[发明专利]一种快速无损测量竹子叶片面积的方法

说明书

本发明公开了一种快速无损测量竹子叶片面积的方法，其提取的步骤是：采取不少于300片完整的待测竹子植株叶片以作备用，对竹叶进行编号，用直尺测量每片竹叶的长x1和宽x2，把竹叶连同直尺放入扫描仪，将扫描后图片导入ImageJ软件分析测定竹叶实际面积，将叶片长、宽数据代入计算竹叶面积的椭圆面积修正模型，同时以竹叶扫描所得的实际面积为参照，然后，用模型预测面积与实际面积进行线性回归，以R2、c2和赤池信息准则（AIC）进行模型检验，运用模型求算竹叶面积。该测量方法便捷快速，只需测量叶片长和宽，不用采摘竹叶即可在植株上活体测定竹叶面积，克服了竹叶易卷、测量叶面积程序复杂的缺点，降低了对昂贵叶面积测定仪器的依赖和植株的破坏。

技术领域

本发明属于平面面积测定技术领域，具体涉及一种快速无损测量竹子叶片面积的方法。

背景技术

叶面积是农林生产和植物生态学研究中常用的指标之一，它对评价作物的长势、产量和品质以及植物的功能性状（如比叶面积、比叶重等）等具有重要的指示价值。叶片面积的准确、快速测量一直是科学工作者努力追求的目标。

目前农林生产实践和科学研究工作中，测量叶片面积的方法主要有以下几种：（1）方格法。采下叶片，把叶片整体轮廓描在方格纸上，统计叶片所占方格数量来计算叶片面积。该方法对不规则叶片测量的精度较低，费时费力，且受制于轮廓绘制的精度；（2）称重法。采下叶片，将叶片轮廓描绘在质地均匀的标准纸上，裁下后称量，以纸的单位重量面积求得叶片面积。这种方法较费力，精度受轮廓绘制和裁剪影响大；（3）扫描法。采下叶片，通过扫描仪扫描叶片，然后再运用ImageJ、Photoshop、AutoCAD等软件进行计算测定叶片面积。这种方法测量精度高，但操作技术要求较高，程序较复杂；（4）仪器法。采下叶片，利用叶面积仪，如进口的“CI-203便携式叶面积仪”、“Li-3300叶面积测定仪”等。该方法虽简便，但测定小叶片时结果常有较大偏差，且而价格昂贵、维护成本高，一般生产单位应用受限。以上叶面积测定方法均需要破坏性取样，即需要采下叶子进行测定，而且除仪器法外测定程序都较为繁琐复杂。

竹子是禾本科植物，叶片具有泡状细胞，叶子摘下后，很快失水而造成叶片卷曲。如无特殊的保湿措施，野外样品带回室内后无法用上述方法进行测量叶片面积，只有用水浸泡至叶片舒展后才能进行叶面积测定，而且测前需除去叶片上的水分，这使得竹子叶面积测量比其他植物的叶面积测定更繁琐、费力。另外，对于普通竹林经营者和一般研究单位而言，叶面积仪的高昂价格和维护费用难以承受。所以，在生产和科研上，有发明一种快速、准确竹叶面积测量方法的需求。

发明内容

本发明提出了一种快速无损测量竹子叶片面积的方法，本发明为克服叶面积测量时，竹叶易卷曲、程序繁杂、费时费力，或者是成本高（仪器法）的缺陷，根据竹叶形状趋近椭圆的特点，通过对叶片长度进行校正，把竹叶面积化归成椭圆面积来计算，发明了一种竹叶面积计算的椭圆面积修正模型：y = π×ax1×x2÷4，其中π是圆周率，x1和x2分别是叶长和叶宽，a是叶长校正系数。因不同竹种的叶片形状有所差异，分别计算各竹种的叶长校正系数a以获得更高测量精度。本发明的方法通过测定竹叶的长和宽就能够准确、快速、批量、活体测量竹子叶片面积。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种快速无损测量竹子叶片面积的方法，其包括以下步骤：

步骤一：从待测竹种植株的东西南北不同方位，上、中、下不同冠层以及枝条的不同部位上随机选择并采取不少于300片完整的竹子叶片以备用，一部分作为检验样本；

步骤二：对竹叶进行编号，用直尺测量每片竹叶的长x1和宽x2，具体操作方法为：沿竹叶中脉从叶基到叶尖的距离为长（不含叶柄长度），宽为叶子最宽部位垂直中脉的两侧叶缘距离；

步骤三：把竹叶连同直尺放入扫描仪，摆放至竹叶和直尺间均隔开不相连后扫描保存图片，再将图片导入ImageJ软件分析测定竹叶实际面积；