专利名称：阔叶植物叶面积活体测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及植物学试验仪器，特别是涉及一种阔叶植物叶面积活体测定装置。
背景技术：
叶是高等植物的营养器官，其内含有叶绿体，是绿色植物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官，叶片是叶的主体部分，通常为一很薄的扁平体，有利于光穿透叶的组织以及最大面积的吸收光、二氧化碳进行光合作用。植物的生长与叶面积密切相关，一方面叶面积的大小影响了植物的光合物质积累，另一方面植物的生长又通过叶面积的变化得到体现， 因此测定植物的叶面积对于植物的生长生理、光合生理和逆境生理具有重要的意义。植物叶片面积的测定有许多方法和仪器，目前国内外常用的叶面积测定方法有数方格法、剪纸法、扫描法、叶面积仪法、系数测定法和相机拍照法等。数方格法仅需要标准方格纸，方法简单直观，费用很低，但必须要投入大量的人工，在计数上受人为因素的影响较大，且对于形状不规则的叶片测定精度很低，甚至于无法进行测定；剪纸法也较为简单方便，但也无法测定形状很不规则和面积较小的叶片，另由于人为主观和所采用纸张的均勻性等因素的影响，也无法保证其所得出测定结果的精确度； 扫描法是目前应用较为普遍的且效率较高的一种数字图像处理技术，但是需要电脑、扫描仪及图像处理软件，费用相对较高，且受操作地点限制，需要在实验室进行测定，在采摘叶片到测定的这段时间期间，叶片不易保存并保持原有状态，且当叶片含水量较大时，不易铺平并极易损坏扫描仪；叶面积仪法可以快速准确的测定叶面积，操作简单，可以进行植物叶片受损伤、变色或病态等分析，但在进行测定时，叶片扫描速度不尽理想，而且仪器大多为国外进口，价格过于昂贵，不适宜于普通科研研究应用；系数测定法可以用于叶片的活体测定，但对于不同种、不同叶龄的植物叶片需要分别进行系数的测定，测定效率很低；相机拍照法是将叶片和一个固定面积的纸板放在同一平面拍照，然后冲洗出纸质照片，通过裁剪叶片部分和纸板部分，并通过天平称重进而求得叶片面积，该方法可以测定活体叶片，对叶片损伤小，但过于繁琐，在裁剪叶片照片时，对于边缘或形状过于复杂的叶片难以处理，如果对同一叶片重复测定，投入的人工也较多，测定结果也不尽准确。由此可以看出，在目前较通用的叶面积测定方法中，都存在着缺陷。对于离体的叶面积测定方法，均需要将叶片采摘，这样就无法对同一叶片的生长变化情况进行连续的观测，对植物的生长也会造成一定的影响，在采摘到测定这一期间，叶片的保存也存在着一定的问题。而对于活体的叶面积测定方法，存在着仪器设备价格昂贵，对于普通科研难以普及应用，或是方法过于繁琐，需要投入较多的人工，且精确度不高的问题。
实用新型内容本实用新型为解决上述问题，提出一种阔叶植物叶面积活体测定装置。本实用新型的技术方案是一种阔叶植物叶面积活体测定装置，包括底板和盖板，底板和盖板的其中一个边沿连接在一起形成合页式结构，其特征是单色区域，其色彩与待测叶片色彩有反差，所述的盖板为透明材料制成。所述的单色区域为长方形，其色彩为白色。所述的底板和盖板的边沿通过胶布粘结。可根据实际所要测定的叶片大小，调整工具各个部件的比例和大小，制作不同规格的工具，以适应实际应用中的需要。本实用新型的有益效果1.克服了测定地点的限制，可以在野外直接进行测定。2.可以简单有效的测定叶片面积，而且无需采摘叶片，对植株生长无影响，且可对同一叶片在不同生长季的生长变化进行长期观测。3.成本低，速度快，需要设备少，操作简单，针对于大小不同的叶片，可以制作并采用不同规格的叶片测量装置，确保数据的精确度。4.对于形状不规则和边缘锯齿等形状复杂的叶片也同样能够快速测定，且在测定中能够尽可能的避免人为因素干扰。因此综合考虑，本实用新型对于科学研究具有十分实用的价值，为农、林、植物学、 生态学等学科的科学研究提供了一种新的基础数据收集方案，适于推广使用。
图1为阔叶植物叶面积活体测定装置打开后的整体图；图中:1、盖板；2、底板；3、单色区域；4、胶布。
具体实施方式
实施例参见图1，图中一种阔叶植物叶面积活体测定装置，包括底板和盖板，底板和盖板的其中一个边沿连接在一起形成合页式结构，其特征是单色区域，其色彩与待测叶片色彩有反差，所述的盖板为透明材料制成。所述的单色区域为长方形，其色彩为白色。 所述的底板和盖板的边沿通过胶布粘结。可根据实际所要测定的叶片大小，调整工具各个部件的比例和大小，制作不同规格的工具，以适应实际应用中的需要。利用上述装置进行阔叶植物叶面积活体测定的方法，①.将所述的阔叶植物叶面积活体测定装置的底板放置于需要测定的活体叶片下，并确保叶片全部位于其单色区域内。②.将固定叶片用的透明盖板盖上以夹紧叶片，确保叶片平整无褶皱、折叠。③.应用数码相机给叶面积测定装置拍照，为保证精确度，可以重复拍照多次。④.将拍到的照片利用数据线导入到电脑中。⑤.应用Adobe公司的Photoshop软件，对数码照片进行预处理，消除拍摄照片的形变。⑥.