发布日期：2019-08-15     浏览人数：352

 (1.青岛农业大学园林园艺学院，青岛市现代农业质量与安全工程重点实验室，山东青岛 266109; 2.山东果树所，山东泰安 271000)

  摘要：以红富士苹果密闭园为试材，对3种不同间伐方式对果园光照状况、叶片光合指标、果树生长和产量质量的影响进行了研究。3年的结果表明，除CK外，各处理的树冠覆盖率在三年间均有不同程度的增长，但仍表现为CK的>C的>B的>A的；果园透光率和树冠内透光率表现为隔行间伐的（A）>隔株间伐的(B)>行内隔3去1间伐的(C)>对照的(CK)；在生长季，各处理叶片的净光合速率、羧化效率和水分利用效率表现为A的>B的>C的>CK的，各处理叶片的胞间CO2浓度结果与此相反；三处理的667m2产量在间伐当年均明显低于CK的，但间伐第二年三处理的667m2产量就可恢复，到间伐第三年处理A、B的667m2产量则显著高于处理C和CK的；三年各处理的平均单果重、着色指数、可溶性糖含量、滴定酸的含量、优质果率等质量指标均好于CK，具体表现为处理A、B的明显好于处理C和CK的。说明适宜的间伐方式除在短时间内产量有一定的下降外，可从根本上改善果园光照状况、提高光合效率和果品质量。
Effects of Different Thinning Methods on Illumination，Photosynthetic，Growth and Fruiting in Airtight Apple Orchard
LI Pei-huan1, WU Jun-shuai1, DONG Xiao-ying1, WANG Jin-zheng2*, XUE Xiao-min2, LU Chao2
(1Qingdao Key Lab of Modern Agriculture Quality and Safety Engineering, College of Landscape and Horticulture, Qingdao Agricultral University, Qingdao, Shandong 266109, China;2Shandong Institute of Pomology ,Taian,Shandong 271000,China) 
Abstract：The Red Fuji apple airtight orchard was used to study the different thinning methods on orchard illumination， leaves photosynthetic，trees growth , yield and quality of fruits. The result showed that for different treatments, except CK, despite the different levels of growth of cover rate of crown, there were still a performance that CK>C>B>A; light transmittance and intracoronal light transmittance were interlaced thinning(A)>septum strain thinning(B)>every four trees cutting one in the line(C)>control(CK); In the growing season, for different treatments, netphotosynthetic rate(Pn), carboxylation efficiency(CE) and water use efficiency (WUE) were A>B>C>CK, while intercellular CO2 concentration (CI) was contrary; In terms of yield, three different treatments were significantly below control every 667m2 in the first year, but the yield can recover the next year, and in the third year A and B were significantly greater than C and CK ; Colouring index, soluble sugars, titration acid and the rate of high quality fruits of different thinning methods were greater than CK, shown in detail as A and B were significantly greater than C and CK. All that said the suitable thinning methods can fundamentally improved orchard illumination, leaves photosynthetic, fruit tree growth, yield and quality, beside that the yield would be short term must fall.
  苹果产量和品质的影响因素很多，除了品种遗传特性外，生态因素如光、温度、水、空气湿度、土壤营养等皆为主要的影响因素[1]，尤其果园和树体内的光照分布状况及叶片的光合水平，直接或间接影响植物冠层对大气CO2的同化和积累，对果树的生长发育、决上述问题，必须对苹果密闭园进行优化改造，以解决果园的通风透光问题，从而大幅度提高果品质量和经济效益。有人研究表明，苹果的冠形不同，冠内光照及果实产量、品质就会存在明显差异，密植园通过物质代谢、产量和品质形成都有巨大的影响[2-4] 。另外，树体的体积与树形对苹果净光合速率及生产力也有很大影响[5]。
