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树形冠层对早酥梨产量和品质的影响

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《果树学报》2016年第四期

摘要

【目的】探讨早酥梨适宜栽培树形及树体结构。【方法】以不同树形早酥梨为试材,应用CI-110冠层分析仪和树体调查法对比研究3种树形树体枝类组成和冠层结构对果实产量和品质的影响,从而筛选并确定经济效益较高的适宜树形。【结果】结果表明,初果期圆柱形树体主干上直接着生枝组数量30~36个,亩枝量9.99~10.4万条;圆柱形树体叶面积指数显著低于其他两种树形,直射透过系数最高,消光系数最低,使得中下部叶片可得到较好的光照;圆柱形树形的果实产量、单果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比数值均显著高于细长纺锤形和对照。另外,冠层参数与品质之间存在着不同的相关性。叶面积系数与单果重、果形指数呈极显著负相关,与可溶性固形物呈显著负相关。【结论】初果期圆柱形冠层结构更合理,果实品质好,产量高,能尽早收回成本。

关键词:

早酥梨、树形、冠层结构、品质

我国是世界第一产梨大国,也是世界梨出口第一大国,在国际梨产业和贸易中占有举足轻重的地位。我国梨树栽培经历了自然圆头形,疏散分层形,多主枝开心形、高位开心形,纺锤形、Y形、细长纺锤形、棚架形等。在我国梨树生产管理中,更加注重具体的某一项或几项栽培技术研究,如修剪技术[1,2]、花果管理技术[3]、土肥水管理技术[4]等。对栽植模式的研究较少。但梨果业属于劳动力密集型产业,劳动力素质及成本的高低直接影响梨果业的发展[5]。上世纪90年代我国进行乔砧密植栽培[6],但在树体管理及配套技术等方面存在诸多问题,导致光照条件恶化,果园郁闭,病虫害严重等问题,无法实现机械化操作[7,8]。因此,探索和发展省力化栽培技术是梨生产的发展趋势[9]。良好适宜的树形是生产优质果实,降低劳动强度,增加收益的的重要条件之一,它可以改善树冠内的通风透光,促进CO2交换,从而加强光合作用,进而提高果实的产量和品质。

圆柱形作为我国现有梨园乔砧密植栽培新模式所采用一种树形,具有节约土地,省工,早果,丰产等优势,在早酥梨上还缺乏系统的研究。早酥梨为甘肃的主要栽培品种,已成为农民增收致富的支柱产业,但果园管理人员老龄化严重,雇工难、雇工成本高,严重影响了梨产业发展,为此兰州试验站从2010年开始,调研、引进新模式栽培技术,近几年在甘肃几个市、县有了大面积发展。采用合适的树体结构和确定科学的树相指标是规范化栽培技术的重要依据[3],为避免上述问题出现,本试验以圆柱形、细长纺锤形和自由纺锤形三种树形为试材,应用CI-110冠层分析仪进行对比研究3种早酥梨树形的冠层结构特点、产量及品质之间的相互关系,旨在提出乔砧省力密植栽培初果期梨园的树相指标以及与其相适应的树形评价并对新模式的发展和老果园改造提供新的理论和基础。

1材料与方法

1.1试材:试验于2013年和2014年连续两年在甘肃省白银市景泰县农垦条山集团兰州试验站核心试验示范基地进行,树龄4年。圆柱形是通过刻芽进行树体培养;细长纺锤形第一年定干,后期通过刻芽进行培养;自由纺锤形通过连年定干或主干短截培养。2013年冬季修剪,圆柱形和细长纺锤形分别采用换头的方式,纺锤形树形通过主干短截方式培养树形,疏除内堂的交叉枝和密生枝。试验设置圆柱形、细长纺锤形和自由纺锤形(对照)三个处理,株行距分别为:1m×3m,1.5m×3m,2m×3m;每种树形选择5株与整园长势一致的树体作为试验树。试验园位于甘肃省景泰县条山农场十二队,地处腾格里沙漠南沿,海拔1619.5m,属温带干旱气候,年平均气温8.2℃,年降水量184.8mm,年日照时数2725小时,年无霜期141天。果园土壤为砂质灰钙土,土壤pH值8.2,土层深厚,有机质含量1.2%。园地地势平坦,灌溉方式为滴灌,常规管理,管理施肥一致。

