郁閉蘋果園不同降密方式對(duì)冠層微環(huán)境以及樹體生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響

陳汝，薛曉敏，王來平，翟浩，聶佩顯，王金政

（山東省果樹研究所，山東 泰安 271000）

目前山東省蘋果栽培面積30萬hm2以上，其中大部分果園是20世紀(jì)90年代種植的，且90%以上的果園采用喬砧密植栽培模式，現(xiàn)在這些果園已經(jīng)呈現(xiàn)極度郁閉狀態(tài)[1]，果園通風(fēng)透光差、果實(shí)品質(zhì)低、大小年結(jié)果嚴(yán)重、樹勢(shì)衰弱、生產(chǎn)管理困難等問題突出，嚴(yán)重制約了蘋果生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高效和可持續(xù)發(fā)展[2]。間伐是改造蘋果成齡密閉果園經(jīng)常采用的措施之一。合理間伐可以降低樹冠間的交接率，改善果園的群體結(jié)構(gòu)和通風(fēng)透光條件，增強(qiáng)樹勢(shì)和樹體的光合能力，提高單株產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[3～7]。研究郁閉蘋果園不同降密方式對(duì)冠層微環(huán)境以及樹體生長(zhǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響，旨為成齡蘋果喬砧密閉園改造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在威海市文登區(qū)葛家鎮(zhèn)蘋果園進(jìn)行。該果園呈郁閉狀態(tài)，面積12 hm2。蘋果主栽品種為10 a生的紅富士/海棠，授粉品種為嘎拉，樹形為小冠疏層形，株行距3 m×5 m。土壤為砂壤土，pH值6.5，有機(jī)質(zhì)含量1.2%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在郁閉蘋果園，隨機(jī)選擇樹勢(shì)和樹形基本一致的區(qū)域，采用隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式進(jìn)行間伐處理，以不間伐處理作為CK（圖1）。

圖1 郁閉果園不同降密方式的示意圖Fig.1 Schematic diagram of different reduce density methods in closed orchard

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 果園群體結(jié)構(gòu)、樹體枝量及枝類組成。采用隨機(jī)取樣法，每小區(qū)選擇5株，重復(fù)3次。用米尺測(cè)量干高、干周、冠幅，調(diào)查主枝數(shù)以及單株葉叢枝、短枝、中枝、長(zhǎng)枝和發(fā)育枝的數(shù)量，計(jì)算枝類比、單株枝量、樹冠交接率和果園覆蓋率。

單株樹冠投影面積（m2）=πr2

式中，r為冠幅半徑。當(dāng)單株樹冠投影面積＞單株占地面積〔（株距+行距）/4〕時(shí)，以單株占地面積計(jì)[8]。

果園覆蓋率=單株樹冠投影面積×栽植株數(shù)/植株總占地面積×100%

樹冠株間交接率=（冠幅-株距）/株距×100%

樹冠行間交接率=（冠幅-行距）/行距×100%

1.2.2.2 樹冠透光率。2018年9月底至10月初，選擇晴天的8：00～18：00，每隔2 h用方格布法[2]統(tǒng)計(jì)1次樹體的透光面積，即為樹冠內(nèi)透光率。每處理均測(cè)定5株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的樹體，重復(fù)3次。

1.2.2.3 冠層微氣候參數(shù)、葉片SPAD值以及光合速率。將樹冠水平方向分成內(nèi)膛（距樹干＜1.0 m）和外圍（距樹干＞1.5 m），樹冠垂直方向分成上層（距離地面3.0 m）、中層（距離地面2.0 m）和下層（距離地面1.0 m）。

采用隨機(jī)取樣法，每處理選擇5株長(zhǎng)勢(shì)基本一致的樹體，重復(fù)3次，分別測(cè)定樹冠上、中、下層內(nèi)膛和外圍的光照強(qiáng)度以及溫度和濕度等參數(shù)。其中，光照強(qiáng)度采用光度計(jì)測(cè)定，溫度采用溫度計(jì)測(cè)定，濕度采用濕度計(jì)測(cè)定。

