中心干不同分枝數(shù)量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’生理特性的影響研究

蔡華成，王 騫，高敬東，李春燕，杜學(xué)梅，弓桂花，楊廷楨

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030031）

0 引言

矮砧集約栽培是世界蘋果栽培發(fā)展的趨勢(shì)，這種栽培模式的核心技術(shù)之一就是樹體培養(yǎng)高紡錘形和下垂枝結(jié)果[1]。紡錘形與以往的疏散分層形、小冠分層形等樹形明顯的區(qū)別是無(wú)永久性的主枝，中心干著生若干個(gè)分枝，分枝上直接著生結(jié)果枝，便于更新管理[1-2]。研究表明[3-4]，不同的分枝數(shù)量會(huì)影響果園枝條量，進(jìn)而影響蘋果生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)。留枝量過大，枝葉郁閉，大部分營(yíng)養(yǎng)供給枝葉生長(zhǎng)，影響果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)，留枝量過小，光能浪費(fèi)，葉片凈光合速率下降，果實(shí)品質(zhì)也降低。因此，在不同的砧穗組合模式下，確定適宜的留枝數(shù)量，就成為蘋果矮砧密植高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的關(guān)鍵?！甕-1’是山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所自主選育的蘋果砧木新品種，具有矮化、早花早果、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)異、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)[5-6]。關(guān)于其樹形管理尚處在起步階段，本研究以‘Y-1’矮化中間砧嫁接‘富士’為試材，探討其高紡錘形模式下不同分枝數(shù)量對(duì)樹體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，旨在為這一砧穗組合提供標(biāo)準(zhǔn)化管理的理論依據(jù)，使其良砧良法配套，發(fā)揮矮砧栽培的集約高效。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

中心干不同分枝數(shù)量試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所（海拔820 m，土壤pH 7.8，年平均溫度10.6℃，歷年最低氣溫-23℃，最高38.5℃，年降雨量400～600 mm，年日照時(shí)數(shù)2300 h，無(wú)霜期165～180天）進(jìn)行，供試穗砧組合為‘長(zhǎng)富2號(hào)’/‘Y-1’/八棱海棠，果園2010年栽植，2011—2012年按高紡錘樹形整形，3種分枝數(shù)量處理分別為30、35、40，2013年有部分產(chǎn)量，2014年開始大量結(jié)果。試驗(yàn)園株行距1.5 m×4 m，行間自然生草、設(shè)立支架，管理一致。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，選擇各處理‘Y-1’矮砧‘富士’蘋果樹各5株，單株小區(qū)，掛牌標(biāo)記。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.1 樹體生長(zhǎng)量的測(cè)定 于2013—2016年連續(xù)4年秋季落葉后用塔尺測(cè)量各處理樹高、數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量中間砧和品種嫁接口往上10 cm處干徑、卷尺測(cè)量樹體冠徑（東西、南北方向取平均值），各處理樹外圍隨機(jī)選1年生枝條5個(gè)，測(cè)定其長(zhǎng)度（用卷尺測(cè)量）和枝條中部粗度（用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量），所有數(shù)據(jù)取平均值。

1.2.2 樹體冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的測(cè)定 于2016年秋季葉幕形成時(shí)，用CI-110冠層分析儀對(duì)各處理的冠下、株間光合有效輻射、葉面積指數(shù)進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)5次。

1.2.3 樹體葉片生理指標(biāo)測(cè)定 于2016年7月中旬，隨機(jī)選取每處理樹距地面1.2 m處分枝中部的1年生枝條從基部數(shù)第5或第6片功能葉，共10片葉，要求生長(zhǎng)一致，無(wú)缺損和病蟲危害。數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定10片葉厚度，平均值表示單葉厚度，天平測(cè)量10片葉重量，換算為百葉重，葉綠素含量測(cè)定參照丙酮-乙醇提取比色法[7]進(jìn)行。

1.2.4 樹體產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)測(cè)定 于2013—2016年連續(xù)4年10月下旬果實(shí)成熟時(shí)，統(tǒng)計(jì)各處理樹株產(chǎn)并換算成公頃產(chǎn)量，果實(shí)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[8]進(jìn)行分級(jí)，優(yōu)質(zhì)果指條紅著色面積≥80%、橫徑75 mm以上的果實(shí)，并計(jì)算優(yōu)果率[式(1)]，2016年各處理樹隨機(jī)選20個(gè)果實(shí)，天平測(cè)量單果重，數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量縱橫徑，果形指數(shù)以縱徑/橫徑表示，PAL-1數(shù)顯糖度儀測(cè)定可溶性固形物含量，GMK-835F蘋果酸度計(jì)測(cè)定可滴定酸含量，GY-1硬度計(jì)測(cè)定硬度，數(shù)據(jù)取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)用Excel 2007和DPS 7.05軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體生長(zhǎng)量的影響

