植物叶片结构范文

植物叶片结构范文（精选12篇）

植物叶片结构 第1篇

1 材料与方法

试验在深圳梧桐山长岭试验基地进行, 供试材料选用耐荫性强弱不同的攀援植物:长柄爬藤榕 (桑科) 和扁担藤 (葡萄科) , 耐荫性较强;炮仗花和猫爪花 (紫葳科) , 耐荫性中等;络石 (夹竹桃科) 和变色牵牛 (旋花科) , 耐荫性较弱;白叶藤 (萝摩科) , 耐荫性弱。

试验设3种光处理:不遮荫, 遮荫50%, 遮荫75%。每处理设3次重复, 幼苗定植, 处理180天后测量株高和节间长度, 用PG-250型光电叶面积仪测定叶面积[2]。用丙酮乙醇混合液法测定叶绿素含量[3];测定POD活性[4];测定SOD活性[5];测定MDA含量[6]。

按下式计算叶片组织结构紧密度 (CTR) 和疏松度 (SR) [7]:

CTR= (栅栏组织厚度/叶片厚度) ×100%

SR= (海绵组织厚度/叶片厚度) ×100%

2 结果与分析

2.1 不同遮荫程度对攀援植物生长的影响

在遮荫条件下, 攀援植物的高度增高、节间增长和叶面积扩大 (表1) 。耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤随遮荫程度的加大, 株高逐渐增高, 在遮荫75%条件下分别增高374.52%和23.67%;耐荫性中等的炮仗花和猫爪花株高则在遮荫50%时增高较大, 分别为76.81%和24.75%, 在遮荫75%时反而增高较小;耐荫性较弱的络石的株高变化与长柄爬藤榕相同, 而变色牵牛则变化较小;遮荫性弱的白叶藤在遮荫50%时株高变小, 遮荫75%时略有增高。

在遮荫程度加大条件下, 耐荫性强的长柄爬藤榕和扁担藤的节间长增长, 在遮荫75%时分别增长32.39%和62.35%;耐荫性中等的炮仗花在遮荫50%时增长较大, 猫爪花则在遮荫50%时无增长, 在75%时有所增长 (10.77%) ;遮荫性弱的白叶藤和耐荫性较弱的络石节间长的变化与炮仗花相同, 而耐荫性较弱的变色牵牛节间长变化则与扁担藤相同。

耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤叶面积随遮荫程度加大而增大, 在遮荫75%时分别增大65.23%和67.93%;耐荫性中等的炮仗花叶面积变化与扁担藤相同, 而猫爪花在遮荫75%时反而减少了17.44%;耐荫性弱的白叶藤叶面积变化与扁担藤相同, 但增幅较小, 在75%时只有14.97%;耐荫性较弱的络石在遮荫50%时略有增加, 在75%时增加较大, 变色牵牛则在50%时增加较大, 75%时增幅减少。

2.2 不同遮荫程度对攀援植物叶片组织结构的影响

在遮荫条件下, 攀援植物的叶片、栅栏组织和海绵组织厚度、叶片主脉维管束长宽均有变化 (表2) 。随遮荫程度的加大, 耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤叶片的栅栏组织厚度逐渐加厚, 海绵组织厚度则扁担藤有所减少, CTR逐渐加大, SR逐渐减少;叶片主脉维管束长、宽在遮荫50%时增大较大, 而在75%时增大较小。

耐荫性中等的炮仗花在遮荫50%时, 叶片厚度、海绵组织厚度和SR增加, 其余指标减少, 猫爪花叶片、栅栏组织和海绵组织在遮荫条件下变化不大;炮仗花主脉维管束长、宽在遮荫50%时增大较大, 猫爪花的维管束长增大而宽减小。耐荫性弱的白叶藤叶片、栅栏组织和海绵组织厚度逐渐减少, CTR和SR变化不大, 主脉维管束长宽略有增加。

耐荫性较弱的络石叶片和栅栏组织厚度逐渐减少, 海绵组织变薄, 但遮荫50%和75%差异不大, CTR在50%时略有增大, 而在75%时减少了17.18%, SR的变化与CTR相反;主脉维管束长度在50%减少, 75%时差异不大, 宽度则增大。变色牵牛叶片、栅栏组织和海绵组织在遮荫50%时变薄, 75%时增厚, 在50%时CTR增大、SR减少, 在75%时变化很小;主脉维管束长度减少, 宽度在50%时增大而在75%减少。

2.3 不同遮荫程度对攀援植物叶绿素含量的影响

遮荫条件下攀援植物叶片的叶绿素含量和叶绿素a/b比值均有变化 (表3) , 耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤叶片叶绿素总量、叶绿素b含量随遮荫程度增大而增加, 叶绿素a含量增加, 但在遮荫50%时增加较多, 叶绿素a/b比值则降低。耐荫性中等的炮仗花叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量随遮荫程度加大增加, 猫爪花则在遮荫50%时增加较多, 叶绿素a/b比值两者都是在遮荫50%时增加较多。耐荫性弱的白叶藤叶绿素含量变化及叶绿素a/b比值与炮仗花相同。耐荫性较弱的络石叶绿素a和叶绿素总量及叶绿素a/b比值随遮荫程度加大而增加, 叶绿素b含量则在遮荫50%时增加较大;变色牵牛的叶绿素a、叶绿素总量和叶绿素a/b比值在遮荫50%时增加较大, 叶绿素b含量则随遮荫程度加大而增加。

2.4 不同遮荫处理对攀援植物叶片MDA含量、POD和SOD活性的影响

遮荫处理对攀援植物叶片MDA含量、POD活性和SOD活性均有一定影响 (表4) , 耐荫性强的长柄爬藤榕和扁担藤的MDA含量在遮荫条件下略有增加, SOD活性则升高较大, POD活性有所降低。耐荫性中等的炮仗花和猫爪花MDA含量在遮荫时降低, SOD活性有所升高, POD活性升高较大。耐荫性较弱的白叶藤MDA在处理间差异不大, SOD活性在遮荫时降低, POD活性则在遮荫50%时升高, 遮荫75%时降低。耐荫性较弱的络石MDA含量、SOD和POD活性变化不大, SOD和POD活性逐渐升高。变色牵牛则MDA含量随遮荫程度加大而降低, SOD活性降低, POD活性升高。

注:扁担藤为多维管束, 选靠近上表皮的维管束测量

3 结论

耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤随遮荫程度的加大, 株高逐渐增高, 叶片和栅栏组织厚度逐渐加厚, 海绵组织厚度则扁担藤有所减少, CTR逐渐加大, SR逐渐减少;主脉维管束长宽增大。耐荫性中等的炮仗花和猫爪花株高增高, 叶片和海绵组织厚度在遮荫50%时增加外, 叶片、栅栏组织和海绵组织厚度均减少, CTR变小, 主脉维管束长宽增大。猫爪花叶片、栅栏组织和海绵组织在遮荫时变化不大, 维管束增长变窄。遮荫性弱的白叶藤遮荫50%时变矮, 遮荫75%时略有增高, 叶片、栅栏组织和海绵组织逐渐变薄, CTR变化不大, 主脉维管束长宽略有增加。耐荫性较弱的络石株高变化与长柄爬藤榕相同, 叶片、栅栏和海绵组织变薄, CTR在遮荫50%时略有增大, 主脉维管束在遮荫50%时变短, 但变宽。变色牵牛株高变化较小, 叶片、栅栏和海绵组织在遮荫50%时变薄, 75%时增厚, 遮荫50%时CTR增大、SR减少, 主脉维管束变短, 遮荫50%时变宽而75%变窄。表明耐荫性强的攀援植物在遮荫条件下生长较好, 叶片结构良好, 而耐荫性弱的攀援植物则生长和叶片结构受到不利影响。

耐荫性较强的长柄爬藤榕和扁担藤叶片叶绿素含量增加, 叶绿素a/b比值则降低;耐荫性中等的炮仗花叶绿素含量增加, 猫爪花则50%时增加较多, 而叶绿素a/b比值在遮荫50%时增加较多;耐荫性弱的白叶藤叶绿素含量和叶绿素a/b比值变化与炮仗花相同。耐荫性较弱的络石叶绿素a和叶绿素总量及叶绿素a/b比值随遮荫程度加大而增加, 叶绿素b含量则在遮荫50%时增加较大;变色牵牛的叶绿素a、叶绿素总量和叶绿素a/b比值在遮荫50%时增加较大, 叶绿素b含量则随遮荫程度加大而增加。表明耐荫性强的攀援植物在遮荫时叶绿素含量增加, 叶绿素a/叶绿素b比值降低, 有利于遮荫条件下的光合作用;而耐荫性较弱的则叶绿素含量和叶绿素a/叶绿素b比值都升高, 遮荫条件下光合作用受到影响。

遮荫条件下攀援植物叶片的MDA含量、SOD和POD活性均有所变化, 但这3种生理指标的变化幅度比生长和叶片结构的变化小 (<20%) , 可能遮荫处理虽影响攀援植物的生长但尚未造成胁迫, 因而变化较小。这些指标与耐荫性的关系有待进一步的研究。

参考文献

[1]秦小平, 李景奇.城市立体绿化的形式与生态效应[J].花木盆景 (花卉园艺) , 2000, (6) :16-17.

[2]张淑云, 徐继忠, 陈海江, 等.温室栽培桃光合特性研究[J].河北农业大学学报, 2003, 26 (3) :57-61.

[3]张宪政.植物叶绿素含量测定——丙酮乙醇混合液法[J].辽宁农业科学, 1986, (3) :26-28.

[4]马廷臣, 余蓉蓉, 陈荣军, 等.PEG-6000模拟干旱对水稻幼苗期根系的影响.中国生态农业学报, 2010, 18 (6) :1206-1211.

[5]李玲霞.电化学法测定超氧化歧化酶活性的研究[D].首都师范大学硕士论文, 2005.

[6]何宇炯, 徐如涓, 赵毓橘.表油菜素内酯对绿豆幼叶衰老的促进作用[J].植物生理学报, 1996, 22 (1) :58-62.

