摘要：為探究不同樹齡核桃葉片、氮（N）、磷（P）、鉀（K）光譜特征參量穩(wěn)定性的響應(yīng)機(jī)理，利用光譜儀測(cè)定不同樹齡核桃葉片光譜反射率，運(yùn)用電鏡對(duì)葉片表面微形態(tài)和超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，探尋核桃葉肉結(jié)構(gòu)和N、P、K光譜特征參量穩(wěn)定性的內(nèi)在響應(yīng)。結(jié)果表明：2～6年樹齡核桃葉片N、P、K光譜特征參量均不相同，但8～12年樹齡核桃葉片N元素光譜特征參量均為Rg、RNIR/Red，P元素光譜特征參量均為λy，K元素光譜特征參量均為Dy、RNIR/Green、SDr/SDy、Rg/Ro、SDb、（Rg-Ro）/（Rg+Ro）。（2）利用穩(wěn)定光譜特征參量構(gòu)建的8～12 年樹齡核桃葉片N、P、K含量光譜反演模型具有較高精度，其擬合度（r2）為0.763 2～0.973 6，均方根誤差為0.512 8～1.011 9 g/kg，相對(duì)誤差絕對(duì)值為0.368 7%～4.948 1%，且均通過置信橢圓F檢驗(yàn)。（3）核桃葉片表面腺毛分泌的結(jié)晶體隨樹齡增加而減少，經(jīng)分析結(jié)晶體成分為碳（C）、氧（O）、鈉（Na）、鎂（Mg）、硅（Si）、K、鈣（Ca）等多種元素。（4）葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織隨著樹齡增加排列逐漸增密，8～12年樹齡的排列最為緊密，幾乎無間隙。8年以下樹齡核桃葉片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度均隨樹齡增加而增厚，而8年以上樹齡的葉肉結(jié)構(gòu)則隨樹齡變化基本穩(wěn)定。綜上，核桃葉片N、P、K光譜特征參量及反演精度與不同樹齡核桃葉肉結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性高度一致，8年以上樹齡核桃樹體可構(gòu)建具有普適性的N、P、K含量光譜反演模型。

關(guān)鍵詞：核桃；光譜特征參量；光譜反演模型；反演精度；葉肉結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：S664.101；S127 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）15-0239-08

收稿日期：2023-08-14

基金項(xiàng)目：江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)基金（編號(hào)：21KJD210002）；淮陰工學(xué)院博士科研啟動(dòng)基金（編號(hào)：Z301B20513）。

作者簡介：胡珍珠（1986—），女，江蘇徐州人，博士，講師，主要從事植物栽培與生理研究。E-mail：huzhenzhu2785@163.com。

氮（N）、磷（P）、鉀（K）是作物生長最重要的大量營養(yǎng)元素，進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的N、P、K水平監(jiān)測(cè)，對(duì)科學(xué)指導(dǎo)精準(zhǔn)施肥具有重要意義［1］。光譜技術(shù)具有分析速度快、效率高、成本低、重現(xiàn)性好、測(cè)試方便等特點(diǎn)，是探測(cè)與獲取作物營養(yǎng)狀態(tài)和長勢(shì)信息的有效手段［2］，已逐漸被認(rèn)為是替代傳統(tǒng)的破壞性田間采樣和實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)來確定植物N、P、K狀態(tài)的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法［3］。已有研究表明，對(duì)小麥（Triticum aestivum）［4］、菠菜（Spinacia oleracea）［5］、蘆葦（Phragmites australis）［6］等的養(yǎng)分進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有較高的精度。此外，對(duì)木本植物N、P、K含量光譜監(jiān)測(cè)也有較多研究成果，如采用一階微分光譜構(gòu)建的桃樹（Prunus persica）葉片N元素含量回歸模型估測(cè)精度相對(duì)較高［7］；運(yùn)用光譜指數(shù)（R760-850-R350-400）和（R760-850-R350-400）/（R760-850+R350-400）估算巨杉（Sequoiadenron giganteum）葉片N、P、K含量精度達(dá)95.8%以上［8］；利用多光譜圖像光譜信息構(gòu)建的荔枝（Litchi chinensis）葉片N、P、K含量光譜反演模型擬合度（R2）達(dá)到0.885 3、0.911 6、0.904 5［9］；分別以光譜指數(shù)lgR823+lgR880、lg（R789+R790）、R830+R850為因變量構(gòu)建的坐果期扁桃（Amygdalus communis）N、P、K含量具有較高的精度［10］。國內(nèi)外學(xué)者就光譜技術(shù)監(jiān)測(cè)作物體內(nèi)N、P、K含量已進(jìn)行了大量的研究并取得了豐碩的成果，但相關(guān)研究大多都是采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)N、P、K含量進(jìn)行光譜估測(cè)，所建模型是基于光譜特征參量的基礎(chǔ)上進(jìn)行構(gòu)建，因此光譜特征參量是否具有穩(wěn)定性就決定了所構(gòu)建的模型是否具有普適性。

