專利名稱：闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及植物學(xué)試驗(yàn)儀器，特別是涉及一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
葉是高等植物的營(yíng)養(yǎng)器官，其內(nèi)含有葉綠體，是綠色植物進(jìn)行光合作用和蒸騰作用的主要器官，葉片是葉的主體部分，通常為一很薄的扁平體，有利于光穿透葉的組織以及最大面積的吸收光、二氧化碳進(jìn)行光合作用。植物的生長(zhǎng)與葉面積密切相關(guān)，一方面葉面積的大小影響了植物的光合物質(zhì)積累，另一方面植物的生長(zhǎng)又通過(guò)葉面積的變化得到體現(xiàn)， 因此測(cè)定植物的葉面積對(duì)于植物的生長(zhǎng)生理、光合生理和逆境生理具有重要的意義。植物葉片面積的測(cè)定有許多方法和儀器，目前國(guó)內(nèi)外常用的葉面積測(cè)定方法有數(shù)方格法、剪紙法、掃描法、葉面積儀法、系數(shù)測(cè)定法和相機(jī)拍照法等。數(shù)方格法僅需要標(biāo)準(zhǔn)方格紙，方法簡(jiǎn)單直觀，費(fèi)用很低，但必須要投入大量的人工，在計(jì)數(shù)上受人為因素的影響較大，且對(duì)于形狀不規(guī)則的葉片測(cè)定精度很低，甚至于無(wú)法進(jìn)行測(cè)定；剪紙法也較為簡(jiǎn)單方便，但也無(wú)法測(cè)定形狀很不規(guī)則和面積較小的葉片，另由于人為主觀和所采用紙張的均勻性等因素的影響，也無(wú)法保證其所得出測(cè)定結(jié)果的精確度； 掃描法是目前應(yīng)用較為普遍的且效率較高的一種數(shù)字圖像處理技術(shù)，但是需要電腦、掃描儀及圖像處理軟件，費(fèi)用相對(duì)較高，且受操作地點(diǎn)限制，需要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)定，在采摘葉片到測(cè)定的這段時(shí)間期間，葉片不易保存并保持原有狀態(tài)，且當(dāng)葉片含水量較大時(shí)，不易鋪平并極易損壞掃描儀；葉面積儀法可以快速準(zhǔn)確的測(cè)定葉面積，操作簡(jiǎn)單，可以進(jìn)行植物葉片受損傷、變色或病態(tài)等分析，但在進(jìn)行測(cè)定時(shí)，葉片掃描速度不盡理想，而且儀器大多為國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格過(guò)于昂貴，不適宜于普通科研研究應(yīng)用；系數(shù)測(cè)定法可以用于葉片的活體測(cè)定，但對(duì)于不同種、不同葉齡的植物葉片需要分別進(jìn)行系數(shù)的測(cè)定，測(cè)定效率很低；相機(jī)拍照法是將葉片和一個(gè)固定面積的紙板放在同一平面拍照，然后沖洗出紙質(zhì)照片，通過(guò)裁剪葉片部分和紙板部分，并通過(guò)天平稱重進(jìn)而求得葉片面積，該方法可以測(cè)定活體葉片，對(duì)葉片損傷小，但過(guò)于繁瑣，在裁剪葉片照片時(shí)，對(duì)于邊緣或形狀過(guò)于復(fù)雜的葉片難以處理，如果對(duì)同一葉片重復(fù)測(cè)定，投入的人工也較多，測(cè)定結(jié)果也不盡準(zhǔn)確。由此可以看出，在目前較通用的葉面積測(cè)定方法中，都存在著缺陷。對(duì)于離體的葉面積測(cè)定方法，均需要將葉片采摘，這樣就無(wú)法對(duì)同一葉片的生長(zhǎng)變化情況進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè)，對(duì)植物的生長(zhǎng)也會(huì)造成一定的影響，在采摘到測(cè)定這一期間，葉片的保存也存在著一定的問(wèn)題。而對(duì)于活體的葉面積測(cè)定方法，存在著儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，對(duì)于普通科研難以普及應(yīng)用，或是方法過(guò)于繁瑣，需要投入較多的人工，且精確度不高的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為解決上述問(wèn)題，提出一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置，包括底板和蓋板，底板和蓋板的其中一個(gè)邊沿連接在一起形成合頁(yè)式結(jié)構(gòu)，其特征是單色區(qū)域，其色彩與待測(cè)葉片色彩有反差，所述的蓋板為透明材料制成。所述的單色區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，其色彩為白色。所述的底板和蓋板的邊沿通過(guò)膠布粘結(jié)?？筛鶕?jù)實(shí)際所要測(cè)定的葉片大小，調(diào)整工具各個(gè)部件的比例和大小，制作不同規(guī)格的工具，以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中的需要。本實(shí)用新型的有益效果1.克服了測(cè)定地點(diǎn)的限制，可以在野外直接進(jìn)行測(cè)定。2.