杏樹(shù)不同樹(shù)形冠層分析研究

李靜江 楊復(fù)康 宋永宏 楊燕君 楊曉華 呂景麗

摘 要：本試驗(yàn)通過(guò)使用LAI-2200 冠層分析儀來(lái)測(cè)量相對(duì)截獲光輻射比例來(lái)分析研究了開(kāi)心形、延遲開(kāi)心形、自由生長(zhǎng)形等3種不同樹(shù)形的透光率。本試驗(yàn)中采用的截獲光輻射比例低于30%認(rèn)為是無(wú)效（或低效）光區(qū)。通過(guò)比較分析：樹(shù)冠投影面積由大到小的順序?yàn)檠舆t開(kāi)心形>開(kāi)心形>自由生長(zhǎng)形;內(nèi)膛枝所占比例由高到低的順序?yàn)樽杂缮L(zhǎng)形>延遲開(kāi)心形>開(kāi)心形;透光率由高到低的順序?yàn)殚_(kāi)心形>延遲開(kāi)心形>自由生長(zhǎng)形。為此，開(kāi)心形樹(shù)形內(nèi)膛枝比例小、截獲光輻射比例高，光能利用率高，對(duì)提高果實(shí)品質(zhì)有非常重要的作用，但杏樹(shù)樹(shù)形改造在結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益、利益最大化方面，推薦以延遲開(kāi)心形為宜。本文的研究結(jié)果可為生產(chǎn)中低產(chǎn)園樹(shù)形改造、新建園樹(shù)形選擇提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：杏樹(shù);樹(shù)形;冠層分析

文章編號(hào)：2096-8108（2021）04-0011-05? 中圖分類號(hào)：S662.2? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Canopy Analysis of Apricot Trees with Different Tree Shapes

LI Jingjiang， YANG Fukang*， SONG Yonghong， YANG Yanjun， YANG Xiaohua， LV Jingli

（Pomology Institute， Shanxi Agricultural University， Taigu 030815， China）

Abstract：In this experiment， LAI-2200 canopy analyzer was used to measure the relative intercepted light radiation ratio to analyze and study the transmittance of main open form， delayed open form， free growth form. The ratio of intercepted light radiation used in this experiment less than 30% was considered to be ineffective （inefficient） light area. Through comparative analysis， the order of crown projection area from large to small was delayed open form， open form， and free growth form. The proportion of inner branch from high to low was free growth form， delayed open form， open form. The order of transmittance from high to low was open form， delayed open form and free growth form. The results showed that the open form had the advantages of small proportion of inner branch， high proportion of intercepted light radiation and high utilization rate of light energy， which were very important for fruit quality. However， it was recommended to delay open form in combination with economic benefits and maximization of benefits. The results of this study can provide a theoretical basis for tree shape transformation and tree shape selection of middle and low yield orchards.

Keywords：apricot trees; tree form; canopy analysis

杏（Armeniaca vulgaris）為薔薇科杏屬植物[1]，在中國(guó)栽培歷史悠久[2]，杏原產(chǎn)我國(guó)，有記載的栽培歷史有3 500年以上，杏樹(shù)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(shù)種。隨著杏樹(shù)在我省種植面積的不斷擴(kuò)大，杏樹(shù)成為大多數(shù)山區(qū)、丘陵地帶（譬如大同的陽(yáng)高縣、長(zhǎng)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(lái)源、“一縣一品”、“一村一品”的主要樹(shù)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(zhǎng)，自然生長(zhǎng)的杏樹(shù)樹(shù)冠龐大郁閉，枝條密生，光照和通風(fēng)不良，樹(shù)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(shù)產(chǎn)量下降及品質(zhì)的降低，這已成為廣大杏樹(shù)產(chǎn)區(qū)的普遍問(wèn)題，解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵在于對(duì)杏樹(shù)進(jìn)行有效的整形修剪，形成與栽植密度相適應(yīng)的樹(shù)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(shù)的重要組成部分，它與太陽(yáng)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(shù)[4]、蘋果樹(shù)[5-6]、杏[7-8]做過(guò)相關(guān)研究，但是關(guān)于杏樹(shù)冠層結(jié)構(gòu)方面的研究卻很少。為了了解不同樹(shù)形樹(shù)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(kāi)心形、延遲開(kāi)心形及自由圓頭形3種樹(shù)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(shù)形改造、新建園區(qū)樹(shù)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(shù)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(wú)霜期160～180 d，土壤為沙壤土，樹(shù)齡5年生，株行距4 m×5 m，園區(qū)施肥為有機(jī)肥，樹(shù)體生長(zhǎng)正常，圃區(qū)排灌條件完善。

1.2 方法

樹(shù)體指標(biāo)測(cè)量：試驗(yàn)選擇開(kāi)心形、延遲開(kāi)心形、自由生長(zhǎng)形等3種不同樹(shù)形。用卷尺測(cè)量各處理的樹(shù)高、干高和冠幅。并計(jì)算冠高、樹(shù)冠投影面積、樹(shù)冠體積等。計(jì)算方法見(jiàn)公式1、2、3。

公式1：冠高（m）=樹(shù)高（m）-干高（m）

公式2：樹(shù)冠投影面積（m2）=冠幅東西向（m）×冠幅南北向（m）

公式3：樹(shù)冠體積（m3）=樹(shù)冠投影面積（m2）×冠高（m）

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

測(cè)量時(shí)間：2017年9月17日，全天陰天。

測(cè)量過(guò)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(cè)量時(shí)面對(duì)樹(shù)體從左往右依次測(cè)量每個(gè)立方體。

