(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，山西 太谷 030815)

杏(Armeniaca vulgaris)為薔薇科杏屬植物[1]，在中國栽培歷史悠久[2]，杏原產(chǎn)我國，有記載的栽培歷史有3 500年以上，杏樹抗寒、抗旱、耐瘠薄、耐鹽堿，易管理，是兼具經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的先鋒樹種。隨著杏樹在我省種植面積的不斷擴(kuò)大，杏樹成為大多數(shù)山區(qū)、丘陵地帶(譬如大同的陽高縣、長治的武鄉(xiāng)縣等地區(qū))農(nóng)民脫貧致富的主要經(jīng)濟(jì)來源、“一縣一品”、“一村一品”的主要樹種。但由于杏園多處于山區(qū)，交通、管理不便，缺少及時(shí)有效的管理，放任生長，自然生長的杏樹樹冠龐大郁閉，枝條密生，光照和通風(fēng)不良，樹體冠層結(jié)構(gòu)不合理。內(nèi)膛光照惡化，結(jié)果枝少，結(jié)果部位外移嚴(yán)重，造成了杏樹產(chǎn)量下降及品質(zhì)的降低，這已成為廣大杏樹產(chǎn)區(qū)的普遍問題，解決這一問題的關(guān)鍵在于對(duì)杏樹進(jìn)行有效的整形修剪，形成與栽植密度相適應(yīng)的樹體大小和合理的枝條空間分布，能保證冠層結(jié)構(gòu)分布合理，冠內(nèi)通風(fēng)、光照狀況良好。而冠層結(jié)構(gòu)是果樹的重要組成部分，它與太陽能的截獲、降雨的截留以及冠層內(nèi)部小氣候的形成都有著緊密的聯(lián)系。有相關(guān)學(xué)者們?cè)诶钭覽3]、棗樹[4]、蘋果樹[5-6]、杏[7-8]做過相關(guān)研究，但是關(guān)于杏樹冠層結(jié)構(gòu)方面的研究卻很少。為了了解不同樹形樹冠內(nèi)的光照分布狀況、枝條密度、枝類比例等情況，本研究應(yīng)用LAI-2200 冠層分析儀，對(duì)開心形、延遲開心形及自由圓頭形3種樹形進(jìn)行了冠層分析研究，以期對(duì)生產(chǎn)中低產(chǎn)園區(qū)樹形改造、新建園區(qū)樹形選擇，提高杏果實(shí)品質(zhì)、保持杏園連續(xù)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)等技術(shù)措施提供理論依據(jù)和指導(dǎo)性建議。

1 材料與方法

1.1 材料

試材取自山西省農(nóng)科院果樹研究所杏示范園，該園區(qū)所在地海拔820～870 m，年均溫10.6 ℃，年均降雨量400～600 mm，無霜期160～180 d，土壤為沙壤土，樹齡5年生，株行距4 m×5 m，園區(qū)施肥為有機(jī)肥，樹體生長正常，圃區(qū)排灌條件完善。

1.2 方法

樹體指標(biāo)測量：試驗(yàn)選擇開心形、延遲開心形、自由生長形等3種不同樹形。用卷尺測量各處理的樹高、干高和冠幅。并計(jì)算冠高、樹冠投影面積、樹冠體積等。計(jì)算方法見公式1、2、3。

公式1：冠高(m)=樹高(m)-干高(m)

公式2：樹冠投影面積(m2)=冠幅東西向(m)×冠幅南北向(m)

公式3：樹冠體積(m3)=樹冠投影面積(m2)×冠高(m)

冠層指標(biāo)測量：測量前選擇開心形、延遲開心形、自由生長形等3種不同樹形具有代表性的樹，以樹干為中心，用竹竿將樹冠分成0.5 m ×0.5 m ×0.5 m的立方體[8]。

測量時(shí)間：2017年9月17日，全天陰天。

測量過程：按照東、南、西、北四個(gè)方位；離地0.5 m以上依次分為第1層、第2層、第3層、第4層；從外到內(nèi)分外圍、中間、內(nèi)膛3部分。測量時(shí)面對(duì)樹體從左往右依次測量每個(gè)立方體。

