不同樹形對軟兒梨光合特性、果實品質的影響

張茵桔，劉小利，李 沁,3

（1.青海大學農牧學院，青海西寧 810016；2.青海大學農林科學院，青海西寧 810016；3.青海高原林木遺傳育種實驗室，青海西寧 810016）

軟兒梨是青海的特色梨品種，主要生長于甘肅部分地區與青海的河湟谷地[1]。軟兒梨在青海的栽培歷史已經超過700 年[2]，口感良好、味道鮮美，是該地區廣泛栽培的梨品種[3-4]。軟兒梨目前面臨著栽培技術落后、標準化程度低等問題，導致軟兒梨果實品質差、品質穩定性不佳，影響其健康價值和市場競爭力[5]。樹形對果實品質有顯著影響，果實品質由單果質量、果實色澤等外觀品質與可溶性固形物、維生素C含量等內在品質共同決定。冠層結構作為樹形的關鍵組成部分，與樹冠內部光照分布緊密相連[6]，樹形差異會直接影響冠層的光合產能[7]，光合產能與果實品質密切相關。因此，通過改造樹形結構能有效改善果實品質[8]。張秀莉等對不同樹形對蘋果品質及產量的影響研究發現，主干形樹形的可溶性固形物優于紡錘形[9]。張琦等開展不同樹形對庫爾勒香梨的果實品質影響研究，表明主干形結果量顯著高于小冠疏層形[10]。目前關于果樹樹形及品質的研究主要從樹體光合指標、果實外觀及內在品質指標等方面進行研究，關于不同樹形對軟兒梨果實品質的影響方面的研究鮮有報道。因此，本研究選擇小冠疏層形、紡錘形和主干形3 種樹形對軟兒梨樹體進行改造，以不修剪的樹形為對照（CK）。針對這4 種樹形的光合參數、葉綠素含量、果實品質指標進行分析，并通過主成分分析進行綜合評價，篩選出光照利用率高、果實品質優異、產量高的理想樹形，以期探索軟兒梨高光效樹形，為提升軟兒梨栽培技術提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于青海省海南藏族自治州貴德縣河東鄉查達村果樹種植基地，屬高原大陸性氣候，平均海拔2 200 m，年均溫7.3 ℃，年降雨量252 mm，≥0 ℃積溫2 930 ℃，年無霜期166 d。屬灌淤土，黏壤[11]。土層厚度60 cm 左右，肥力中等。試驗地以酥梨作為軟兒梨的授粉樹，授粉品種與栽培品種按1∶5的比例進行配置，株行距為1.5 m×3 m，林下清耕。

1.2 試驗材料

選擇生長良好、長勢一致、結果穩定的軟兒梨樹，在原有放任樹形的基礎上進行樹形改造，以原有放任樹形為對照。

1.3 試驗方法

1.3.1 樹形改造

試驗于2022年春季樹體萌芽前進行。將成年樹按照主干形、紡錘形、小冠疏層形樹形標準結構進行改造。單株小區，重復3次。

小冠疏層形的改造：在原有樹主干50～80 cm 范圍內選擇不同方位、生長勢均衡、粗度不超過主干粗度1/2 的3 個旺枝作為第一層主枝，主枝基角約80°，角度不夠的進行拉枝；在第一層每個主枝上選留2 個側枝，側枝間距50～60 cm。在第一層主枝之上80～100 cm 處選留2 個不同方位的枝條作為第二層主枝，并與第一層主枝方位錯位分布，主枝基角70°左右；在第二層每個主枝上選留1 個側枝。在第二層之上60～70 cm 處選留一個側生枝條作為第三層主枝，并“落頭”。在不影響基本樹形和光照的前提下，各層間可保留數個小輔養枝。選留的主枝延長枝根據長勢進行中、輕度短截。除選留的主枝、側枝和輔養枝外，其余枝條全部疏除。改造后的樹體高度約2.5 m。

主干形的改造：在原有樹形上選擇一枝挺拔的中心干作為主干，在主干上選留不同方位的主枝8～10個，主枝間距25 cm，主枝基角為90°左右，角度不足進行拉枝。選留主枝的粗度不超過主干的1/5～1/3。在保證基本樹形和光照前提下，樹體中部可以保留若干小輔養枝，其余枝條全部疏除。在樹體光禿帶部位進行刻芽，刻芽間距約20 cm。改造后的樹體高度約2.5 m。

紡錘形：在原有放任樹的基礎上保留1 枝生長健壯的直立樹干作為中心干，在中心干上留下不同方位的15～20 個枝組，枝組之間的間距為15～20 cm，枝組基角約80°，側枝與主枝粗度的比例約為1∶3。在保證基本樹形和光照前提下，樹體中部可以保留數個小輔養枝，除選留的主枝和輔養枝外，其余枝條全部疏除。在樹體光禿帶部位進行刻芽，刻芽間距為20 cm。改造后的樹體高度約2.5 m。

1.3.2 光合作用參數及葉綠素含量的測定

于當年7月的晴天進行，09:00—11:00選取東南方向、外圍枝條成熟葉片，用LI-6400P型便攜式光合儀測定葉片凈光合速率(Pn)、氣孔導度(GS)、胞間CO2濃度(Ci)和蒸騰速率(Tr)。按照垂直高度分為下層（0～0.8 m）、中層（0.8～1.6 m）和上層（1.6～2.4 m），每層按照東南西北4 個方向采集葉片并帶回實驗室，按照張憲政[12]的方法計算葉綠素含量。