通過不同年份的田間調(diào)查（表1）可知，‘Y-1’矮砧‘富士’樹高隨著留枝量的增多而增加，2016年，留枝量40的樹高為352 cm，顯著高于留枝量30的340 cm，其余階段不同留枝量對(duì)樹高的影響差異不顯著；隨著樹齡的增長(zhǎng)，不同處理樹體干徑表現(xiàn)出與樹高相似的變化趨勢(shì)，雖然干徑逐漸增粗，但年增長(zhǎng)率卻在逐年下降，留枝量30的樹體干徑增長(zhǎng)率為26.51%、23.90%、11.68%，留枝量35的樹體干徑增長(zhǎng)率為25.60%、14.63%、12.24%，留枝量40的樹體干徑增長(zhǎng)率為18.96%、15.62%、12.00%，且不同處理對(duì)樹體干徑影響不明顯；不同處理對(duì)樹體冠徑的影響不顯著，在成齡樹階段（2016年），‘Y-1’矮砧‘富士’樹體冠徑基本控制在210 cm左右；幼樹期（2013年），留枝量40的新梢平均長(zhǎng)度為48.04 cm，顯著高于留枝量35的35.88 cm，其余年份不同留枝量對(duì)新梢長(zhǎng)度的影響不明顯；新梢粗度的變化表現(xiàn)為幼樹期（2013—2014年）高，成齡樹期（2015—2016年）低，2013年，留枝量40的新梢平均粗度最大，達(dá)6 mm，顯著高于留枝量30的4.76 mm，其余年份不同處理對(duì)新梢粗度的影響不顯著。

2.2 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響

由表2可知，不同留枝量對(duì)樹體冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)影響極為明顯，在樹冠下，留枝量35、40的光合間接輻射、光合直接輻射均極顯著高于留枝量30，但兩者之間差異不明顯，3種處理間葉面積指數(shù)差異極顯著，留枝量40的葉面積指數(shù)最大，達(dá)4.66；在株間，留枝量35、40的光合間接輻射值分別為0.66、0.67 μmol/(m2·s)，極顯著高于留枝量30的0.53 μmol/(m2·s)，留枝量40的光合直接輻射最大，達(dá)0.78 μmol/(m2·s)，且3種處理間差異極顯著，3種留枝量處理的株間葉面積指數(shù)分別為2.89、3.43、4.23，差異極顯著。

2.3 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體葉片生理特性的影響

不同留枝量處理對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體葉片厚度、葉重、葉綠素含量影響差異極為顯著（表3），留枝量35的單葉厚度、單葉重、葉綠素a含量、總?cè)~綠素含量均為最大，分別為 3.77 mm、0.85 g、2.18 mg/g、2.94 mg/g，且與其他2個(gè)處理差異極顯著，留枝量35、40的葉綠素b含量分別為0.76、0.73 mg/g，兩者差異不明顯，但極顯著高于留枝量30的0.62 mg/g，上述結(jié)果說(shuō)明留枝量35的樹體葉片理化性質(zhì)最佳，營(yíng)養(yǎng)充足，可以制造更多光合產(chǎn)物。

2.4 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

表1 不同年份不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體生長(zhǎng)量的影響

表2 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體光合輻射和葉面積指數(shù)的影響

不同留枝量Y-1矮砧富士產(chǎn)量及優(yōu)質(zhì)果率統(tǒng)計(jì)見表4。在初結(jié)果期（2013—2014年），3種處理的產(chǎn)量差異極顯著，留枝量40的產(chǎn)量最高，分別為24750、50160 kg/hm2，在盛果期（2015—2016年），雖然隨著留枝量的增多樹體產(chǎn)量增加，但3種處理的差異不明顯，產(chǎn)量維持在75000 kg/hm2左右。3種留枝量處理的優(yōu)質(zhì)果率在結(jié)果初期維持在72%左右，差異不顯著，但隨著時(shí)間的推移，留枝量40的優(yōu)質(zhì)果率明顯降低，2016年僅為62.8%，顯著低于其余2個(gè)處理，這可能與樹體留枝量增多，枝葉交叉，發(fā)生輕微郁閉有關(guān)。留枝量35的優(yōu)質(zhì)果率在不同時(shí)期均最高，表明其枝葉層次合理，光照條件好。

表3 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’樹體葉片生理特性的影響

不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’品質(zhì)影響如表5所示。留枝量35的果實(shí)單果重最大，為263.33 g，顯著高于其余2個(gè)處理，極顯著高于留枝量30的果實(shí)，不同留枝量對(duì)果形指數(shù)的影響無(wú)明顯差異，但3種處理間可溶性固形物含量存在極顯著差異，留枝量35的果實(shí)可溶性固形物含量最高，達(dá)17.1%，酸含量最低，為0.32%，極顯著低于其余2個(gè)處理，留枝量35的果實(shí)硬度最大，為9.34 kg/cm2，與留枝量40無(wú)顯著差異，但顯著大于留枝量30的果實(shí)硬度。