葉片是植物體的基本組成部分，作物生長發(fā)育過程中一旦缺少N、P、K其中的某一營養(yǎng)成分，其生長發(fā)育就會(huì)受到影響，并在作物的形態(tài)和光譜特性中表現(xiàn)出來［11］。對(duì)于光譜而言，傳感器接收的主要是葉片反射和散射的太陽輻射。葉片的光學(xué)屬性不僅取決于其內(nèi)部的生化組分含量，還與其內(nèi)部葉肉結(jié)構(gòu)有關(guān)。葉片作為植物的營養(yǎng)器官，其細(xì)胞的結(jié)構(gòu)變化一直被認(rèn)為是作物生理狀態(tài)變化的重要指標(biāo)［12-13］。近年來，研究人員開始關(guān)注植物葉片微結(jié)構(gòu)與作物生理狀態(tài)之間關(guān)系的研究，并取得了很大進(jìn)展。Franks等研究了不同養(yǎng)分條件與葉片表面結(jié)構(gòu)的響應(yīng)［14-18］；Kalicharan等研究了Plecreanthus zuluensis表面絨毛的分布、形態(tài)及其隨時(shí)間延長的變化特征［19］。

核桃為胡桃科胡桃屬多年生落葉果樹，是世界四大堅(jiān)果樹種之一，我國已成為世界第一核桃種植大國［20］。利用光譜技術(shù)對(duì)核桃樹體進(jìn)行養(yǎng)分監(jiān)測(cè)已取得了較為成熟的研究成果，但引起不同樹齡葉片養(yǎng)分元素光譜特征參量存在差異的機(jī)理、不同樹齡核桃的光譜反演模型是否具有普適性，目前均尚不清楚。本試驗(yàn)研究葉肉結(jié)構(gòu)對(duì)不同樹齡核桃葉片N、P、K光譜特征參量穩(wěn)定性及定量反演精度的影響，以期為構(gòu)建在時(shí)間上具有普適性的反演模型提供理論基礎(chǔ)，也為指導(dǎo)核桃樹體精準(zhǔn)施肥提供技術(shù)途徑。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于江蘇省淮安市（32°43′00″～34°06′00″N，118°12′00″～119°36′30″E），兼有南北氣候特征，四季分明，雨量集中，雨熱同季，光能充足，熱量富裕。年日照時(shí)數(shù)為2 136～2 411 h，年平均氣溫為14.1～14.8 ℃，全年無霜期一般在210～225 d，年降水量一般在906～1 007 mm之間。

1.2 光譜數(shù)據(jù)采集

于2022年7月15—16日進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)的采集，以2～12年樹齡核桃樹為研究對(duì)象，每個(gè)樹齡設(shè)置3株樹作為重復(fù)，同一樹齡所選樣株長勢(shì)基本一致，共33株參試樣株。每個(gè)樣株從東、南、西、北4個(gè)方向共選取當(dāng)年生成熟健康葉片10張，為盡量避免每個(gè)樣株的不確定性，對(duì)活體健康葉片重復(fù)測(cè)定6次，取其平均值作為該樣株葉片光譜反射率，共獲得330組光譜反射率有效數(shù)據(jù)。

光譜采用美國愛仕達(dá)集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的FieldSpecFR光譜儀進(jìn)行測(cè)定，采樣范圍為350～2 500 nm，采樣間隔為1 nm，光譜分辨率3 nm，光纖前視場(chǎng)角25°。測(cè)量時(shí)將光譜儀探頭垂直向下，保證探頭的視野范圍全部落在葉片上，同時(shí)注意避開葉脈位置，測(cè)定過程中每15 min進(jìn)行1次白板優(yōu)化。為減少太陽高度角的變化對(duì)光譜反射率的波及，保證良好的光照條件，核桃葉片光譜測(cè)定選擇在晴朗無風(fēng)天氣 11：00—14：00進(jìn)行。