植物叶片结构 第2篇

岩溶植物青冈和九龙藤叶片光学特性日变化研究

采用LI-6400便携式光合测定系统测定分析喀斯特生态系统重要乔木植物青冈(Cyclobalanopsis glauca)和藤本植物九龙藤(Bauhinia championii)的.净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、水分利用效率(WUE)等生理特性指标.结果表明:净光合速率日变化在青冈为双峰型,九龙藤则为单峰型,其中日均Pn、Tr值九龙藤(3.58μmolCO2・m-2・s-1、2.06mmolH2O・m-2・s-1)>青冈(2.13μmolCO2・m-2・s-1、1.08mmolH2O・m-2・s-1),WUE值青冈(2.40mmol・mol-1)>九龙藤(1.83mmol・mol-1).比较而言,乔木树种青冈为低Pn、弱Tr、高WUE的树种,而九龙藤则属高Pn、高Tr树种.

作 者：莫凌 黄玉清 覃家科 王晓英 袁维园 MO Ling HUANG Yu-qing QIN Jia-ke WANG Xiao-ying YUAN Wei-yuan 作者单位：广西植物研究所,广西桂林,541006刊 名：广西科学 ISTIC英文刊名：GUANGXI SCIENCES年，卷(期)：200815(2)分类号：Q945.79关键词：喀斯特地区 青冈 九龙藤 光合速率 蒸腾速率 气孔导度 水分利用效率

妙算植物叶片的面积 第3篇

叶片是植物身体上的重要器官，植物依靠叶片把二氧化碳和水转变成糖类、蛋白质等营养物质，同时放出氧气（光合作用）。植物通过叶片把根吸收的大部分水分散发出去，散发水分的过程为植物继续吸收水分和运输矿物质提供了动力（蒸腾作用）。大量的研究表明，叶片面积的大小与农作物的产量有着很大的关系。因此，植物学家会测量和计算植物叶片的面积，并以此来研究植物的长势。

现在问题来了，我们会求解长方形、三角形和圆的面积，可是叶片既不是长方形，也不是三角形，更不是圆，怎么计算它的面积呢？

自然界中花草树木的叶片所呈现的是复杂的几何图形，极其不规则，有些还长有锯齿一样的边缘。面对这样的图形，你是不是感觉束手无策呢？

叶片的面积真的没法计算吗？难道我们就只能用粗略的“大”与“小”衡量叶片的大小吗？不用担心，其实科学家们早就发明出了多种计算叶片面积的方法。现在，我们就一起去看看他们是怎么计算叶片面积的吧！

数方格算面积

取一片叶子，将它放置在方格纸上，描出叶片的外形轮廓，数清楚叶片所占的正方形小格子的数目n。叶片边缘可能占不满方格，没关系，我们用四舍五入的办法，把占满半格的计为一格，不满半格的舍去。于是，叶片面积就等于统计出的小格子总数n乘以单个小方格的面积S小方格面积。

S叶片面积=n×S小方格面积

很显然，如果格子越小，误差就越小，计算就更精确。怎么样，数格子的方法简单吧？只要你会数数，这复杂的叶片面积就被你轻松计算出来了。叶片面积测定仪就是根据以上方法设计出来的。

这方法好像也可以用来计算我的面积哦！如果没有方格纸，我们还可以用什么办法来计算叶片面积呢？

这可真把我给难住了！

称量求面积

取一片叶子，在纸上描出叶片的外形轮廓，并沿着所画轮廓把叶片图形剪下来，称量出图形纸的重量G图形纸。接下来，将图形纸与事先就测出面积S标准纸和重量G标准纸的标准纸作比较。因为面积越大的纸就越重，面积与重量成正比，所以两张纸的面积之比S图形纸：S标准纸，就等于它们的重量之比G图形纸：G标准纸。这样一来，叶片面积就可以通过等比的方法计算出来了。

请注意，在这种计算方法中，图形纸与标准纸的纸张类型，包括材质、厚度，必须是相同的。你知道这是为什么吗？

这个我知道，因为比例求解要保证单位面积的纸张的重量相等。

神奇的比例系数

上面两个方法，有个隐含的假设，那就是被描绘在纸张上的叶片面积与真实叶片的面积完全一致，这就需要摘下叶子，并对它进行一丝不苟地描摹。

那有没有不摘叶子就能算出叶片面积的方法呢？当然有。有些植物（如小麦、玉米、甘蔗等）叶片的主体部分比较狭长。科学家们发现，这样的叶片的实际面积S叶片面积与叶片的长a和宽b所构成的长方形的面积S长方形之间，存在一个近似为常数的比例系数，这个比例系数我们可以记为K。

也就是说，我们只要测量叶片的长度a和宽度b，算出长方形的面积S长方形，再乘以比例系数K，就可以得到叶片面积。

S叶片面积=K×S长方形=K×a×b

需要注意的是，不同种类植物的比例系数K往往是不同的，即使是同一株植物，幼苗期和成熟期的K值也会有所不同。但在一定的时间段内，同种植物的K值是近似不变的，所以相对来说，计算起来还是比较方便。

恰当的分割

如果你有仔细观察过某些植物的叶片，你就会惊讶地发现那些天然生成的叶片竟然可以看成是几种几何图形的组合。

看，那黄瓜叶片。你发现了吗？对的，它可以近似地被看成是轴对称图形。现在，如果我们将它进行分割，会发生什么呢？下面我们将要给黄瓜叶片动“手术”了，“手术”成功后，黄瓜叶片的面积计算就不是什么难题了。

你看到了吗？我们把黄瓜叶片大致分割成了五个部分。你会很容易发现，叶片的上面是一个等腰三角形，下面是四个梯形。这下你明白分割的用意了吧！

三角形和梯形是我们熟悉的几何图形，我们只要对三角形和梯形的底边与高进行测量，通过对应的面积计算公式，就能分别求出它们的面积。

于是，黄瓜叶片的面积就可以约等于分割后各个部分的几何图形的面积之和。

这“手术”做得相当成功啊！

那当然。但要注意的是，对不同叶片的“病情”可要具体情况具体分析哦，仔细“诊断”后方可“动刀”！

亲爱的小读者，植物叶片的面积你会计算了吗？你知道哪些稀奇古怪、鲜为人知的数学现象或数学妙招吗？快快来信和大家一起分享吧！你还可以关注我们的微博、微信“广西师范大学报刊传媒集团”，更多精彩等着你哟！

植物叶片中硫含量测定 第4篇

一、实验部分

1、实验目的和原理利用氧瓶燃烧法和硫酸钡比浊法, 测定银杏树叶的硫含量。

植物样品在充满氧气和高温条件下燃烧, 分解出来的硫被过氧化氢氧化成硫酸根, 在微酸条件下, 加起浊剂 (Ba Cl2) , 硫酸根与钡离子生成微细的硫酸钡胶体微粒悬浮于溶液中, 使溶液混浊, 其混浊度与溶液中硫酸根的含量成正比, 可见光电比色计进行比浊。

2、实验试剂、仪器与样品Na2SO4、Na Cl、浓盐酸、甘油、95%乙醇、Ba Cl2、H2O2 (以上均为分析纯) 。

仪器主要有: (1) 氧气钢瓶及500m L磨口瓶、500ml碘量瓶, 下端编制成式样筐。 (2) 752型紫外分光光度计、电磁搅拌器。 (3) 漏斗、量筒、烧杯、搅拌棒等。试验样品:有代表性、常见的银杏树叶片5g。前处理方法为:于60℃~70℃下烘箱烘至恒重, 磨碎过60目筛, 放塑料袋内备用。

3、配置溶液过程 (1) 硫酸盐标准溶液:

称取0.1480g烘干的Na2SO4 (AR) 移入100m L容量瓶中, 加重蒸水至刻度, 摇匀, 此溶液1.00m L=1.00mg硫酸根。再将此溶液稀释至10倍, 即每1.00ml=0.1mg硫酸根。 (2) 稳定剂:称取75g氯化纳 (AR) 溶于300m L水中, 加入30m L浓盐酸, 50ml甘油和100ml95%的乙醇, 混合均匀。 (3) Ba Cl2:筛取80目-100目分析纯Ba Cl2晶体, 在粗天平上称取0.2g, 包好备用。 (4) 1:4 H2O2:1份30%H2O2溶于4份重蒸水中用时现配。

4、实验步骤

(1) 标准曲线的绘制

以上各管加2.5ml稳定剂, 用玻璃棒搅匀, 加0.2g Ba Cl2, 用电磁搅拌器搅拌1min, 静置30min, 在分光光度计上用420nm波长, 1cm比色皿比浊。以光密度为纵坐标, 已知硫酸根含量为横坐标, 绘制标准曲线。

(2) 样品测定将定量滤纸剪成小块折好, 称取约0.1g试样于滤纸中央, 包折后夹在小筐中。碘量瓶加重蒸水10ml, H2O2 (1:4浓度) 0.5ml, 通氧2min后, 点燃滤纸包尾部, 立即插入瓶中。按住瓶塞, 将瓶倾斜并轻轻转动。燃烧完毕后, 静置30min~40min, 至瓶内无烟雾时打开瓶塞。用吸管吸20m L重蒸水冲洗瓶塞、瓶壁及试样筐, 过滤于100ml小烧杯中。再用17ml重蒸水冲洗碘量瓶, 过滤。在滤液中加2.5ml稳定剂, 用玻璃棒搅匀后, 加0.2g Ba Cl2, 在电磁搅拌器上搅拌1min, 静置30min, 在分光光度计上用420nm波长, 1cm比色皿进行比浊。同法进行空白测定, 由标准曲线上查出测定液中硫酸盐含量。

二、结果

1、绘制标准曲线

硫酸根含量和光密度测定结果见表2

以光密度为纵坐标, 以硫酸根浓度为横坐标, 绘制标准曲线如下:

对所得各数据点添加趋势并拟合线性方程, 得:y=0.1239x。其中, 拟合方程的线性相关系数为:R2=0.9991

2、样品测定

按以上实验过程, 每种树叶各进行多次重复试验, 去掉明显误差试验点, 最后取平均值, 得每种树叶中含硫酸根的量, 并计算标准偏差。, 式中:A——标准曲线上查得的与光密度相应的硫酸根含量, mg;V1——吸收液总体积, ml;V2——比浊测定时吸取的待测液体积, ml;W——分析用的植物样品重, g (干重) 。本实验样品用0.1g, 样品测定体积与吸收液体积相同 (50m L) , 故可用下式计算:

