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整形方式對黃冠梨幼樹生長及光能利用的影響

2015-07-12 17:12徐金濤趙會英李永紅張海娥劉金利高麗娟樂文全韓繼成
關鍵詞:傘形紡錘形圓柱形

徐金濤,趙會英,李永紅,張海娥,劉金利,高麗娟,樂文全,韓繼成

(1 河北省農林科學院 昌黎果樹研究所,河北 昌黎 066600;2 晉州市林業(yè)局,河北 晉州 052200)

整形方式對黃冠梨幼樹生長及光能利用的影響

徐金濤1,趙會英2,李永紅1,張海娥1,劉金利1,高麗娟1,樂文全1,韓繼成1

(1 河北省農林科學院 昌黎果樹研究所,河北 昌黎 066600;2 晉州市林業(yè)局,河北 晉州 052200)

【目的】 篩選黃冠梨密植省力化栽培模式下的適宜樹形?!痉椒ā?以采取倒傘形、“Y”字形、紡錘形、圓柱形整形的黃冠梨幼樹為試材,研究4種樹形對梨樹主要樹相指標、樹冠光能分布、葉片光合速率和光合色素含量以及果實產量、品質的影響?!窘Y果】 在(1 m×4 m)~(2 m×4 m)的栽植密度下,紡錘形具有成形快的優(yōu)點,3年生幼樹平均株高2.64 m,總枝量54.0條/株,短枝量27.7條/株,短枝量、短枝比例(49.0%)顯著高于其他樹形。紡錘形總花芽量141.6個/株,頂花芽量50.8個/株,高于其他樹形。在相似的疏果(疏花)條件下,紡錘形選留果范圍大,平均留果量64.47個/株,果實在樹冠內呈立體分布。紡錘形葉片中葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素a+b的含量均高于“Y”字形樹,而低于圓柱形與倒傘形。紡錘形樹冠平均透光率57.58%,有效光輻射702.21 μmol/(m2·s),凈光合速率17.90 μmol/(m2·s),光能利用率高,果實產量達24.56 t/hm2;果實可溶性糖含量62.31 mg/g,顯著高于其他樹形樹?!窘Y論】 紡錘形是黃冠梨密植省力化栽培的適宜樹形。

梨;密植;樹形;光能利用;果實品質

河北省是我國梨產業(yè)第一大省,地處華北白梨生長優(yōu)勢區(qū)。20世紀70年代,鴨梨和雪花梨產量曾占河北省梨總產量的80%以上[1]。近年來,隨著新品種的不斷涌現(xiàn),栽培品種結構發(fā)生了較大變化,鴨梨、雪花梨的栽培面積和產量在不斷下降,以黃冠梨(Pyrusbretschneidericv.‘Huang-guan’) 為代表的新品種栽培面積和產量增加顯著[1]。筆者所在課題組2009-2012年的調查結果顯示,近年來,河北省梨主產區(qū)開展了較大面積的“高改”,由傳統(tǒng)的鴨梨、雪花梨改接為黃冠梨,并在短期內獲得了較好的經濟效益。

大樹高改雖能在短期內取得較好的經濟效益,但仍無法擺脫喬冠梨樹冠大、管理費工等問題的困擾[2],隨著生產成本的增加和勞動力的緊缺,省力化密植栽培已然成為我國梨產業(yè)發(fā)展的方向。前人對蘋果[3-5]、梨[6-7]、桃[8]等的樹形、光利用效能及果實產量和品質都曾進行過研究,但主要針對喬冠樹,對密植省力化栽培模式下不同樹形的幼樹研究甚少[9-12]。

本研究對密植省力化栽培模式下,不同樹形黃冠梨幼樹生長、光合效能差異及果實產量和品質進行比較研究,旨在為梨品種更新?lián)Q代及傳統(tǒng)栽培模式的變革提供適宜的樹形參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