1.3 葉片N、P、K含量測(cè)定

同步采集每一樣株進(jìn)行光譜測(cè)定后的葉片，分裝入自封袋中作為1個(gè)樣品，貼上標(biāo)簽，清潔葉片后，放入烘箱，105 ℃條件下殺青30 min，再調(diào)到 85 ℃ 烘干至恒質(zhì)量。將烘干后的核桃葉片樣本粉碎（過0.25～0.50 mm篩）。稱取磨細(xì)烘干的植物樣品0.100 0～0.200 0 g，置于100 mL的開氏瓶或消化管中，先用水濕潤樣品，然后加入濃H2SO4 5 mL，輕輕搖勻（最好放置過夜），瓶口放1個(gè)彎頸漏斗，在消化爐上先低溫緩緩加熱，待濃硫酸分解冒白煙逐漸升高溫度。當(dāng)溶液全部呈棕黑色時(shí)，從消化爐上取下開氏瓶，稍冷，逐滴加入10滴300 g/L H2O2，并不斷搖晃開氏瓶以使反應(yīng)充分進(jìn)行。再加熱至微沸10～20 min，稍冷后再加入5～10滴H2O2。如此反復(fù)2～3次，直至消煮液呈無色或清亮色后，再加熱5～10 min，以除盡過剩的雙氧水。取出開氏瓶冷卻，用少量水沖洗小漏斗，洗液倒入瓶中。將消煮液用水定容至100 mL，取過濾液（或取放置澄清的上清液）作為N、P、K元素的待測(cè)液，消煮時(shí)應(yīng)同時(shí)做空白試驗(yàn)以校正試劑誤差。

葉片全氮含量的測(cè)定采用奈氏（Nessler）比色法，磷含量的測(cè)定采用釩鉬黃比色法，鉀含量的測(cè)定采用火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 葉片結(jié)構(gòu)觀測(cè)

從每一葉樣中取葉片2張，沖洗干凈，晾干水分。于主脈的第3至第5側(cè)脈處，取距主脈左右兩側(cè)各1 cm長的片段，每個(gè)樹齡獲取10個(gè)片段，混合均勻后迅速用4%戊二醛溶液固定，真空抽氣，固定48 h后放入70%乙醇中保存。用番紅-固綠對(duì)染，采用石蠟制片法制片。用掃描電鏡（SEM）觀察葉片表面形態(tài)結(jié)構(gòu)，用透射電鏡（TEM）觀察葉肉細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。用Image J軟件測(cè)量葉片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度和海綿組織厚度，同時(shí)計(jì)算葉片組織結(jié)構(gòu)緊密度（CTR）、葉片組織結(jié)構(gòu)疏松度（SR）和柵海比（P）：

CRT=柵欄組織厚度葉片厚度×100%；

SR=海綿組織厚度葉片厚度×100%；

P=柵欄組織厚度海綿組織厚度。

1.5 數(shù)據(jù)分析處理

用Multispec 5.1光譜處理軟件處理光譜數(shù)據(jù)，用Image J進(jìn)行電鏡數(shù)據(jù)測(cè)量，用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，用Origin 2021進(jìn)行繪圖。

選用光譜特征參量25種［21］：藍(lán)邊位置（λb）、紅邊位置（λr）、黃邊位置（λy）、綠峰位置（λg）、紅谷位置（λo）、藍(lán)邊幅值（Db）、紅邊幅值（Dr）、黃邊幅值（Dy）、綠峰反射率（Rg）、紅谷反射率（Ro）、藍(lán)邊面積（SDb）、黃邊面積（SDy）和紅邊面積（SDr）、綠峰紅谷比值（Rg/Ro）、綠峰紅谷歸一化值［（Rg-Ro）/（Rg+Ro）］、綠色比值指數(shù)（RNIR/Green）、紅色比值指數(shù)（RNIR/Red）、藍(lán)色比值指數(shù)（RNIR/Blue）、綠色歸一化差值指數(shù)［（RNIR-Green）/（RNIR+Green）］、紅色歸一化差值指數(shù)［（NIR-Red）/（NIR+Red）］、藍(lán)色歸一化差值指數(shù)［（NIR-Blue）/（NIR+Blue）］、紅邊藍(lán)邊面積比值（SDr/SDb）、紅邊黃邊面積比值（SDr/SDy）、紅邊藍(lán)邊面積歸一化值［（SDr-SDb）/（SDr+SDb）］、紅邊黃邊面積歸一化值［（SDr-SDy）/（SDr+SDy）］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹齡表征葉片N、P、K含量光譜特征參量穩(wěn)定性

