蔡華成,王 騫,高敬東,李春燕,杜學梅,弓桂花,楊廷楨
(山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室,太原030031)
矮砧集約栽培是世界蘋果栽培發(fā)展的趨勢,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)別是無永久性的主枝,中心干著生若干個分枝,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)量會影響果園枝條量,進而影響蘋果生長發(fā)育和果實品質(zhì)。留枝量過大,枝葉郁閉,大部分營養(yǎng)供給枝葉生長,影響果實產(chǎn)量及品質(zhì),留枝量過小,光能浪費,葉片凈光合速率下降,果實品質(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。‘Y-1’是山西省農(nóng)業(yè)科學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、果實品質(zhì)優(yōu)異、抗逆性強等特點[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)量對樹體營養(yǎng)生長和果實產(chǎn)量、品質(zhì)的影響,旨在為這一砧穗組合提供標準化管理的理論依據(jù),使其良砧良法配套,發(fā)揮矮砧栽培的集約高效。
中心干不同分枝數(shù)量試驗在山西省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所(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,年日照時數(shù)2300 h,無霜期165~180天)進行,供試穗砧組合為‘長富2號’/‘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。試驗園株行距1.5 m×4 m,行間自然生草、設立支架,管理一致。試驗采用隨機區(qū)組設計,選擇各處理‘Y-1’矮砧‘富士’蘋果樹各5株,單株小區(qū),掛牌標記。
1.2.1 樹體生長量的測定 于2013—2016年連續(xù)4年秋季落葉后用塔尺測量各處理樹高、數(shù)顯游標卡尺測量中間砧和品種嫁接口往上10 cm處干徑、卷尺測量樹體冠徑(東西、南北方向取平均值),各處理樹外圍隨機選1年生枝條5個,測定其長度(用卷尺測量)和枝條中部粗度(用數(shù)顯游標卡尺測量),所有數(shù)據(jù)取平均值。
1.2.2 樹體冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定 于2016年秋季葉幕形成時,用CI-110冠層分析儀對各處理的冠下、株間光合有效輻射、葉面積指數(shù)進行測定,重復5次。
1.2.3 樹體葉片生理指標測定 于2016年7月中旬,隨機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,要求生長一致,無缺損和病蟲危害。數(shù)顯游標卡尺測定10片葉厚度,平均值表示單葉厚度,天平測量10片葉重量,換算為百葉重,葉綠素含量測定參照丙酮-乙醇提取比色法[7]進行。
1.2.4 樹體產(chǎn)量及果實品質(zhì)測定 于2013—2016年連續(xù)4年10月下旬果實成熟時,統(tǒng)計各處理樹株產(chǎn)并換算成公頃產(chǎn)量,果實按國家標準[8]進行分級,優(yōu)質(zhì)果指條紅著色面積≥80%、橫徑75 mm以上的果實,并計算優(yōu)果率[式(1)],2016年各處理樹隨機選20個果實,天平測量單果重,數(shù)顯游標卡尺測量縱橫徑,果形指數(shù)以縱徑/橫徑表示,PAL-1數(shù)顯糖度儀測定可溶性固形物含量,GMK-835F蘋果酸度計測定可滴定酸含量,GY-1硬度計測定硬度,數(shù)據(jù)取平均值。
所有數(shù)據(jù)用Excel 2007和DPS 7.05軟件進行處理和分析。
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樹高的影響差異不顯著;隨著樹齡的增長,不同處理樹體干徑表現(xiàn)出與樹高相似的變化趨勢,雖然干徑逐漸增粗,但年增長率卻在逐年下降,留枝量30的樹體干徑增長率為26.51%、23.90%、11.68%,留枝量35的樹體干徑增長率為25.60%、14.63%、12.24%,留枝量40的樹體干徑增長率為18.96%、15.62%、12.00%,且不同處理對樹體干徑影響不明顯;不同處理對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新梢長度的影響不明顯;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6 mm,顯著高于留枝量30的4.76 mm,其余年份不同處理對新梢粗度的影響不顯著。
由表2可知,不同留枝量對樹體冠層結(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。