供試材料為黃冠梨品種,基砧為杜梨,苗齡2年。于2009-04定植于河北省昌黎果樹研究所孔莊核心示范園,南北行向栽植。分別按照倒傘形(單層一心形)、“Y”字形、自由紡錘形(Free spindle shape,以下簡稱“紡錘形”)、圓柱形開展整形工作,2010年初步見形,2011年掛果。不同樹形定植密度與栽培面積見表1。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計 試驗于2012年進行,每種樹形(表1)隨機選擇長勢較為一致的幼樹10株進行調查。全園按照密植省力化栽培技術要求進行管理,肥水管理水平一致,行間生草。果實套袋,帶袋采摘。

表1 不同樹形黃冠梨定植密度與栽培面積Table 1 Planting spacing and cultivating area of Huang-guan pear trees with different shapes

1.2.2 測定項目與方法 (1)樹相指標。于2012-04修剪后進行調查。調查指標包括樹高、干直徑、枝展、枝量、花芽量。調查標準與方法參照文獻[13]。單株小區(qū),10次重復。

(2)樹冠光照強度。用水平儀和臺灣產TASI-631照度計點式探頭,測量樹冠不同層次、部位的光照強度,以開闊地帶相同高度處的自然光強作為對照,其比值作為測量點的相對光照強度(透光率)。單株小區(qū),5次重復。樹冠按高度分為上部和下部2個層次,“Y”字形樹分別測定樹冠上部和下部2個層次東北、東南、西北、西南4個方位中間部位的光照強度,其余樹形樹分別測定樹冠2個層次東、南、西、北4個方位中間部位的光照強度,即每株樹單次測光點為8個,結果取算術平均值。測定時間為葉幕形成初期(6月)至葉幕形成終期(8月),每月10和15日分08:00、12:00、16:00 3個時段定點進行測定,陰雨天順延。

(3)葉片光合速率。分別于6-8月中旬,選擇晴朗天氣在09:00和15:00定點測定處理樹在自然光照條件下的葉片凈光合速率和有效光輻射等參數(shù),每月測1次。所用儀器為美國CID公司生產的CI-310型光合儀。單株小區(qū),5次重復。測定層次為樹冠中部成熟葉片,每樹單次測定4個點,每點選3片葉重復測定后取算術平均值。

(4)葉片光合色素含量。單株小區(qū),每單株8個采樣點,5次重復。采樣時間為6-8月,每月15日采樣。使用乙醇浸提法提取葉片中的色素[14],用上海鳳凰公司生產的UV1901PC型紫外可見分光光度計測定,每處理平行測定3次,取算術平均值。

(5)果實產量和品質。于8月下旬統(tǒng)計不同樹形10株試驗樹的單株產量,計算出平均株產后,按單位面積折算總產量;參照曹玉芬等[13]確定的標準,測定果實平均單果質量、果實硬度(用浙江托普儀器有限公司生產的GY-J型數(shù)顯式水果硬度計測定)、可溶性固形物含量(用WYT-32型手持折光儀測定)、可溶性糖含量[15]和可滴定酸含量[16](堿式滴定法測定)。

1.2.3 數(shù)據處理 試驗數(shù)據采用Excel 2003和SPSS 20.0進行統(tǒng)計分析,用Duncan’s新復極差法對差異顯著性進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 樹形對黃冠梨樹相指標的影響