從2～12 年樹齡核桃生產(chǎn)園采集光譜數(shù)據(jù)，結(jié)果見表1。表征核桃葉片N含量光譜特征參量結(jié)果顯示，2年樹齡的為Dy、RNIR/Red，3年樹齡為（NIR-Green）/（NIR＋Green）、SDr，4年樹齡為Rg、（SDr-SDb）/（SDr＋SDb）、SDb，5年樹齡為Rg、（SDr-SDy）/（SDr＋SDy），6年樹齡為Rg、RNIR/Red、Ro、SDr，7年樹齡為RNIR/Red、λo，8～12年樹齡均為Rg、RNIR/Red。

表征核桃葉片P含量光譜特征參量結(jié)果顯示，2年樹齡的為（NIR-Red）/（NIR+Red）、Rg，3年樹齡為（SDr-SDb）/（SDr+SDb）、SDb，4年樹齡為 Rg/Ro、SDb、λy，5年樹齡為λy、SDb，6年樹齡為λy、RNIR/Green、RNIR/Red，7年樹齡為λy、RNIR/Red 8～12年樹齡均為λy。

表征核桃葉片K含量光譜特征參量結(jié)果表明，2 年樹齡的為RNIR/Red，3年樹齡為RNIR/Red、SDb，4年樹齡為Dy、SDr/SDy、（NIR-Blue）/（NIR+Blue），5年樹齡為RNIR/Green、RNIR/Red、SDr/SDy，6年樹齡為SDr/SDy、Rg/Ro、SDb、（Rg-Ro）/（Rg+Ro）、RNIR/Green、RNIR/Red，7年樹齡為SDr/SDy、Rg/Ro、SDr，8～12年樹齡均為Dy、RNIR/Green、SDr/SDy、Rg/Ro、SDb、（Rg-Ro）/（Rg+Ro）。

由此可知，8年以下樹齡表征葉片N、P、K含量光譜特征參量完全不具有穩(wěn)定性，但隨著樹齡增加趨于穩(wěn)定，8年以上樹齡表征葉片N、P、K含量光譜特征參量則具有一致性。

2.2 不同樹齡核桃葉片N、P、K光譜反演精度

因表征2～7年樹齡核桃葉片N、P、K光譜特征參量完全不穩(wěn)定，故無法構(gòu)建具有普適性光譜反演模型，而8～12年樹齡的核桃葉片N、P、K元素光譜特征參量具有完全一致性，理論上可以構(gòu)建具有普適性模型，但其準(zhǔn)確率如何有待進(jìn)一步探究，故以8、10、12年樹齡核桃樹體為研究對(duì)象，以核桃葉片N、P、K含量為因變量（y），以各生育期光譜特征參量為自變量（x），構(gòu)建一次函數(shù)y=ax+b、二次函數(shù) y=ax2+bx+c、三次函數(shù)y=ax3+bx2+cx+d、指數(shù)函數(shù)y=aebx、冪函數(shù)y=axb。結(jié)果顯示，8、10、12年樹齡核桃葉片N、P、K含量均以三次函數(shù)模型精度最高，采用擬合度（r2）、均方根誤差（RMSE）、相對(duì)誤差（RE）及置信橢圓檢驗(yàn)（F）對(duì)所構(gòu)建三次函數(shù)模型精度進(jìn)行分析。

由表2可知，8、10、12年樹齡核桃葉片氮含量所構(gòu)建的三次函數(shù)模型擬合度（r2）分別為0.865 5、0.860 7、0.973 6，均方根誤差分別為0.940 1、1.011 9、0.774 1，相對(duì)誤差分別為0.124 9%、0.697 9%、-0.368 7%，置信橢圓檢驗(yàn)F值分別為1.233 8、0.878 3、0.404 5。

8、10、12年樹齡核桃葉片磷含量所構(gòu)建的三次函數(shù)模型擬合度（r2）分別為0.785 2、0.810 2、0.799 6，均方根誤差分別為0.518 8、0.845 7、0.512 8，相對(duì)誤差分別為-0.378 0%、1.189 3%、1.115 9%，置信橢圓檢驗(yàn)F值分別為0.065 4、2.060 4、0.788 2。

8、10、12年樹齡核桃葉片K含量所構(gòu)建的三次函數(shù)模型擬合度（r2）分別為0.763 2、0.763 8、0.799 4，均方根誤差分別為0.587 4、0.631 1、0.732 1，相對(duì)誤差分別為0.504 8%、-3.496 6%、-4.948 1%，置信橢圓檢驗(yàn)F值分別為0.323 7、2.479 3、0.500 1。