3 結(jié)論與討論

蘋果留枝量受接穗、砧木、樹形、管理等[9-10]因素影響較大，留枝量過多或過少，都會(huì)打破樹體營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的平衡，進(jìn)而影響樹勢(shì)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)中，‘Y-1’矮砧‘富士’的樹高、干徑均隨著留枝量的增多而增加，這可能是留枝量多營(yíng)養(yǎng)充足，根系可以吸收較多水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)造成的[11]，但不同處理間差異不明顯，這與劉丹花[12]的研究結(jié)果相同，說(shuō)明留枝量不是樹體生長(zhǎng)勢(shì)的影響因素，砧木和接穗的本身特性才是其決定因素。不同留枝量對(duì)蘋果樹體最直接的影響就是改變樹冠光層結(jié)構(gòu)參數(shù)[13-14]，進(jìn)而影響葉片理化性質(zhì)，從而達(dá)到改善蘋果樹體光合作用，獲得較多經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的目的。李娜等[15]研究表明，高紡錘形光截獲能力較高，因而果實(shí)產(chǎn)量及品質(zhì)也較高。厲恩茂等[16]研究蘋果6種樹形的光合特性表明，小冠樹形的光照水平及光能利用情況、比葉重、光合色素明顯優(yōu)于大冠樹形。楊婷斐[4]通過蘋果不同冬剪量處理發(fā)現(xiàn)，留枝量為82.5萬(wàn)條/hm2時(shí)，樹體光合能力較強(qiáng)、葉綠素含量較高、葉面積指數(shù)適宜，對(duì)樹體生長(zhǎng)有利。本試驗(yàn)中，‘Y-1’矮砧‘富士’中心干留枝量35時(shí)，光合有效輻射最大，葉面積指數(shù)在最適范圍3～4[17-18]，同時(shí)，葉片厚度增加，葉綠素含量最高，說(shuō)明在此留枝量處理下，樹體枝葉層次結(jié)構(gòu)合理，光利用效率高[19]，葉片光合能力強(qiáng)，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)充足，有利于樹體的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)[20]。

表4 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’產(chǎn)量的影響

表5 不同留枝量對(duì)‘Y-1’矮砧‘富士’品質(zhì)的影響

對(duì)蘋果樹體所做的一切措施，最終都要?dú)w結(jié)到果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)，這是衡量該措施是否有效的唯一標(biāo)準(zhǔn)。果園品種、栽培模式、樹形選擇不同，留枝量有所區(qū)別，Kaith等[21]研究表明，‘紅星’蘋果樹體生長(zhǎng)隨修剪程度增加而增加，但產(chǎn)量卻隨之下降，張文和等[22]研究認(rèn)為小冠開心形蘋果樹冬剪后留枝量在75萬(wàn)～90萬(wàn)/hm2左右，產(chǎn)量可以達(dá)到52500 kg/hm2；李丙智等[23]的研究則認(rèn)為，矮化‘富士’蘋果留枝量維持在120萬(wàn)～150萬(wàn)條/hm2，果園產(chǎn)量最高，且果實(shí)的著色和品質(zhì)最佳。研究[24]表明，在一定修剪范圍內(nèi)，蘋果產(chǎn)量逐漸升高，且果實(shí)可溶性固形物、花青苷和抗壞血酸含量均升高，可滴定酸含量降低，修剪量過低或過高均降低蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)也得到了相同的研究結(jié)果，在‘Y-1’矮砧‘富士’結(jié)果初期，留枝量與產(chǎn)量成正比，但隨著樹齡的增長(zhǎng)，產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)不明顯，優(yōu)果率反而下降，留枝量多的樹體果實(shí)果形指數(shù)、可溶性固形物含量、硬度等品質(zhì)指標(biāo)均降低，說(shuō)明樹體存在最適留枝量，留枝量過少或過多，都會(huì)影響產(chǎn)量和品質(zhì)[25]。

對(duì)蘋果樹形和修剪的探索，最終目的是平衡生長(zhǎng)和結(jié)果的矛盾，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目標(biāo)，自矮砧密植日益成為蘋果栽培模式發(fā)展的必然趨勢(shì)以來(lái)[26]，越來(lái)越多的研究[3,15-16,27]表明，高紡錘形是其利用光能的高效樹形，但前人研究主要集中于喬砧和國(guó)外引進(jìn)的矮砧[28-30]，對(duì)自有矮砧研究甚少，筆者以自育蘋果矮化砧木‘Y-1’嫁接‘富士’為試材，探討其高紡錘樹形不同留枝量對(duì)樹體生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)的影響，對(duì)充實(shí)園藝植物栽培理論，使‘本土化’砧木與優(yōu)良品種達(dá)到良砧良法配套，具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。當(dāng)然，本試驗(yàn)只是在特定區(qū)域得到的結(jié)果，且高效樹形也在不斷完善中，為能發(fā)揮自有砧木的優(yōu)勢(shì)，‘Y-1’嫁接‘富士’在不同生態(tài)條件的區(qū)試，以及‘Y-1’嫁接不同品種最優(yōu)樹形、留枝量比較試驗(yàn)等將是今后的研究重點(diǎn)。

綜上所述，‘Y-1’矮砧‘富士’在高紡錘形模式下，中心干留35個(gè)分枝時(shí)，光能截獲能力較強(qiáng)、葉面積指數(shù)適宜、產(chǎn)量較高、優(yōu)質(zhì)果比例高、果實(shí)品質(zhì)最佳，是生產(chǎn)上宜采取的留枝數(shù)量。