曹永慶，姚小華，任華東，王開(kāi)良

（中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 亞熱帶林業(yè)研究所，浙江 杭州 311400）

油茶Camellia oleiferaAbel.又名普通油茶，屬山茶科Theaceae 山茶屬CamelliaL.植物，為常綠小喬木或喬木，是我國(guó)南方重要的木本油料樹(shù)種，具有綜合利用價(jià)值高、生態(tài)效益好的優(yōu)點(diǎn)[1-2]，全國(guó)種植面積已達(dá)400 多萬(wàn)hm2，在脫貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興等國(guó)家戰(zhàn)略中發(fā)揮了重要作用。

輕簡(jiǎn)化和集約化高效栽培均為油茶產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向，研究并掌握不同冠層部位結(jié)實(shí)和光合利用特性，對(duì)其樹(shù)體的科學(xué)修剪和高效栽培管理均有重要的指導(dǎo)意義。樹(shù)形對(duì)果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)均存在顯著影響，冠層不同部位的光照分布、果實(shí)性狀與品質(zhì)等均有顯著差異[3-5]。本課題組前期針對(duì)油茶的研究結(jié)果表明，油茶冠層不同部位的微氣候特征的差異顯著，且影響了果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)[6]，不同冠層部位的果實(shí)特征也不盡相同[7]。然而，目前生產(chǎn)上主栽的良種繁多，不同品種樹(shù)形特征的差異較 大[8-9]，而有關(guān)不同樹(shù)形品種冠層結(jié)實(shí)特性的差異性的研究仍未見(jiàn)諸報(bào)道。鑒于此，本研究以廣泛栽培的‘長(zhǎng)林4 號(hào)’‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林53 號(hào)’油茶良種為研究對(duì)象，研究了其樹(shù)冠各層的光合有效輻射利用情況和結(jié)實(shí)特性，以期為其樹(shù)體的科學(xué)修剪和栽培管理提供參考依據(jù)和技術(shù)借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況和供試材料

試驗(yàn)地位于浙江省金華市婺城區(qū)東方紅林場(chǎng)，基地位于20°01′N、119°30′E，海拔高度為80 m，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量為14.5 g·kg-1，水解性氮元 素、有效磷、速效鉀的含量分別為62.1、11.9、112.0 mg·kg-1。

供試油茶品種分別為‘長(zhǎng)林4 號(hào)’‘長(zhǎng)林40號(hào)’和‘長(zhǎng)林53 號(hào)’，于2009年造林，株行距為2 m×3 m，正常管理。選取3 個(gè)品種生長(zhǎng)良好、生長(zhǎng)勢(shì)相對(duì)一致的植株進(jìn)行調(diào)查和研究。

1.2 研究方法

1.2.1 冠層光合有效輻射截獲率的測(cè)定

使用上海鑫態(tài)國(guó)際貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的植物冠層分析儀STGG-01 測(cè)定植株冠層光合有效輻射（PAR）。選擇8月晴天的9:00—17:00 時(shí)進(jìn)行測(cè)定，每隔2 h測(cè)定1次。將探頭置于距冠層頂部30 cm處，垂直向上測(cè)量冠層頂部入射的PAR（PARI），垂直向下測(cè)量冠層反射的PAR（PARR）；再將探頭分別置于冠層上部（冠層由上往下的1/3 處）、冠層中部（冠層由上往下的2/3 處）和冠層底部，垂直向上測(cè)量入射的PAR（PART）。每個(gè)冠層部位測(cè)定3 次，取其平均值，每個(gè)品種隨機(jī)測(cè)定3 株植株。冠層截獲率的計(jì)算公式[9-10]如下：

上層樹(shù)冠截獲率=（PARI-PARR-PART上）/（PARI-PARR）；

中層樹(shù)冠截獲率=（PART上-PART中）/PART上；

下層樹(shù)冠截獲率=（PART中-PART底）/PART底。上列各式中，PART上、PART中、PART底分別表示樹(shù)冠上部、冠層中部和冠層底部入射的光合有效輻射值。