從表2可以看出,紡錘形的樹體最高,與其他3種整形方式相比具有極顯著差異;“Y”字形樹體最低,與其他3種整形方式相比亦有顯著或極顯著差異;倒傘形與圓柱形樹高居中,兩者之間差異不顯著。圓柱形的樹干直徑最小,與其他3種整形方式相比具有極顯著差異。各樹形樹的枝展表現(xiàn)為:倒傘形、“Y”字形和圓柱形樹東西枝展大于南北枝展,紡錘形樹南北枝展大于東西枝展;最大東西枝展為1.75 m(“Y”字形樹),最大南北枝展為1.68 m(紡錘形樹),相對于其定植的株行距1 m×4 m(圓柱形)、2 m×4 m(其他3種樹形)而言,其間留出的作業(yè)道寬度完全能夠滿足機械化作業(yè)的要求;圓柱形樹因枝展較小,且與其他三者相比具有極顯著差異,適宜于高密度、超高密度栽培,在不影響機械化作業(yè)的同時,其行距可適當縮小。在枝條數(shù)量上,除紡錘形樹短枝數(shù)量超過其長枝數(shù)量外,其他3種樹形樹均以長枝數(shù)量占據優(yōu)勢,紡錘形則以短枝數(shù)量占據優(yōu)勢,并與其他三者相比具有顯著差異。各樹形樹的總枝量表現(xiàn)為:圓柱形最少,紡錘形最多,其短枝數(shù)量/總枝數(shù)量也呈現(xiàn)類似規(guī)律。從表3可以看出,紡錘形的總花芽數(shù)最多,但與其他三者差異不顯著;頂花芽以紡錘形數(shù)量最多(50.8個/株),倒傘形最少(7.1個/株)。

表2 不同樹形黃冠梨樹相指標的比較Table 2 Comparison of structure indexes of Huang-guan pear trees with different shapes

注:同列數(shù)據后標不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05),標不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01),下同。

Note:Different lowercase letters in each column indicate significant difference atP<0.05 level,while different capital letters indicate extremely significant difference atP<0.01 level.The same below.

表3 不同樹形黃冠梨花芽數(shù)量的比較Table 3 Comparison of flower bud numbers of Huang-guan pear trees with different shapes 個/株

2.2 樹形對黃冠梨光合效應的影響

從表4可以看出,4種樹形的上部透光率以紡錘形樹最高,圓柱形樹最低,但差異不顯著;“Y”字形樹下部透光率最好,與倒傘形樹有顯著差異;平均透光率以“Y”字形樹最高,倒傘形樹最低,但均未呈現(xiàn)顯著性差異。“Y”字形樹有效光輻射及凈光合速率均最低,這可能與其受光面積較小有關,但與其他三者差異不顯著。可見,透光率并非越高越好。從表4還可以看出,4種樹形中以紡錘形樹凈光合速率最高,圓柱形樹次之,但優(yōu)勢均不明顯。

表4 不同樹形對黃冠梨透光率、有效光輻射及凈光合速率的影響Table 4 Effects of tree shape on transmittance,photosynthetic active radiation and net photosynthetic rate of Huang-guan pear

2.3 樹形對葉片光合色素含量的影響

從表5可以看出,不同樹形樹葉片光合色素含量也不盡相同。葉綠素a的含量為:圓柱形樹>倒傘形樹>紡錘形樹>“Y”字形樹;其他色素含量及葉綠素a+b的含量也呈類似規(guī)律。葉綠素a是梨樹葉片重要的光合色素,經Pearson相關性分析可知,4種色素(含葉綠素a+b)中,葉綠素a與凈光合速率的相關系數(shù)最大(r=0.587),但相關性不顯著。因此,不能簡單地應用葉綠素含量的高低來評價葉片光合速率。

表5 不同樹形對黃冠梨葉片光合色素含量的影響 Table 5 Effects of tree shape on photosynthetic pigment content in leaf of Huang-guan pear mg/g

2.4 樹形對果實產量與品質的影響

從表6可以看出,4種樹形樹中以“Y”字形樹平均單果質量最大,倒傘形樹最小,但均未呈現(xiàn)顯著性差異。除與樹形相關外,留果數(shù)量也直接影響到平均單果質量。倒傘形樹、“Y”字形樹、紡錘形樹、圓柱形樹單株平均留果數(shù)量依次為69.87,47.34,64.47和 23.70個。4種樹形優(yōu)質果率以“Y”字形樹最低,倒傘形樹最高,但四者間無顯著性差異。實際生產中,“Y”字形樹的棚架結構使果實更易受到碰傷,這可能是造成其優(yōu)質果率低的原因之一。4種樹形樹的果實硬度以圓柱形樹顯著高于其他三者,可溶性固形物和可滴定酸含量四者間無顯著差異,紡錘形樹可溶性糖含量極顯著高于其他三者。

