油茶葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)分析

王 瑞 ，陳永忠 ，陳隆升，彭邵鋒 ，王湘南 ，楊小胡，馬 力

（1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2國(guó)家林業(yè)局 油茶研究開(kāi)發(fā)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

油茶葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)分析

王 瑞1,2，陳永忠1,2，陳隆升1,2，彭邵鋒1,2，王湘南1,2，楊小胡1,2，馬 力1,2

（1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2國(guó)家林業(yè)局 油茶研究開(kāi)發(fā)中心，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

為了探究油茶葉片SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性，采用SPAD-502葉綠素儀與分光光度法分別測(cè)定了油茶葉片的SPAD值與葉綠素含量。研究結(jié)果表明，油茶葉片SPAD值與葉綠素a 、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量間均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系. 通過(guò)線性回歸得出了SPAD值與葉綠素a 、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量間的回歸方程。通過(guò)15個(gè)不同品種葉片SPAD值與葉綠素含量實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，葉綠素a與總?cè)~綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間不存在顯著差異，可以通過(guò)回歸方程利用SPAD值來(lái)預(yù)測(cè)油茶葉片葉綠素的絕對(duì)含量。

油茶；SPAD值；葉綠素含量；相關(guān)分析

葉綠素是綠色植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，是葉片的主要光合色素，葉綠素含量的高低是反應(yīng)植物葉片光合能力及植株健康狀態(tài)的主要指標(biāo)[1]。目前葉綠素含量的測(cè)定方法主要有2種，一種是傳統(tǒng)的分光光度法，另一種是SPAD葉綠素儀法。SPAD-502葉綠素儀可在田間無(wú)損狀況下快速測(cè)量植物葉片單位面積葉片當(dāng)前葉綠素的相對(duì)含量[2]，即SPAD值。目前，葉綠素儀已在園林樹(shù)木[3]、果樹(shù)[4]、玉米[5]、水稻[6-8]、小麥[9]、烤煙[10]等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用[11]。SPAD葉綠素儀在油茶上的應(yīng)用不多，張日清等利用SPAD-502葉綠素儀研究了不同物種（無(wú)性系）間油茶葉片SPAD值的差異，結(jié)果表明不同油茶物種（無(wú)性系）間葉綠素含量差異顯著，同物種(無(wú)性系) 內(nèi)不同葉位SPAD值大小均表現(xiàn)為葉基＞葉中部＞葉尖，但葉位間的SPAD值均無(wú)顯著差異[12]。胡玉玲等研究了施肥對(duì)贛無(wú)系列油茶葉片SPAD值及養(yǎng)分的影響，研究結(jié)果表明氮對(duì)油茶春季葉片SPAD值貢獻(xiàn)率最高，施油茶專用肥葉片SPAD值含量最高[13]。筆者以“湘林”系列油茶優(yōu)良品種為材料，研究了葉片SPAD值與葉綠素含量間的相關(guān)性，通過(guò)擬合回歸方程可以快速預(yù)測(cè)葉綠素的絕對(duì)含量，為葉綠素的測(cè)定提供了便利，為生產(chǎn)實(shí)踐提供了指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地自然狀況

試驗(yàn)地位于湖南瀏陽(yáng)市沙市鎮(zhèn)中山村，東經(jīng)111°53′～ 114°15′，北緯 27°51′～ 28°41′，為亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均溫度16～18℃，年日照時(shí)數(shù)1 300～1 800 h，雨熱同期，年平均降水量1 200～1 700 mm，立地條件好，適合油茶生長(zhǎng)。

1.2 試驗(yàn)材料

供試材料為湖南省林科院油茶豐產(chǎn)示范林基地的10年生油茶測(cè)定林，包括XL2、XL4、XL19、XL26、XL35、XL40、XL47、XL51、XL56、XL67、XL78、XL81、XL89、XL92、XL97等15個(gè)“湘林”系列油茶無(wú)性系，由湖南省林業(yè)科學(xué)院選育，適生于湖南、江西、廣西等油茶主產(chǎn)區(qū)。

1.3 研究方法

試驗(yàn)于2009年6月進(jìn)行，每個(gè)無(wú)性系選擇3株有代表性植株，每株樹(shù)選擇3片葉片。另外，XL78號(hào)選定1株樹(shù)選擇15片葉片進(jìn)行測(cè)定。