1.2试验内容与方法

1.2.1树体结构指标测定树高:用标杆测量;干高:用卷尺测量从地面到第1个分支处的高度;干周:在距地面30cm树干处,用卷尺测量树干周长;冠幅:在树冠投影处,用卷尺测量树冠东西向和南北向;总枝量、枝类比(长枝>15cm;中枝5~15cm;短枝<5cm)、总果枝量等。

1.2.2冠层特性测定在7月20日选择阴天或者傍晚,将配备360°鱼眼镜头的CI-110冠层仪,在树冠下距主干50cm处,分东、南、西、北四个方向采集冠层图像,然后用仪器自带的冠层分析软件对采集到的图像进行分析处理。

1.2.3果实产量和可溶性固形物含量的测定8月15日果实成熟期采果前,统计试验树结果个数;选取树冠不同方位外围枝条上的15个果实,用1/1000电子天平称量单果重;用SF2000三按键电子数显卡尺测量果实纵、横径,计算果形指数;用GY-1型果实硬度计测定果实硬度[10];用PAL-1型手持折光仪测定果实可溶性固形物含量[11];用酸碱滴定法[12]测定果实可滴定酸含量;采用斐林试剂法[13]测定可溶性糖含量;采用荧光法[14]测定维生素C含量。

1.3数据分析数据采用Excel软件,DPS,SPSS软件,origin8.0,CI-110自带软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1不同树形早酥梨树相指标分析从表1可知,三种树形主干高度59~63cm左右,在此高度下地下管理方便,树冠成型快,减缓顶端优势,避免造成“上强”;干周2014年较2013年分别增幅20.33%、27.6%、16.94%;主枝(枝组)长度增幅为44.02%、44.16%、57.26%,与花期冻害有关,导致坐果率降低,树体生长过旺。初果期三种树形主枝(枝组)数量分别为30~36条、25~30条、13~17条,这与树形培养方式有关;三种树形树体高度存在极显著差异,圆柱形最高,为5.58m,纺锤形为4.52m,长幅分别为11.16%、6.18%、6.10%,可能与圆柱形树体培养中涂抹发枝素有关,或是冻害导致“源”大“库”小,形成“库”限制性,导致同化物质过多的转移到地下部;主枝粗度存在极显著差异,分别为19.65%、25.70%、54.5%,主要是枝组数量中营养枝与结果枝的比例不同,营养生长与生殖生长竞争分配的营养不同,导致树体粗度增幅不同(由表二可知),东西冠幅存在极显著差异,由于受冻害影响,枝展比2013年分别增长了16.2%、24.44%和13.94。由表2可知,初果期圆柱形单株树体枝量在450~470条之间,营养枝与结果枝的比例为1:4.08~1:10.68,营养枝中长中短枝比例为1.84:1:1.64~16.3:1:0,结果枝中各果枝所占比例为1:13:265~1:2:65,结果枝以短果枝为主,占76.26~87.4%;细长纺锤形单株树体枝量在330~400条之间,营养枝与结果枝比例为1:4.14~1:8.49,营养枝中长中短枝比例为2:1:1.76~10.8:1:0,结果枝中各果枝所占比例为1:5.38:143~1:3.29:46,以短果枝为主,占72.61~80.7%;纺锤形树体单株树体枝量在250-350之间,营养枝与结果枝比例为1:6.03~1:5.14,营养枝中长中短枝比例为2.8:1:2.2~7.45:1:0,结果枝中各果枝所占比例为1:1:28.2~1:3:48.5,结果枝中以短果枝为主,占74.39~77.9%;亩枝量枝量最大的为圆柱形,其次为细长纺锤形,最后为纺锤形。