应用Adobe公司的Photoshop软件对数码照片进行分析，应用磁性套索工具得到叶片部分所含有的像素点数Ni，应用魔棒工具得到被叶片覆盖后剩余的单色区域像素点数N2，则(m+N2)即为叶面积测定装置的原白色矩形区域所含有的像素点数。⑦.由最初制作叶面积测定装置时所设定的白色区域的面积S(单位cm2)，可以得到所要测定的叶片的面积A = sxm/(m+N2)(单位cm2)。⑧.重复上述⑤ ⑦多次，将重复拍照获得的照片逐一测定，取平均值即为该叶片的叶面积。上述步骤的详细操作方法如下1.将需要测定的叶片擦拭干净，去除上面的浮土灰尘等杂物，参阅附图1的各部分说明。将叶面积测定装置底板放置于需要测定的活体叶片下，并确保叶片部分全部位于装置白色矩形区域内。2.将固定叶片用的透明薄塑料盖板盖上以用来夹紧叶片，确保叶片无褶皱重叠。3.开启数码相机的微距模式，将照片分辨率调至最高，透明塑料盖板正上方 15cm-45cm处调整好焦距，确保所有的白色区域尽量位于镜头中央并包含在照片内，对叶片进行拍摄，并且记录下照片编号和其对应的叶片代码。在拍摄时要注意需要环境光线充足， 尽量避免阳光的直射，关闭闪光灯，以防止照片出现阴影和倒影，影响后期的处理进程。拍照时，相机机身需尽量和装置平行，避免照片出现过度畸变。该过程可重复多次，以提高测定精确度。(如果叶片位置较低，可以将底板置于叶片下方，持数码相机从上方拍摄；如叶片位置较高，则可以将底板至于叶片上方，用数码相机从下方拍摄叶片背面，同样可以测定叶片面积)。4.利用数据线将拍摄到的照片导入电脑。5.打开Adobe公司的Photoshop软件，本示例中采用的是Photoshop CS5版本。 依次点击“文件(F)”一 “打开(0)”一 “选择要处理的照片”一“打开(0)”，即将所要测定的照片在Photoshop中打开。5.在上方菜单栏点击“滤镜(T)”一 “镜头校正(R)”，或者直接按快捷键 “Ctrl+Shiff+R”，调出镜头校正窗口。在右侧菜单栏选择“自定”标签页，在“角度(A) ”数值将照片角度调正；然后拉动“垂直透视(R) ”、“水平透视(0) ”下的调节按钮或是直接在其后输入相应的数值以消除拍摄照片镜头不垂直带来的变形；拉动“移去扭曲(V)”下的调节按钮或是直接输入数值以消除数码相机镜头带来的球形形变；最后点击确定得到令人满意的照片预处理效果。6.在程序左侧工具栏右键点击“套索工具”展开菜单选择“磁性套索工具”，在叶片边缘的任一部位点击，以构建起始点，然后移动鼠标沿着叶片边缘移动，套索会自动勾画出叶片区域，最终回到起始点，此时磁性套索工具图标右下角出现一个圆圈，点击即可得到完整闭合的叶片区域；点击上方菜单“分析(A) ”一“记录测量(M) ”，弹出窗口标签“测量1” 的面积值即为选中的矩形区域面积的像素点数W。可以看出附图2的m = 1846589.0。7.在白色区域点击右键，选择“取消选择”菜单；在左侧工具栏，右键点击“快速选择工具”，选择“魔棒工具”，在白色区域任意位置左键点击；点击上方菜单“分析(A)”一“记录测量(M)”，弹出窗口标签“测量2”的面积值即为选中的白色区域的像素点数N2 = 4821139. 0，则叶片面积测定装置的白色矩形区域总像素点数为m+N2 = 6667728. 0。8.由最初制作叶面积测定装置时所设定的白色区域的面积S = LaXLb(单位 cm2)，可以得到所要测定的叶片的面积A= (LaXLbXm)/(Nl+N2)(单位cm2)。在本示例中，叶面积 A= (15. 0X 15. 0X 1846589. 0) /6667728. 0 = 62. 31cm2。在实际应用中，可以将各个重复测定后取平均值即为该叶片的叶面积(该步骤可将所有数据记录到EXCLE进行计算)。经过多次的重复试验，应用本实用新型的装置和方法所测的叶面积的误差可以保持在以下，说明本实用新型实用可靠，可以推广应用。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种阔叶植物叶面积活体测定装置，包括底板和盖板，底板和盖板的其中一个边沿连接在一起形成合页式结构，其特征是所述的底板上设有面积确定的单色区域，其色彩与待测叶片色彩有反差，所述的盖板为透明材料制成。
2.根据权利要求1所述的阔叶植物叶面积活体测定装置，其特征是所述的单色区域为长方形，其色彩为白色。
3.根据权利要求1所述的阔叶植物叶面积活体测定装置，其特征是所述的底板和盖板的边沿通过胶布粘结。
专利摘要一种阔叶植物叶面积活体测定装置该装置包括底板和盖板，底板和盖板的其中一个边沿连接在一起形成合页式结构，单色区域，其色彩与待测叶片色彩有反差，所述的盖板为透明材料制成，利用该装置可以有效克服现有测定技术中存在的损坏被测植物叶片、测定仪器过于昂贵、测定方法过于繁琐及测定地点受限制等问题。
文档编号G01B11/28GK202329577SQ201120383609
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者云雷, 刘李霞, 朱悦, 次仁曲西, 毕华兴, 潘迪, 王晓燕, 薄海龙, 许华森, 高路博, 鲍彪 申请人:北京林业大学