1.3.1 SPAD值的測(cè)定

使用日本生產(chǎn)的SPAD-502 型葉綠素計(jì)進(jìn)行測(cè)定，選擇向陽(yáng)的健康成熟當(dāng)年生新梢第3、4葉位，分別在葉基、葉中、葉尖處測(cè)得SPAD值，求出每片葉的平均值，進(jìn)行3 個(gè)重復(fù)。同時(shí)，在相應(yīng)部位上用自制打孔器取材，將打孔圓片冷藏帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行葉綠素含量測(cè)定。

1.3.2 葉綠素含量的測(cè)定

葉綠素含量的測(cè)定采用丙酮法[14]。把葉磨碎，用80%的丙酮溶液提取，過(guò)濾后定容，用日本島津公司生產(chǎn)的UV-2550紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定。

按下式計(jì)算葉綠素的含量:

式中：Ca為葉綠素a的含量(mg/g)；Cb為葉綠素b的含量(mg/g)；Ct為葉綠素的總量（鮮重） (mg/g)；D645，D663表示在663 nm和645 nm波長(zhǎng)下的光密度，V為定容體積(mL)，W為稱樣量(g)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003、DPS7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 同一植株不同葉片間SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析

試驗(yàn)采用SPAD葉綠素儀與分光光度法同時(shí)測(cè)定了油茶“XL78”同一植株15片葉片的SPAD值與葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素的含量，并對(duì)其SPAD值與葉綠素含量進(jìn)行了相關(guān)分析，由表1可以看出，同一植株不同葉片間SPAD值與葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量間均存在極顯著相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明SPAD值作為間接指標(biāo)可以很好的反應(yīng)油茶葉片葉綠素含量的情況。

表1 同一植株不同葉片間SPAD值與葉綠素含量的相關(guān)性分析?Table 1 Correlation analysis on SPAD value and chlorophyllcontent between leaves in the same tree

將15片葉片的SPAD值分別與相應(yīng)的葉綠素a、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量進(jìn)行了線性回歸分析，由表2可知，油茶葉片葉綠素a、葉綠素b 和總?cè)~綠素含量與SPAD值間呈線性函數(shù)y=a+bx規(guī)律變化，并且均達(dá)到極顯著水平，葉綠素含量隨SPAD值的增加而增加。方程中的b為SPAD值隨葉綠素含量變化的速率，說(shuō)明總?cè)~綠素含量隨SPAD值的變化速率最大，其次為葉綠素a，葉綠素b的變化速率最小。

表2 油茶同一植株不同葉片間SPAD值與葉綠素含量的回歸方程?Table 2 Regression equations between SPAD value and chlorophyll in various leaves of same tree

2.2 油茶不同品種間葉片葉綠素含量實(shí)測(cè)值與回歸方程預(yù)測(cè)值統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

由表3可知，油茶不同品種葉片的葉綠素含量與SPAD值在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，SPAD值為57.58～76.76，葉綠素a含量為0.491～0.974 mg/g，葉綠素b含量為0.192～0.358 mg/g，總?cè)~綠素含量為0.703～1.331 mg/g。XL40的SPAD值最高，為76.76；XL517的總?cè)~綠素含量最高，為1.331 mg/g。

表3 不同品種葉片SPAD值與葉綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值Table 3 Measured values and predictive values of SPAD value and chlorophyll in different leaves of same species tree

將測(cè)得的“湘林”系列油茶15個(gè)不同品種的SPAD值代入表2回歸方程，計(jì)算出葉綠素a 、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量的預(yù)測(cè)值（見(jiàn)表3），將采用分光光度法測(cè)得的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值一起進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表4～6。

表4 不同品種葉綠素a含量實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間方差分析Table 4 Variance analysis of measured values and predictive values of chlorophyll a in different species tree

表5 不同品種葉綠素b含量實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間方差分析Table 5 Variance analysis of measured values and predictive values of chlorophyll b in different species tree

表6 不同品種總?cè)~綠素含量實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間方差分析Table 6 Variance analysis of measured values and predictive values of total chlorophyll content in different species tree