目前我国苹果产区的盛果期果园普遍存在栽植密度和枝量过大、个体和群体郁闭、风光条件恶化、大小年结果严重、生产管理困难、果品质量降低等问题，严重制约了苹果生产的优质高效和可持续发展。为解树形改造可以明显提高果实品质[5-6]，但仅从果树个体结构上而不是从群体结构上进行小打小闹的改造，难以从根本上解决果园密闭的现实问题。为探讨苹果密闭园的适宜改造方式，笔者从2008年春开始进行了苹果密闭园不同间伐方式对果园光照状况和树体叶片光合作用影响的研究，旨在为苹果密闭园的合理改造，进一步提高苹果栽培的优质丰产水平，提供理论依据。
  2 材料与方法
  试验于2008年3月-2010年11月在蓬莱市开发区新港街道办事处景仕明苹果园进行。果园土质为沙壤土，土层深厚，地势平坦，灌溉条件良好，肥料供应较充足。每年挖沟施有机肥（鸡粪）一次，用量每亩3500Kg。每年在花前每株追施复合肥5-10Kg。土壤有机质含量1.3%。土壤管理制度采用果园自然生草。
  2.1 试验材料
  供试品种为红富士（Malus domestica Borkh cv. Red Fuji），树龄16-18年生，树势中庸，授粉品种为嘎拉（Malus domestica Borth. cv. Royal Gala）。改造前株行距4×3m，东西行向。树形采用三层主干疏层形，基部主枝粗大。主干高40～60cm。生长季节叶面积系数4.3以上。全园郁闭，密不透风，下部枝组衰弱。667m2枝量达10万个以上。树冠高大，树体高4m以上。树冠交接率130%以上。果园透光率小于15%。大小年严重，果品质量差。
  2.2 试验方法
  2.2.1 不同间伐方式：于2008年春季发芽前进行。间伐方式分为：
  隔行间伐(处理A)：即隔一行去一行，由株行距4×3 m变为8×3 m，间伐后667m2株数28株。
  隔株间伐(处理B)：即在行内隔一株去一株，由株行距4×3 m变为4×6 m，间伐后667m2株数28株。
  行内隔3去1间伐(处理C)：即在行内隔3株去1株，间伐后667m2株数42株。
  对照(CK)：不间伐，株行距4×3 m。667m2株数56株。
  以上各处理的植株均于间伐的同时，锯除第二层主枝，树形由三层主枝改为二层主枝。
  2.2.2 果园和树冠内光照状况及树冠覆盖率测定：果园透光率和树冠内透光率分别于2008-2010年的7月1日和10月1日每处理选取240 m2果园面积，用方格布法统计出透光面积，计算果园透光率和树冠内透光率。取4次的平均值；测量各处理的冠径，计算个处理每年的树冠覆盖率（%）。
  2.2.3 光合指标测定：采用随机取样法，每处理选生长势一致、树冠完整、大小相近的3株树作为试验树。从2009年开始，连续两年，从6月1日开始，每隔30d左右，选择晴天用CIRAS-2便携式光合测定仪测定一次各处理的净光合速率（Pn）、细胞间隙CO2浓度(CI)和蒸腾速率(Tr)，并计算羧化效率(CE)和水分利用效率(WUE)。CE=Pn/ CI，WUE=Pn/Tr。计算2年的平均值做图。对主要试验结果用DPS系统进行分析。
  2.2.4 产量和品质的调查测定：分别调查测定2008、2009和2010年的各项指标。
  2.2.4.1 667m2产量的调查
  调查各处理的3株树采收时的实际单株果数，求平均值，折合667 m2产量。
  2.2.4.2 果实重量和优质果率的测定
  用天平分别称量各处理3株树东南枝的所有果重，求出平均单果重；用环状分级板进行果实分级。75mm以上的果实比例为优质果率（%）。
  2.2.4.3 果实可溶性糖含量的测定
  随机选取各处理果实3个，清洗去皮，用蒽酮比色法测各处理果实可溶性糖含量，求平均值。
  2.2.4.4 着色指数的测定
  随机选取各处理果实15个，肉眼观察果面着色面积。着色指数分级标准为：0级：0-5%果面着色；1级：5-25%果面着色；2级：25-50%果面着色；3级：50-75%果面着色；4级：75-100%果面着色。根据公式：着色指数=∑（每级果数×代表级值）/（总果数×最高极值）×100%。
  2.2.4.5 果实滴定酸含量的测定
  随机选取各处理果实3个，清洗去皮，用DL50全自动滴定分析仪测定各处理果实滴定酸含量，求平均值。
  3  结果与分析
  3.1 不同间伐处理对果园透光率、树冠内透光率和树冠覆盖率的影响
由表1可见，不同间伐处理对果园树冠覆盖率、总体透光率和冠内透光率的影响较大。树冠覆盖率的具体情况表现为，相同年份内，CK>处理C>处理B>处理A，CK的树冠覆盖率最大，连续三年都在95%左右，这也就不可避免的影响到果园的通风透光，从而影响果树叶片光合作用。果园透光率及冠内透光率连续三年均表现为处理A>处理B>处理C>CK。处理A因是隔行间伐，行间空间最大，所以果园整体透光率高。处理B的隔株间伐，行间空间明显小于处理A的，虽然株间空间较大，但果园总体透光率低于处理A。CK的枝梢密度过大，所以其整体透光率过低，与生产的基本要求相差较大。连续三年处理A、B、C的透光率分为CK的3倍、2倍和1倍。冠内透光率的大小说明树体內膛和下部的光照状况。处理C和CK的冠内透光率低，特别是CK的冠内透光率还不到5%，这与交接率过大和枝叶密度过大有关。连续三年处理A、B、C的冠内透光率分为CK的5倍、4倍和1.5倍。说明采用3种方式间伐后，均明显提高了果园的整体透光率和个体透光率，从而提高光合效能。
  表1 不同间伐处理对果园透光率、冠内透光率和树冠覆盖率的影响
  Table 1 Effects of different thinning on light transmittance, intracoronal light transmittance and coverrage rate of crown