注:结果经Q值校验法符合要求。

结论

由实验结果可看出, 通过种植植物来吸附大气中SO2以净化环境的方法是可取的, 植物叶片对大气中SO2有吸附。银杏对SO2的吸附能力是18.2563mg/g。通过本实验可以看出使用氧瓶燃烧—硫酸钡比浊法测定树叶中SO2的含量, 既方便快捷, 又对设备要求不高。可以通过此方法测定树叶中硫含量, 以此来检测并判断环境中SO2含量, 即空气污染状况。

摘要：随着工业的快速发展, 空气中SO2的含量日益增加。测定植物叶片中的含硫量, 是指示大气SO2污染程度和确定植物净化能力的重要手段之一。本文采用燃烧法燃烧叶片, 再用比浊法测得SO42-含量, 以此来推断叶片中硫含量。

关键词：植物叶片,二氧化硫,燃烧法,比浊法

参考文献

叶片的结构 第5篇

要求学生遵循显微镜的使用程序，在低倍镜下找到叶片横切结构的清晰物像(永久制片)，为观察实验教学过程的推进创造条件。

调控学生依次观察上下表皮，栅栏组织和海绵组织，叶脉，辨认各部分结构的分布部位、细胞形状、排列疏密状况等。

首先看表皮细胞有什么特点，请同学回答。(结合上节课的记录和这节课的观察回答)

总结：表皮细胞排列紧密，无色透明，细胞外壁上有一层透明不透水的角质层。这样的表皮有什么用呢?功能：这种结构既有利于透光，又可防止叶片过多的散失水分，对叶片还有保护作用。因此，表皮属于保护组织。

我们看到的菠菜叶的下表皮细胞是什么样的?从不同角度观察，看到表皮细胞的不同形态，就此想象表皮细胞的立体结构。(比如拼图块)

表皮上有什么特殊结构?看图指出表皮细胞之间有一些特殊细胞两两成对，其中每一个半月形的细胞叫做保卫细胞，一对保卫细胞之间的孔隙，叫气孔。气孔是叶片与外界进行气体交换的“窗口”，保卫细胞控制气孔的开闭。

保卫细胞的结构决定了它的功能：每个保卫细胞临近气孔一侧的细胞壁比较厚，远离气孔一侧的细胞壁比较薄。用自制教具演示，当保卫细胞吸水时，分别向两侧凸起，气孔张开，反之则气孔关闭。

一般情况下，陆生植物上表皮的气孔数少于下表皮的气孔数。某些浮水植物，如睡莲，其气孔全部分布在下表皮。

上下表皮之间大部分是叶肉细胞。请同学观察叶肉细胞的形状和排列有什么规律?

总结：栅栏组织：接近上表皮，细胞呈圆柱形，排列较整齐，含绿色颗粒较多。

海绵组织：接近下表皮，细胞形状不规则，排列较疏松，含绿色颗粒较少。

叶肉细胞内部的许多绿色颗粒结构是叶绿体，叶绿体中含有叶绿素等多种色素，它是光合作用的场所。

那么，你们现在能回答大多数植物的叶为什么是绿的?而且总是靠近上表面绿色更深一些?(学生回答)

归纳总结：叶肉细胞内有许多叶绿体，叶绿体内含有绿色的叶绿素，使叶片呈绿色。叶片的上表面颜色一般较叶片下表面深，主要是因为接近上表皮的栅栏组织细胞里面含有的叶绿体比较多，而接近下表皮的海绵组织细胞里面含有的叶绿体比较少。

在叶肉之间有束状结构是叶脉。从叶的外部看，叶脉是许多交织的脉络，构成叶片的“骨架”，具有支持作用。一些植物的叶脉相互交错，称网状叶脉;还有些植物的叶脉大体上平行分布，称平行叶脉。

叶脉是由一些什么形状的细胞构成的呢?观察永久制片。

指图说明：叶脉主要是由两种细胞构成的管道组成的。图中被染成红色的部分是导管，导管是由一些中空、横壁消失的细胞连接成的长管，这些细胞是死细胞，导管具有运输水和无机盐的功能。图中被染成蓝色的部分是筛管，也是由一些管状细胞上下连接而成，在细胞上下连接的横壁上有许多小孔，叫筛孔，这些细胞是活细胞，筛管是运输有机物的通道。

由此看来，叶脉不仅具有支持作用，而且还有疏导作用。

总结：叶片的结构有哪些与光合作用相适应的特点?

1、表皮透光保水，气孔可进行气体交换;

2、叶肉含大量叶绿体，是进行光合作用的场所;

3、叶脉可运输光合作用所需要的物质。

整理好显微镜，放回原位。

不同生态环境野生大豆叶片结构比较 第6篇

关键词：野生大豆（Glycine soja）；石蜡切片；植纹；相关性；回归方程

中图分类号： S565.101 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2015）10-0131-03

大豆原产于中国，是我国主要的经济作物之一。近年来，越来越多的科技工作者投身于大豆胁迫生理[1]、分子育种[2]等研究中来，但关于大豆解剖结构的研究相对较少，尤其将解剖结构和表观结构综合起来的研究更是鲜有发现。植物解剖结构具有稳定保守的特性[3]，以结构植物学的手段研究植物演化等问题是十分科学且必要的。植物叶片作为主要的营养器官直接影响着植物的生长，比根、茎等器官对不同环境的变化更为敏感，且会发生结构上的演化[4]。研究植物叶片的解剖以及表观结构能直接反映出该种植物适应不同环境所演化出的特征结构。本研究基于石蜡切片和植纹鉴定技术[5]，试图通过不同环境野生大豆叶片解剖和表观结构的差异，找到不同环境野生大豆植物结构的演化规律，旨在为我国大豆属植物拮抗逆境研究提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试的野生大豆，分别为耐盐型的通榆野生大豆和盐敏感型的辉南野生大豆，由吉林省农业科学院大豆种质资源室提供。

1.2 试验方法

1.2.1 石蜡切片方法 将供试材料放入FAA[甲醛 ∶ 冰乙酸 ∶ 乙醇（50%）= 1 ∶ 1 ∶ 18]中固定48 h后→乙醇梯度脱水→二甲苯梯度透明→浸蜡→包埋→切片→展片→二甲苯梯度脱蜡→番红-亮绿复染法染色→中性树胶（本试验采用加拿大树胶）封片[6]。

1.2.2 植纹鉴定方法 将供试叶片放入FAA中固定48 h后，刮取其下表皮使其成为半透明的膜状体，经乙醇梯度脱水后用二甲苯冲洗，最后用中性树胶封片制成永久装片[5]。

1.2.3 数据测定及分析 各试验装片均在Nikon Eclipse 80i显微镜下观察，并在选取合适的视野后进行显微拍摄。采用Nis-Elements图像分析系统中的Nis-Elements D 2.20，sp2（Build 243）Imaging Software软件测量叶片的各特征参数，试验结果为5次重复试验平均值，结果用“x±s”表示。运用SPSS 19.0软件进行数据统计学分析。

2 结果与分析

2.1 不同生态环境野生大豆叶片解剖结构比较

从表1、图1、图2看出，通榆野生大豆叶片厚度大于辉南野生大豆；通榆野生大豆叶片表皮细胞排列整齐，多呈长方形、圆形，外切向壁角质层较厚，孔下室相对辉南野生大豆不明显，且表皮细胞厚度大于辉南野生大豆；通榆野生大豆叶片机械组织相对辉南野生大豆更为发达；栅栏组织长度也表现为通榆野生大豆更长；平脉叶肉细胞数量通榆野生大豆叶片中更多；通榆野生大豆叶片主脉维管束有8列导管分子，维管束鞘细胞相对较大，且出現了异形维管束，辉南野生大豆叶片主脉维管束有5列导管分子，没有出现异形维管束；在木质部和韧皮部之间通榆野生大豆出现6团小薄壁细胞群，辉南野生大豆只有2团小薄壁细胞群。

2.2 不同生态环境野生大豆叶片植纹鉴定结果

2.2.1 植纹特征

2.2.1.1 植纹类型 光学显微镜下观察分析后发现，供试的

2个野生大豆叶片表观纹理表现为：与保卫细胞的排列方向一致的2个副卫细胞，分别在保卫细胞两侧并与其边缘相连，且2个副卫细胞大小不等。从而推断这种植纹类型为平列不等型[5]（图3、图4）。

2.2.1.2 表皮细胞垂周壁（径向壁）式样 Dilcher于1974年对植物表观形态进行了系统研究，并将表皮细胞垂周壁（径向壁）试样分为A～I型[7]。根据陆静梅[5]的相关研究，有理由将供试的野生大豆叶片表皮细胞垂周壁式样归纳为以A型为主（图3、图4）。

2.2.1.3 表皮及附属物 对野生大豆表皮附属物观察发现，供试的野生大豆叶片表皮毛均为单细胞毛。

2.2.2 植纹特征的统计学分析 在同倍数下（物镜40×，目镜10×）随机选取10个完整视野，记录每个视野的表皮细胞

数量和气孔器数量，然后用10个视野的平均细胞数量（E）和气孔数量（S）计算气孔指数（I），公式为：I=[S/（E+S）]×100。气孔密度换算为每mm2内的气孔个数。

从表2可以看出，保卫细胞长、宽和保卫细胞、副卫细胞及表皮细胞周长、面积等数据均显示出辉南野生大豆较通榆野生大豆大。根据Conover关于保卫细胞长度等级的参考标准[8]：小型（S） < 12 μm；中小型（MS） = 12～19 μm；中型（M）= 20～34 μm；大中型（ML） = 35～42 μm；大型（L） = 43～65 μm；非常大型（VL） > 65 μm。可以得出不同环境野生大豆植物保卫细胞长度等级介于MS和M之间，且表现为辉南野生大豆保卫细胞长度等级相对较高。