1.2.2 冠層結(jié)果性狀的調(diào)查

在試驗(yàn)植株上，以樹(shù)冠上層（樹(shù)冠2/3 以上）、中層（樹(shù)冠1/3 至2/3 之間）和下層（樹(shù)冠1/3 以下）劃分取樣部位，每個(gè)冠層隨機(jī)調(diào)查3 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝 （2年生枝）上的結(jié)果數(shù)，每個(gè)冠層各測(cè)定3 次，取平均值，‘長(zhǎng)林4 號(hào)’‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林53 號(hào)’每個(gè)品種各隨機(jī)調(diào)查3 株植株。

1.2.3 果實(shí)性狀的調(diào)查

于10月份果實(shí)成熟時(shí)采收不同冠層的油茶果實(shí)，用游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)的橫徑和縱徑，并計(jì)算果形指數(shù)（縱徑/橫徑）；用電子天平測(cè)量單果質(zhì)量和籽粒質(zhì)量，計(jì)算鮮出籽率（鮮出籽率=籽粒質(zhì)量/ 鮮果質(zhì)量×100%）。采用索氏提取法測(cè)定種仁含油率，以氣相色譜法測(cè)定茶油的油酸含量[11-12]。

采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同油茶品種冠層光合有效輻射截獲率日變化分析

長(zhǎng)林系列不同油茶品種植株不同冠層光合有效輻射截獲率的日變化規(guī)律如圖1 所示。從圖1中可以看出，‘長(zhǎng)林4 號(hào)’‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林53 號(hào)’樹(shù)冠上層和中層的光合有效輻射截獲率均顯著高于樹(shù)冠下層的，且不同品種不同冠層光合有效輻射截獲率的日變化規(guī)律存在差異。‘長(zhǎng)林40 號(hào)’樹(shù)冠上層光合有效輻射截獲率的變化不明顯，其樹(shù)冠中層光合有效輻射截獲率整體上表現(xiàn)出先升高后下降的變化趨勢(shì)；中午13:00 時(shí)，其樹(shù)冠中層的光合有效輻射截獲率最高，達(dá)到88.52%；下午17:00 時(shí)，其樹(shù)冠下層的光合有效輻射截獲率最低，為49.09%。與‘長(zhǎng)林40 號(hào)’不同，‘長(zhǎng)林4 號(hào)’樹(shù)冠中層的光合有效輻射截獲率整體上表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，上午9:00 時(shí)，其光合有效輻射截獲率最高，達(dá)92.05%；而其樹(shù)冠下層的光合有效輻射截獲率在一天中的變化不明顯。與‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林4 號(hào)’相比，‘長(zhǎng)林53 號(hào)’樹(shù)冠下層的光合有效輻射截獲率最低，且表現(xiàn)出先升高后下降的變化趨勢(shì)，中午13:00 時(shí)，其光合有效輻射截獲率最高，僅有44.63%。

圖 1 不同油茶品種樹(shù)冠各層光合有效輻射冠層截獲率的 日變化規(guī)律Fig.1 Diurnal variation of PAR interception rate in different ‘Changlin’ cultivars

2.2 不同油茶品種不同冠層的結(jié)果性狀分析

長(zhǎng)林系列不同油茶品種植株不同冠層的結(jié)果性狀如圖2 所示。由圖2 可知，長(zhǎng)林系列不同品種油茶樹(shù)冠上層和中層的結(jié)果表現(xiàn)均優(yōu)于樹(shù)冠下層，而且，不同品種樹(shù)冠各層的結(jié)果數(shù)量均不同?！L(zhǎng)林4 號(hào)’樹(shù)冠上層和中層的平均結(jié)果數(shù)量均最多，分別為1.85 和1.71 個(gè)；樹(shù)冠下層的結(jié)果表現(xiàn)，‘長(zhǎng)林40 號(hào)’的最好，其平均結(jié)果數(shù)為 0.93 個(gè)；‘長(zhǎng)林53 號(hào)’冠層標(biāo)準(zhǔn)枝的平均結(jié)果數(shù)最低，其樹(shù)冠上層、中層和下層的平均結(jié)果數(shù)僅分別為0.96、 1.13 和0.35 個(gè)。此外，與‘長(zhǎng)林53 號(hào)’和‘長(zhǎng)林4 號(hào)’相比，‘長(zhǎng)林40 號(hào)’樹(shù)冠各層結(jié)果表現(xiàn)的差異較小，樹(shù)冠各層的結(jié)果較為均勻。

