樹形冠層對早酥梨產(chǎn)量和品質(zhì)的影響范文

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《果樹學(xué)報(bào)》2016年第四期

摘要

【目的】探討早酥梨適宜栽培樹形及樹體結(jié)構(gòu)。【方法】以不同樹形早酥梨為試材，應(yīng)用CI-110冠層分析儀和樹體調(diào)查法對比研究3種樹形樹體枝類組成和冠層結(jié)構(gòu)對果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，從而篩選并確定經(jīng)濟(jì)效益較高的適宜樹形。【結(jié)果】結(jié)果表明，初果期圓柱形樹體主干上直接著生枝組數(shù)量30～36個(gè)，畝枝量9.99～10.4萬條；圓柱形樹體葉面積指數(shù)顯著低于其他兩種樹形，直射透過系數(shù)最高，消光系數(shù)最低，使得中下部葉片可得到較好的光照；圓柱形樹形的果實(shí)產(chǎn)量、單果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比數(shù)值均顯著高于細(xì)長紡錘形和對照。另外，冠層參數(shù)與品質(zhì)之間存在著不同的相關(guān)性。葉面積系數(shù)與單果重、果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性固形物呈顯著負(fù)相關(guān)。【結(jié)論】初果期圓柱形冠層結(jié)構(gòu)更合理，果實(shí)品質(zhì)好，產(chǎn)量高，能盡早收回成本。

關(guān)鍵詞：

早酥梨、樹形、冠層結(jié)構(gòu)、品質(zhì)

我國是世界第一產(chǎn)梨大國，也是世界梨出口第一大國，在國際梨產(chǎn)業(yè)和貿(mào)易中占有舉足輕重的地位。我國梨樹栽培經(jīng)歷了自然圓頭形，疏散分層形，多主枝開心形、高位開心形，紡錘形、Y形、細(xì)長紡錘形、棚架形等。在我國梨樹生產(chǎn)管理中，更加注重具體的某一項(xiàng)或幾項(xiàng)栽培技術(shù)研究，如修剪技術(shù)[1,2]、花果管理技術(shù)[3]、土肥水管理技術(shù)[4]等。對栽植模式的研究較少。但梨果業(yè)屬于勞動(dòng)力密集型產(chǎn)業(yè)，勞動(dòng)力素質(zhì)及成本的高低直接影響梨果業(yè)的發(fā)展[5]。上世紀(jì)90年代我國進(jìn)行喬砧密植栽培[6]，但在樹體管理及配套技術(shù)等方面存在諸多問題，導(dǎo)致光照條件惡化，果園郁閉，病蟲害嚴(yán)重等問題，無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作[7,8]。因此，探索和發(fā)展省力化栽培技術(shù)是梨生產(chǎn)的發(fā)展趨勢[9]。良好適宜的樹形是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果實(shí)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，增加收益的的重要條件之一，它可以改善樹冠內(nèi)的通風(fēng)透光，促進(jìn)CO2交換，從而加強(qiáng)光合作用，進(jìn)而提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)。