图2不同间伐处理对胞间CO2浓度季节变化的影响
Fig.2 Effects of different thinning on CI of seasonal variation 
3.2.3 不同间伐处理对叶片羧化效率季节变化的影响

  由图4可见，各处理与CK之间的Tr差异不明显，且无规律性，因为光照、温度、湿度、风速等外界因素均可影响Tr。7、8月份的Tr高于其他月份，各处理均在7月份达到峰值，这可能与7、8月份的温度高有关。Tr最高出现在处理C的7月份，为3.24 mmol·m-2·s-1。说明间伐处理对单叶片的蒸腾作用影响较小。

图4 不同间伐处理对蒸腾速率季节变化的影响
Fig. 4 Effects of different thinning on Tr of seasonal variation 
3.2.5 不同间伐处理对叶片水分利用效率季节变化的影响

图5不同间伐处理对水分利用效率季节变化的影响
Fig. 5 Effects of different thinning on WUE of seasonal variation
  由图5可见，果树叶片的WUE的情况与Pn、CE的基本一致。也是各处理的均高于CK，且处理A>处理B>处理C>CK。各处理均在7月份出现低谷，这与各处理7月份的蒸腾速率较高有关。随后呈上升趋势，10月份达到最大值。最低WUE出现在CK的6月份，为2.74 μmol·mol-1，最高WUE出现在处理B的10月份，达到5.75μmol·mol-1。各月份处理C与CK差异不大，处理A和处理B均明显高于CK。
3.3 不同间伐处理对果实产量和质量变化的影响
表2 不同间伐处理对果实产量及质量的影响
Table 2 Effects of different thinning on fruits yield and quality