2.2不同树形对光截获能力的影响

2.2.1不同树形冠层特性指标比较由表3可知,圆柱形树形的直射透过系数、平均叶倾角和光合有效直射显著高于细长纺锤形和对照。其中平均叶倾角分别高出52.07%和5.24%;直射透过系数为细长纺锤形和对照的1.6和1.3倍;光合有效辐射显著高于细长纺锤形和对照,分别高43.16%%和4.07%。但叶面积指数细长纺锤形最大,其次为圆柱形,最小为自由纺锤形。由表4可知,PAR与TC呈显著正相关,只有被作物冠层吸收的PAR才对作物的干物质积累有贡献。LAI与MLA、TC、PAR呈极显著负相关,说明叶面积越大,叶片趋于平展,增强了果树冠层对光的截获,从而影响树体内部枝叶对光的利用,内部花芽质量衰减,因此维持一个稳定的叶面积系数是果园发展的前提。平均叶倾角与直射透过系数和光合有效直射呈显著正相关。

2.2.2不同树形冠层指标比较分析

2.2.2.1不同树形直射光透过系数比较利用CI-110冠层分析仪可以得到不同天顶角下不同直射光透射系数,即当光线从不同天顶角方向入射时,透光率是不同的。若果园的透光性好,则说明枝条、叶片、冠层的相互重叠遮荫少,能增加中、下部枝条和叶片接受光照,提高光能利用率。由表5可知,圆柱形树形相对较好,无论天顶角多大,圆柱形直接直射透过系数与其余两种树形有显著差异,相比之下,细长纺锤形与对照树形的直射光透过系数均较小,说明冠层内枝条、叶片相互重叠遮荫,不利于光能的利用。

2.2.2.2不同树形消光系数比较由表5可以看出:无论天顶角多大,圆柱形树形消光系数最低,使得中下部叶片可得到较好的光照,有利于果实产量和品质的提高;而细长纺锤形由于枝叶量过多,枝叶之间重叠大,导致消光系数较大,对冠层内膛的光照强度影响很大,导致冠层中下部光照不足。三种树形的消光系数均随天顶角角度的增大而增大,呈现出明显的一致性。

2.3不同树形对果实产量及品质的影响从表7可以看出,圆柱形树形的果实单果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比数值均大于细长纺锤形和对照。其中,圆柱形树形的可溶性固形物含量和果实含水量与另两种树形中的含量差异较为显著,可溶性固形物圆柱形>对照>细长纺锤形,而果实含水量恰好相反,说明光照可能对这两种因素的影响较大。三种树形的果型指数差异不明显,说明在一定范围内,光照状况不是果型指数的限制因子。从三种树形的果实品质指标可以看出圆柱形树形果实的硬度、果实含水量、Vc和可滴定酸含量均小于细长纺锤形和对照。2013年三种树形为第一年结果,由表可以看出:三种树形圆柱形树形果实数量最多,对照最少,分别是细长纺锤形和对照的1.7倍和4.69倍,而且单果重大,平均每个重量为283.5g,圆柱形树体产量最高,与其他处理差异极显著。说明树形不同,树冠内的光照分布不同,而光照条件是果实产量、重量的重要限制因子,而对果型指数的影响不大。

2.4不同树形冠层特征参数与品质的关系将三种树形的冠层特性与果实品质进行相关性分析,结果表明,冠层参数与品质之间存在着不同的相关性。叶面积系数与单果重呈极显著负相关,与可溶性固形物呈显著负相关,与Vc含量呈极显著正相关,说明叶幕层过厚会导致果实品质的下降。平均叶倾角与单果重和可溶性糖呈极显著正相关,与可溶性固形物呈正相关,与Vc含量呈极显著负相关,平均叶倾角反映了在不同冠层光照条件下,叶片所接受阳光的姿势。说明梨叶片平均叶倾角在一定范围内更有利于对光能的接受和利用,从而影响果实的品质。直射透过系数与单果重、可溶性固形物和可溶性糖呈极显著正相关,与Vc呈极显著负相关。光合有效直射与单果重呈极显著正相关,PAR是植物进行光合作用的主要能量来源,它直接影响叶片的净光合速率,影响光合产物的积累。