圖 2 不同油茶品種樹(shù)冠各層的結(jié)果表現(xiàn)Fig.2 Fruiting in different layers of canopy

不同油茶品種樹(shù)冠各層果實(shí)性狀的比較結(jié)果見(jiàn)表1。由表1 可知，樹(shù)冠上層的單果質(zhì)量、鮮出籽率和單果籽粒數(shù)均顯著大于樹(shù)冠下層果實(shí)的測(cè)定值。‘長(zhǎng)林40 號(hào)’樹(shù)冠上層果實(shí)的單果質(zhì)量、鮮出籽率和單果籽粒數(shù)分別為35.77 g、38.28%和2.32 個(gè)，而其樹(shù)冠下層果實(shí)的單果質(zhì)量、鮮出籽率和單果籽粒數(shù)分別為34.90 g、35.32%和1.50 個(gè)。 不同品種間樹(shù)冠各層果實(shí)的果形指數(shù)表現(xiàn)不同?！L(zhǎng)林40 號(hào)’樹(shù)冠下層果實(shí)的果形指數(shù)相對(duì)較小，而‘長(zhǎng)林53 號(hào)’樹(shù)冠各層果實(shí)的果形指數(shù)卻無(wú)顯著差異。此外，‘長(zhǎng)林53 號(hào)’‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林4 號(hào)’樹(shù)冠各層果實(shí)的種仁含油率均為35.68%～40.12%，其油酸含量均為76.89%～80.45%；‘長(zhǎng)林53 號(hào)’果實(shí)種仁含油率低于‘長(zhǎng)林40 號(hào)’和‘長(zhǎng)林4 號(hào)’果實(shí)的種仁含油率；但不同油茶品種其種仁脂肪酸組分中的油酸含量卻無(wú)顯著差異，且其不同冠層果實(shí)的種仁含油率和油酸含量也無(wú)顯著影響。

表1 不同油茶品種樹(shù)冠各層的果實(shí)性狀比較Table 1 Comparison of fruit characteristics from different layers of canopy

2.3 冠層結(jié)果性狀和光合有效輻射截獲率相關(guān)性分析

對(duì)3 個(gè)油茶品種冠層的光合有效輻射截獲率和平均結(jié)果數(shù)之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖3 所示。圖3 表明，冠層2年生結(jié)果枝的平均結(jié)果數(shù)與光合有效輻射截獲率之間呈現(xiàn)出顯著的正相關(guān)關(guān)系（R2=0.810 5，P＜0.01）。冠層的光合有效輻射截獲率低于50%，則其結(jié)果性狀表現(xiàn)較差；冠層的光合有效輻射截獲率為70%～90%，則更有利于其結(jié)實(shí)和高產(chǎn)。

圖 3 冠層結(jié)果性狀與光合有效輻射截獲率的相關(guān)性Fig.3 Correlation between fruiting character and photosynthetic active radiation

3 討 論

油茶屬于喜光性植物[1]，樹(shù)冠中上層的生長(zhǎng)勢(shì)要明顯強(qiáng)于樹(shù)冠下層的，樹(shù)冠下層由于缺乏足夠的光照，往往會(huì)形成落葉，導(dǎo)致樹(shù)冠下部樹(shù)葉稀疏甚至中空現(xiàn)象的發(fā)生。研究中發(fā)現(xiàn)，‘長(zhǎng)林40 號(hào)’的樹(shù)冠為直立形（其樹(shù)形指數(shù)為1.18），‘長(zhǎng)林53 號(hào)’的樹(shù)冠為緊湊型球形（其樹(shù)形指數(shù)為1.06），‘長(zhǎng)林4 號(hào)’的樹(shù)冠為開(kāi)張形（其樹(shù)形指數(shù)為0.92）；3 個(gè)品種樹(shù)冠上層和中層的有效光合輻射截獲率均顯著高于其樹(shù)冠下層的（圖1）。這一結(jié)果表明，樹(shù)冠上層和中層的葉片密度要高于樹(shù)冠下層的，然而，不同品種間又表現(xiàn)出一定的差異，‘長(zhǎng)林53 號(hào)’樹(shù)冠下層的有效光合輻射截獲率明顯低于‘長(zhǎng)林4 號(hào)’和‘長(zhǎng)林40 號(hào)’的，‘長(zhǎng)林40 號(hào)’樹(shù)冠下層的有效光合輻射截獲率則相對(duì)較高，上午9:00 時(shí)，其樹(shù)冠下層的有效光合輻射截獲率達(dá)67.87%。由此可見(jiàn)，不同樹(shù)形樹(shù)冠的光合有效輻射利用特征不同，這一結(jié)果與在其他品種上的研究結(jié)果一致[9]。