圓柱形作為我國現(xiàn)有梨園喬砧密植栽培新模式所采用一種樹形，具有節(jié)約土地，省工，早果，豐產(chǎn)等優(yōu)勢，在早酥梨上還缺乏系統(tǒng)的研究。早酥梨為甘肅的主要栽培品種，已成為農(nóng)民增收致富的支柱產(chǎn)業(yè)，但果園管理人員老齡化嚴(yán)重，雇工難、雇工成本高，嚴(yán)重影響了梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為此蘭州試驗(yàn)站從2010年開始，調(diào)研、引進(jìn)新模式栽培技術(shù)，近幾年在甘肅幾個(gè)市、縣有了大面積發(fā)展。采用合適的樹體結(jié)構(gòu)和確定科學(xué)的樹相指標(biāo)是規(guī)范化栽培技術(shù)的重要依據(jù)[3]，為避免上述問題出現(xiàn)，本試驗(yàn)以圓柱形、細(xì)長紡錘形和自由紡錘形三種樹形為試材，應(yīng)用CI-110冠層分析儀進(jìn)行對比研究3種早酥梨樹形的冠層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、產(chǎn)量及品質(zhì)之間的相互關(guān)系，旨在提出喬砧省力密植栽培初果期梨園的樹相指標(biāo)以及與其相適應(yīng)的樹形評價(jià)并對新模式的發(fā)展和老果園改造提供新的理論和基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試材：試驗(yàn)于2013年和2014年連續(xù)兩年在甘肅省白銀市景泰縣農(nóng)墾條山集團(tuán)蘭州試驗(yàn)站核心試驗(yàn)示范基地進(jìn)行，樹齡4年。圓柱形是通過刻芽進(jìn)行樹體培養(yǎng)；細(xì)長紡錘形第一年定干，后期通過刻芽進(jìn)行培養(yǎng)；自由紡錘形通過連年定干或主干短截培養(yǎng)。2013年冬季修剪，圓柱形和細(xì)長紡錘形分別采用換頭的方式，紡錘形樹形通過主干短截方式培養(yǎng)樹形，疏除內(nèi)堂的交叉枝和密生枝。試驗(yàn)設(shè)置圓柱形、細(xì)長紡錘形和自由紡錘形（對照）三個(gè)處理，株行距分別為：1m×3m，1.5m×3m，2m×3m；每種樹形選擇5株與整園長勢一致的樹體作為試驗(yàn)樹。試驗(yàn)園位于甘肅省景泰縣條山農(nóng)場十二隊(duì)，地處騰格里沙漠南沿，海拔1619.5m，屬溫帶干旱氣候，年平均氣溫8.2℃，年降水量184.8mm，年日照時(shí)數(shù)2725小時(shí)，年無霜期141天。果園土壤為砂質(zhì)灰鈣土，土壤pH值8.2，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量1.2％。園地地勢平坦，灌溉方式為滴灌，常規(guī)管理，管理施肥一致。

1.2試驗(yàn)內(nèi)容與方法

1.2.1樹體結(jié)構(gòu)指標(biāo)測定樹高：用標(biāo)桿測量；干高：用卷尺測量從地面到第1個(gè)分支處的高度；干周：在距地面30cm樹干處，用卷尺測量樹干周長；冠幅：在樹冠投影處，用卷尺測量樹冠東西向和南北向；總枝量、枝類比（長枝>15cm；中枝5~15cm；短枝<5cm）、總果枝量等。

1.2.2冠層特性測定在7月20日選擇陰天或者傍晚，將配備360°魚眼鏡頭的CI-110冠層儀，在樹冠下距主干50cm處，分東、南、西、北四個(gè)方向采集冠層圖像，然后用儀器自帶的冠層分析軟件對采集到的圖像進(jìn)行分析處理。

1.2.3果實(shí)產(chǎn)量和可溶性固形物含量的測定8月15日果實(shí)成熟期采果前，統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)樹結(jié)果個(gè)數(shù)；選取樹冠不同方位外圍枝條上的15個(gè)果實(shí)，用1/1000電子天平稱量單果重；用SF2000三按鍵電子數(shù)顯卡尺測量果實(shí)縱、橫徑，計(jì)算果形指數(shù)；用GY-1型果實(shí)硬度計(jì)測定果實(shí)硬度[10]；用PAL-1型手持折光儀測定果實(shí)可溶性固形物含量[11]；用酸堿滴定法[12]測定果實(shí)可滴定酸含量；采用斐林試劑法[13]測定可溶性糖含量；采用熒光法[14]測定維生素C含量。