由此可見，8、10、12年樹齡核桃葉片N、P、K含量的光譜反演模型均具有較高的精度。

2.3 不同樹齡核桃葉片微觀結(jié)構(gòu)

2.3.1 不同樹齡葉片表面微形態(tài)結(jié)構(gòu)

由圖1、圖2可知，不同樹齡核桃葉片表面均表現(xiàn)為凹凸不平，但葉片表面腺毛分泌的結(jié)晶體隨樹齡增加而減少。結(jié)晶體含碳（C）、氧（O）、鈉（Na）、Mg、硅（Si）、K、Ca等多種元素，而各元素因其粒子大小不一而對(duì)光的散射、反射、折射作用各不相同。

2.3.2 不同樹齡葉片葉肉超微結(jié)構(gòu)

由圖3可見，2、4、6、8、10、12年樹齡核桃葉片切面表現(xiàn)出相同的組織結(jié)構(gòu)特征，即葉片表皮均由單層細(xì)胞組成、排列緊密，柵欄組織和海綿組織分化較為明顯，為典型的異面葉。柵欄組織細(xì)胞為長柱狀 排列緊密且較規(guī)則。海綿組織細(xì)胞大多為短柱狀，位于柵欄組織和下表皮之間，細(xì)胞間排列較為稀疏。

柵欄組織層數(shù)為1～2層，2年樹齡葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織細(xì)胞清晰可見，但第2層未形成明顯的層次。而2年以上樹齡葉片柵欄組織形成明顯2層細(xì)胞組織。細(xì)胞排列隨樹齡增加更加緊密，2～6年樹齡葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織細(xì)胞排列疏松，8～12年樹齡葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織細(xì)胞排列緊密幾乎無間隙，第2層間隙相對(duì)變大?？傮w而言，隨著樹齡增加，葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織排列逐漸增密，8～12年樹齡葉肉結(jié)構(gòu)基本一致且第1層?xùn)艡诮M織細(xì)胞排列緊密幾乎無間隙。

由圖4可知，葉片葉肉組織結(jié)構(gòu)隨著樹齡增加存在差異，2、4、6、8、10、1lTvaJwwV+5zrbyVa4suFMarFbXgUP0VEjD688RHGKw8=2年樹齡核桃葉片厚度分別為122.53、148.86、162.55、172.42、173.10、172.42 μm，2、4、6年樹齡葉片厚度隨樹齡增加而增厚，且增幅較大，而8、10、12年樹齡葉片厚度基本一致。由此可見，2～6年樹齡核桃葉片厚度隨樹齡增加而增厚，而8年以上樹齡核桃葉片厚度隨樹齡變化基本穩(wěn)定。

不同樹齡核桃葉片的厚度均表現(xiàn)為上表皮＞下表皮，而葉片上下表皮厚度均表現(xiàn)為隨樹齡增加先急劇增加而后趨于穩(wěn)定，即2～6年樹齡葉片上下表皮厚度隨樹齡增加而急劇增厚，但8年以上樹齡核桃葉片上下表皮厚度均趨于穩(wěn)定。

核桃葉片柵欄組織厚度和海綿組織厚度表現(xiàn)為隨樹齡增加呈先快速增厚而后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，即2～6年樹齡葉片柵欄組織和海綿組織均快速增厚，8 年以上樹齡葉片柵欄組織和海綿組織則趨于穩(wěn)定。但葉片柵海比則表現(xiàn)為隨樹齡增加呈穩(wěn)定增長趨勢(shì)，表明隨著樹齡增加，葉片柵欄組織逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

由圖4可知，核桃葉片組織結(jié)構(gòu)緊實(shí)度隨樹齡增加先急劇增大而后趨于穩(wěn)定，但葉片組織結(jié)構(gòu)松弛度則隨樹齡增加先急劇降低而后趨于穩(wěn)定，表明核桃葉片隨樹齡增加而變得更加緊實(shí)。