由表4～6可知，油茶葉片葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)p值分別為0.145 3和0.070 4，均大于0.05，說(shuō)明油茶不同品種葉片葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值差異不顯著，可以通過(guò)回歸方程預(yù)測(cè)葉綠素a含量與總?cè)~綠素的絕對(duì)含量；葉綠素b實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間差異極顯著，不能通過(guò)回歸方程直接預(yù)測(cè)葉綠素b的絕對(duì)含量。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié) 論

（1）油茶葉片SPAD值與葉綠素a 、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量間均存在極顯著正相關(guān)關(guān)系。

（2）VSPAD值與葉綠素a 、葉綠素b以及總?cè)~綠素含量間的回歸方程，分別為：y=0.017 7 VSPAD-0.450 5，y=0.005 0VSPAD-0.034 4，y=0.022 6 VSPAD-0.4849，且均為極顯著。

（3）通過(guò)15個(gè)不同品種葉片SPAD值與葉綠素含量實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值差異不顯著，即可以通過(guò)回歸方程利用SPAD值預(yù)測(cè)葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量；葉綠素b實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間差異極顯著。

3.2 討 論

采用SPAD葉綠素儀、分光光度法測(cè)定的葉片綠葉素值均可反映葉綠素含量的多少，但前者是相對(duì)含量值，而后者是絕對(duì)含量值[4]。采用SPAD葉綠素儀可以快速、無(wú)損的測(cè)定葉綠素的相對(duì)含量，而分光光度法則需損壞葉片，操作繁雜。本文通過(guò)分析所得的線性回歸方程，利用所測(cè)得的SPAD值得到了葉綠素含量的預(yù)測(cè)值，通過(guò)實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)， SPAD值與葉綠素含量葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量的實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值差異不顯著，即可以通過(guò)回歸方程利用SPAD值預(yù)測(cè)葉綠素a含量與總?cè)~綠素含量；葉綠素b實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值間差異極顯著，不能通過(guò)回歸方程直接預(yù)測(cè)葉綠素b的含量，但是可以通過(guò)公式“Cb=Ct-Ca”計(jì)算葉綠素b的含量，所以，通過(guò)回歸方程利用SPAD值來(lái)預(yù)測(cè)油茶葉片葉綠素的絕對(duì)含量是可行的，為葉綠素的快速測(cè)定提供了便利，為生產(chǎn)實(shí)踐提供了指導(dǎo)。

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Correlation analysis of SPAD value and chlorophyll content in leaves of Camellia oleifera

WANG Rui1,2, CHEN Yong-zhong1,2, CHEN Long-sheng1,2, PENG Shao-feng1,2, WANG Xiang-nan1,2, YANG Xiao-hu1,2, MA Li1,2
(1. Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Oil-tea Camellia Research and Development Center of State Forestry Administration, Changsha 410004, Hunan, China)

In order to study the relationship between SPAD value and chlorophyll content in leaves of Camellia oleifera, the SPAD value and chlorophyll content in leaves of C. oleifera were measured by using chlorophyll meter SPAD-502 and spectrophotometry. The results show that the relationships between SPAD value and chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll content in leaves of C. oleifera were all very signif i cant. The three regression equations between SPAD value and chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll content were obtained. Through the statistic tests of the measured values and predictive values of 15 species leaves SPAD value, it was found that there were no signif i cant differences between measured values and predictive values, so the regression equations could be used to forecast chlorophyll content of C. oleifera by SPAD value.

Camellia oleifera; SPAD value; chlorophyll content; correlation analysis

S718.43；S794.4

A

1673-923X(2013)02-0077-04

2012-06-13

中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范跨區(qū)域重點(diǎn)推廣示范項(xiàng)目“油茶高產(chǎn)新品種區(qū)試示范及豐產(chǎn)栽培技術(shù)推廣”（［2009］TK019號(hào)），“油茶雜交新品種及豐產(chǎn)栽培技術(shù)集成示范“（［2011］TK074號(hào)）

王 瑞（1983-），女，山東東營(yíng)人，助理研究員，博士研究生，主要從事經(jīng)濟(jì)林育種與栽培研究；

E-mail：wangrui102@163.com

[本文編校：羅 列]