通榆野生大豆各植纹特征的相关分析结果见表3，其中保卫细胞周长与保卫细胞面积、附卫细胞周长、附卫细胞面积、表皮细胞周长、表皮细胞面积；保卫细胞面积与附卫细胞周长、附卫细胞面积、表皮细胞周长、表皮细胞面积；附卫细胞周长与附卫细胞面积、表皮细胞周长、表皮细胞面积；附卫细胞面积与表皮细胞周长、表皮细胞面积；表皮细胞周长与表皮细胞面积15对数据相关系数均大于0，且均满足P<0.01，差异极显著，说明组内二者存在极显著的线性正相关关系。辉南野生大豆各植纹特征的相关分析结果见表4，各组数据间均无显著相关关系。

nlc202309021003

对通榆野生大豆植纹特征参数，应用逐步回归法（stepwise），进行保卫细胞面积y对保卫细胞周长x1、保卫细胞长x2、保卫细胞宽x3的多元线性回归分析。结果表明，剔除2个不显著的偏回归系数对应的自变量保卫细胞长度（P=0.57>0.05）、保卫细胞宽度（P=0.62>0.05）后，最优方程为保卫细胞面积y对保卫细胞周长x1：y=-10.25+2.24x1，回归模型的复相关系数r=0.73。应用一元线性回归建立副卫细胞面积y对副卫细胞周长x的回归方程：y=-449.79+8.24x，回归模型的相关系数r=0.97。应用一元线性回归建立表皮细胞面积y对表皮细胞周长x的回归方程：y=24.97+6.13x，回归模型的相关系数r=0.89。

对辉南野生大豆植纹特征参数，应用逐步回归法进行保卫细胞面积y对保卫细胞周长x1、保卫细胞长x2、保卫细胞宽x3的多元线性回归分析。结果表明，剔除2个不显著的偏回归系数对应的自变量保卫细胞长度（P=0.65>0.05）和保卫细胞宽度（P=0.65>0.05）后，最优方程为保卫细胞面积y对保卫细胞周长x1：y=-43.55+2.86x1，回归模型的复相关系数r=0.71。应用一元线性回归建立副卫细胞面积y对副卫细胞周长x的回归方程：y=-533.01+8.93x，回归模型的相关系数r=0.94。应用一元线性回归建立表皮细胞面积y对表皮细胞周长x的回归方程：y=-26.65+7.05x，回归模型的相关系数r=0.87。

3 讨论

试验结果表明，通榆野生大豆表皮细胞排列整齐，外切向壁具有较厚的角质层，有利于植物叶片对光的折射，防止灼伤。通榆野生大豆叶片孔下室不明显，植纹数据表明，辉南野生大豆单个气孔平均面积较大，统计数据得出不同生态环境野生大豆气孔密度存在显著差异，经计算单位面积内气孔总面积表现为通榆>辉南，通过增加气孔数量增加叶片气孔总面积，在不影响植物正常进行生命活动的情况下，避免过度蒸腾导致植物失水。发达的机械组织增大了通榆野生大豆的机械支撑能力。其叶片的栅栏组织较多，且富含大量叶绿体，具有更强的光合能力。主脉维管束中导管分子的数量表现为通榆野生大豆较多，出现异形维管束，且平脉叶肉细胞数量也较辉南野生大豆更多，这些特征反映出通榆野生大豆相对于辉南野生大豆具有更强的疏导能力。木质部和韧皮部间小薄壁细胞群的出现扩大了营养吸收面积，小薄壁细胞团的数量，同样表现为通榆野生大豆更具优势。不同生态环境野生大豆叶片表观植纹特征无较大差异，验证了同属植物的同源相似性。统计后的数据显示出较大不同，相关性分析结果，通榆野生大豆各个植纹特征间存在极显著相关性，而辉南野生大豆各个植纹特征间无显著相关性。虽然不同生态環境野生大豆植纹特征参数间均可建立线性回归方程，但结果显示各线性回归方程均表现为通榆野生大豆拟合度更高。从而得出通榆野生大豆表观纹理的规律性更强，从简单到复杂，从无序到有序是进化的特征。研究结果证实通榆野生大豆演化出了拮抗盐逆境结构，将更适应盐胁迫环境。

同属植物的鉴别一直是植物分类的焦点，尤其是同种植物不同品系的区分更加容易混淆。野生大豆植纹鉴定结果显示出同属植物的同源相似性，统计后的植纹特征数据体现出同属植物的表观结构植纹差异，即使是同种植物的不同品系，其统计后的植纹特征数据也必然存在差异。应用植纹鉴定技术，可分别对植纹3个不同层次进行鉴别区分，即：（1）植纹特征；（2）量化后各植纹特征均值；（3）各植纹特征间独特的显著相关性和最优的回归方程[10]。研究结果表明，植纹鉴定手段对鉴别同属植物、不同品系的同种植物具有极高的科学性和准确性。有关大豆属植物分类、演化等问题还有待进一步深入研究。

参考文献：

[1]Tang Y L，Cao Y，Gao Z，et al. Expression of a vacuole-localized BURP-domain protein from soybean （SALI3-2） enhances tolerance to cadmium and copper stresses[J]. PLoS One，2014，9（6）：98830.

[2]Qiu L J，Xing L L，Guo Y，et al. A platform for soybean molecular breeding：the utilization of core collections for food security[J]. Plant Molecular Biology，2013，83（1/2）：41-50.

[3]王勋陵，王 静. 植物形态结构与环境[M]. 兰州：兰州大学出版社，1989.

[4]Cunningham S A，Summerhayes B，Westoby M. Evolutionary divergences in leaf structure and chemistry，comparing rainfall and soil nutrient gradients[J]. Ecological Monographs，1999，69（4）：569-588.

[5]陆静梅. 植物表观结构植纹鉴定[M]. 北京：科学出版社，2013.

[6]李正理. 植物制片技术[M]. 北京：科学出版社，1978.

[7]Dilcher D L. Approaches to the identification of angiosperm leaf remains[J]. The Botanical Review，1974，40（1）：1-157.

[8]Conover M V. Epidermal patterns of the reticulate‐veined Liliiflorae and their parallel-veined allies[J]. Botanical Journal of the Linnean Society，1991，107（3）：295-312.

[9]张 力. 在生物统计中的应用[M]. 厦门：厦门大学出版社，2013.

[10]高婷婷. 中国长白山乌头属5种植物表观结构植纹鉴定研究[D]. 长春：东北师范大学，2010.熊江波，肖金香. 不同干旱时长土壤含水率对烤烟烟碱含量的影响[J]. 江苏农业科学，2015，43（10）：134-136.

植物叶片厚度测量仪的研制 第7篇

传统节水灌溉的方法是依据环境温湿度及土壤湿度制定灌溉方案, 但考虑农业生态环境的多维空间变异性, 利用作物水分状况比土壤水分状况作为灌溉依据更可靠。因此本课题以植物的几何尺寸作为灌溉系统的反馈控制变量, 应用工业领域精密测量方法制成高精度植物叶片厚度测量仪, 对新型节水灌溉系统的研究具有重要意义。

1 植物叶片厚度测量仪的工作原理

叶片是植物最重要的器官, 植物体内的水分状况可以通过叶片等器官的尺寸变化来反映[2], 植物的叶片厚度尺寸的微增量变化与其水分之间有极其准确的对应关系, 当厚度尺寸的测量分辨力达到微米级准确度时, 这种对应关系就能识别出来。

本课题把植物叶片厚度变化转换成一种微位移量的变化来测量, 选用TESA公司的GT31型差动电感式位移传感器, 其精度可达微米量级[3]。位移传感器内的线圈为螺管型结构, 当磁芯移动时, 差动电感增量为。

式中:ÄLZ为差动电感总增量;LS0为平衡位置每个线圈的电感;t0为平衡位置磁芯坐标值。

当位移较小时, 一般忽略高次项的影响, 按照线性特性处理。但是这样会带来一定的非线性的原理误差。

2 植物叶片厚度测量仪的硬件设计

实现测量过程控制的电路单元主要由传感器测量部分、信号转换部分、微处理器芯片控制、存储和显示部分组成, 原理框图如图1所示。以AT89C55单片机[4]为控制核心, 实现传感器对叶片厚度位移量的采集并转变成微弱的交流信号, 该信号经转换电路后由A/D采集, 再送入单片机进行处理, 由液晶屏显示, 同时存储在存储器中, 完成整个测量过程。

本课题选用集成芯片AD598实现对位移传感器测得的微弱信号进行处理与转换, 该信号调理电路具有零位调整、增益选择的功能, 与传统的电路相比, 具有电路简单、体积小的优点。根据传感器量程和仪器分辨率要求, 选用AD公司生产的AD574转换器。AD574是一个完整的12位逐次逼近型且带三态缓冲器的A/D转换器, 保证了仪器的转换精度, 具有低噪声、低功耗、高精度、高分辨率和高采样率的优点。

3 植物叶片厚度测量仪的软件设计

为方便数据分析与处理, 需及时将测量数据上传至上位机, 测量及数据传输的程序采用C语言编写, 并在KEIL开发环境下进行仿真[5]。整个程序主要分为以下几个部分。

(1) A/D数据的采集和运算。

(2) 温湿度的采集和运算。

(3) 数据的存储和读取。

(4) 时钟模块的处理。

(5) 系统的显示功能。

程序采用模块化设计, 既简化了程序, 又增强了程序可读性, 程序流程图如图2所示。

4 测量实验

采用该仪器对辣椒叶片进行连续监测24小时的测量曲线如图3所示, 由图中曲线可以看出在一天当中, 叶片的厚度的变化趋势是在上午逐渐升高, 到中午达到最大值, 然后又逐渐降低。通过一段时间的实验观察, 发现这种变化趋势具有规律性和普遍性。

5 结语

(1) 研制了以差动电感式位移传感器为核心的植物叶片厚度测量仪, 具有良好的线性度, 测量精度高, 抗干扰能力强。

(2) 设计了基于单片集成电路技术的差动电感式传感器的转换电路, 该技术解决了其他同类转换电路尺寸、体积及功耗问题。

(3) 应用所研制的仪器进行了实验, 结果表明完全满足设计要求, 可以进一步应用到植物信息检测、数字农业、新型节水灌溉系统中。

参考文献

[1]马晓河, 方松海.中国的水资源状况与农业生产[J].中国农村经济, 2006 (10) :4～11.

