郁閉蘋果園不同降密方式對冠層微環境以及樹體生長和果實品質的影響

陳汝，薛曉敏，王來平，翟浩，聶佩顯，王金政

（山東省果樹研究所，山東 泰安 271000）

目前山東省蘋果栽培面積30萬hm2以上，其中大部分果園是20世紀90年代種植的，且90%以上的果園采用喬砧密植栽培模式，現在這些果園已經呈現極度郁閉狀態[1]，果園通風透光差、果實品質低、大小年結果嚴重、樹勢衰弱、生產管理困難等問題突出，嚴重制約了蘋果生產的優質高效和可持續發展[2]。間伐是改造蘋果成齡密閉果園經常采用的措施之一。合理間伐可以降低樹冠間的交接率，改善果園的群體結構和通風透光條件，增強樹勢和樹體的光合能力，提高單株產量和果實品質[3～7]。研究郁閉蘋果園不同降密方式對冠層微環境以及樹體生長和果實品質的影響，旨為成齡蘋果喬砧密閉園改造提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在威海市文登區葛家鎮蘋果園進行。該果園呈郁閉狀態，面積12 hm2。蘋果主栽品種為10 a生的紅富士/海棠，授粉品種為嘎拉，樹形為小冠疏層形，株行距3 m×5 m。土壤為砂壤土，pH值6.5，有機質含量1.2%。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 在郁閉蘋果園，隨機選擇樹勢和樹形基本一致的區域，采用隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式進行間伐處理，以不間伐處理作為CK（圖1）。

圖1 郁閉果園不同降密方式的示意圖Fig.1 Schematic diagram of different reduce density methods in closed orchard

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 果園群體結構、樹體枝量及枝類組成。采用隨機取樣法，每小區選擇5株，重復3次。用米尺測量干高、干周、冠幅，調查主枝數以及單株葉叢枝、短枝、中枝、長枝和發育枝的數量，計算枝類比、單株枝量、樹冠交接率和果園覆蓋率。

單株樹冠投影面積（m2）=πr2

式中，r為冠幅半徑。當單株樹冠投影面積＞單株占地面積〔（株距+行距）/4〕時，以單株占地面積計[8]。

果園覆蓋率=單株樹冠投影面積×栽植株數/植株總占地面積×100%

樹冠株間交接率=（冠幅-株距）/株距×100%

樹冠行間交接率=（冠幅-行距）/行距×100%

1.2.2.2 樹冠透光率。2018年9月底至10月初，選擇晴天的8：00～18：00，每隔2 h用方格布法[2]統計1次樹體的透光面積，即為樹冠內透光率。每處理均測定5株長勢基本一致的樹體，重復3次。

1.2.2.3 冠層微氣候參數、葉片SPAD值以及光合速率。將樹冠水平方向分成內膛（距樹干＜1.0 m）和外圍（距樹干＞1.5 m），樹冠垂直方向分成上層（距離地面3.0 m）、中層（距離地面2.0 m）和下層（距離地面1.0 m）。

采用隨機取樣法，每處理選擇5株長勢基本一致的樹體，重復3次，分別測定樹冠上、中、下層內膛和外圍的光照強度以及溫度和濕度等參數。其中，光照強度采用光度計測定，溫度采用溫度計測定，濕度采用濕度計測定。

隨機選取樹冠上、中、下層內膛和外圍的短枝或中枝上的成熟葉片，每處理選擇3株樹。用葉綠素儀-502（日本美能達公司）測定葉片SPAD值，每處理測定25片葉，重復3次。應用CIRA S-II型便攜式光合系統測定儀（英國PP-Systems公司）測定葉片凈光合速率，每處理測定5片葉，重復3次。

1.2.2.4 果實品質指標。果實成熟后，每處理隨機采收果實30個。用1/100電子天平稱量果實單果重；用數顯游標卡尺測量果實的縱徑和橫徑，計算果形指數（果實橫徑/果實縱徑）；用GY-1型果實硬度計測定果實去皮硬度；用數顯糖量計測定可溶性固形物含量；根據DB 37/T 056—1990[9]統計優質果率；觀察果面著色面積及光潔程度，根據果面著色面積和光潔度分級標準（表1），統計各級果數，分別計算著色指數〔∑（各級果數×代表級值）/（總果數×最高級值）×100〕和光潔度指數〔∑（各級果數×代表級值）/（總果數×最高級值） ×100〕。

