柑橘樹勢測樹學量化研究

周利利 韓慶忠 夏立忠 周學枝 段增強 向琳

摘要 采用測樹學方法，連續3年對5個觀測點3個柑橘品種（弗羅斯特、琳娜和倫晚）10～16年樹齡的122株樹體的測樹學參數（樹高、樹冠直徑和莖周）和單株產量進行了觀測，并就各觀測點的測樹學參數及其乘積復合參數與產量的關系進行了分析。結果表明，在品種和園地管理措施一致的條件下，處于樹勢擴張期的臍橙樹冠直徑、主干莖周、樹冠體積、樹冠體積與莖周乘積復合參數均與單株產量呈正相關，且5個觀測點的臍橙單株產量分別與主干莖周、樹冠體積及其乘積呈極顯著線性相關關系。這說明柑橘主干和樹冠能夠反映出來自環境的物質和能量的吸收、輸送和生物質合成，能夠對柑橘生產力的形成具有復合效應，其復合效應大小對柑橘生產力規模具有直接的影響。結合樹體參數觀測與反映植物營養生理狀態的植株營養診斷，將為柑橘樹勢分析和產量預測提供更為完整和準確的評價體系。

關鍵詞 柑橘樹勢;測樹學參數;單株產量;產量預測

中圖分類號 S666文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0149-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.045

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract A 5 years investigation was conducted from 2015 to 2017，122 plants of 3 citrus varieties in 5 sites，at age 10～16 ys，were chosen.Citrus plant dendrometric parameters including tree height，tree crown diameter，main neck circumference and yield per plant were measured，and the crown volume was estimated.The result showed that under the conditions that the variety and garden management are consistent，tree crown diameter，main neck circumference，crown volume and compound parameters of main neck circumference times crown volume were all positively correlated with the fruit yield.Moreover，by using SPSS 15.0 stepwise regression analysis，there were linear regressions between yield per plant and each individual plant dendrometric parameters including main neck circumference，crown volume and compound parameter of main neck circumference times crown volume for each of the 5 sites.It was concluded that main stern and canopy contributed to the compound effect on the formation of citrus productivity in physiological process of absorption，transport of substances and energy from environment and for biomass synthesis.Combining plant dendrometric parameters observation and plant nutrition diagnosis reflecting plant nutrient physiological state will provide a more comprehensive and accurate evaluation system for citrus tree potential analysis and yield prediction.

Key words Citrus tree vigor;Dendrometric parameters;Fruit yield;Yield prediction

作者簡介 周利利（1991—）， 女，陜西渭南人，碩士研究生，研究方向：植物營養。*通信作者：夏立忠，研究員，從事面源污染研究;段增強，研究員，從事設施農業與植物營養研究。

收稿日期 2019-02-18

我國是柑橘大國[1-2]，柑橘產業的發展有力地帶動了我國很多地區區域性農村經濟的飛躍[3-4]。國內外有關柑橘的種質資源利用、品種選育、柑橘生態適宜性和柑橘園的生態管理已經開展了大量的研究，為柑橘產業的健康發展奠定了理論基礎和技術支撐[5]。但迄今為止，很少從生態學視角系統和定量地研究柑橘樹勢與產量、品質的關系，使這一領域滯后于柑橘園生態管理和現代農業技術進步的需求。柑橘為多年生果樹，其產量和品質不僅受當年生態條件和果園管理措施的影響，柑橘樹勢也是重要的決定因素。把握柑橘樹勢的本質進一步量化分析，對于柑橘園管理的優化具有重要的實用價值。

測樹學在林業生產管理中用于林木蓄積量估算和林業生產管理，主要指標包括主干高度、胸徑和樹冠體積等[6-8]。近年來很多研究者探討測樹學有關指標與經濟林果類植物產量的關系，甚至用于果樹產量的測算[9-10]。測樹學獲取數據簡便易行，對樹體無危害，且可以充分反映果樹的形體特征，為果樹樹勢評價提供有效的觀測和分析手段。尤其在現代農業管理中，高效便捷的測樹學方法對于果園管理具有重要的應用價值。筆者就弗羅斯特、林娜和倫晚幾個臍橙品種的測樹學參數與單株產量的關系進行觀測和分析，評價測樹學參數用于柑橘樹勢分析的效果，對于果園管理及相關研究具有一定的參考值。

1 材料與方法

1.1 樣點選擇

調查地點位于我國傳統柑橘產區的湖北省秭歸縣境內水田壩鄉上壩村（110°′″E、30°′″N）和茅坪鎮九里村（110°57′51.9″E、30°48′21.8″N），調查工作從2014年開始，分別選擇幾種不同樹齡的代表性臍橙品種（弗羅斯特、琳娜和倫晚）開展觀測和分析。用于觀測的柑橘園樹齡為10～15年，植株樹型為3主枝自然開心型，主枝下部主干長20～50 cm。調查區域柑橘園土壤為紫色砂、頁巖風華物發育的紫色土和花崗巖母巖風化碎屑物發育的黃壤（中國土壤系統分類*列為紫色正常新成土和鋁質常濕雛型土），土壤有機質含量低，速效態氮磷鉀含量差異較大，可能與施肥影響有關;土壤質地分別為黏壤土和砂質壤土（表1）。

1.2 測定方法

分株測量單產，同時利用0.1 cm精度皮尺測定冠幅直徑（D，cm）、樹高（H，cm）和緊靠主干分枝下部莖周（d，cm）。以樹高代替冠層高度表，利用圓柱體公式近似計算樹冠冠層體積V（3.14×D2×H）及其冠層體積與主干莖周乘積V·d （3.14×D2×H×d）。為了簡化單位轉換和計算過程，采用觀測樣本的最高值相對比率法（觀測值與觀測樣本最大值的比率），對各參數及其復合參數進行去量綱處理，如株高H去量綱后為Z（H）i=Hi/Hmax，結果見表3。進一步分析各類參數或復合參數去量綱值與單株產量之間的相關性，采用逐步回歸法建立單株產量與參數值之間的回歸方程。通過分析，初步建立衡量樹勢狀況的測樹學參數評價方法。