[2]张瑞美, 彭世彰, 等.作物水分亏缺诊断研究进展[J].干旱地区农业研究, 2006, 24 (3) :205～210.

[3]强锡富.传感器[M].北京:机械工业出版社, 2002.

[4]李朝青.单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.

基于内容的植物叶片图像检索分析 第8篇

植物几乎围绕于一切人类活动中, 是人类赖以生存的坚实基础。首先, 人类所必需的氧气靠植物进行光合作用来供给。同时, 植物是最主要的食物和能源来源, 人类衣食住行中绝大多数是直接或间接来之与植物。据不完全统计, 全世界能食用的植物至少有75000种。

现如今, 随着人口膨胀, 生活污染物与工业废料大量排放、森林被长期过量砍伐, 严重破坏了植被的生存环境, 继而影响人类的正常活动。《中国珍稀濒危植物》首批公布的388种植物中, 濒危物种121种, 稀有物种110种, 渐危物种157种。植物灭绝随之而来的是粮食短缺、能源枯竭、生态失衡与环境恶化等一系列重大问题。因此, 人们意识到保护植物的多样性就是保护人类自己。近几年来, 专业人士展开了一系列有力措施对植物进行识别分类研究, 建立保存植物物种基因库与数据库, 以达到保护濒危植物, 维护植物物种多样性的目的。

植物分类与识别的一个方法是测量与观察植物器官上稳定的特征来分辨植物间的差异并进行分档归类。传统的植物鉴别方法由人工文字记录完成, 该方法工作效率低, 耗时耗力, 并且需要相当的经验技巧, 存在比较大的误差。在计算机技术高速发展的今天, 计算机图像处理技术为植物的分类与检索提供了一种可能的解决方案。尤其是自20世纪90年代起, 基于内容的图像检索 (CBIR) 技术蓬勃发展, 已经成为智能信息领域的热点。

2 基于内容的图像检索的植物分类与检索概述

基于内容的图形检索克服了以文字描述植物特征抽象、主观的难点, 直接从待检测的植物图像直观的视觉特征出发, 在图像数据库中查找相似的植物图像, 从而达到“以图搜图”的检索目的。

典型的基于内容的图像检索工作流程是系统对输入的图像进行训练, 分析图像集并分类统一建立模型, 然后依据各种图像模型提取图像特征存入特征数据库。接着采用相似度匹配算法计算待测图像特征与特征数据库中图像的相似度, 从而排列出一系列相似度从大到小的图像反馈给用户。

2.1 植物图像特征

常用的图像特征是根据本身的形状、颜色、纹理等低层视觉特征, 更高级的是联合基于图像抽象属性 (场景语义、行为语义以和情感语义) 的特征。植物一般的器官有根、叶、花、果实、种子, 可以提取这些器官的图像特征进行分类。但植物的花、根、果实等结构复杂, 特征提取困难。植物叶片由于是平面的二维结构, 特性稳定, 比较容易分析提取其图像特征。其中植物叶片的颜色特征受环境的影响比较大, 因此植物分类识别主要依据其叶片的形状特征与纹理特征。

形状特征是植物叶片图像最为直观的基本特征。一般情况下, 图像形状特征的描述分为基于边界和基于区域的两种方法。其中边界描述的思想是当一个叶片区域边界上的点确定时, 可以利用这些边界点来区分不同区域的形状。基于边界的描述方法主要有边界长度、边界直径、离心率、曲率、链码、多边形近似、标记图和傅里叶形状描述符等。而区域描述是描述构成区域内部所有像素的整体特性。简单的区域描述有区域的质心、区域面积、正交矩 (Zernike矩, Legendre矩, pseudo-Zernike矩) 、通用傅里叶描述符等。综合的基于全局特性的描述包括狭长度、偏心率、圆形度、球状性和基于内角的特征向量等。

描述纹理的方法可以分为三类:结构法、统计法和频域法。常用的纹理描述的统计方法有灰度差分统计法、灰度共生矩阵法、等灰度行程长度法和纹理谱法等。Tamura[5]等人还基于人类对纹理视觉感知的研究, 提出了6个基础性纹理属性, 分别是粗糙度、对比度、方向度、线性度、规则度和粗略度。常用的描述纹理结构方法有纹理基元参数法和文法等。常用的描述纹理的频谱方法有傅里叶变换法、小波变换法、Gabor函数滤波法等。

2.2 植物叶片图像相似度度量

相似度度量是用于衡量同种类样本的类似程度和不同种类样本的差异程度。图像特征描述子大都可以表示成特征向量的形式。可以把图像特征看似空间上的点, 那么点与点之间的联系与其在空间的接近程度相关。点在空间的接近程度则转换为点间的距离来度量。常用的相似度度量方式欧几里德距离、街坊距离、角度相似性函数等。其中欧几里德距离是最简单的距离公式, 在基于内容的图像搜索中应用比较较广泛。欧几里德距离越小, 表示样本之间越相似。

3 基于内容的植物叶片检索国内外研究现状

尽管基于内容的图像检索是一种新的图像检索技术, 代表了其核心技术还不是很成熟。但是, 近年来, 国内外业界人士纷纷投入了大量的人力、物力探索基于内容的植物图像分类与检索的方法, 取得了一定的成果。

在理论研究方面, 早在2000年, Z.Wang等提供了一个高效分两阶段的叶片图像检索方法, 它是运用轮廓质心距离曲线 (CCD) , 偏心距和角度直方图 (ACH) 轮廓这些简单的图像形状特征来描述的。用该方法对140种植物的1 400片叶片图像进行了测试, 对比曲率尺度空间 (CSS) 和修改后的傅立叶描述符 (MFD) 搜索结果, 大大降低了计算复杂度。Ji Xiang Du等依据叶片的形态特征提出一种基于移动中位数中心 (MMC) 的超球分类法, 该方法分类精确, 不仅能节约存储空间而且分类时间复杂度小。George Gagaudakis等尝试结合基于内容的图像形状中一系列新老的描述方法, 根据检索结果分析, 找到既省时省力又高效的检索方法。Mohammad Reza Daliri等采纳相邻近似趋进的方法, 提出了一种鲁棒性良好的用于识别与检索的图形形状的特征描述子。用该方法对包含15类树叶的瑞士叶片数据库进行训练, 识别准确率非常高。Xiao Feng Wang等解决了复杂背景下的植物叶片图像的分类, 把自动标记分水岭预分割算法与形态学特征形结合, 然后利用MCH分类器提取高维特征。实验成功归类出20种现实植物叶子, 平均分类率高达92.6%。

在应用研究方面, Dong-Ho Lee等设计了一个基于内容的图像形状检索系统。该系统采用边缘检测与波形变换提取图像特征, 提供了一个处理超球面的检索算法, 促进了检索速率。Zeng Chen[等用支持向量机和决策树组成了新的能自动图像标记的方法。该算法能把目标图像信息转换成文字信息, 因此这个系统能够同时根据查询图像与关键字来进行图像检索。实验结果显示该系统算法标记与检索图像的能力比传统的学习算法更优越。Yunyoung Nam等的系统检索方法运用了植物叶片的形状和叶脉特征, 提出了一种自适应网格匹配算法。结果显示, 该方法图像检索的召回率比CCD、CSSD、MPP方法都要高。

4 总结与展望

基于内容的植物叶片图像检索技术, 其涉及了视觉、图形处理、信息检索、人工智能等各个领域的专业技术, 是一个热门的有前景的研究方向, 该技术的深入发展也大大提高了植物的分类识别速度和正确率。依据上述业界比较成熟的研究者陈述, 他们采用的数据集、搜索方法、检验方法多不相同, 难以比较不同算法检索图形的性能优劣和鲁棒性。除此之外, 自然环境下的植物叶片构成复杂, 在实验设计过程中要涉及对图像进行预处理, 如叠加叶片的选取、叶片填洞处理、叶柄的去除、噪声滤波等等。总之, 如何提高植物叶片检索能力, 使其具有高的实际意义和应用价值还有很长的路要走, 也是今后业界探索研究努力的方向之一。

摘要：本文就保护植物的实际意义出发, 介绍了以CBIR技术为中心的植物分类与检索方法, 它具有长远的应用意义。简要概述了基于内容的图像检索的关键步骤, 着重阐述了基于内容的植物叶片检索国内外研究现状, 对其发展趋势做出了展望。

关键词：植物,基于图像,检索

参考文献

[[1]扬州大学网.谈植物与人类的关系[z].[EB/OL].http://www.yuanlin8.com/zonghe/lunwen/2784_1.html, 2010, 04, 29

[2]郝日明, 黄致远等.中国珍稀濒危保护植物在江苏省的自然分布及其特点[J].生物多样性, 2000, 05, 8 (2) :154-162.