不同留枝量處理對‘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)果說明留枝量35的樹體葉片理化性質(zhì)最佳,營養(yǎng)充足,可以制造更多光合產(chǎn)物。
表1 不同年份不同留枝量對‘Y-1’矮砧‘富士’樹體生長量的影響
表2 不同留枝量對‘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‘Y-1’矮砧‘富士’樹體葉片生理特性的影響
不同留枝量對‘Y-1’矮砧‘富士’品質(zhì)影響如表5所示。留枝量35的果實單果重最大,為263.33 g,顯著高于其余2個處理,極顯著高于留枝量30的果實,不同留枝量對果形指數(shù)的影響無明顯差異,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的果實可溶性固形物含量最高,達17.1%,酸含量最低,為0.32%,極顯著低于其余2個處理,留枝量35的果實硬度最大,為9.34 kg/cm2,與留枝量40無顯著差異,但顯著大于留枝量30的果實硬度。
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,都會打破樹體營養(yǎng)生長和生殖生長的平衡,進而影響樹勢、果實產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗中,‘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養(yǎng)充足,根系可以吸收較多水分和礦質(zhì)營養(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,說明留枝量不是樹體生長勢的影響因素,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],進而影響葉片理化性質(zhì),從而達到改善蘋果樹體光合作用,獲得較多經(jīng)濟產(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82.5萬條/hm2時,樹體光合能力較強、葉綠素含量較高、葉面積指數(shù)適宜,對樹體生長有利。本試驗中,‘Y-1’矮砧‘富士’中心干留枝量35時,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,葉片厚度增加,葉綠素含量最高,說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,有機營養(yǎng)充足,有利于樹體的營養(yǎng)生長[20]。
表4 不同留枝量對‘Y-1’矮砧‘富士’產(chǎn)量的影響
表5 不同留枝量對‘Y-1’矮砧‘富士’品質(zhì)的影響
對蘋果樹體所做的一切措施,最終都要歸結(jié)到果實產(chǎn)量和品質(zhì),這是衡量該措施是否有效的唯一標準。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]研究認為小冠開心形蘋果樹冬剪后留枝量在75萬~90萬/hm2左右,產(chǎn)量可以達到52500 kg/hm2;李丙智等[23]的研究則認為,矮化‘富士’蘋果留枝量維持在120萬~150萬條/hm2,果園產(chǎn)量最高,且果實的著色和品質(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,產(chǎn)量增長趨勢不明顯,優(yōu)果率反而下降,留枝量多的樹體果實果形指數(shù)、可溶性固形物含量、硬度等品質(zhì)指標均降低,說明樹體存在最適留枝量,留枝量過少或過多,都會影響產(chǎn)量和品質(zhì)[25]。
對蘋果樹形和修剪的探索,最終目的是平衡生長和結(jié)果的矛盾,達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的目標,自矮砧密植日益成為蘋果栽培模式發(fā)展的必然趨勢以來[26],越來越多的研究[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外引進的矮砧[28-30],對自有矮砧研究甚少,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樹體生長和果實產(chǎn)量品質(zhì)的影響,對充實園藝植物栽培理論,使‘本土化’砧木與優(yōu)良品種達到良砧良法配套,具有一定的實踐指導意義。當然,本試驗只是在特定區(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,‘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、留枝量比較試驗等將是今后的研究重點。
綜上所述,‘Y-1’矮砧‘富士’在高紡錘形模式下,中心干留35個分枝時,光能截獲能力較強、葉面積指數(shù)適宜、產(chǎn)量較高、優(yōu)質(zhì)果比例高、果實品質(zhì)最佳,是生產(chǎn)上宜采取的留枝數(shù)量。