枝條清點(diǎn)：依照測(cè)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(cè)量：先將LAI-2200型冠層分析儀調(diào)試好，每測(cè)量一個(gè)層次時(shí)，首先將分析儀置于周圍無(wú)遮攔物的空地上測(cè)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(shù)葉或樹(shù)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(guò)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(shù)形的冠層結(jié)構(gòu)特征比較

經(jīng)過(guò)整形修剪以后，杏樹(shù)在樹(shù)高、冠高、冠幅等各方面生長(zhǎng)指標(biāo)發(fā)生變化，樹(shù)體的樹(shù)冠面積和投影體積隨即發(fā)生變化。對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理做表1可知，開(kāi)心形和延遲開(kāi)心形的各樹(shù)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(zhǎng)形，由于沒(méi)有進(jìn)行整形修剪，樹(shù)高最高，樹(shù)體向上長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)勁，樹(shù)冠投影面積及樹(shù)冠體積小;而經(jīng)過(guò)整形修剪措施的開(kāi)心形和延遲開(kāi)心形這兩種樹(shù)形，由于枝條傾斜，枝條向四周延展，樹(shù)冠張開(kāi)，為此樹(shù)冠投影面積及樹(shù)冠體積相對(duì)較大。

2.2 不同樹(shù)形、不同層次內(nèi)膛枝所占比例

從表2可知，不同樹(shù)形的內(nèi)膛枝比例由下往上逐漸減少，自由生長(zhǎng)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(zhǎng)枝3部分。未經(jīng)整形修剪的自由生長(zhǎng)形由于樹(shù)上枝條未采取拉枝措施，下部枝條直立向上的延長(zhǎng)枝進(jìn)入內(nèi)膛，致使內(nèi)膛枝量加大;而經(jīng)過(guò)整形修剪的開(kāi)心形和延遲開(kāi)心形兩種樹(shù)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(guò)表2數(shù)據(jù)做圖2可看到：延遲開(kāi)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(shù)形的結(jié)果枝豐富株產(chǎn)必定高于其余兩種樹(shù)形，故此從經(jīng)濟(jì)效益、利益最大化角度考量，延遲開(kāi)心形樹(shù)形對(duì)增加株產(chǎn)，提高667 m2產(chǎn)量有積極的作用。

2.3 不同樹(shù)形、不同層次樹(shù)冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例

樹(shù)冠內(nèi)的光照分布情況與樹(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(cè)量值與該立方體所在層次的空白值的比值。通過(guò)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)整理得出：3種樹(shù)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(shù)形內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射量有差異。

自由生長(zhǎng)形大于30%的截獲比例較開(kāi)心形、延遲開(kāi)心形的少，說(shuō)明其內(nèi)膛見(jiàn)光程度弱。不同樹(shù)形不同層次樹(shù)冠內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射比例分別見(jiàn)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(kāi)心形的數(shù)值最小，說(shuō)明開(kāi)心形樹(shù)形內(nèi)膛枝少，大部分枝條均能見(jiàn)光，利于接受光能。而在不同樹(shù)形不同層次中，均有相同的規(guī)律，第1層也就是樹(shù)冠最下層，接受光輻射能力弱，往上越來(lái)越強(qiáng)。

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(guò)使用該儀器測(cè)量相對(duì)截獲光輻射比例來(lái)分析研究不同樹(shù)形的透光率。冠層下的光絕大部分來(lái)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(shù)無(wú)論采用何種樹(shù)形，其目的均應(yīng)保障冠層內(nèi)部輻射分布合理，不同樹(shù)形杏樹(shù)的樹(shù)體大小、冠層結(jié)構(gòu)分布直接影響杏樹(shù)葉面積指數(shù)、透光率和冠層光截獲能力。樹(shù)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]。

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

2）不同樹(shù)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(zhǎng)枝3部分。而經(jīng)過(guò)整形修剪的開(kāi)心形和延遲開(kāi)心形兩種樹(shù)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(zhǎng)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(shù)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(shù)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(guò)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(shù)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(shù)干的下層最低。與馬婧等在棗樹(shù)上所做的研究結(jié)果相同。不同樹(shù)形內(nèi)膛相對(duì)截獲光輻射量有差異。自由生長(zhǎng)形由于內(nèi)膛枝量最大最多，造成大于30%的截獲比例較開(kāi)心形、延遲開(kāi)心形的少，說(shuō)明其內(nèi)膛見(jiàn)光程度弱。而開(kāi)心形、延遲開(kāi)心形這兩種樹(shù)形由于內(nèi)膛枝不多，得到合理修剪控制，其余枝條見(jiàn)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(wú)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(wú)效（或低效）光區(qū)。通過(guò)對(duì)3種不同樹(shù)形的比較分析，自然開(kāi)心形的樹(shù)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(kāi)心形只有1層樹(shù)枝，總體枝量比延遲開(kāi)心形（2層樹(shù)枝）樹(shù)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(kāi)心形為宜。

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收稿日期：2021-03-15

基金項(xiàng)目：農(nóng)科院生物育種工程項(xiàng)目（17yzgc045）;晉梅杏高接換優(yōu)提質(zhì)增效創(chuàng)優(yōu)發(fā)展研究（YCX2018D2YX19）;杏新品種‘晉梅杏示范推廣（2019CGZH05-3）

第一作者簡(jiǎn)介：李靜江（1968-），男，助理研究員，主要從事杏李育種及栽培研究工作。

通訊作者：楊復(fù)康（1965-），男，副研究員，主要從事杏李育種及栽培研究工作。