表6 不同樹形對黃冠梨果實產量及品質的影響Table 6 Effects of tree shape on yield and fruit quality of Huang-guan pear

3 討 論

密植省力化栽培模式是當前我國梨生產發(fā)展的方向,全國各地正處于嘗試和探索階段。根據不同整形方式下幼樹的生長和結果狀況選擇不同栽植密度下適宜的樹形,對于生產具有重要的意義。當前我國梨生產中矮化砧應用較少,品種的發(fā)枝及成花特性是實現(xiàn)省力化密植栽培的重要基礎。黃冠梨因具有較好的品質風味及發(fā)枝、成花特性,適宜于發(fā)展密植栽培模式。開展華北平原生態(tài)條件下適宜密植栽培的梨樹品種不同樹形光利用效能及生長結果的比較研究,是評價該地區(qū)良種及良法實現(xiàn)配套栽培的重要途徑。

本試驗結果表明,紡錘形樹早期成形快,總枝量大,短枝比例高,頂花芽數(shù)量相對較多,這是由樹形特點決定的,其樹高、枝展均在可控范圍內。與同齡樹相比,倒傘形、“Y”字形和圓柱形樹總枝量均不及紡錘形樹,且長枝比例相對較高,這主要是由其整形修剪特點決定的。

Schultz[17]、Wertheim等[18]研究表明,植物冠層的幾何結構和枝葉的空間分布,對其光截獲、能量流動、光合作用等都有重要影響。本研究以“Y”字形樹平均透光率最高,但其有效光輻射、凈光合速率卻最低,這與其單層薄葉幕的冠層結構有關。冉辛拓等[7]研究表明,透光率并非越高越好,一般透光率超過35%時,說明枝葉量不足,可能會影響產量;而透光率低于20%則會降低光合效果,產量和果實品質也會受到影響。因此,在充分考慮栽植密度的同時,應注意調整幼樹枝展和樹冠。本研究認為,“Y”字形可能不是本研究中的高光效樹形,這有待進一步跟蹤研究。安貴陽等[9]的研究也指出,“Y”字形樹葉面積指數(shù)較低,對光能的截獲能力低,一定程度上造成了光能浪費。

李偉明等[19]從光照面積的角度提出,理想的樹形應具有樹冠表面積相對較大、體積相對較小、通風透光相對較高等特點,并計算得出單位面積上圓柱形樹的相對表面積較大。紡錘形樹樹冠類似圓柱形樹,因此紡錘形樹能有效截獲并利用光能。倒傘形樹可看作是中心干上部枝條(即“傘柄”部分,培養(yǎng)目標為小型結果枝組)枝展相對較小的紡錘形樹,因此也能較好地截獲和利用光能。倒傘形樹與紡錘形樹最大的區(qū)別在于其基部枝展較大,“傘柄”部分枝展較小。紡錘形、倒傘形、圓柱形控冠要求難度依次增大,圓柱形要求有較小的冠幅,生產中適宜更高密度栽培。

果實產量是評價樹形的最重要標準之一,在省力化密植栽培中亦如此。本研究結果顯示,在花芽數(shù)量相當?shù)那闆r下,倒傘形與紡錘形黃冠梨幼樹在相同疏果(疏花)原則下更適合多留果,果實在樹冠內呈現(xiàn)立體空間分布,“Y”字形樹主要在兩側平面上掛果,相同的疏果(疏花)原則不利于“Y”字形樹多留果,其最佳疏果(疏花)原則有待于進一步研究。圓柱形樹因樹冠小、密度高,單株上不宜留太多果實,其單株產量也顯著低于其他3種樹形樹,總產量也較低,但與其他3種樹形樹無顯著差異。總產量以倒傘形與紡錘形樹最高,適當減少留果量,有利于提高單果質量。