表1 紅富士蘋果果面著色和光潔度分級標準Table 1 Coloring and smoothness grading standards of Red Fuji apple

1.2.3 數據處理 利用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同降密方式對郁閉蘋果園群體結構參數、樹體枝量及枝類組成的影響

2.1.1 不同降密方式對郁閉蘋果園群體結構的影響 調查結果（表2）顯示，不同降密方式處理均可降低果園的覆蓋率，提高樹冠的透光率，其中，隔行去行處理對改善郁閉果園的群體結構效果最好，果園覆蓋率較CK降低50%以上，樹冠透光率較CK提高近1倍。

表2 不同降密方式對郁閉蘋果園群體結構的影響Table 2 Effects of different density reduction methods on the population structure of closed apple orchard

2.1.2 不同降密方式對樹體枝量及枝類組成的影響 調查結果（表3）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均可降低郁閉蘋果園的樹體枝量并優化枝類組成，其中，單株枝量分別較CK降低了18.96%、12.41%和19.58%，短枝和葉叢枝占總枝量的比例分別較CK提高了17.13個百分點、14.27個百分點和7.37個百分點，長枝和發育枝占總枝量的比例較CK分別降低了24.47個百分點、18.04個百分點和10.79個百分點。可以看出，隔行去行降密方式對于降低郁閉蘋果園樹體枝量并優化枝類組成效果最好。

表3 不同降密方式對郁閉蘋果園樹體枝量及枝類組成的影響Table 3 Effects of different density reduction methods on the branches amounts and branch composition of closed apple orchard

2.2 不同降密方式對郁閉蘋果園冠層微環境的影響

2.2.1 不同降密方式對冠層溫濕度的影響 調查結果（表4）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內、外的溫度和濕度產生影響。

樹冠內、外溫度均表現為由上至下逐漸降低，各冠層溫度均表現為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，上下冠層溫差表現為隔行去行處理（0.7～1.6℃） ＜隔株去株處理 （1.7～2.3℃） ＜隔行間株處理 （2.1～2.9℃） ＜CK（2.4～3.3℃）。同一冠層內，樹冠外圍的溫度高于內膛，但變化幅度較小。

樹冠內、外相對濕度的變化趨勢均與溫度的變化趨勢相反。樹冠內、外各層的相對濕度均表現為隔行去行處理＜隔株去株處理＜隔行間株處理＜CK。相對濕度由樹冠上層至下層逐漸增大，上下層相對濕度差表現為隔行去行處理（1.8%～1.9%）＜隔株去株處理（2.3%～2.8%） ＜隔行間株處理 （2.7%～3.4%） ＜CK（3.7%～4.2%）。同一冠層內，樹冠內膛的相對濕度高于外圍，但變化幅度不大。

表4 不同降密方式對蘋果冠層溫度和相對濕度的影響Table 4 Effects of different density reduction methods on the temperature and relative humidity of canopy

2.2.2 不同降密方式對冠層相對光照強度的影響 調查結果（表5）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內、外的相對光照強度產生影響。

樹冠內、外相對光照強度均表現為由上至下逐漸降低，各冠層的相對光照強度均表現為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，并且同一冠層的外圍相對光照強度高于內膛。即：冠層上層外圍相對光照強度最高，冠層下層內膛相對光照強度最低。

表5 不同降密方式對蘋果冠層相對光照強度的影響Table 5 Effects of different density reduction methods on the relative light intensity of canopy （%）

2.2.3 不同降密方式對冠層葉片SPAD值和光合速率的影響 調查結果（表6）顯示，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均對蘋果樹冠上、中、下層以及冠層內、外的葉片SPAD值和光合速率產生影響。

樹冠內、外葉片SPAD值和葉片光合速率均表現為隔行去行處理＞隔株去株處理＞隔行間株處理＞CK，說明降密能夠促進葉片生長發育，提高凈光合速率。冠層內、外葉片SPAD值和葉片光合速率變化均表現為由上到下逐漸降低，同一冠層的葉片SPAD值和凈光合速率均表現為外圍＞內膛。