[3]唐立军, 段丽娟.基于内容的图像检索系统[D].计算机应用研究, 2001, 18 (7) :41-45

[4]李聪, 基于区域综合特征的图像检索[D], 西北师范大学, 2009, 05

[5]Tamura H, Mori S, Yamawaki T.Texture features corresponding to visual perception[J].IEEESMC, 1978, 8 (6) :460-473

植物叶片结构 第9篇

关键词：图像处理,图像分割,数学形态学,叶柄,叶片

0 引言

植物的叶是植物重要的器官,根据植物叶的特征可以判断植物的种类归属、生长状况,对进行植物学研究和指导农业、林业生产具有重要意义。传统的植物叶特征提取依靠手工方式完成,提取结果易受操作者主观因素的影响,且费时费力。图像处理技术的发展为实现植物叶特征自动提取提供了可能,国内外的研究者对该问题进行了研究[1]。

植物的叶分为叶柄与叶片两部分,以往的研究者重视叶片特征的提取研究[1,2,3,4,5],很少关注叶柄,叶柄往往在图像采集前被手工方式去除或在图像处理过程被自动去除,没有对其进行特征提取。其实对于某些应用研究来说,如植物分类研究,叶柄特征可作为重要的参考,即叶柄长度、宽度、叶柄长度与叶片长径的比值、叶柄与叶片的夹角等特征。因此,如果要提取植物叶较完整的特征,不仅要提取植物叶片的特征,还应考虑叶柄特征,以及植物叶整体的特征。这样,在提取植物叶特征时,叶柄与叶片的分割就成为关键的一步,分割效果影响到后续叶整体特征、叶片特征和叶柄特征的提取。

本文介绍了基于数学形态学的植物叶柄与叶片的分割方法,通过二值化处理、形态学处理,能够有效地分割出叶片和叶柄。

1 图像采集

利用HP 4070扫描仪进行了图像采集。图像采集时,用一张白纸作为叶的背景。采集到的图像转换为24位BMP格式存储到计算机中等待处理。采集到的1幅原始图像,如图1所示。

2 二值化处理

进行特征提取时,所处理的对象是植物叶,并不是整幅图像,所以对于获取的原始图像需要进行处理,以获取植物叶的相关数据。处理结果,可将背景变成纯净的白色(即各像素的3个颜色分量均为255),植物叶部分保持不变。

虽然在图像采集时使用白纸作为叶的背景,但采集到的图像中,背景并非纯净的白色,而是接近白色的颜色。为了后续处理需要,应将背景处理成纯净的白色。

由于背景是接近白色的颜色,构成背景的各像素的3个颜色分量的值都比较大;植物叶通常为绿色或黄色等颜色,构成植物叶的各像素的3个颜色分量中会有一个相对比较小,据此可以实现植物叶与背景的分割。

2.1 灰度变换

根据上述分析,首先利用式(1)将图1变成灰度图像,结果如图2所示。式(1)为

gray=min(R,G,B) (1)

2.2 阈值分割

图3是图2的灰度直方图。从图3中可以看出,图像的灰度分布分成明显的两个区域,灰度值较小的区域应当是植物叶,灰度值较大的区域应当是背景。选择适当的阈值,即可实现叶与背景的分割。

考虑到要处理不同颜色的叶,阈值分割不能设置静态阈值,选择迭代法[6]进行分割。为了后续分割叶柄和叶片的需要,在阈值分割时,将图像变成二值图像,即将背景变成白色,将植物叶变成黑色。图2经阈值分割后的图像如图4所示。

要注意的是,在处理不同颜色的植物叶时,在阈值分割后,有时在二值图像上植物叶部分出现白色空洞,需要对这些空洞进行填充。填充的方法是在图像中寻找白色像素,观察其所在行、列是否有黑色像素,如果该像素往上、往下、往左、往右均有黑色像素,则将该像素变成黑色像素。

3 数学形态学处理

观察图4可以看到,与叶片相比,叶柄比较细,可以利用形态学方法[7]先去除叶柄,从而得到叶片的二值图像。

这里采用形态学开运算进行叶柄分割,根据叶柄和叶片的形状差异,选用十字形模板。考虑到植物叶大小存在较大差异,叶柄宽度也存在差别,对于不同的植物叶,应在程序中设置不同的十字形模板,即十字形模板的大小由程序根据具体的植物叶动态设置。十字形模板大小设置的规则是:模板长宽相等,且都应大于叶柄宽度。叶柄宽度可在图4中粗略检测到,不需要特别精确。图5为图4经叶柄分割后得到的叶片二值图像。

为了说明分割效果,特对图4和图5进行轮廓提取,然后将两幅图像叠加,效果如图6所示。

从图6中可以看出,两幅图像中的轮廓线基本吻合,说明数学形态学处理能够有效地实现叶柄与叶片的分割。

根据图5和图4采用图像相减的方法可以得到叶柄的二值图像。根据叶片和叶柄的二值图像并结合原始图像可以恢复出叶片和叶柄的原始信息,然后进行相应的特征提取。

4 结束语

叶柄与叶片的分割是进行植物叶特征提取的前提。本文介绍了基于数学形态学的叶柄与叶片分割方法。该方法能够有效地实现叶片与叶柄的分割,为后续特征提取做好准备。该方法具备一定的通用性,适用于不同颜色、不同尺寸的植物叶。同时,如果对该方法稍加修改,可用于对物体上局部凸起部分的分离,特别是工业上形状不规则零件的测量。

参考文献

[1]郑小东,王晓洁.基于图像处理的植物叶特征提取研究现状[J].农机化研究,2007(8):193-195.

[2]王晓峰,黄德双,杜吉祥,等.叶片图像特征提取与识别技术的研究[J].计算机工程与应用,2006(3):190-193.

[3]朱静,田兴军,陈彬.植物叶形的计算机识别系统[J].植物学通报,2005,22(5):599-604.

[4]Yan-Fu Kuo,Ta-Te Lin,Chia-Jui Wang.Geometric Modeling of Plant Leaves Aided with Image Processing Tech-niques[J].Journal of Agricultural Machinery,2004,13:1-17.

[5]Chien CF,Lin TT.Leaf Area Measurement of Selected Vege-table Seedlings Using Elliptical Hough Transform[J].Trans-actions of the ASAE,2002,45:1669-1677.

[6]何斌,马天予,王运坚,等.Visual C++数字图像处理[M].北京:人民邮电出版社,2001.

植物叶片结构 第10篇

1.1 供试材料

试验共27份紫苏属植物材料, 均由四川农业大学植物教研室杨光辉老师鉴定。本文将紫苏和白苏分开研究。其中紫苏种有7份材料:P06-4来自重庆南川, P06-11紫来自四川雅安, P06-16、P06-17紫来自四川芦山, P06-18来自四川崇州, P07-1来自四川遂宁, P06-31来自日本;野生紫苏种有材料6份:P06-6来自四川都江堰, P06-7、P06-9、P06-10来自四川雅安, P06-12紫来自四川资中, P06-15紫来自四川简阳;回回苏变种有材料5份:P06-1回来自广东中山, P06-13来自四川内江, P06-20 A、P06-20 B、P06-20 C来自四川成都;白苏种有材料有9份:P06-11白来自四川雅安, P06-15白来自四川简阳, P06-17白来自四川芦山, P06-30、P06-36来自美国, P06-32来自泰国, P06-33来自韩国, P06-37来自日本, P07-2来自四川广元。

1.2 仪器与试剂

Agilent公司1100型高效液相色谱仪 (含脱气机、四元梯度泵、自动进样器进样、柱温箱、DAD检测器) , Sartorius公司BP211D型电子天平, ICE公司Micromax型离心机, Millipope公司MilliQ型纯水仪, Labarey公司微量移液器Autoseienee公司溶剂过滤器, 上海精科雷磁公司PHS一2C型酸度计。乙腈、甲醇、四氢呋喃均为色谱纯, 由TEDIA公司提供, 内标物SAR和17种氨基酸混合标样 (含Asp Glu Ser His Gly Thr Ala Arg Cys- SS- CysTyr、Val、Met、Phe、Ile、Leu、Lys、Pro) 以及衍生剂OPA和FMOC均由Agilent公司提供, 其余试剂为分析纯。

1.3 方法

1.3.1 供试样品的制备

采取3个月生植株上的完整健全叶片, 在80℃干燥箱中烘干, 粉碎, 准确称取0.5 g于10 mL安瓿瓶中, 加入6 mol/L的HCl 7 mL, 充入高纯N2, 将安瓿瓶封口, 置于105℃恒温干燥箱中消化过夜。冷却后过滤, 滤液浓缩近干, 加5 mL0.1 mol/L的HCl溶解, 取1.5 ml至1.5 ml离心管中, 10000转/min离心10 min, 取上清液900 ul加入100ul 5nmol/ul内标物SAR, 混匀后作为供试样品。

1.3.2 标准溶液的制备

5 nmol/L内标液制备:精密称取SAR 22.3 mg以0.1 mol/L HC1定容至50 mL。

500 pmol/L内标液制备:精密吸取5 nmol/L内标液5 mL以0.1mol/L HC1定容至50 mL。

900 pmol/L氨基酸混合标液制备:精密吸取900 ul 1000pmol/L氨基酸混合标液加入5 nmol/L内标液100 ul;

225 pmol/L氨基酸混合标液制备:精密吸取900 ul 250pmol/L氨基酸混合标液加入5 nmol/L内标液100 ul;

90 pmol/L氨基酸混合标液制备:精密吸取900 ul 100pmol/L氨基酸混合标液加入5 nmol/L内标液100 ul。

1.3.3 色谱条件

样品自动柱前衍生化程序:吸取硼酸缓冲液5 ul, 再吸取OPA试剂1 ul, 洗针1次, 吸取样品1 ul, 原位混合6次。吸取FMOC试剂1 ul, 洗针1次, 原位混合3次, 进样。

色谱柱:Hypersil AA-ODS C18 2.1×200 mm

流动相A:醋酸钠1.36±0.025 g, 加入纯水500 mL溶解, 加EDTA溶液50 ul, 再加三乙胺90 ul, 用1%-2% 醋酸调pH= 7.20±0.05, 再加入四氢呋喃1.5 mL, 混合均匀。

流动相B:醋酸钠1.36±0.025 g, 加入纯水100 mL溶解, 用1%一2% 醋酸调pH=7.20±0.05, 将此溶液加至乙腈200 mL和甲醇200 mL的混合物中, 并混合均匀。

柱温:40℃ 紫外检测波长:338 nm;

梯度洗脱:流动相A:以0.45ml/min在0-17min由100%减至40%, 17min-18min由40%减少至0;流动相B:以0.45ml/min在0-17min由0增至60%, 17min-18min由60%增至100%, 18.1min-23.9min流速由0.45ml/min-0.80ml/min, 运行至24min结束。

1.3.4 测定方法和数据处理

分别精密量取对照品溶液和供试样品各1 ul, 注入液相色谱仪, 记录色谱图至脯氨酸峰出峰后即得。以3种浓度的标样制作校正表, 按Agilent公司提供的氨基酸分析软件包进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 紫苏属植物叶片中氨基酸组成及含量比较