可以簡(jiǎn)單有效的測(cè)定葉片面積，而且無(wú)需采摘葉片，對(duì)植株生長(zhǎng)無(wú)影響，且可對(duì)同一葉片在不同生長(zhǎng)季的生長(zhǎng)變化進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。3.成本低，速度快，需要設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單，針對(duì)于大小不同的葉片，可以制作并采用不同規(guī)格的葉片測(cè)量裝置，確保數(shù)據(jù)的精確度。4.對(duì)于形狀不規(guī)則和邊緣鋸齒等形狀復(fù)雜的葉片也同樣能夠快速測(cè)定，且在測(cè)定中能夠盡可能的避免人為因素干擾。因此綜合考慮，本實(shí)用新型對(duì)于科學(xué)研究具有十分實(shí)用的價(jià)值，為農(nóng)、林、植物學(xué)、 生態(tài)學(xué)等學(xué)科的科學(xué)研究提供了一種新的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集方案，適于推廣使用。

圖1為闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置打開(kāi)后的整體圖；圖中:1、蓋板；2、底板；3、單色區(qū)域；4、膠布。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例參見(jiàn)圖1，圖中一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置，包括底板和蓋板，底板和蓋板的其中一個(gè)邊沿連接在一起形成合頁(yè)式結(jié)構(gòu)，其特征是單色區(qū)域，其色彩與待測(cè)葉片色彩有反差，所述的蓋板為透明材料制成。所述的單色區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，其色彩為白色。 所述的底板和蓋板的邊沿通過(guò)膠布粘結(jié)?？筛鶕?jù)實(shí)際所要測(cè)定的葉片大小，調(diào)整工具各個(gè)部件的比例和大小，制作不同規(guī)格的工具，以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中的需要。利用上述裝置進(jìn)行闊葉植物葉面積活體測(cè)定的方法，①.將所述的闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置的底板放置于需要測(cè)定的活體葉片下，并確保葉片全部位于其單色區(qū)域內(nèi)。②.將固定葉片用的透明蓋板蓋上以?shī)A緊葉片，確保葉片平整無(wú)褶皺、折疊。③.應(yīng)用數(shù)碼相機(jī)給葉面積測(cè)定裝置拍照，為保證精確度，可以重復(fù)拍照多次。④.將拍到的照片利用數(shù)據(jù)線導(dǎo)入到電腦中。⑤.應(yīng)用Adobe公司的Photoshop軟件，對(duì)數(shù)碼照片進(jìn)行預(yù)處理，消除拍攝照片的形變。⑥.應(yīng)用Adobe公司的Photoshop軟件對(duì)數(shù)碼照片進(jìn)行分析，應(yīng)用磁性套索工具得到葉片部分所含有的像素點(diǎn)數(shù)Ni，應(yīng)用魔棒工具得到被葉片覆蓋后剩余的單色區(qū)域像素點(diǎn)數(shù)N2，則(m+N2)即為葉面積測(cè)定裝置的原白色矩形區(qū)域所含有的像素點(diǎn)數(shù)。⑦.由最初制作葉面積測(cè)定裝置時(shí)所設(shè)定的白色區(qū)域的面積S(單位cm2)，可以得到所要測(cè)定的葉片的面積A = sxm/(m+N2)(單位cm2)。⑧.重復(fù)上述⑤ ⑦多次，將重復(fù)拍照獲得的照片逐一測(cè)定，取平均值即為該葉片的葉面積。上述步驟的詳細(xì)操作方法如下1.將需要測(cè)定的葉片擦拭干凈，去除上面的浮土灰塵等雜物，參閱附圖1的各部分說(shuō)明。將葉面積測(cè)定裝置底板放置于需要測(cè)定的活體葉片下，并確保葉片部分全部位于裝置白色矩形區(qū)域內(nèi)。2.將固定葉片用的透明薄塑料蓋板蓋上以用來(lái)夾緊葉片，確保葉片無(wú)褶皺重疊。3.開(kāi)啟數(shù)碼相機(jī)的微距模式，將照片分辨率調(diào)至最高，透明塑料蓋板正上方 15cm-45cm處調(diào)整好焦距，確保所有的白色區(qū)域盡量位于鏡頭中央并包含在照片內(nèi)，對(duì)葉片進(jìn)行拍攝，并且記錄下照片編號(hào)和其對(duì)應(yīng)的葉片代碼。在拍攝時(shí)要注意需要環(huán)境光線充足， 盡量避免陽(yáng)光的直射，關(guān)閉閃光燈，以防止照片出現(xiàn)陰影和倒影，影響后期的處理進(jìn)程。拍照時(shí)，相機(jī)機(jī)身需盡量和裝置平行，避免照片出現(xiàn)過(guò)度畸變。該過(guò)程可重復(fù)多次，以提高測(cè)定精確度。(如果葉片位置較低，可以將底板置于葉片下方，持?jǐn)?shù)碼相機(jī)從上方拍攝；如葉片位置較高，則可以將底板至于葉片上方，用數(shù)碼相機(jī)從下方拍攝葉片背面，同樣可以測(cè)定葉片面積)。4.