  由表2可以看出，不同间伐对树冠覆盖率、果实产量和果品质量的影响较大。在果实产量方面，处理A、B、C在2008年每667m2的产量明显小于CK的，2009年3个处理与CK无明显差异，到2010年处理A和处理B明显大于处理C和CK，处理A和处理B分别达到了4884.9kg和4906.2kg；各处理的平均单果重均不同程度的高于CK的。各处理着色指数、可溶性糖和优质果率的情况均表现为，处理A和处理B整体上明显大于处理C和CK，而处理C又较明显的大于CK，需要指出的是CK的优质果率连续三年都低于60%，并且在2010年的优质果率仅仅为35.4%。滴定酸的含量为CK和处理C整体上大于处理B和处理A。总的来说，虽然处理A、处理B、处理C在结果当年的产量明显低于对照的，但是果实的品质得到了明显的改善。果园间伐的第二年各处理即能恢复产量。到了第三年处理A和处理B的产量均明显高于处理C和对照的，并且果实品质也是明显优于处理C和对照的。这些都充分说明，只有对密闭园进行适当的间伐才能从根本上解决果园的通风透光问题，从而实现提高产量和改善果实品质的目的。
  4 讨论
  Tustin[7]、Moran[8]、Warrington等[9]、李丽等[10] 的试验结果一致认为苹果果实可溶性固形物、着色率、着色面积及固酸比与光照呈正相关。果园整体透光率的大小反映果园的光照状况优劣，适宜的树冠覆盖率和果园总体透光率，既可保证果园的通风透光，提高光合效率，又可保障较高的果品产量和质量水平。本试验中各处理的果园透光率均大于CK，说明密闭园改造后，果园的光照状况得到了较大的改善；Barritt等[11]认为，红色苹果品种中，果实着色和可溶性固形物随树冠透光率的增加而上升。树冠内透光率的大小说明树体內膛和下部的光照情况。本试验结果表明，密闭园改造后，均不同程度的提高了树冠内的透光率。树冠中光分布的状况受诸多因子的影响，如气象因素、栽植密度、树行行向、树体大小、树形、修剪及其它农业技术措施如铺反光膜等[12-18]。
  果树的光合能力是果树产量和品质形成的基础[19-21]。本研究的3种间伐处理，从整体上降低了果园植株密度，各项光合指标均好于CK，但处理C与CK的差别较小。处理C间伐的程度较轻，栽植密度还显大些，与CK的透光率及冠内透光率差异均较小，通风透光条件较差，同期的Pn、CE和WUE值均较低，说明过轻的间伐对改善光合效能作用较小。只有达到一定的间伐程度，才会对光合作用有利；处理A间伐程度大，虽然其透光率均明显大于其他处理，同期Pn、CE和WUE值也最高，但由于其行距过大、株间交接率过高，造成总体果园透光率过高，光合有效面积降低，对单位面积光合产物的积累存在不利影响。说明间伐后的近两年内处理A的树冠覆盖率偏低，光合面积不足，以后随着树冠的不断扩大，这一现象将会得到改进；间伐处理B的株、行间的密度较适宜，既保证了适宜的通风透光条件和同期较高的Pn、CE、WUE值，又避免了过大的果园整体透光率，保证了光合有效面积，会在不影响果实品质的基础上尽快提高果品产量。
  杨振伟[22]对富士苹果研究表明，光照增强时，滴定酸含量降低。李宗德等[23]报道，树形改造和间伐后的苹果园，大果率、可溶性固形物、着色度、果形指数明显优于未改造和未间伐的果园，这均与本试验结果相符，果实的可溶性糖含量随密度的增大而降低，而滴定酸含量则随密度的增大而升高。优质果率均随密度的增大而下降。随种植密度的增大，果实的着色指数和单果重都呈下降趋势。间伐改形不仅提高了果实的外观品质，而且对其内在品质也有明显改善，这对于提高果品的市场竞争力有重要的作用[24]。适当的间伐有利于光合产物的积累，从而大大的提高了果实的品质。
  总的说来，各间伐处理对果树生长和光合作用均有较好的影响，但间伐程度过轻，达不到理想的效果。隔行间伐（处理A），短期果园群体结构指标恢复较慢，但通透条件得到极大的改善，对果实质量有较好的影响。隔株间伐（处理B），近期果园的群体结构参数恢复较快，不仅改善了通透条件，对果实的产量和质量的提高均有较大的促进作用。行内隔三去一间伐（处理C），虽然各项指标均优于对照，但由于间伐程度太轻，对改善果园的通透条件和提高果实的产量、质量作用较小。结合我国苹果栽培的实际情况和果农的承受能力，以隔株间伐（处理B）的方式较为可行。
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