板栗葉幕微氣候與品質的關系

摘 要：為探討葉幕微氣候對板栗果實品質的影響，在燕山板栗產區，選取生長健壯，無病蟲害的10a生遵達栗3株。測量樹冠內不同區域環境因子和果實品質分布，并進行相關分析。結果表明，樹冠內不同區域的光照、溫度、濕度存在差異并且有一定的分布規律，差異最大值分別為光照6.5×10⁴lx、溫度3℃、濕度45％。樹冠內不同區域板栗養分含量存在差異并且與環境因子相關，與光照、溫度呈正相關，相關系數分別達到0.82和0.83，與濕度呈負相關，相關-系數達到0.71。

關鍵詞：板栗；微氣候；品質；葉幕

中圖分類號：S664.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009—9980(2010)04—537—05

板栗(Castanea mollissima Blume)是我國四大著名的經濟干果樹種之一，也是我國出口創匯的傳統干果。其營養豐富、品味獨特，在國內外市場上都很有競爭力。影響板栗品質的因素很多，國內外在生長環境與果品品質關系方面做了大量工作。果園微氣候因素是非常重要的。法國和美國的葡萄栽培生態生理研究表明，處在同一氣候條件下的不同葉幕形式，經過對環境氣候條件的不同形式的過濾過程，可以形成差別相當大的葉幕光溫濕度微氣候條件，這些差異可以與不同氣候類型的兩大生態區域的差異相比。果園冠層微氣候因素的變化對果樹生理諸多過程產生顯著影響，如光合速率，葉片、枝條和果實的生長，花芽的分化和果實成熟，以及樹體和果實中糖、蛋白質和多酚類物質的代謝等。所以，果園的微氣候是影響果實品質的重要因素。板栗冠形與微氣候關系及其生物學調控，是充分利用生態環境光熱潛力實現板栗優質高產的重要理論基礎，也是板栗優質生產中急需解決的問題。研究板栗樹冠葉幕微域氣候可為板栗產量和果實品質的提高提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地點與材料

試驗于2008—2009年在河北省遵化市魏進河林場國家林業局板栗良種繁育中心進行。遵化市地處唐山市西北方、長城南側、燕山南麓的低山丘陵區，東經117°34′～118°14′，北緯39°55′～40°22′，該地區屬暖溫帶大陸性氣候，年平均氣溫為10.4℃，年平均降水量760mm，海拔173m。土壤條件為中性沙壤土，有機質含量0.7％，灌水方便。試驗材料為10a生遵達栗，株行距為3mx4m，樹形為圓頭形，樹高3m，冠徑2.5m。

1.2 調查內容與方法

1.2.1 樹冠內光照、溫度、濕度分布測定 選取生長健壯，無病蟲害6a生遵達栗樹。以樹干為中心，將樹冠分成東、南、西、北、東南、東北、西南、西北八個方位，從樹冠基部(距地面高度120cm)開始向上每隔60cm1層，共3層，從樹干水平向外每隔60cm1層，共2層，共劃分成48個區域。從開花到果實成熟每7d左右選晴天上午11:30用美國Nielsen—Kellerman產的Kestrel 4000手執氣象儀測不同區域溫、濕度，用ST-92數字照度計測不同區域光照強度。選擇長勢一樣立地相同的同一品種3株樹作為重復。

1.2.2 養分含量測定按照1.2.1劃分好的區域，每次測完氣候因子時，采集相應區域的葉片和果實，進行營養成分測定。果實中淀粉含量用酶水解法(GB／T5009，9-2003)、脂肪含量用索式抽提法(GB／T5009，6-2003)、蛋白質含量用凱氏定氮法(GB／T5009，5-2003)、總糖含量用直接滴定法(GB／T5009，7-2003)分別測定。

2 結果與分析

2.1 光照強度、溫度、濕度在樹冠內的分布

2.1.1 樹冠內光照強度的分布 由圖1可以看出，在樹冠內不同層次不同方位光照強度分布存在差異，并且呈現一定的規律性。從上層到下層。光照強度逐漸變小；在相同層內樹冠外圍光照強度明顯高于內層；在水平方向上樹冠外圍不同方向上光照強度變化顯著，其中西南方向光照強度最大，樹冠內層光照強度各方向上變化不明顯。總體來看，從外圍到內膛的變化大于垂直方向的變化，更大于方向引起的變化。

2.1.2 樹冠內溫度的分布 由圖2可以看出，白天不同冠層不同方位溫度高低不同。在垂直方向上，從冠上頂部到下層，溫度逐漸變小，每層溫差可達1℃：同一冠層在水平方向上樹冠外圍的溫度明顯高于內膛，距離樹干中心越近，溫度越低，但從距離樹冠外圍0.5m到樹干中心的范圍內溫度變化不大：同一冠層內外的溫度變化大于冠層之間的溫差；在不同方向同一水平上，外圍溫度變化明顯從南向北有逐漸變小的趨勢，內膛溫度變化微小。

2.1.3 樹冠內濕度的分布 由圖3可以看出，從上層到下層，相對濕度逐步變大；同一冠層內，距中心干的距離越大，相對濕度越小，但冠層之間的變化要小于同一冠層內的變化；在同一水平不同方向上濕度變化從南向北逐漸變大，相對濕度在樹冠內的分布正好與溫度和光照的分布相反。垂直方向的變化大于水平方向，同一冠層內相對濕度一般差別在1～3個相對濕度，而冠層之間相對濕度一般差別在2～5個相對濕度。