3 討論與結(jié)論

本研究結(jié)果表明，樹齡對(duì)表征葉片N、P、K含量光譜特征參量的穩(wěn)定性影響較大，即8年以下樹齡的核桃表征其葉片N、P、K含量的光譜特征參量各不相同，但隨著樹齡的增大趨于穩(wěn)定，8年以上樹齡的核桃表征其葉片N、P、K含量的光譜特征參量則具有很好的一致性，且8年以上樹齡的核桃葉片N、P、K含量光譜反演模型具有較高精度，表明8年以下小樹齡核桃葉片N、P、K含量光譜反演模型在時(shí)間上不具有普適性，而8年以上樹齡核桃養(yǎng)分光譜反演模型具有普適性。該結(jié)果的形成在一定程度上與葉片結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

不同樹齡核桃葉片表面凹凸不平，表面突出的細(xì)胞可將光源集中在柵欄組織，從而增加了光的吸收率，降低近紅外波段的光譜反射率。葉片表面的結(jié)晶體含C、O、Na、Mg、Si、K、Ca等多種元素，而各元素因其粒子大小不一而對(duì)光的散射、反射、折射作用各不相同，導(dǎo)致光譜反射率也各不相同。核桃葉片上表皮細(xì)胞頂端的角質(zhì)層對(duì)光線有漫射作用，但幾乎不會(huì)反射光。葉片在直射光下從上表皮和下表皮生出1層絨毛般的“毛發(fā)”可以減少入射到植物上的光線強(qiáng)度。

葉片結(jié)構(gòu)和生化組分含量決定了入射輻射的命運(yùn)，這些最終通過光譜特征表現(xiàn)出來［22］。典型的雙子葉植物葉片由上表皮、柵欄組織、海綿組織和下表皮組成，表皮是1層無色的細(xì)胞，很少有葉綠體；柵欄組織中的細(xì)胞垂直于葉片表面，較為細(xì)長、排列整齊緊密；海綿組織中的細(xì)胞形狀不規(guī)則、排列不整齊、疏松且具有較多的間隙［23］。光在葉片內(nèi)部輻射傳遞是一個(gè)隨機(jī)過程，當(dāng)光子與葉片內(nèi)部的細(xì)胞、細(xì)胞核、液泡等基本散射元素相互作用時(shí)會(huì)被吸收或散射［24］，即光子與葉片內(nèi)部散射元素碰撞導(dǎo)致光的傳輸路徑的不確定性取決于葉片結(jié)構(gòu)，而不是其波長［25-26］。本研究結(jié)果表明，隨著核桃樹齡增加，葉片靠近上表皮的第1層?xùn)艡诮M織排列逐漸增密，8年以上樹齡葉片第1層?xùn)艡诮M織細(xì)胞排列緊密，幾乎無間隙；8年以下樹齡核桃葉片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度均隨樹齡增加而增厚，而8年以上則隨樹齡變化基本穩(wěn)定；葉片柵海比則表現(xiàn)為隨樹齡增加呈穩(wěn)定增長趨勢(shì)；葉片組織結(jié)構(gòu)緊實(shí)度隨樹齡增加先急劇增大而后趨于穩(wěn)定，但葉片組織結(jié)構(gòu)松弛度則隨樹齡增加先急劇降低而后趨于穩(wěn)定。這些結(jié)果均表明，8年以上樹齡核桃葉肉結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，故而具有穩(wěn)定的光譜特征參量及較高的光譜反演精度。已有大量研究表明，葉肉結(jié)構(gòu)對(duì)光譜反射率有著重要影響，葉片內(nèi)的海綿組織由許多細(xì)胞和細(xì)胞間隙構(gòu)成，葉子在近紅外波段具有較高反射率正是由于其內(nèi)部細(xì)胞壁和空氣間隙的多次散射造成的［27］。而葉片的葉肉結(jié)構(gòu)有助于吸收來自葉片正面的光譜入射輻射［28］，如圓錐繡球（Hydrangea paniculata）［29］、蕁麻（Urtica fissa）和常春藤（Hedara nepalensia）［30］正面的反射率高于背面的透光率。此外，葉片的組織結(jié)構(gòu)隨時(shí)間和季節(jié)發(fā)生變化，葉片的這些生長特性導(dǎo)致葉片光譜特性也會(huì)隨著時(shí)間和季節(jié)的變化而變化［31］。對(duì)森林［32-35］的葉片光學(xué)特征研究表明，葉齡對(duì)樹木的葉片性狀（葉肉結(jié)構(gòu)、葉肉細(xì)胞體積、細(xì)胞間空隙等）有很大的影響，葉片年齡因素可以直接影響葉片的光譜反射率行為［36］。由此可見，葉片的葉肉結(jié)構(gòu)對(duì)光譜反射率及衍生的光譜特征參量具有重要影響。

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