3讨论

新梢生长量和成枝力是衡量果树树势的重要指标,但如何处理营养生长和生殖生长的矛盾和关系,常通过对新梢生长的速度、枝条数量,枝类组成,及新梢生长量调控来完成的[15,16]。本研究结果表明,初果期圆柱形树体主干上直接着生的枝组数量在30~36个,亩枝量9.99~10.4万条;细长纺锤形树体主枝数量在25~30个,亩枝量4.9~5.9万条;纺锤形树体主枝数量13~17个,亩枝量2.8~3.9万条;三种树形都以短果枝结果为主,短果枝分别占76.26~87.4%,72.61~80.7%,74.39~77.9%。从产量、成本等角度分析,初果期圆柱形树体结构更为合理,产量增幅快,提早收回成本,在树体管理上要疏除主干上过大,过粗(大于主干粗度1/2),过密的枝组,保证树体有良好的通风透光条件,增加果实商品率。树体瘦长,操作管理方便。叶面积指数(LAI)是果树冠层生物学特征的一个重要参数,其大小是植株生长旺盛与否的重要标志,与果园的光能截获及利用、产量和品质的形成等过程关系密切,在一定程度上决定了果园的生产效率[17-21]。本研究结果表明圆柱形树形的直射透过系数、平均叶倾角和光合有效直射显著高于细长纺锤形和对照。但叶面积指数细长纺锤形最大,其次为圆柱形,自由纺锤形最小,这可能与树体培养方式和仪器放置测定的位置有关;也可能是圆柱形树形枝组数量多,叶片的重叠效应和聚集效应强,致使大多数叶片分布到树冠外围,导致测定的叶面积指数的数值与亩枝量不一致,这与张继祥[22]在苹果上测定的结果相一致。光合有效直射与直射透过系数呈极显著正相关;叶面积系数与平均叶倾角、直射透射系数、光合有效直射呈极显著负相关;平均叶倾角与直射透过系数和光合有效直射呈极显著正相关。这与张晶楠[23]在苹果上的研究结果相一致。果实的产量和品质的提高是获得最大经济效益的关键,是果树栽植和整形的出发点和落脚点[24]。因此,选择合理树形,改善树冠内的微气候,成为丰产优质的关键。如何用合理的树形评价标准,来寻求产量和质量都最优的树形成为问题的关健[25]。近年来国内外研究学者利用植物冠层分析仪(如LI-COR,USA;CI-110,CID,USA)因其携带方便在苹果、梨和桃等树形、光照及果品产量质量间的关系进行了不同研究。本研究结果表明,无论天顶角多大,圆柱形直接直射透过系数较大,消光系数最低,与其余两种树形有显著差异;圆柱形树体果实产量最高,其次为细长纺锤形,最后为纺锤形,这与树体枝量,冠层结构有关;圆柱形树形的果实单果重量、可溶性固形物、可溶性糖、糖酸比数值均大于细长纺锤形和对照,说明光照可能对这两种因素的影响较大,有待在树体不同光照强度分布和果实产量、品质等方面进一步研究;另外,冠层参数与品质之间存在着不同的相关性。叶面积系数(4.94~7.28范围内)与单果重呈极显著负相关(r=-0.883**),与可溶性固形物呈显著负相关(r=-0.693*),与Vc含量呈极显著正相关(r=0.878**);平均叶倾角(13.77~21.39范围内)与单果重和可溶性糖呈极显著正相关(r=-0.939**和0.825**),与可溶性固形物呈正相关(r=0.716*),与Vc含量呈极显著负相关(r=-0.999**);直射透过系数(0.12~0.13范围内)与单果重、可溶性固形物和可溶性糖呈极显著正相关(r=0.862**、0.907**和0.946**),与Vc呈极显著负相关(r=-0.883**),本研究结果与前人在苹果[26,27]、梨[28]和桃[29]等研究结果相一致。

作者:赵明新 张江红 孙文泰 曹刚 王玮 曹素芳 李红旭 单位:甘肃省农业科学院林果花卉研究所 河北农业大学

果树学报责任编辑:杨雪    阅读:人次