27份材料叶片中均测得17种氨基酸, 其氨基酸种类较齐全。所测氨基酸中以甘氨酸平均含量最高, 达6.68mg/g, 其次是亮氨酸和谷氨酸, 分别为4.77mg/g和4.59mg/g。与人体健康关系最为密切的赖氨酸平均含量有1.87mg/g。7种必需氨基酸总量平均为14.58mg/g, 占氨基酸总量的比例为32.43%。

氨基酸总量超过50 mg/g的材料共有6份 (P06-11紫、P06-6、P06-7、P06-12紫、P06-15紫、P06-13) , 其中材料P06-7氨基酸总量最高, 达57.65mg/g , 较总含量最低的材料P06-33多23.07 mg/g。17种氨基酸中有9种氨基酸 (天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、丙氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸) 含量均以P06-7最高, 而有6种氨基酸 (丝氨酸、甘氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸) 含量的最低值出现在P06-33中。必需氨基酸含量变化范围在11.10 -19.55 mg/g之间, 仍以P06-7为最高。非必需氨基酸含量的变化趋势与氨基酸总量的变化趋势大致相同。

食物中必需氨基酸含量以及所占的比例是决定植物营养及食用价值的重要因素。从表3中可以看出, 供试材料的必需氨基酸含量占总氨基酸含量的比例在0.30-0.35之间, 必需氨基酸与非必需氨基酸的比例在0.42-0.53之间, 基本接近与WHO/提出的E/E+N 40%, E/N 0.6 的参考蛋白模式。

各氨基酸在材料间的变异较大。变异系数最大的是脯氨酸, 达59.19%, 其次是组氨酸和赖氨酸, 分别为29.91%和25.63%。异亮氨酸的变异系数最小, 为11.34%, 其它氨基酸的变异系数均在10%-20%之间。氨基酸总量、必需氨基酸和非必需氨基酸含量的变异系数在10%-15%之间。

2.2 紫苏属植物叶片氨基酸组成及含量比较

比较紫苏属植物不同原 (变) 种叶片中氨基酸组成及含量发现, 同一氨基酸在各原 (变) 种间含量不同。17种氨基酸中有12种氨基酸 (丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸) 含量的最高值出现在野生紫苏中, 酪氨酸、脯氨酸、精氨酸、蛋氨酸含量的最高值出现在回回苏中, 组氨酸含量的最高值出现在紫苏中。而有13种氨基酸 (脯氨酸、丝氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、组氨酸、赖氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、苏氨酸) 含量的最低值出现在白苏中。

参照王陆黎等文中的氨基酸分析方法, 将氨基酸分为半必需氨基酸、必需氨基酸、药效氨基酸、香甜味氨基酸等几大类。通过对紫苏属不同原 (变) 种中必需氨基酸、药效氨基酸、香甜味氨基酸、半必需氨基酸的含量和氨基酸总量比较分析发现, 除半必需氨基酸外, 含量由高到低的顺序都是野生紫苏>回回苏>紫苏>白苏。而半必需氨基酸含量的顺序是回回苏>野生紫苏>紫苏>白苏。野生紫苏中, 氨基酸总量达50.23%, 必需氨基酸、药效氨基酸和香甜味氨基酸的含量分别为16.48%、33.24%和45.21%。由此可以看出, 野生紫苏是紫苏属植物中氨基酸含量丰富的资源。

3 讨论

张洪等研究成熟紫苏叶片中氨基酸含量结果表明, 其叶中氨基酸 (除色氨酸) 含量范围为0.11%-1.07%, 氨基酸总量达7.08%。刘月秀等对3个月生的完整健全紫苏叶片中氨基酸含量的研究结果表明, 其叶片中氨基酸 (除色氨酸) 含量范围在0.112%-1.071%之间, 氨基酸总量为7.372%。两者的研究结果基本一致。本实验对3个月生的紫苏属植物叶片中氨基酸含量的研究结果表明, 其叶片中氨基酸 (除色氨酸因水解被破坏未另作测定) 平均含量在1.03-6.68mg/g (即0.103%-0.668%) 之间, 氨基酸总量仅为44.96mg/g (即4.496%) 。本结果偏低于前两者的研究结果。究其原因, 可能一方面与供试材料不同有关, 另一方面还可能与栽培条件以及样品采收时期不同等有关。曾有研究表明, 环境和栽培条件的差异能够引起作物中蛋白质和氨基酸含量的显著变异。此外, 还可能与氨基酸测定方法不同有一定关系。

作为食物资源的紫苏属植物叶片其蛋白质中必需氨基酸含量以及所占的比例是决定紫苏属植物营养及食用价值的重要因素。本试验中, 必需氨基酸总量平均为14.58mg/g, 占氨基酸总量的比例为32.43%。供试材料中P06-7的必需氨基酸含量达19.55 mg/g, 氨基酸总量为57.65 mg/g, 均比其他材料高, 且必需氨基酸配比也较为平衡, 综合性状表现优良, 可以作为优异资源材料加以进一步选育和利用。

紫苏属植物不同原 (变) 种叶片中均含有17种氨基酸 (包括 7种为人体必需氨基酸) , 以WHO/提出的E/E+N 40%, E/N 0.6 的参考蛋白模式为FAO标准, 本试验材料基本接近参考蛋白模式, 是重要的氨基酸资源。同时, 本试验还发现紫苏属植物叶片中氨基酸含量有较大变异系数, 具有一定的选择空间, 可考虑育成富含各类氨基酸的新品种。

植物体中的氨基酸不仅是蛋白质的组成成分, 还是许多植物药材的药效物质。如, 具有清肺止渴、生津滋补的大叶三七叶其氨基酸总量为6.03%, 药效氨基酸含量占总氨基酸的60.70%;有刺激胰岛素分泌、降低血糖作用的桑叶其氨基酸总量达48.75mg/g, 药效氨基酸含量占总氨基酸含量的63.59%。而比较紫苏属植物不同原 (变) 种的各类氨基酸含量, 发现野生紫苏氨基酸总量达50.23 mg/g, 药效氨基酸含量占氨基酸总量的66.17%, 香甜味氨基酸含量占总氨基酸的80%。因此, 野生紫苏在开发氨基酸食品和提取药效氨基酸上应该具有较大潜力。

摘要：采用HPLC法对来自美国、日本、四川和广东等地共27份紫苏属材料叶片氨基酸组成及含量进行测定。结果表明, 该属植物叶片中含有17种氨基酸, 各氨基酸含量在材料间有较大变异, 脯氨酸的变异系数高达59.19%。来自四川的P06-7其必需氨基酸含量达19.55mg/g, 氨基酸总量为57.65mg/g, 综合表现优良。试验结果还表明, 野生紫苏的药效氨基酸和香甜味氨基酸含量均相对较高, 是紫苏属植物中氨基酸含量丰富的资源。

关键词：紫苏,氨基酸,HPLC法

参考文献

[1]刘月秀.紫苏属植物的研究和利用[J].中国野生植物资源, 1996, (3) :24.

[2]刘月秀, 张卫明.紫苏化学成分分析[J].广西植物, 1999, 19 (3) :285-288.

[3]于长青, 赵媛, 朱刚, 等.紫苏叶的药用研究[J].中国食物与营养, 2008, (1) :52-53.

[4]王陆黎, 张甲生, 肖国拾等.红景天根中氨基酸含量测定[J].白求恩医科大学学报, 1999, 25 (1) :26-27.

[5]张洪, 黄建韵, 赵东海.紫苏营养成分的研究[J].食品与机械, 2006, 22 (2) :41-43.

[6]曹广才.栽培条件对小麦的蛋白质和几种氨基酸含量的影响 (综述) [J].青海农林科技, 1985:45-49.

[7]李映丽, 吕居娴, 冯变玲等.参叶-大叶三七叶中氨基酸及微量元素分析[J].西北药学杂志, 1996, 11 (增刊) :11-13.

[8]魏京广, 代建国, 金刚等.柱前衍生RP-HPLC法测定桑叶中氨基酸含量[J].中国饲料, 2007, (1) :32-34.

植物叶片结构 第11篇

关键词：苜蓿；叶片组织结构；抗旱性

中图分类号： S543+.901文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）09-0247-02

全球气候变化导致越来越多干旱和半干旱地区农作物生产的干旱问题加重，其直接危害是造成农作物的减产。随着生长环境的改变，植物会发生一些结构上的适应性变化[1-2]。叶片是植物进行同化作用和蒸腾作用的主要器官，是植物对干旱胁迫最敏感的器官，其形态适应性能够最先反映植物对环境的适应性。冰草（Agropyron cristatum L.Gaertn）作为干旱草原区一种抗旱能力非常强的优良禾本科牧草，草质柔软，品质好，营养价值较高，各种家畜都喜爱食用[3]，且越冬后恢复生长早，可较早地为家畜提供青饲料。本试验选取抗旱性不同的2种冰草，利用光学显微镜对其叶片的解剖结构、叶表皮特征进行研究，初步确立适于筛选抗旱冰草的形态解剖结构指标体系，为其抗旱性鉴定和抗旱指标的筛选提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

试验材料为抗旱性强的蒙农杂种冰草（Agropyron cristatum×Agropyron desertorum cv.Mengnong）和抗旱性弱的中间冰草（Agropyron intermedium），2013年均种植于齐齐哈尔大学生物园温室。

1.2试验方法

1.2.1叶片表皮毛、气孔参数的测量取叶片中部2～3 cm 长的小段，在其上、下表皮分别均匀涂抹透明指甲油，干燥，形成印迹干膜；刀片与材料断面平行，均匀刮掉叶片下表皮、叶肉和叶脉，使其只剩下叶片上表皮1层细胞；或刮掉叶片上表皮、叶肉和叶脉，留叶片下表皮1层细胞；将刮好的叶片表皮制成临时装片，于Motic-MODEL-BA300LE显微镜下观测气孔、表皮毛的密度和长度。各测定10张切片，计算平均值。

1.2.2显微结构样品的制备与观测[4-5]取叶片中部，以中脉为中心横切成大小为5 mm×5 mm的小块；将叶片小块用福尔马林-乙酸-乙醇固定液（FAA）固定，1%番红水溶液染色2 h，乙醇梯度脱水；常规方法制作石蜡切片，厚度 10 mm；切片用0.5%固绿复染，中性胶封片，于Motic-MODEL-BA300LE显微镜下观测叶片和上、下表皮的厚度及主叶脉和主脉导管直径、肋状突起高度。观测10张切片，计算平均值。