1.3數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)采用Excel軟件，DPS，SPSS軟件，origin8.0，CI-110自帶軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同樹形早酥梨樹相指標(biāo)分析從表1可知，三種樹形主干高度59~63cm左右，在此高度下地下管理方便，樹冠成型快，減緩頂端優(yōu)勢，避免造成“上強(qiáng)”；干周2014年較2013年分別增幅20.33%、27.6%、16.94%；主枝（枝組）長度增幅為44.02%、44.16%、57.26%，與花期凍害有關(guān)，導(dǎo)致坐果率降低，樹體生長過旺。初果期三種樹形主枝（枝組）數(shù)量分別為30~36條、25~30條、13~17條，這與樹形培養(yǎng)方式有關(guān)；三種樹形樹體高度存在極顯著差異，圓柱形最高，為5.58m，紡錘形為4.52m，長幅分別為11.16%、6.18%、6.10%，可能與圓柱形樹體培養(yǎng)中涂抹發(fā)枝素有關(guān)，或是凍害導(dǎo)致“源”大“庫”小，形成“庫”限制性，導(dǎo)致同化物質(zhì)過多的轉(zhuǎn)移到地下部；主枝粗度存在極顯著差異，分別為19.65%、25.70%、54.5%，主要是枝組數(shù)量中營養(yǎng)枝與結(jié)果枝的比例不同，營養(yǎng)生長與生殖生長競爭分配的營養(yǎng)不同，導(dǎo)致樹體粗度增幅不同（由表二可知），東西冠幅存在極顯著差異，由于受凍害影響，枝展比2013年分別增長了16.2%、24.44%和13.94。由表2可知，初果期圓柱形單株樹體枝量在450~470條之間，營養(yǎng)枝與結(jié)果枝的比例為1:4.08~1:10.68，營養(yǎng)枝中長中短枝比例為1.84:1:1.64~16.3:1:0，結(jié)果枝中各果枝所占比例為1:13:265~1:2:65，結(jié)果枝以短果枝為主，占76.26~87.4%；細(xì)長紡錘形單株樹體枝量在330~400條之間，營養(yǎng)枝與結(jié)果枝比例為1：4.14~1:8.49，營養(yǎng)枝中長中短枝比例為2:1:1.76~10.8:1:0，結(jié)果枝中各果枝所占比例為1:5.38:143~1:3.29:46，以短果枝為主，占72.61~80.7%；紡錘形樹體單株樹體枝量在250-350之間，營養(yǎng)枝與結(jié)果枝比例為1:6.03~1:5.14，營養(yǎng)枝中長中短枝比例為2.8:1:2.2~7.45:1:0，結(jié)果枝中各果枝所占比例為1:1:28.2~1:3:48.5，結(jié)果枝中以短果枝為主，占74.39~77.9%；畝枝量枝量最大的為圓柱形，其次為細(xì)長紡錘形，最后為紡錘形。

2.2不同樹形對光截獲能力的影響

2.2.1不同樹形冠層特性指標(biāo)比較由表3可知，圓柱形樹形的直射透過系數(shù)、平均葉傾角和光合有效直射顯著高于細(xì)長紡錘形和對照。其中平均葉傾角分別高出52.07%和5.24%；直射透過系數(shù)為細(xì)長紡錘形和對照的1.6和1.3倍；光合有效輻射顯著高于細(xì)長紡錘形和對照，分別高43.16%%和4.07%。但葉面積指數(shù)細(xì)長紡錘形最大，其次為圓柱形，最小為自由紡錘形。由表4可知，PAR與TC呈顯著正相關(guān)，只有被作物冠層吸收的PAR才對作物的干物質(zhì)積累有貢獻(xiàn)。LAI與MLA、TC、PAR呈極顯著負(fù)相關(guān)，說明葉面積越大，葉片趨于平展，增強(qiáng)了果樹冠層對光的截獲，從而影響樹體內(nèi)部枝葉對光的利用，內(nèi)部花芽質(zhì)量衰減，因此維持一個(gè)穩(wěn)定的葉面積系數(shù)是果園發(fā)展的前提。平均葉傾角與直射透過系數(shù)和光合有效直射呈顯著正相關(guān)。

2.2.2不同樹形冠層指標(biāo)比較分析

2.2.2.1不同樹形直射光透過系數(shù)比較利用CI-110冠層分析儀可以得到不同天頂角下不同直射光透射系數(shù)，即當(dāng)光線從不同天頂角方向入射時(shí)，透光率是不同的。若果園的透光性好，則說明枝條、葉片、冠層的相互重疊遮蔭少，能增加中、下部枝條和葉片接受光照，提高光能利用率。由表5可知，圓柱形樹形相對較好，無論天頂角多大，圓柱形直接直射透過系數(shù)與其余兩種樹形有顯著差異，相比之下，細(xì)長紡錘形與對照樹形的直射光透過系數(shù)均較小，說明冠層內(nèi)枝條、葉片相互重疊遮蔭，不利于光能的利用。

