玉米葉片中的葉綠素的測(cè)定及葉綠素儀發(fā)揮的作用
玉米葉片中的葉綠素的測(cè)定及葉綠素儀發(fā)揮的作用
葉綠素a、葉綠素b的含量的測(cè)定一般用光譜方法。先用某種溶劑(如丙酮等)提取葉綠素,然后用光譜儀器測(cè)定,這類方法操作繁瑣,耗時(shí)太長(zhǎng)。而活體葉片中葉綠素的測(cè)量一般只能測(cè)定葉綠素總量或SPAD(soil and plant analyzerdevelopment)值。同時(shí)測(cè)定葉綠素a、葉綠素b和SPAD值的方法,尚未見報(bào)道。本研究以玉米葉片為材料,利用雙波長(zhǎng)雙光束紫外可見分光光度計(jì),用最大決定系數(shù)增量回歸算法,研究了葉片葉綠素a、葉綠素b及SPAD值同時(shí)、快速測(cè)量方法;研究了儀器波長(zhǎng)誤差和帶寬變化對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。
儀器與試劑：紫外可見分光光度計(jì)； 60片玉米葉片, SPAD值用SPAD-502測(cè)量?jī)x測(cè)定;葉綠素a、葉綠素b含量用Arnon法測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)方法：在分光光度計(jì)上,用雙波長(zhǎng)方式,參比波長(zhǎng)為750nm;掃描區(qū)間為590~700nm,分別在帶寬為2、4、6、8、10nm測(cè)量60片玉米葉片的吸收光譜。測(cè)得的光譜圖經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室自主開發(fā)的光譜數(shù)字化系統(tǒng),每隔0. 1 nm采集一個(gè)數(shù)據(jù),得到數(shù)字化的光譜圖。
建模過程：在590~700nm的波長(zhǎng)范圍,每隔1nm取一個(gè)吸光值,用最大決定系數(shù)增量回歸算法來建立模型。選出葉片葉綠素a、葉綠素b和SPAD值同時(shí)測(cè)定的最優(yōu)波長(zhǎng),即選擇預(yù)測(cè)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差最小的波長(zhǎng)組合。結(jié)果表明:當(dāng)只選擇一個(gè)波長(zhǎng)時(shí),是625nm;選擇兩個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí),最優(yōu)組合是635和625nm;選擇3個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí),最優(yōu)組合是635、625和610nm;選擇4個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí),最優(yōu)組合是635、625、610和655nm;選擇5個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí),最優(yōu)組合是635、625、610、655和700nm;選擇6個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)時(shí),最優(yōu)組合是635、625、610、655、700和595nm。通過模型得到：所用波長(zhǎng)越多，測(cè)量效果越好。但這種變化越來越緩慢,尤其是3個(gè)波長(zhǎng)以后,隨著波長(zhǎng)數(shù)目增加,測(cè)量效果改善不顯著。此外,葉綠素b的測(cè)量效果不如葉綠素a的測(cè)量效果好,而SPAD值的測(cè)量效果不同波長(zhǎng)的差異不大;可能是葉綠素b的含量較低,化學(xué)值測(cè)量的相對(duì)誤差較大;而SPAD值本身是用一個(gè)波長(zhǎng)的吸收而得,所以較容易準(zhǔn)確測(cè)定;總體上,當(dāng)選3個(gè)波長(zhǎng)點(diǎn)組合, 3種組分測(cè)定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差約5%。
本文所談到的SPAD值，就是通過葉綠素儀測(cè)定的。葉綠素儀通過測(cè)量葉片中兩種波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透光系數(shù)，來確定當(dāng)前葉片的葉綠素值即SPAD值，SPAD502正是利用了葉綠素這一特點(diǎn)：葉綠素在藍(lán)色區(qū)域（400—500nm）和紅色區(qū)域（600—700nm）范圍內(nèi)吸收達(dá)到了峰值，但在近紅外區(qū)域卻沒有吸收而進(jìn)行葉綠素值的測(cè)定的。另外，通過葉綠素計(jì)測(cè)定植物的SPAD值，還同時(shí)可以得到植物的氮素含量，更好的指導(dǎo)施肥。研究表明，在SPAD520葉綠素儀指導(dǎo)下施肥，可以在保證產(chǎn)量的前提下，減少10%的化肥利用。