樹形不同,樹冠內的微域氣候條件以及果實產量和品質就會存在明顯差異[20-21]。本研究表明,除受光照等因素影響外,由于冠層結構的不同,其疏留果數(shù)量及方位也會影響到果實的產量和品質,紡錘形樹因果實空間立體分布更強,有更多的留果選擇,也更容易形成早期產量,達到以果壓冠的目的?!癥”字形樹盡管枝條和花芽數(shù)量較多(僅次于紡錘形樹),但留果選擇度最低。本研究中“Y”字形樹的果實含酸量較高,與前人在蘋果[9]、油桃[12]上報道的觀點不一致。其原因除與品種特性相關外,可能與黃冠梨在生產中采前不用摘袋,一般多帶袋采摘及果際間相對光照強度低有關,這有待于進一步研究。

本研究是在黃冠梨幼樹上完成的,其樹冠較小,受光照的影響也相對較小,結果部位多集中于樹冠中下部,樹冠中上部尚未發(fā)揮功效。另外,幼樹期占生命周期的時間相對較短,盛果期時間相對較長,幼樹期的優(yōu)勢是否能夠長期保持,需進一步跟蹤研究。

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Effect of trimming pattern on growth and light utilization of ‘Huang-guan’ (PyrusbretschneideriRehd.) seedlings

XU Jin-tao1,ZHAO Hui-ying2,LI Yong-hong1,ZHANG Hai-e1,LIU Jin-li1,GAO Li-juan1,YUE Wen-quan1,HAN Ji-cheng1

(1ChangliInstituteofPomology,HebeiAcademyofAgricultureandForestrySciences,Changli,Hebei066600,China;2JinzhouCityForestryAdministrationofHebeiProvince,Jinzhou,Hebei052200,China)

【Objective】 This study aimed to select suitable tree structure for labor-saving and intense planting ofPyrusbretschneidericv.‘Huang-guan’.【Method】 Young trees with four structures (inverted umbrella shape,Y-shape,spindle shape and pillar shape) were used to study effects of trimming pattern on morphological characteristics,light distribution in canopy,photosynthetic rate,photosynthetic pigment content in leaf,as well as fruit yield and quality.【Result】 Spindle shape had the advantage of fast formation when planting density was (1 m×4 m)-(2 m×4 m).The average tree height (2.64 m),total shoot number (54.0),spur number (27.7),ratio of spur to total shoot (49.0%),numbers of total flower bud (141.6) and terminal flower bud per tree (50.8) of 3 years old trees with spindle shape were all higher than other types.With the similar flower and fruit management,spindle shape provided more choice when considering fruit thinning and it could reach 64.47 fruits per tree,and fruits were well distributed spatially.The contents of chlorophyll a,chlorophyll b,carotenoid and chlorophyll(a+b) of trees with spindle shape were higher than those of trees with Y-shape but lower than those of trees with pillar shape and inverted umbrella shape.The average light transmittance,photosynthetic active radiation,net photosynthetic rate,total yield,and total soluble sugar content of fruit of trees with spindle shape were 57.58%,702.21 μmol/(m2·s),17.90 μmol/(m2·s),24.56 t/hm2,and 62.31 mg/g,respectively,all higher than those of other treatments.【Conclusion】 Spindle shape was the optimal tree structure for intense planting of Huang-guan pear.

pear;high-density planting;tree shape;utilization of light energy;fruit quality

2013-11-25

河北省農林科學院基本科研業(yè)務費項目;河北省科技支撐計劃項目(11220602D);國家梨產業(yè)技術體系建設專項(CARS-29-23)

徐金濤(1984-),男,湖北蘄春人,助理研究員,碩士,主要從事果樹栽培與生理研究。

張海娥(1977-),女,山東濰坊人,副研究員,博士,主要從事梨新品種選育及配套栽培技術研究。 E-mail:zhang33haie4@163.com

時間:2015-03-12 14:17

10.13207/j.cnki.jnwafu.2015.04.009

S661.2

A

1671-9387(2015)04-0085-06

網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20150312.1417.009.html

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