2.2.2.2不同樹形消光系數(shù)比較由表5可以看出：無論天頂角多大，圓柱形樹形消光系數(shù)最低，使得中下部葉片可得到較好的光照，有利于果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的提高；而細(xì)長紡錘形由于枝葉量過多，枝葉之間重疊大，導(dǎo)致消光系數(shù)較大，對冠層內(nèi)膛的光照強(qiáng)度影響很大，導(dǎo)致冠層中下部光照不足。三種樹形的消光系數(shù)均隨天頂角角度的增大而增大，呈現(xiàn)出明顯的一致性。

2.3不同樹形對果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)的影響從表7可以看出，圓柱形樹形的果實(shí)單果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比數(shù)值均大于細(xì)長紡錘形和對照。其中，圓柱形樹形的可溶性固形物含量和果實(shí)含水量與另兩種樹形中的含量差異較為顯著，可溶性固形物圓柱形>對照>細(xì)長紡錘形，而果實(shí)含水量恰好相反，說明光照可能對這兩種因素的影響較大。三種樹形的果型指數(shù)差異不明顯，說明在一定范圍內(nèi)，光照狀況不是果型指數(shù)的限制因子。從三種樹形的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)可以看出圓柱形樹形果實(shí)的硬度、果實(shí)含水量、Vc和可滴定酸含量均小于細(xì)長紡錘形和對照。2013年三種樹形為第一年結(jié)果，由表可以看出：三種樹形圓柱形樹形果實(shí)數(shù)量最多，對照最少，分別是細(xì)長紡錘形和對照的1.7倍和4.69倍，而且單果重大，平均每個(gè)重量為283.5g，圓柱形樹體產(chǎn)量最高，與其他處理差異極顯著。說明樹形不同，樹冠內(nèi)的光照分布不同，而光照條件是果實(shí)產(chǎn)量、重量的重要限制因子，而對果型指數(shù)的影響不大。

2.4不同樹形冠層特征參數(shù)與品質(zhì)的關(guān)系將三種樹形的冠層特性與果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明，冠層參數(shù)與品質(zhì)之間存在著不同的相關(guān)性。葉面積系數(shù)與單果重呈極顯著負(fù)相關(guān)，與可溶性固形物呈顯著負(fù)相關(guān)，與Vc含量呈極顯著正相關(guān)，說明葉幕層過厚會(huì)導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)的下降。平均葉傾角與單果重和可溶性糖呈極顯著正相關(guān)，與可溶性固形物呈正相關(guān)，與Vc含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，平均葉傾角反映了在不同冠層光照條件下，葉片所接受陽光的姿勢。說明梨葉片平均葉傾角在一定范圍內(nèi)更有利于對光能的接受和利用，從而影響果實(shí)的品質(zhì)。直射透過系數(shù)與單果重、可溶性固形物和可溶性糖呈極顯著正相關(guān)，與Vc呈極顯著負(fù)相關(guān)。光合有效直射與單果重呈極顯著正相關(guān)，PAR是植物進(jìn)行光合作用的主要能量來源，它直接影響葉片的凈光合速率，影響光合產(chǎn)物的積累。

