品種內|CV|＜10%）的品種數(shù)占試驗品種總數(shù)的比例較低（分別為62.08%和67.50%），說明b*和c*在品種內一致性較差，故不宜選作最佳顏色參數(shù)；Eab*和h*的品種內一致性符合率均達到100%，但是其在品種間的變異系數(shù)較低（均＜3.5%），說明Eab*和h*在品種間無顯著差異，故也不宜選作最佳顏色參數(shù)；L*和a*的品種內一致性符合率均達到95%以上，且品種間的變異系數(shù)也均達到10%以上，因此，可以將L*和a*分別選作表示板栗葉片明暗程度和綠色程度的最佳顏色參數(shù)。

表2 板栗葉片正面顏色參數(shù)在品種內和品種間的變異情況Table 2 Variation of adaxial surface color parameters of chestnut leaves within and among varieties

2.2 板栗葉片正面顏色參數(shù)a*與葉綠素含量的相關性

240 份板栗資源的葉片葉綠素含量與葉片正面顏色參數(shù)a*呈極顯著負相關，相關系數(shù)為-0.557。說明葉片正面顏色參數(shù)a*可在一定程度上反映葉片的葉綠素含量。這進一步證明，a*被選作表示板栗葉片綠色程度的最佳顏色參數(shù)具有一定的科學性。

3 結論與討論

利用色差儀測定板栗葉片顏色不僅方便、快捷，而且可以實現(xiàn)觀測結果的數(shù)據(jù)化，但是由于測得的顏色參數(shù)較多，有些顏色參數(shù)用在板栗葉片顏色測定上具有統(tǒng)計學意義，而有些顏色參數(shù)不具有統(tǒng)計學意義，如果將色差儀測得的所有顏色參數(shù)都運用在板栗資源評價、病蟲害檢測等相關研究中，則會增加分析問題的復雜性或產(chǎn)生認識偏差。因此，需要用科學的方法篩選出適于板栗葉片顏色觀測且具有統(tǒng)計學意義的最佳顏色參數(shù)。用于植物研究的有效性狀需要同時滿足2 個條件：一是該性狀在品種內的穩(wěn)定性要好，即：以品種內變異系數(shù)＜10%作為檢測該性狀在品種內穩(wěn)定的標準，當符合一致性要求的品種數(shù)占試驗品種總數(shù)的比例＞95%時，則認為該性狀在品種內的穩(wěn)定性好；二是該性狀在品種間要有明顯差異，即：品種間的變異系數(shù)＞10%，則認為該性狀在品種間具有明顯差異[10]。沈鳳等[10]利用這種篩選條件確定了C*為切花菊的最佳顏色參數(shù)。本研究中運用這種篩選條件，確定了L*和a*分別為表示板栗葉片明暗程度和綠色程度的最佳顏色參數(shù)。相關性分析結果表明，板栗葉片正面a*與葉綠素含量呈極顯著負相關，即a*越?。ń^對值和綠色程度越大），葉綠素含量越高，說明葉片正面顏色參數(shù)a*也可以在一定程度上反映葉片的葉綠素含量，這進一步證明a*被選作表示板栗葉片綠色程度的最佳顏色參數(shù)具有一定的科學性。但L*是否與某種葉片性狀如葉片上表皮角質層厚度具有相關性，尚有待進一步研究。