在冠層結(jié)實(shí)特性方面，不同冠層的果實(shí)性狀不同，且其與品種差異有關(guān)，樹(shù)冠上層的果實(shí)單果質(zhì)量、鮮出籽率和單果籽粒數(shù)均顯著高（多）于下層果實(shí)的；此外，‘長(zhǎng)林4 號(hào)’和‘長(zhǎng)林53 號(hào)’樹(shù)冠上層和中層的結(jié)實(shí)率均要明顯高于其樹(shù)冠下層的。有關(guān)研究者在對(duì)桃[13]、蘋果[14]等其他樹(shù)種的研究中也觀察到了類似現(xiàn)象。對(duì)冠層光合有效輻射截獲率和結(jié)果性狀間的相關(guān)性分析結(jié)果也表明，冠層光合有效輻射截獲率與平均結(jié)果數(shù)間呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（圖3），可見(jiàn)，冠層結(jié)實(shí)特性與樹(shù)冠不同層次的光合有效輻射有關(guān)，冠層的光合有效輻射影響了葉片的光合能力，同時(shí)影響了光合產(chǎn)物向果實(shí)的轉(zhuǎn)運(yùn)與分配，從而影響了果實(shí)的性狀，光合有效輻射是影響冠層結(jié)實(shí)性狀的重要因素[6,11]。然而，不同樹(shù)形品種的結(jié)實(shí)性狀存在較大差異，與‘長(zhǎng)林53 號(hào)’和‘長(zhǎng)林4 號(hào)’相比，直立形品種的‘長(zhǎng)林40 號(hào)’其各冠層的結(jié)果相對(duì)均勻；在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于球形（如‘長(zhǎng)林53 號(hào)’）和開(kāi)張形（如‘長(zhǎng)林4 號(hào)’）品種而言，樹(shù)冠上層和中層均為其光合利用和結(jié)果的主體部位；對(duì)于直立形品種（如‘長(zhǎng)林40 號(hào)’）而言，還需要考慮樹(shù)冠下層的結(jié)果表現(xiàn)?？傮w來(lái)看，3 個(gè)油茶品種樹(shù)冠層光合有效輻射截獲率為70%～90%，則更有利于其結(jié)實(shí)和高產(chǎn)。研究結(jié)果還表明，與果實(shí)單果質(zhì)量、鮮出籽率、單果籽粒數(shù)和結(jié)實(shí)率性狀不同，不同冠層的果實(shí)其種仁含油率和油酸含量均無(wú)顯著差異，這一結(jié)果與本課題組前期研究的結(jié)果[7]一致?？梢?jiàn)，油茶種子中油脂成分的差異在更大程度上與品種和生長(zhǎng)區(qū)域有關(guān)[1,15]，而受樹(shù)體冠層部位和光合有效輻射的影響較小。

本研究?jī)H調(diào)查分析了不同樹(shù)形特征油茶品種冠層的結(jié)實(shí)和光合利用特性，為油茶樹(shù)體的科學(xué)管理提供了借鑒。此外，修剪方法、大小年的調(diào)節(jié)、庫(kù)源調(diào)控管理等[16-19]對(duì)油茶結(jié)實(shí)和光合利用特性均有較大影響，在本研究的基礎(chǔ)上，對(duì)此仍需針對(duì)不同特性品種進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)應(yīng)用技術(shù)和基礎(chǔ)理論的研究。

4 結(jié) 論

不同油茶品種樹(shù)冠上層光合有效輻射截獲率、平均單果質(zhì)量、鮮出籽率、單果籽粒數(shù)和結(jié)實(shí)率均顯著高于其樹(shù)冠下層的；其冠層的光合有效輻射截獲率為70%～90%，則有利于其結(jié)實(shí)和高產(chǎn)。