表6 不同降密方式對冠層葉片SPAD值和光合速率的影響Table 6 Effects of different density reduction methods on leaves SPAD value and photosynthetic rate of canopy

2.3 不同降密方式對蘋果果實品質的影響

調查結果（表7）顯示，不同降密方式處理均可提高果實品質，其中，隔行去行處理的蘋果單果重（238.3 g）、著色指數 （89.2）、光潔度指數 （83.2）、可溶性固形物含量（15.1%）和優質果率（82.4%）均高于其他降密處理，分別較CK提高了18.2%、11.4%、5.85%、26.9%和25.2%。

表7 不同降密方式對蘋果果實品質的影響Table 7 Effects of different density reduction methods on the fruit quality

3 結論與討論

合理的群體結構和枝干空間分布以及良好的光照環境等是實現果樹優質豐產的關鍵[10～12]。密閉園改造后，果園覆蓋率和冠內透光率都有所改善，為果樹優質豐產奠定了基礎[2，13]。本研究中，隔行去行、隔株去株、隔行間株3種降密方式處理均可明顯降低果園覆蓋率，提高樹冠透光率，其中隔行去行處理對改善郁閉果園群體結構效果最好。間伐能有效降低果園的總枝量，是改善果園群體結構、解決果園密閉的有效途徑[14]。間伐處理后，果園通風透光狀況得到改善，果樹枝類組成得到優化，新梢生長停止早，有利于花芽分化[15，16]。本研究結果表明，通過不同的降密方式均可明顯降低郁閉果園樹體枝量并優化枝類組成，提高短枝和葉叢枝的比例，降低長枝和發育枝的比例。這與吳軍帥等[13]的研究結果相一致。

蘋果樹冠層溫度和濕度是影響果樹生長，決定果實品質和產量的直接因素[17]。本研究結果表明，不同降密方式處理對冠層內溫度的影響表現為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK，對冠層內相對濕度的影響表現為隔行去行＜隔株去株＜隔行間株＜CK。冠層溫度從上層到下層逐漸降低，同一冠層條件下樹冠外圍的溫度高于內膛溫度，樹冠相對濕度的變化趨勢與溫度的變化趨勢相反，這與前人研究結果[18，19]相一致。

樹冠內光照分布狀況與樹冠形狀、枝葉數量、枝葉密度和不同枝類的空間分布有密切關系，并直接影響花芽形成、果實發育以及果實品質[12]。改善蘋果園樹冠光照分布狀況對于完善蘋果配套的豐產穩產栽培管理技術，提高蘋果產量和品質具有指導意義[20]。本研究結果表明，不同降密方式處理對冠層內相對光照強度的影響表現為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK，并且相對光照強度分布均呈現出自上而下、由外到內依次降低的規律。

葉片是果樹光合作用的重要部位，其生長發育狀況是評價果樹生長發育狀況的重要標志。葉片發育良好可以促進樹體生長健壯、代謝活動旺盛，是果樹高產、穩產、優質的基礎。對成齡密閉園進行間伐后，樹體的群體結構和冠層環境得到改善，可以促進葉片生長發育，提高葉片的光合能力[3]。本研究結果表明，不同降密方式處理均能有效改善樹體的通風透光條件，促進葉片生長發育，提高葉片的凈光合速率。冠層葉片SPAD值和光合速率均表現為上層＞中層＞下層，同一冠層葉片凈光合速率表現為樹冠外圍＞內膛。不同降密方式處理的葉片SPAD值和光合速率均表現為隔行去行＞隔株去株＞隔行間株＞CK。

通過間伐措施對郁閉果園進行結構調整，能夠改善冠層的光照條件，顯著提高葉片光合能力，從而促進果實品質的提高[5，6]。密閉果園通過間伐直接改善群體結構，通過修剪疏除過密枝等優化樹體結構，從而促進蘋果單果重、著色指數、光潔度指數、可溶性固形物含量等果實品質指標的提高[6，14]。本研究結果表明，隔行去行處理的蘋果園果實單果重、著色指數、光潔度指數、可溶性固形物含量以及優質果率等均高于其他降密方式處理。

綜上分析可以看出，采用隔行去行降密方式，對于改善郁閉蘋果園的微環境，提高葉片光合效率和果品質量綜合效果最好。