2 結果與分析

2.1 柑橘測樹學參數與產量

從表2可以看出，2015—2017年，122株樹齡10～16年的弗羅斯特、林娜和倫晚植株的冠層直徑均值均低于株行距，柑橘園尚未出現相鄰植株間枝葉重疊，樹勢處于擴展階段。盡管倫晚園土壤肥力水平高于其余2個品種的柑橘園（表1），且樹高、樹冠直徑及主干莖周均較高，但弗羅斯特和林娜單株產量均高于倫晚，可能與品種特性有關。

分別對每個樣點各類測樹學參數值采用最高值相對比率法去量綱化后，各樣點參數無量綱值見表3。由表3可知，各樣點無量綱參數值以復合參數值分異較大，株高、株冠直徑相對大小分化較小，樣點1和2柑橘植株主干直徑的大小分異較大。

2.2 柑橘測樹學參數與產量之間相關性

從表4可以看出，琳娜和弗羅斯特臍橙的株高、樹冠直徑、主干莖周單個參數及其樹冠體積、樹冠體積與莖周乘積復合參數經去量綱處理后均與單株產量呈正相關;而倫晚株高與單株產量呈負相關，其余無量綱參數均與單株產量呈正相關。從相關系數的顯著性水平看，僅弗羅斯特單株產量與樹高無量綱參數的相關性達極顯著水平。琳娜和弗羅斯特的樹冠直徑、樹冠體積無量綱參數均與單株產量呈極顯著相關，而倫晚相關性不顯著。幾個品種的主干莖周及樹冠體積與主干莖周乘積的無量綱參數值與單株產量之間均達顯著或極顯著正相關。可見，這3種臍橙主干莖周、樹冠體積與主干莖周乘積對單株產量具有顯著影響。這一觀測結果與部分前期研究具有較好的一致性。如汪景彥[11]和張波[12]曾提出采用蘋果樹的主干莖周預測單株蘋果產量;蘆雙潮[13]早期認為慢橘的主干越粗大，其產量越高、穩定，主要由于主干粗大有利于水分、養分輸送。早在1989年，Hutchinson[14]研究認為伏令夏橙產量與樹冠體積呈正比，可根據樹冠大小推測成年樹產量[14]。可見，主干莖周與樹冠大小是決定單株產量的重要影響因素。

樹冠體積與主干莖周乘積的無量綱參數與單株產量的相關系數不僅達極顯著水平，甚至高于主干莖周或樹冠體積與單株產量的相關系數，說明樹冠體積與主干莖周對于單株產量的形成具有復合效應，這一現象前人均未曾提及。

2.3 柑橘測樹學參數與產量之間線性回歸分析

進一步對測樹學無量綱參數（Z（H）、Z（D）、Z（d）、Z（V）、Z（V·d））與單株產量（y）的逐步回歸分析顯示，樣點1和3的單株產量與主干莖周的無量綱參數呈極顯著線性回歸，樣點2單株產量與樹冠體積的無量綱參數亦呈極顯著線性回歸。而樣點4和樣點5的單株產量隨著樹冠體積及莖周乘積的無量綱參數提高而呈極顯著升高（表5）。

3 結論與討論

從生態學視角看，果樹樹體空間生態資源的占有決定了光能和二氧化碳利用潛力，枝葉構成的樹冠也是生物質合成的物質與結構基礎。因此，冠層空間分布和大小是滿足光合作用的地表物質和能量需求，決定光合作用能力大小的樹體結構保障[15-16]。也就是說，樹體地表各類器官大小、形態與空間配置決定了光合產物的最大合成量及其輸移與分配過程，構成了生物質形成的樹體結構條件。而在冠層空間結構條件一定的前提下，土壤水分、養分的供應和吸收則是果樹生物質生產或產量形成的另一重要影響因子[17]。主干和地下根系發育狀況決定了水分與養分吸收和輸移潛力，而土壤水肥條件則決定了水分和礦物質供應潛力。由于地下根系觀測容易引起樹體傷害，而主干與地下根系發育同步，具有一定的正向響應相關性，因此對果樹長勢評價選擇主干莖周作為觀測參數較為合理。當然，主干支撐能力無疑也是維持地上部分生物量增長的基礎。可見，從測樹學視角而言，冠幅大小、空間分布和主干莖周對于柑橘生物質合成、分配和在各器官之間輸移具有重要的功能價值。而從時間尺度而言，果樹這類參數所顯示的生長勢是其生長期不同階段的累積效應。本質而言，它是自苗期到觀測期果樹生產力樹體要素的累積，對于果樹潛在生產力水平具有決定意義。該研究結果表明，柑橘產量與冠幅體積、樹冠直徑及主干莖周均呈不同程度的正相關，且與冠幅體積及主干莖周呈線性回歸，這一結果對上述討論作出了有力的印證。

柑橘代謝需要的水分和礦物質主要來自土壤，因此土壤水分時空分布和土壤礦質養分平衡與供應是柑橘光合作用形成生物質的物質基礎。眾多研究揭示了土壤水分、礦質營養條件與柑橘生物質形成的關系[18-20]。柑橘水肥供應對柑橘產量的影響是建立在柑橘樹體生產力要素積累的基礎之上，柑橘產量波動也在樹體要素所決定的最高潛在生產力水平之內。