枝條清點(diǎn)：依照測量順序，記錄離地0.5 m以上每個(gè)立方體內(nèi)的枝條數(shù)。

儀器測量：先將LAI-2200型冠層分析儀調(diào)試好，每測量一個(gè)層次時(shí)，首先將分析儀置于周圍無遮攔物的空地上測得空白值，再將分析儀置于該層次的每個(gè)立方體的中間部位，周圍盡可能不接觸樹葉或樹枝，進(jìn)行讀數(shù)、記錄。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過Excel軟件的表格及作圖處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果分析

2.1 不同樹形的冠層結(jié)構(gòu)特征比較

經(jīng)過整形修剪以后，杏樹在樹高、冠高、冠幅等各方面生長指標(biāo)發(fā)生變化，樹體的樹冠面積和投影體積隨即發(fā)生變化。對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理做表1可知，開心形和延遲開心形的各樹體指標(biāo)存在明顯差異；根據(jù)表1作圖1可直觀的看到，所選對(duì)照自由生長形，由于沒有進(jìn)行整形修剪，樹高最高，樹體向上長勢(shì)強(qiáng)勁，樹冠投影面積及樹冠體積小；而經(jīng)過整形修剪措施的開心形和延遲開心形這兩種樹形，由于枝條傾斜，枝條向四周延展，樹冠張開，為此樹冠投影面積及樹冠體積相對(duì)較大。

表1 不同樹形杏樹的冠層結(jié)構(gòu)特征比較

圖1 不同樹形樹冠投影面積、樹冠體積標(biāo)膠

2.2 不同樹形、不同層次內(nèi)膛枝所占比例

從表2可知，不同樹形的內(nèi)膛枝比例由下往上逐漸減少，自由生長形內(nèi)膛枝比例最大，占到總枝量的79.925%。而構(gòu)成內(nèi)膛枝的組成部分主要有主枝、主枝上萌發(fā)的分枝及下部枝條直立向上的延長枝3部分。未經(jīng)整形修剪的自由生長形由于樹上枝條未采取拉枝措施，下部枝條直立向上的延長枝進(jìn)入內(nèi)膛，致使內(nèi)膛枝量加大；而經(jīng)過整形修剪的開心形和延遲開心形兩種樹形的內(nèi)膛枝量明顯減少，并以主枝及主枝上萌生的分枝為主。通過表2數(shù)據(jù)做圖2可看到：延遲開心形的總枝量為最大，而內(nèi)膛枝比例為最小。枝量大的同時(shí)結(jié)果枝的枝量也大，該樹形的結(jié)果枝豐富株產(chǎn)必定高于其余兩種樹形，故此從經(jīng)濟(jì)效益、利益最大化角度考量，延遲開心形樹形對(duì)增加株產(chǎn)，提高667 m2產(chǎn)量有積極的作用。

表2 不同處理不同層次內(nèi)膛枝所占比例/%

圖2 不同樹形總枝量、內(nèi)膛枝量、內(nèi)膛枝比例比較

2.3 不同樹形、不同層次樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例

樹冠內(nèi)的光照分布情況與樹冠的形狀、枝葉密度、枝葉數(shù)量以及不同枝類的空間分布有密切關(guān)系，3種樹形的相對(duì)光照強(qiáng)度分布均呈現(xiàn)出自上而下逐漸減弱的規(guī)律，靠近中心主干的下層最低，冠層外圍最高；不同樹形的光照分布各不相同，均呈現(xiàn)出外圍高，內(nèi)膛低的趨勢(shì)。不同樹形不同層次相對(duì)光照強(qiáng)度所占的比例不同。

相對(duì)截獲光輻射量的數(shù)值為各個(gè)立方體內(nèi)的測量值與該立方體所在層次的空白值的比值。通過對(duì)測量數(shù)據(jù)整理得出：3種樹形的相對(duì)截獲光輻射量均呈現(xiàn)自上而下逐漸減弱的規(guī)律，其靠近中心主干的下層最低，冠層外圍最高。不同樹形內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射量有差異。

自由生長形大于30%的截獲比例較開心形、延遲開心形的少，說明其內(nèi)膛見光程度弱。不同樹形不同層次樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例分別見表3、表4，并作圖3、圖4。從圖3、圖4中可看到：在內(nèi)膛截獲光輻射<30%一列，開心形的數(shù)值最小，說明開心形樹形內(nèi)膛枝少，大部分枝條均能見光，利于接受光能。而在不同樹形不同層次中，均有相同的規(guī)律，第1層也就是樹冠最下層，接受光輻射能力弱，往上越來越強(qiáng)。