3討論

新梢生長量和成枝力是衡量果樹樹勢的重要指標(biāo),但如何處理營養(yǎng)生長和生殖生長的矛盾和關(guān)系，常通過對新梢生長的速度、枝條數(shù)量，枝類組成，及新梢生長量調(diào)控來完成的[15,16]。本研究結(jié)果表明，初果期圓柱形樹體主干上直接著生的枝組數(shù)量在30～36個(gè)，畝枝量9.99～10.4萬條；細(xì)長紡錘形樹體主枝數(shù)量在25～30個(gè)，畝枝量4.9～5.9萬條；紡錘形樹體主枝數(shù)量13～17個(gè)，畝枝量2.8～3.9萬條；三種樹形都以短果枝結(jié)果為主，短果枝分別占76.26~87.4%，72.61~80.7%，74.39~77.9%。從產(chǎn)量、成本等角度分析，初果期圓柱形樹體結(jié)構(gòu)更為合理，產(chǎn)量增幅快，提早收回成本，在樹體管理上要疏除主干上過大，過粗（大于主干粗度1/2)，過密的枝組，保證樹體有良好的通風(fēng)透光條件，增加果實(shí)商品率。樹體瘦長，操作管理方便。葉面積指數(shù)（LAI）是果樹冠層生物學(xué)特征的一個(gè)重要參數(shù)，其大小是植株生長旺盛與否的重要標(biāo)志，與果園的光能截獲及利用、產(chǎn)量和品質(zhì)的形成等過程關(guān)系密切，在一定程度上決定了果園的生產(chǎn)效率[17-21]。本研究結(jié)果表明圓柱形樹形的直射透過系數(shù)、平均葉傾角和光合有效直射顯著高于細(xì)長紡錘形和對照。但葉面積指數(shù)細(xì)長紡錘形最大，其次為圓柱形，自由紡錘形最小，這可能與樹體培養(yǎng)方式和儀器放置測定的位置有關(guān)；也可能是圓柱形樹形枝組數(shù)量多，葉片的重疊效應(yīng)和聚集效應(yīng)強(qiáng)，致使大多數(shù)葉片分布到樹冠外圍，導(dǎo)致測定的葉面積指數(shù)的數(shù)值與畝枝量不一致，這與張繼祥[22]在蘋果上測定的結(jié)果相一致。光合有效直射與直射透過系數(shù)呈極顯著正相關(guān)；葉面積系數(shù)與平均葉傾角、直射透射系數(shù)、光合有效直射呈極顯著負(fù)相關(guān)；平均葉傾角與直射透過系數(shù)和光合有效直射呈極顯著正相關(guān)。這與張晶楠[23]在蘋果上的研究結(jié)果相一致。果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)的提高是獲得最大經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵，是果樹栽植和整形的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)[24]。因此，選擇合理樹形，改善樹冠內(nèi)的微氣候，成為豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵。如何用合理的樹形評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，來尋求產(chǎn)量和質(zhì)量都最優(yōu)的樹形成為問題的關(guān)健[25]。近年來國內(nèi)外研究學(xué)者利用植物冠層分析儀（如LI-COR，USA；CI-110，CID，USA）因其攜帶方便在蘋果、梨和桃等樹形、光照及果品產(chǎn)量質(zhì)量間的關(guān)系進(jìn)行了不同研究。本研究結(jié)果表明，無論天頂角多大，圓柱形直接直射透過系數(shù)較大，消光系數(shù)最低，與其余兩種樹形有顯著差異；圓柱形樹體果實(shí)產(chǎn)量最高，其次為細(xì)長紡錘形，最后為紡錘形，這與樹體枝量，冠層結(jié)構(gòu)有關(guān)；圓柱形樹形的果實(shí)單果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比數(shù)值均大于細(xì)長紡錘形和對照，說明光照可能對這兩種因素的影響較大，有待在樹體不同光照強(qiáng)度分布和果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)等方面進(jìn)一步研究；另外，冠層參數(shù)與品質(zhì)之間存在著不同的相關(guān)性。葉面積系數(shù)（4.94~7.28范圍內(nèi)）與單果重呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.883**），與可溶性固形物呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.693*），與Vc含量呈極顯著正相關(guān)（r=0.878**）；平均葉傾角（13.77~21.39范圍內(nèi)）與單果重和可溶性糖呈極顯著正相關(guān)（r=-0.939**和0.825**），與可溶性固形物呈正相關(guān)（r=0.716*），與Vc含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.999**）；直射透過系數(shù)（0.12~0.13范圍內(nèi)）與單果重、可溶性固形物和可溶性糖呈極顯著正相關(guān)（r=0.862**、0.907**和0.946**），與Vc呈極顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.883**），本研究結(jié)果與前人在蘋果[26,27]、梨[28]和桃[29]等研究結(jié)果相一致。

作者：趙明新 張江紅 孫文泰 曹剛 王瑋 曹素芳 李紅旭 單位：甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院林果花卉研究所 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)