隨機(jī)選取樹冠上、中、下層內(nèi)膛和外圍的短枝或中枝上的成熟葉片，每處理選擇3株樹。用葉綠素儀-502（日本美能達(dá)公司）測(cè)定葉片SPAD值，每處理測(cè)定25片葉，重復(fù)3次。應(yīng)用CIRA S-II型便攜式光合系統(tǒng)測(cè)定儀（英國(guó)PP-Systems公司）測(cè)定葉片凈光合速率，每處理測(cè)定5片葉，重復(fù)3次。

1.2.2.4 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。果實(shí)成熟后，每處理隨機(jī)采收果實(shí)30個(gè)。用1/100電子天平稱量果實(shí)單果重；用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量果實(shí)的縱徑和橫徑，計(jì)算果形指數(shù)（果實(shí)橫徑/果實(shí)縱徑）；用GY-1型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)去皮硬度；用數(shù)顯糖量計(jì)測(cè)定可溶性固形物含量；根據(jù)DB 37/T 056—1990[9]統(tǒng)計(jì)優(yōu)質(zhì)果率；觀察果面著色面積及光潔程度，根據(jù)果面著色面積和光潔度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（表1），統(tǒng)計(jì)各級(jí)果數(shù)，分別計(jì)算著色指數(shù)〔∑（各級(jí)果數(shù)×代表級(jí)值）/（總果數(shù)×最高級(jí)值）×100〕和光潔度指數(shù)〔∑（各級(jí)果數(shù)×代表級(jí)值）/（總果數(shù)×最高級(jí)值） ×100〕。

表1 紅富士蘋果果面著色和光潔度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Coloring and smoothness grading standards of Red Fuji apple

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 利用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同降密方式對(duì)郁閉蘋果園群體結(jié)構(gòu)參數(shù)、樹體枝量及枝類組成的影響

2.1.1 不同降密方式對(duì)郁閉蘋果園群體結(jié)構(gòu)的影響 調(diào)查結(jié)果（表2）顯示，不同降密方式處理均可降低果園的覆蓋率，提高樹冠的透光率，其中，隔行去行處理對(duì)改善郁閉果園的群體結(jié)構(gòu)效果最好，果園覆蓋率較CK降低50%以上，樹冠透光率較CK提高近1倍。

表2 不同降密方式對(duì)郁閉蘋果園群體結(jié)構(gòu)的影響Table 2 Effects of different density reduction methods on the population structure of closed apple orchard

2.1.2 不同降密方式對(duì)樹體枝量及枝類組成的影響 調(diào)查結(jié)果（表3）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均可降低郁閉蘋果園的樹體枝量并優(yōu)化枝類組成，其中，單株枝量分別較CK降低了18.96%、12.41%和19.58%，短枝和葉叢枝占總枝量的比例分別較CK提高了17.13個(gè)百分點(diǎn)、14.27個(gè)百分點(diǎn)和7.37個(gè)百分點(diǎn)，長(zhǎng)枝和發(fā)育枝占總枝量的比例較CK分別降低了24.47個(gè)百分點(diǎn)、18.04個(gè)百分點(diǎn)和10.79個(gè)百分點(diǎn)?？梢钥闯?，隔行去行降密方式對(duì)于降低郁閉蘋果園樹體枝量并優(yōu)化枝類組成效果最好。

表3 不同降密方式對(duì)郁閉蘋果園樹體枝量及枝類組成的影響Table 3 Effects of different density reduction methods on the branches amounts and branch composition of closed apple orchard

2.2 不同降密方式對(duì)郁閉蘋果園冠層微環(huán)境的影響

2.2.1 不同降密方式對(duì)冠層溫濕度的影響 調(diào)查結(jié)果（表4）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對(duì)蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內(nèi)、外的溫度和濕度產(chǎn)生影響。