2.2 不同區域內果實養分含量分布

2.2.1 樹冠不同區域果實淀粉含量的變化板栗是眾多堅果里唯一一個以淀粉為主要成分的果品，板栗淀粉的含量決定了板栗的口感。能夠調節板栗的糯性，因此淀粉含量成了衡量板栗品質的一項重要指標。從表1中可以看出，不同的方位不同層次果實淀粉含量存在顯著的差異。在水平方向上，同一層內外圍果實淀粉含量明顯高于內膛；在相同層內，以南方向和西南方向最高，北方向和東北方向最低，外圍不同方向上果實淀粉含量變化較內膛大；在垂直方向上，從上層到下層果實淀粉含量逐漸降低，其中外圍變化較內膛大。

2.2.2 樹冠不同區域果實脂肪含量的變化脂肪也是評價堅果品質的重要指標之一，除了有重要的營養價值外，還是決定板栗香味兒的重要因素。從表2可以看出，板栗樹冠不同區域果實中脂肪含量存在差異，變化規律與淀粉基本一致。

2.2.3 樹冠不同區域果實總糖的變化 總糖含量的大小是大部分果品品質評價的重要指標，在板栗果實品質構成中總糖的含量占有很重要的位置。從表3可以看出，板栗樹冠不同區域總糖含量存在差異。同一層次中，以南、西南、西和東南方向果實總糖含量較高，北、西北和東北含量較低；相同方向上，樹冠上層果實總糖含量較中層和下層高，外圍果實總糖含量較內膛高。

2.2.4 樹冠不同區域果實蛋白質含量的變化從表4可以看出，板栗樹冠不同區域蛋白質含量存在差異。其分布規律同果實總糖含量。

2.3 環境因子與果實品質的關系

通過測定樹冠不同區域內板栗果實的各項營養指標，并加以權重得出不同區域的果實品質系數，再與不同環境因子進行相關性分析。從表5中可以看出，在各個方向上，各環境因子與板栗果實品質都有很高的相關性，最高達到0.943，其中光照和溫度，與品質呈正相關，而濕度與品質呈負相關。可見，在光照充足溫度較高的向陽面區域有利于板栗品質形成，較高的濕度可能是板栗品質形成的不利因素。與光照的相關系數在西南方向最高(0.943)、相關性極，顯著，南方向最低(0.743)；與溫度的相關系數在東方向最高(0.942)，南方向最低(O.523)；與濕度的相關系數在西南方向最大(-0.581)，相關性極顯著，西方向最小(-0.930)。

不同層次間環境因子與板栗果實的品質形成同樣有很高的相關性(表6)，最高達到0.931，其中光照和溫度與品質呈正相關，而濕度與品質呈負相關。外圍的相關性顯著高于內膛，其中光照的相關系數在中層外圍最高為0.923、極顯著，下層內最低為0.590、顯著；與溫度的相關系數在上層外最高達到0.931、極顯著，中層內最低0.743、顯著；與濕度的相-關系數上層外最大為0.540、極顯著，中層內最小為-O.794。

3 討論

3.1 光照強度、溫度、濕度在樹冠內的分布

板栗樹冠內不同方位光照強度、溫度和相對濕度分布的不同主要由樹形和枝葉組成決定。由于太陽輻射的入射方向是自上而下，從南向北，由外到內的，所以在樹冠內葉幕的作用下，冠層內的光照強度應該是自上而下，由外到內，從南向北逐漸降低。與本試驗結果吻合。冠層內溫度和濕度間接受到太陽輻射的影響，所以也存在差異。溫度的分布規律和光照強度基本一致，最大溫差達到3℃。因為溫度越高空氣濕度就越容易減小，所以濕度的分布與光照和溫度不同，自上而下，由外到內，從南到北濕度逐漸增大，最大差值達到45％。

但是其他不確定因素如風速、風向、太陽高度以及人為干涉等對各環境因子分布也有影響。所以在進行相關數據測量時，應該多設置重復，并保持試驗環境的一致性，減小誤差。在今后的研究還需要大量試驗和驗證來建立葉幕內環境因子分布的模型。進一步研究枝葉的發生規律，枝葉空間分布和葉片的分布角度，真實反映葉幕的過濾效果。

3.2 不同區域內環境因子對果實品質的影響

影響板栗品質的因素很多，但是在同一株樹上板栗果實品質的差異主要是冠層的微氣候引起的。因為光照和溫度都是影響植物光合作用強弱的關鍵因素，所以樹冠內光照充足、溫度較高的區域更有利于光合作用的進行，從而可以為果實品質的形成提供較充分的光合產物。所以樹冠內不同區域光照和溫度的差異會引起不同區域果實品質的差異。研究同樣也表明冠層內不同區域內的果實品質與光照強度、溫度、濕度各環境因子相關性極顯著。這說明樹冠內各環境因子對板栗果實的品質形成具有重要的影響作用。今后研究可以從生理和生化的角度，揭示環境因子對果樹枝葉生長和果實品質形成的作用機理：在人工環境和自然生態果園的研究相結合，揭示不同生態因子對果實品質形成的作用等。

4 結論

在板栗樹冠內，不同方向和不同層次構成的不同區域板栗果實品質存在顯著差異，而且與環境因子在樹冠內的分布規律密切相關，其中與光照強度、溫度呈正相關，與濕度呈負相關。