幾種測(cè)定蔬菜葉面積方法的對(duì)比
蔬菜是溫室栽培的主要作物之一，葉面積指數(shù)的測(cè)定對(duì)于了解其生長(zhǎng)發(fā)育和光合同化物量的確定具有重要意義。目前，植物葉面積的測(cè)定方法主要有活體葉面積儀、求積儀測(cè)定法、方格紙法、圖像處理法、回歸方程法、系數(shù)法、稱(chēng)重法、圖形分解法和拋物線法等。活體葉面積儀測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，可以活體測(cè)定，簡(jiǎn)單方便；求積儀測(cè)定法、稱(chēng)重法、方格紙法和圖像處理法都要求離體測(cè)量，不僅破壞葉片，而且過(guò)程復(fù)雜；回歸方程法、系數(shù)法、圖形分解法和拋物線法雖然可以活體測(cè)量，且測(cè)量速度快，適于大量同一品種植物的葉面積測(cè)量，但測(cè)量精度偏低。
因此，如何準(zhǔn)確快速地測(cè)定溫室蔬菜的葉面積指數(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)溫室蔬菜生產(chǎn)與環(huán)境調(diào)控的優(yōu)化管理、提高溫室蔬菜生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益具有重要意義。在積溫對(duì)蔬菜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了蔬菜葉面積指數(shù)模型，開(kāi)展了利用生理發(fā)育天數(shù)預(yù)測(cè)葉面積指數(shù)的嘗試，以期為精確無(wú)損和低成本快速確定植株葉面積提供新的測(cè)定方法。
在活體葉面積儀用于測(cè)量葉面積的栽培槽中，每小區(qū)選取8株，從出苗起每15d測(cè)量1次植株所有葉片的葉長(zhǎng)、葉寬。記錄葉片老化或被摘除的日期。選取有代表性的葉片6~8片，用直尺測(cè)量出葉片平展時(shí)的最大葉長(zhǎng)和最大葉寬；用掃描儀對(duì)這些葉片進(jìn)行掃描，文件格式為位圖，再用葉面積計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算。建立實(shí)際葉面積最大葉長(zhǎng)與最大葉寬的相關(guān)方程、實(shí)際葉面積與最大葉長(zhǎng)之間的相關(guān)方程、實(shí)際葉面積與最大葉寬之間的相關(guān)方程，尋找葉片實(shí)際葉面積與葉長(zhǎng)、葉寬、葉長(zhǎng)@葉寬之間的關(guān)系，比較這些關(guān)系的相關(guān)系數(shù)。選其相關(guān)性最好的一種關(guān)系，用于計(jì)算蔬菜植株的實(shí)際葉面積。選取每片葉的最大葉長(zhǎng)@最大葉寬用于計(jì)算蔬菜每片葉的實(shí)際葉面積。在苗期，葉面積增長(zhǎng)緩慢；到了開(kāi)花坐果期，葉面積迅速增長(zhǎng)；等蔬菜生長(zhǎng)到一定階段，下部葉片開(kāi)始老化，漸漸失去了制造同化物的作用，為了栽培管理的需要，放秧后要打掉靠近地面的葉片，或者到整個(gè)葉片面積1/2黃化時(shí)及時(shí)打掉。從出苗時(shí)開(kāi)始，每7d測(cè)量1次試驗(yàn)株所有葉片的最大葉長(zhǎng)與最大葉寬，同時(shí)記錄每片葉出現(xiàn)1/2黃化的時(shí)間。
1、在模型建立過(guò)程中需要對(duì)蔬菜進(jìn)行離體測(cè)量以采集到有效的觀測(cè)數(shù)據(jù)，但在模型建成后就可以利用模型借助蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育天數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)蔬菜的葉面積指數(shù)，這種方法簡(jiǎn)單快速經(jīng)濟(jì)，且不破壞蔬菜植株葉片，具有很好的實(shí)用意義。
2、本研究通過(guò)積溫理論建立了一個(gè)用于測(cè)定蔬菜葉面積指數(shù)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)輸出和網(wǎng)絡(luò)輸出的相關(guān)系數(shù)基本達(dá)到1，表明模型預(yù)測(cè)與實(shí)際值誤差很小。
3、本研究建立的基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的蔬菜葉面積指數(shù)模型能夠根據(jù)蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育天數(shù)的積溫值來(lái)同時(shí)預(yù)測(cè)蔬菜的單株葉面積指數(shù)和小區(qū)葉面積指數(shù)，表明神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有單輸入多輸出的特點(diǎn)。
4、由于品種特性的差異，不同品種葉面積指數(shù)與積溫的參數(shù)關(guān)系會(huì)有變化，因此對(duì)于不同品種的蔬菜還需通過(guò)離體測(cè)量采集相關(guān)數(shù)據(jù)，建立品種參數(shù)，從而有效地運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)預(yù)測(cè)不同品種的蔬菜葉面積指數(shù)。