樹冠內(nèi)、外溫度均表現(xiàn)為由上至下逐漸降低，各冠層溫度均表現(xiàn)為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，上下冠層溫差表現(xiàn)為隔行去行處理（0.7～1.6℃） ＜隔株去株處理 （1.7～2.3℃） ＜隔行間株處理 （2.1～2.9℃） ＜CK（2.4～3.3℃）。同一冠層內(nèi)，樹冠外圍的溫度高于內(nèi)膛，但變化幅度較小。

樹冠內(nèi)、外相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)均與溫度的變化趨勢(shì)相反。樹冠內(nèi)、外各層的相對(duì)濕度均表現(xiàn)為隔行去行處理＜隔株去株處理＜隔行間株處理＜CK。相對(duì)濕度由樹冠上層至下層逐漸增大，上下層相對(duì)濕度差表現(xiàn)為隔行去行處理（1.8%～1.9%）＜隔株去株處理（2.3%～2.8%） ＜隔行間株處理 （2.7%～3.4%） ＜CK（3.7%～4.2%）。同一冠層內(nèi)，樹冠內(nèi)膛的相對(duì)濕度高于外圍，但變化幅度不大。

表4 不同降密方式對(duì)蘋果冠層溫度和相對(duì)濕度的影響Table 4 Effects of different density reduction methods on the temperature and relative humidity of canopy

2.2.2 不同降密方式對(duì)冠層相對(duì)光照強(qiáng)度的影響 調(diào)查結(jié)果（表5）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對(duì)蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內(nèi)、外的相對(duì)光照強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

樹冠內(nèi)、外相對(duì)光照強(qiáng)度均表現(xiàn)為由上至下逐漸降低，各冠層的相對(duì)光照強(qiáng)度均表現(xiàn)為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，并且同一冠層的外圍相對(duì)光照強(qiáng)度高于內(nèi)膛。即：冠層上層外圍相對(duì)光照強(qiáng)度最高，冠層下層內(nèi)膛相對(duì)光照強(qiáng)度最低。

表5 不同降密方式對(duì)蘋果冠層相對(duì)光照強(qiáng)度的影響Table 5 Effects of different density reduction methods on the relative light intensity of canopy （%）

2.2.3 不同降密方式對(duì)冠層葉片SPAD值和光合速率的影響 調(diào)查結(jié)果（表6）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對(duì)蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內(nèi)、外的葉片SPAD值和光合速率產(chǎn)生影響。

樹冠內(nèi)、外葉片SPAD值和葉片光合速率均表現(xiàn)為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，說明降密能夠促進(jìn)葉片生長(zhǎng)發(fā)育，提高凈光合速率。冠層內(nèi)、外葉片SPAD值和葉片光合速率變化均表現(xiàn)為由上到下逐漸降低，同一冠層的葉片SPAD值和凈光合速率均表現(xiàn)為外圍＞內(nèi)膛。

表6 不同降密方式對(duì)冠層葉片SPAD值和光合速率的影響Table 6 Effects of different density reduction methods on leaves SPAD value and photosynthetic rate of canopy

2.3 不同降密方式對(duì)蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響

調(diào)查結(jié)果（表7）顯示，不同降密方式處理均可提高果實(shí)品質(zhì)，其中，隔行去行處理的蘋果單果重（238.3 g）、著色指數(shù) （89.2）、光潔度指數(shù) （83.2）、可溶性固形物含量（15.1%）和優(yōu)質(zhì)果率（82.4%）均高于其他降密處理，分別較CK提高了18.2%、11.4%、5.85%、26.9%和25.2%。

表7 不同降密方式對(duì)蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響Table 7 Effects of different density reduction methods on the fruit quality