表3 不同處理樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例/%

圖3 不同樹形樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例比較

表4 不同處理不同層次樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例/%

3 討論與結(jié)論

LAI-2200 冠層分析儀是一種精密而使用極為方便的儀器，本試驗(yàn)中通過使用該儀器測量相對(duì)截獲光輻射比例來分析研究不同樹形的透光率。冠層下的光絕大部分來自其上面的植物冠層未遮蔽天空的部分。經(jīng)植物群體反射、透射到達(dá)冠層下的光的確存在。果樹無論采用何種樹形，其目的均應(yīng)保障冠層內(nèi)部輻射分布合理，不同樹形杏樹的樹體大小、冠層結(jié)構(gòu)分布直接影響杏樹葉面積指數(shù)、透光率和冠層光截獲能力。樹體越大，葉面積指數(shù)和光截獲密度越大，透光率越小?？刹扇∪斯ば藜舸胧┖侠砜刂迫~面積指數(shù)，調(diào)節(jié)冠層結(jié)構(gòu)，從而調(diào)節(jié)透光率和光能利用率[11]。

圖4 不同樹形不同層次樹冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例比較

1)若經(jīng)過整形修剪，樹高、冠幅、冠高等生長指標(biāo)發(fā)生變化，進(jìn)而影響樹體的投影面積和樹冠體積[11]。自由生長形、開心形、延遲開心形3種樹形各樹體指標(biāo)均有差異，對(duì)照自由生長形由于沒有進(jìn)行夏季修剪，樹高最高，樹體長勢(shì)最茂盛，而經(jīng)過整形修剪措施的開心形和延遲開心形這兩種樹形，由于枝條傾斜，向四周伸展，樹冠張開，為此樹冠投影面積及樹冠體積均較對(duì)照自由生長形大。

2)不同樹形的內(nèi)膛枝比例由下往上逐漸減少，構(gòu)成內(nèi)膛枝的組成部分主要有主枝、主枝上萌發(fā)的分枝及下部枝條直立向上的延長枝3部分。而經(jīng)過整形修剪的開心形和延遲開心形兩種樹形的內(nèi)膛枝量明顯減少，以主枝及部分主枝上萌生的分枝為主。自由生長形內(nèi)膛枝比例最大，3個(gè)部分的枝條均有且枝量大。

3)樹形與光能利用效率密切相關(guān)，光能利用效率的高低主要取決于光照在果樹葉幕結(jié)構(gòu)上的分布。冠層光合有效輻射是評(píng)價(jià)冠層透光率和光截獲能力最重要的指標(biāo)。透光率是一定時(shí)間內(nèi)透過冠層并到達(dá)下方的入射輻射數(shù)量的相關(guān)的量化數(shù)據(jù)[11]。3種樹形的相對(duì)截獲光輻射量均呈現(xiàn)自下而上逐漸增高的規(guī)律，其冠層外圍最高，靠近樹干的下層最低。與馬婧等在棗樹上所做的研究結(jié)果相同。不同樹形內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射量有差異。自由生長形由于內(nèi)膛枝量最大最多，造成大于30%的截獲比例較開心形、延遲開心形的少，說明其內(nèi)膛見光程度弱。而開心形、延遲開心形這兩種樹形由于內(nèi)膛枝不多，得到合理修剪控制，其余枝條見光豐富、均勻、合理，光能利用率高。

綜上所述，一般認(rèn)為相對(duì)光照低于30%為無效(或低效)光區(qū)[9-10]，本試驗(yàn)中采用的截獲光輻射比例低于30%亦可認(rèn)為是無效(或低效)光區(qū)。通過對(duì)3種不同樹形的比較分析，自然開心形的樹體結(jié)構(gòu)較為合理，具有更高的光能利用率，試驗(yàn)結(jié)果與安佰義[3]同。然而開心形只有1層樹枝，總體枝量比延遲開心形(2層樹枝)樹形少，所以從經(jīng)濟(jì)效益、利益最大化角度考慮首選以延遲開心形為宜。