利用數(shù)據(jù)線將拍攝到的照片導(dǎo)入電腦。5.打開(kāi)Adobe公司的Photoshop軟件，本示例中采用的是Photoshop CS5版本。 依次點(diǎn)擊“文件(F)”一 “打開(kāi)(0)”一 “選擇要處理的照片”一“打開(kāi)(0)”，即將所要測(cè)定的照片在Photoshop中打開(kāi)。5.在上方菜單欄點(diǎn)擊“濾鏡(T)”一 “鏡頭校正(R)”，或者直接按快捷鍵 “Ctrl+Shiff+R”，調(diào)出鏡頭校正窗口。在右側(cè)菜單欄選擇“自定”標(biāo)簽頁(yè)，在“角度(A) ”數(shù)值將照片角度調(diào)正；然后拉動(dòng)“垂直透視(R) ”、“水平透視(0) ”下的調(diào)節(jié)按鈕或是直接在其后輸入相應(yīng)的數(shù)值以消除拍攝照片鏡頭不垂直帶來(lái)的變形；拉動(dòng)“移去扭曲(V)”下的調(diào)節(jié)按鈕或是直接輸入數(shù)值以消除數(shù)碼相機(jī)鏡頭帶來(lái)的球形形變；最后點(diǎn)擊確定得到令人滿意的照片預(yù)處理效果。6.在程序左側(cè)工具欄右鍵點(diǎn)擊“套索工具”展開(kāi)菜單選擇“磁性套索工具”，在葉片邊緣的任一部位點(diǎn)擊，以構(gòu)建起始點(diǎn)，然后移動(dòng)鼠標(biāo)沿著葉片邊緣移動(dòng)，套索會(huì)自動(dòng)勾畫(huà)出葉片區(qū)域，最終回到起始點(diǎn)，此時(shí)磁性套索工具圖標(biāo)右下角出現(xiàn)一個(gè)圓圈，點(diǎn)擊即可得到完整閉合的葉片區(qū)域；點(diǎn)擊上方菜單“分析(A) ”一“記錄測(cè)量(M) ”，彈出窗口標(biāo)簽“測(cè)量1” 的面積值即為選中的矩形區(qū)域面積的像素點(diǎn)數(shù)W?？梢钥闯龈綀D2的m = 1846589.0。7.在白色區(qū)域點(diǎn)擊右鍵，選擇“取消選擇”菜單；在左側(cè)工具欄，右鍵點(diǎn)擊“快速選擇工具”，選擇“魔棒工具”，在白色區(qū)域任意位置左鍵點(diǎn)擊；點(diǎn)擊上方菜單“分析(A)”一“記錄測(cè)量(M)”，彈出窗口標(biāo)簽“測(cè)量2”的面積值即為選中的白色區(qū)域的像素點(diǎn)數(shù)N2 = 4821139. 0，則葉片面積測(cè)定裝置的白色矩形區(qū)域總像素點(diǎn)數(shù)為m+N2 = 6667728. 0。8.由最初制作葉面積測(cè)定裝置時(shí)所設(shè)定的白色區(qū)域的面積S = LaXLb(單位 cm2)，可以得到所要測(cè)定的葉片的面積A= (LaXLbXm)/(Nl+N2)(單位cm2)。在本示例中，葉面積 A= (15. 0X 15. 0X 1846589. 0) /6667728. 0 = 62. 31cm2。在實(shí)際應(yīng)用中，可以將各個(gè)重復(fù)測(cè)定后取平均值即為該葉片的葉面積(該步驟可將所有數(shù)據(jù)記錄到EXCLE進(jìn)行計(jì)算)。經(jīng)過(guò)多次的重復(fù)試驗(yàn)，應(yīng)用本實(shí)用新型的裝置和方法所測(cè)的葉面積的誤差可以保持在以下，說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)用可靠，可以推廣應(yīng)用。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置，包括底板和蓋板，底板和蓋板的其中一個(gè)邊沿連接在一起形成合頁(yè)式結(jié)構(gòu)，其特征是所述的底板上設(shè)有面積確定的單色區(qū)域，其色彩與待測(cè)葉片色彩有反差，所述的蓋板為透明材料制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置，其特征是所述的單色區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)方形，其色彩為白色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置，其特征是所述的底板和蓋板的邊沿通過(guò)膠布粘結(jié)。
專利摘要一種闊葉植物葉面積活體測(cè)定裝置該裝置包括底板和蓋板，底板和蓋板的其中一個(gè)邊沿連接在一起形成合頁(yè)式結(jié)構(gòu)，單色區(qū)域，其色彩與待測(cè)葉片色彩有反差，所述的蓋板為透明材料制成，利用該裝置可以有效克服現(xiàn)有測(cè)定技術(shù)中存在的損壞被測(cè)植物葉片、測(cè)定儀器過(guò)于昂貴、測(cè)定方法過(guò)于繁瑣及測(cè)定地點(diǎn)受限制等問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01B11/28GK202329577SQ201120383609
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者云雷, 劉李霞, 朱悅, 次仁曲西, 畢華興, 潘迪, 王曉燕, 薄海龍, 許華森, 高路博, 鮑彪 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)