3 結(jié)論與討論

合理的群體結(jié)構(gòu)和枝干空間分布以及良好的光照環(huán)境等是實(shí)現(xiàn)果樹優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的關(guān)鍵[10～12]。密閉園改造后，果園覆蓋率和冠內(nèi)透光率都有所改善，為果樹優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)[2，13]。本研究中，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均可明顯降低果園覆蓋率，提高樹冠透光率，其中隔行去行處理對(duì)改善郁閉果園群體結(jié)構(gòu)效果最好。間伐能有效降低果園的總枝量，是改善果園群體結(jié)構(gòu)、解決果園密閉的有效途徑[14]。間伐處理后，果園通風(fēng)透光狀況得到改善，果樹枝類組成得到優(yōu)化，新梢生長(zhǎng)停止早，有利于花芽分化[15，16]。本研究結(jié)果表明，通過不同的降密方式均可明顯降低郁閉果園樹體枝量并優(yōu)化枝類組成，提高短枝和葉叢枝的比例，降低長(zhǎng)枝和發(fā)育枝的比例。這與吳軍帥等[13]的研究結(jié)果相一致。

蘋果樹冠層溫度和濕度是影響果樹生長(zhǎng)，決定果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的直接因素[17]。本研究結(jié)果表明，不同降密方式處理對(duì)冠層內(nèi)溫度的影響表現(xiàn)為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK，對(duì)冠層內(nèi)相對(duì)濕度的影響表現(xiàn)為隔行去行＜隔株去株＜隔行間株＜CK。冠層溫度從上層到下層逐漸降低，同一冠層條件下樹冠外圍的溫度高于內(nèi)膛溫度，樹冠相對(duì)濕度的變化趨勢(shì)與溫度的變化趨勢(shì)相反，這與前人研究結(jié)果[18，19]相一致。

樹冠內(nèi)光照分布狀況與樹冠形狀、枝葉數(shù)量、枝葉密度和不同枝類的空間分布有密切關(guān)系，并直接影響花芽形成、果實(shí)發(fā)育以及果實(shí)品質(zhì)[12]。改善蘋果園樹冠光照分布狀況對(duì)于完善蘋果配套的豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)栽培管理技術(shù)，提高蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)具有指導(dǎo)意義[20]。本研究結(jié)果表明，不同降密方式處理對(duì)冠層內(nèi)相對(duì)光照強(qiáng)度的影響表現(xiàn)為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK，并且相對(duì)光照強(qiáng)度分布均呈現(xiàn)出自上而下、由外到內(nèi)依次降低的規(guī)律。

葉片是果樹光合作用的重要部位，其生長(zhǎng)發(fā)育狀況是評(píng)價(jià)果樹生長(zhǎng)發(fā)育狀況的重要標(biāo)志。葉片發(fā)育良好可以促進(jìn)樹體生長(zhǎng)健壯、代謝活動(dòng)旺盛，是果樹高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。對(duì)成齡密閉園進(jìn)行間伐后，樹體的群體結(jié)構(gòu)和冠層環(huán)境得到改善，可以促進(jìn)葉片生長(zhǎng)發(fā)育，提高葉片的光合能力[3]。本研究結(jié)果表明，不同降密方式處理均能有效改善樹體的通風(fēng)透光條件，促進(jìn)葉片生長(zhǎng)發(fā)育，提高葉片的凈光合速率。冠層葉片SPAD值和光合速率均表現(xiàn)為上層＞中層＞下層，同一冠層葉片凈光合速率表現(xiàn)為樹冠外圍＞內(nèi)膛。不同降密方式處理的葉片SPAD值和光合速率均表現(xiàn)為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK。

通過間伐措施對(duì)郁閉果園進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，能夠改善冠層的光照條件，顯著提高葉片光合能力，從而促進(jìn)果實(shí)品質(zhì)的提高[5，6]。密閉果園通過間伐直接改善群體結(jié)構(gòu)，通過修剪疏除過密枝等優(yōu)化樹體結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)蘋果單果重、著色指數(shù)、光潔度指數(shù)、可溶性固形物含量等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的提高[6，14]。本研究結(jié)果表明，隔行去行處理的蘋果園果實(shí)單果重、著色指數(shù)、光潔度指數(shù)、可溶性固形物含量以及優(yōu)質(zhì)果率等均高于其他降密方式處理。

綜上分析可以看出，采用隔行去行降密方式，對(duì)于改善郁閉蘋果園的微環(huán)境，提高葉片光合效率和果品質(zhì)量綜合效果最好。