葉面積測量技術(shù)與設(shè)備

葉面積是植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)和林學(xué)等領(lǐng)域中一個(gè)至關(guān)重要的參數(shù)，它與植物的光合作用、蒸騰作用、生長狀況、產(chǎn)量估算以及環(huán)境脅迫響應(yīng)等密切相關(guān)。因此，準(zhǔn)確、高效地測量葉面積一直是科研和生產(chǎn)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。

下文將為您介紹測量葉面積的技術(shù)和對(duì)應(yīng)設(shè)備

1、方格紙法/描形稱重法

方格紙法是傳統(tǒng)測量葉面積的方法，適合簡單、粗略估算。具體操作是將葉片平鋪在標(biāo)準(zhǔn)方格紙上，描出葉片輪廓，然后計(jì)數(shù)葉片覆蓋的方格數(shù)（超過一半算一個(gè)，不足一半不計(jì)）。方格總數(shù)即為葉面積的近似值（單位為平方厘米或平方毫米）。

從此方式延伸出來的是變體-稱重法：描出輪廓后，將葉片形狀剪下，稱取其重量。再剪取一個(gè)已知面積的方格紙并稱重。通過比例換算：葉面積= (葉片形狀紙重量 / 單位面積紙重量)。

傳統(tǒng)方法的的缺點(diǎn)也很明顯，極其耗時(shí)耗力，主觀誤差大，易損壞葉片，不適用于大量樣本。

2、光電傳感器掃描法

此類廣泛應(yīng)用于野外活體葉面積的測量，代表品牌和儀器較多，如進(jìn)口的LI-3000C、CI-202/203、AM-350（新型號(hào)為AM-400），國產(chǎn)Yaxin-1241/1242、YMJ-A/B型等。

原理上說，儀器內(nèi)部都有一個(gè)精密的掃描頭（激光/CCD/LED/CIS等傳感器），葉片被勻速拖過掃描頭，通過光電傳感器記錄葉片的長度和寬度，并直接積分計(jì)算出面積。

AM350和CI-202都需要搭配掃描板使用，掃描葉片的寬度和長度受限，不太適合玉米等狹長葉片。CI-203和Yaxin-1242都適合狹長形葉片。

AM350優(yōu)勢在于高分辨率與病斑分析，分辨率參數(shù)標(biāo)注在0.065mm2，病斑分析適合病理研究，并且支持實(shí)時(shí)圖像顯示，但屏幕小，瀏覽不便。CID的兩款采用激光掃描技術(shù)，能適應(yīng)野外強(qiáng)光/弱光等環(huán)境，可以選配離體葉片和根長附件，擴(kuò)展能力強(qiáng)。LI-3000C優(yōu)勢在大容量樣本存儲(chǔ)，重量較大（2.68kg），便攜性弱。

3、圖像分析法

隨著數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的普及，圖像分析法因其高效、低成本、高精度的優(yōu)勢已成為主流之一。細(xì)分下主要有2類：臺(tái)式圖像獲取設(shè)備+專業(yè)軟件，以及移動(dòng)智能手機(jī)+專業(yè)APP。

首先，普通平板掃描儀（如愛普生、中晶）/高拍儀+專業(yè)軟件（如WinFOLIA， ImageJ ，Delta-T Scan等）在高校和科研院較為常見。操作上，將葉片整齊排列在掃描儀上掃描獲取數(shù)字圖像，用軟件打開圖像，設(shè)置標(biāo)尺（即設(shè)定圖像中1厘米對(duì)應(yīng)多少像素），軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別葉片和背景，并計(jì)算出每個(gè)葉片的面積、周長、長寬比等多項(xiàng)參數(shù)。

針對(duì)煙草企業(yè)，可以選擇英國Delta-T公司的WinDAS 3葉面積分析系統(tǒng)，通過攝像頭+傳送帶附件實(shí)現(xiàn)大批量葉片處理，高速版本單小時(shí)處理量可達(dá)800片。

第二類是智能手機(jī)+專業(yè)APP，這是目前發(fā)展最快，特別適合田間快速調(diào)查和教育用途。代表的APP有LeafByte和Easy Leaf Area等。LeafByte免費(fèi)開源，能自動(dòng)識(shí)別比例尺和葉片，還能記錄蟲食等情況。

當(dāng)然，這種也需要一個(gè)已知尺寸物品放在旁邊做參照，精度受到光線、陰影、背景對(duì)比度影響較大。APP使用網(wǎng)上有相關(guān)視頻教程，有興趣的可以查閱觀看

4、遙感技術(shù)