2结果与分析

2.1冰草叶片气孔和表皮毛的密度和长度变化

气孔是植物与外界进行气体和水分交换的重要门户，单位面积内气孔数量越多，蒸腾能力和吸水能力越强，从而植物的抗旱性也就越强。另外，气孔深陷、密度大、长度小等也可以减少干旱环境中叶片水分的散失，从而使旱情缓解。由图1、表1可见，冰草叶片气孔在叶脉两侧呈线形排列，蒙农杂种冰草与中间冰草在气孔密度和长度上存在显著性差异；叶片表皮毛有刺毛与微毛的分化，刺毛有膨大为圆形的基部，且其基部在表皮细胞中下陷，其中部及上部呈尖刺形，细胞壁厚且木质化，微毛为表皮细胞向上突起而衍生出来，较微小，先端浑圆，有加厚的细胞壁；抗旱品种蒙农杂种冰草的上、下表皮气孔密度显著高于中间冰草，分别为中间冰草的2.38、1.52倍，气孔长度显著小于中间冰草，比中间冰草分别减少了21%、13%；蒙农杂种冰草上、下表皮毛的密度和长度均显著高于中间冰草，上、下表皮毛的密度分别为中间冰草的179、2.43倍，表皮毛长度分别为中间冰草的1.12、1.15倍。

表1叶片表皮气孔的密度和长度

品种名称密度（个/mm2）长度（μm）上表皮下表皮上表皮下表皮蒙农杂种冰草152.64a69.38a25.42b27.03b中间冰草64.02b45.50b32.00a31.16a注：同列数据后标有不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下表同。

表2叶片表皮毛的密度和长度

品种名称密度（个/mm2）长度（μm）上表皮下表皮上表皮下表皮蒙农杂种冰草275.48a198.16a79.06a36.34a中间冰草153.81b81.58b70.41b31.64b

2.2冰草叶片的显微结构特征

由图2可见，冰草叶片由表皮、叶肉组织和叶脉构成；表皮为1层细胞，主要有2个作用，一是保护内部的组织结构，二是贮存水分，其中夹生着较小、染色深的成对气孔保卫细胞，两侧略大一些的为副卫细胞，泡状细胞为2个维管束之间上表皮细胞中一些较大的薄壁细胞，常常几个连在一起，在横切面上成扇形排列；叶肉没有栅栏组织和海绵组织分化，细胞形状不规则，胞间隙小，其中含有大量的叶绿体；具平行叶脉，维管束按叶片方向排列，维管束鞘的内鞘细胞相对较小，有加厚的细胞壁且不含叶绿体，薄壁细胞构成外鞘细胞，其中含有较多的叶绿体。由表2可见，蒙农杂种冰草和中间冰草叶片上、下表皮的厚度差异不显著；蒙农杂种冰草叶片厚度显著高于中间冰草；蒙农杂种冰草主叶脉直径、主脉导管直径、肋状突起高度均显著高于中间冰草，分别为中间冰草的1.20、119、1.24倍。

2.3冰草叶片组织结构参数与抗旱性的关系

植物器官的形态结构往往与其生理功能相适应。蒙农杂种冰草和中间冰草这2种冰草由于抗旱性不同，其叶片的表皮气孔密度和长度、叶片表皮毛密度和长度、叶片厚度、主叶脉直径、主脉导管直径和肋状突起高度等存在显著性差异。石蜡制片结果表明，2个冰草品种的叶片上、下表皮细胞厚度差异不大，但基本薄壁组织厚度存在一定差异，抗旱性强的蒙农杂种冰草叶片上表皮比下表皮厚，而抗旱性弱的中间冰草叶片上表皮比下表皮薄，这可能也是冰草对不良生境产生一定适应性反应的表征。

3讨论

植物器官的形态和结构与其生理功能和生长环境密切相关。逆境将会影响植物的生长，导致细胞形态和结构发生相应的变化，这是植物对逆境自身调节和适应的结果[6]。叶片作为光合作用的主要器官，受水分、温度和光因子的影响显著，并在形态及解剖结构等方面表现出一定差异。有研究表明，植物叶片越厚，储水能力越强，有利于防止水分的过分蒸

腾，这与本试验结论较为吻合。叶片厚度可以作为衡量冰草抗旱能力的一个重要指标。

植物叶片单位面积气孔数目越多，气孔密度越大，越有利于蒸腾散热和增强被动吸水的能力，有利于光合气体交换，保持较强的光合作用；表皮毛不仅能够反射强光，还能避免植物叶片被灼伤。抗旱性强的蒙农杂种冰草，其叶片上、下表皮气孔密度大、气孔深陷、长度小，这可以减少叶片在干旱环境中的水分散失；另外，蒙农杂种冰草上、下表皮的表皮毛密度高、长度长，可以有效降低冰草在强光下的蒸腾作用，减少水分的蒸发。

参考文献：

[1]杨春雪，卓丽环，柳参奎.植物显微及超微结构变化与其抗逆性关系的研究进展[J]. 分子植物育种，2008，6（2）：341-346.

[2]李志勇，李鸿雁，师文贵，等. 牧草种质资源营养器官解剖结构及抗旱性的研究进展[J]. 安徽农业科学，2010，38（11）：5583-5585.

[3]贾纳提，李莉，马海燕，等. 冰草种质材料抗旱性生理研究[J]. 新疆农业科学，2013，50（4）：718-725.

[4]王六英，赵金花.偃麦草属（Elytrigia Desv.）3种牧草营养器官解剖结构与抗旱性的研究[J]. 干旱区资源与环境：增刊，2001，15（5）：63-67.

[5]李波，曲弘辰，董阳，等. 卫星搭载对冰草叶片显微结构的影响[J]. 高师理科学刊，2011，31（2）：77-79.

植物叶片结构 第12篇

1 日灼

日灼是引起植物叶片发黄变枯的主要诱因之一, 尤其是比较喜阴的植物, 其自身抵抗日灼的能力不是很强, 叶片比较容易受到日灼。比如玉簪, 属于喜阴的地被植物, 如果栽植在阳光照射的环境中, 盛夏季节叶片就会出现不规则的白斑, 最后导致植物叶片干枯死亡脱落, 导致玉簪出现生长矮小、开花较少甚至不开花, 使其观赏性受到影响。而栽植在浓荫大树下面的玉簪, 生长状况较好, 叶片浓绿。因此, 对于一些容易受到阳光灼晒的喜阴类植物, 要栽植在具有一定遮阴条件的环境中。在温度较高的季节, 可以搭设遮阴网或增加喷水次数来降低对叶片造成的危害。

2 生理性枯黄现象

大多数园林植物都存在明显的生理性落叶现象, 夏秋季节叶片开始出现部分叶枯, 这是由植物的生理特点决定的, 属于正常的生理性现象。一些园林植物的生长周期不长, 开花后叶片就出现衰落, 养分供应中心开始由植株上部的花朵、叶片和果实往根茎转移, 为来年植株的生长进行营养积累, 比如鸢尾。还有一些植物, 由于其抗寒性比较差, 对外界低温比较敏感, 秋季一过就开始出现黄叶和枯叶等现象[1]。因此, 对于植物的正常生理性落叶一般不用采取措施, 只需及时清扫落叶。对于在一些花坛和花境中出现的叶片生理性叶枯现象, 要及时修剪病叶, 并喷施保护性的防治药剂, 确保种植区域整洁, 减少植物病虫害的来源。

3 肥害

植物生长过程需要一直供给营养, 当缺肥或者施肥不合理时, 会造成植物叶片枯萎变黄。当植物缺少氮元素时, 叶片会先失去绿色然后慢慢枯萎;当叶片缺少一些微量元素时, 叶片会先出现畸形再叶枯;当施肥过多且浓度较大时, 会使土壤中的盐离子较高, 导致植物根系的呼吸比较困难, 导致叶片先失绿再变黄进而叶枯[2]。因此, 要结合园林植物缺肥的种类进行补肥, 切忌一次施肥过多、过浓, 要按照适宜的间隔薄肥勤施。对于施肥过多导致叶片变黄的植物, 要停止施加肥料, 局部区域进行换土或者掺沙。

4 水害

水害主要有涝害和旱害2种。涝害是由于浇水过多超出土壤所需的最佳含水量, 使根系受损, 叶片由于缺乏营养的供给, 导致叶片开始枯萎变色, 该现象可持续15—30 d, 如不及时进行救治, 会造成植株死亡。旱害是由缺水导致植物叶片含水量较低, 正常的光合作用受到影响, 导致叶片先萎蔫失绿进而枯叶开始脱落[3]。因此, 对于涝害导致的植物叶枯, 应改良土壤的透水性, 挖沟排涝, 加设透水排气管等进行抢救。对于旱害引起的植物叶枯, 需要及时补充水分, 有条件的进行遮阴处理。补水要少量多次进行, 防止植物根皮破裂进而腐烂。

5 病害

由病害导致的植物叶枯病发病速度快、蔓延快、死亡率高, 如不及时防治就会使叶片部分干枯或者全部干枯。植物发病的初期病菌先侵染叶面, 导致植物叶面部分干枯或者出现整片干枯。因此, 要及时做好植物病害的预防工作。在夏初或者夏末, 对易感病菌的植株喷施一遍600倍的多菌灵可湿性粉剂或1 000倍的百菌清可湿性粉剂进行预防。

6 结语

通过对园林植物叶片变黄的原因进行归纳总结, 发现叶片变黄有些是正常的生理现象, 有些是生理性病害及非生理性病害导致的。不管是哪种原因造成的植物叶片变黄变枯, 都是园林植物在用其特有的语言进行健康情况的表达, 通过日常的认真观察总结, 掌握植物的生长特性, 因症施治, 确保园林植物的茁壮生长。

参考文献

[1]王丽平.植物及植物生理[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[2]党金鼎.植物叶片失绿黄化现象辨析[J].山东省农业管理干部学院学报, 2002 (5) :17-18.