1.3.3 果實品質指標的測定

于當年10月果實成熟時，按照樹冠外圍東西南北4 個方向采果，每株采集30 個果實帶回實驗室，測定品質指標。

外觀品質：參照《果樹種質資源描述符》[13]選擇單果質量、果實色澤、果實形狀、果面光潔度4 項指標進行測定。

內在品質：可溶性固形物用手持糖度計測定；維生素C 含量采用2,6-二氯靛酚鈉法測定[14]；可溶性糖含量按劉海英等[15]的方法進行測定；硬度用硬度計進行測定，在果實的對立面分別削去1 cm2左右的果皮，測量果肉硬度[16]；可滴定酸采用酸堿中和滴定法進行測定[17]；石細胞含量用冷凍分離烘干稱重法測定[18]；單寧含量參照李靜等[19]的方法進行測定。

1.3.4 統計分析方法

用Excel 2009 匯總并處理數據，采用SPSS 26.0 軟件進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同樹形的光合指標及葉綠素含量比較

光合指標和葉片葉綠素含量體現樹體吸收利用光能并將其轉化積累為營養物質的能力。從表1可見，不同樹形對凈光合速率影響較大，但3種樹形間差異不顯著，其中以主干形樹形最高，為16.92 μmol·m-2·s-1，CK 最低，為13.52 μmol·m-2·s-1，主干形、紡錘形、小冠疏層形三者差異不顯著，主干形與CK 差異顯著。氣孔導度從高到低依次為主干形、CK、紡錘形、小冠疏層形，主干形與小冠疏層形存在顯著性差異，紡錘形、CK 與主干形、小冠疏層形差異不顯著。胞間CO2濃度無明顯規律，主干形最高，顯著高于小冠疏層形和CK，其次為紡錘形、小冠疏層形，CK 最低。蒸騰速率方面，從大到小依次為主干形、紡錘形、小冠疏層形、CK，主干形顯著高于小冠疏層形、CK。主干形、紡錘形樹形的葉綠素含量顯著高于小冠疏層形、CK。

表1 不同樹形軟兒梨的光合指標及葉綠素含量比較

2.2 不同樹形對果實外觀品質的影響

從表2 可以看出，4 種樹形單果質量差異不顯著。主干形果實果面光滑，而其他3 種樹形的果面光潔度均為中等。主干形、紡錘形果實呈綠黃色，小冠疏層形和CK 呈黃綠色。主干形、紡錘形的果實均勻，小冠疏層形和CK果實較均勻。

表2 4種樹形果實的外觀品質指標

根據蒲慎[13]的《果樹種質資源描述符》中對果實的外觀綜合評價的標準，主干形、小冠疏層形、紡錘形、CK的外觀綜合評分分別為好、好、中等、中等。

2.3 不同樹形對果實內在品質及產量的影響

從表3 可知，不同樹形果實的內在品質存在差異性。果實可溶性固形物含量方面：主干形比紡錘形提高5.5%，二者之間差異顯著，紡錘形與小冠疏層形差異不顯著，主干形與紡錘形顯著高于CK。果實可溶性糖方面：主干形與紡錘形顯著高于小冠疏層形與CK，小冠疏層形與CK 差異不顯著。果實可滴定酸含量方面：主干形與紡錘形、小冠疏層形差異不顯著，紡錘形與CK 差異顯著，主干形較紡錘形、小冠疏層形、CK 分別提高5.7%、12.17%、25.24%。4 種樹形的果肉硬度差異不顯著。果實維生素C 含量方面：主干形、紡錘形、小冠疏層形、CK 間均呈顯著差異，主干形較紡錘形、小冠疏層形、CK 樹形分別提高14.2%、33.3%、60%。石細胞含量方面：CK 含量最高，主干形、紡錘形、小冠疏層形均顯著低于CK 樹形。不同樹形產量從高到低依次為小冠疏層形＞紡錘形＞主干形＞CK；小冠疏層形與CK差異顯著。

表3 4種樹形果實的內在品質指標及產量

2.4 主成分分析及樹形篩選

將體現不同樹形光合特性及產量品質的共16 項指標進行主成分分析，得到相關指標的各因子載荷矩陣（見表4），根據各因子的相關性程度，得到5 項公因子F1、F2、F3、F4、F5（特征值均大于1），方差貢獻率分別為39.758%、14.579%、10.659%、10.597%、7.856%（見表5），累計方差貢獻率為95.674%，即可反映初始指標95.674%的信息，可以作為評價不同樹形的綜合指標。F1、F2、F3、F4、F5分別代表第一主成分、第二主成分、第三主成分、第四主成分、第五主成分，以每個主成分的貢獻率作為權重比例，得到綜合評分主成分模型：

表4 各因子載荷矩陣

表5 主成分分析結果

根據上述模型計算出4 種不同樹形果實品質的綜合評分。從表6 中可以看出，主干形綜合評分最高，排名第一；其次為紡錘形，第三為小冠疏層形，CK最低，排名第四。

表6 不同樹形果實品質的綜合評分

3 結論與討論

3.1 冠層結構對光合參數及葉綠素含量的影響

葉片受到太陽輻射多少是影響植物光合作用強度的主要因素，在外界環境相同的條件下，樹冠結構是影響樹冠內部光照分布的重要因素，改良冠層結構是提升樹體光合作用強度的主要方法。姜曉艷等認為“V”字形、圓柱形梨樹冠層可接受更多光照，葉片積累光合產物的能力更強，可作為生產優質梨果適宜的樹形[20]；劉珊珊等研究表明，碭山酥梨的“Y”字形冠層開度更高，凈光合速率高，產量也較高[21]。本研究結果表明，主干形的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、葉綠素含量均高于其他樹形。王文軍等在灰棗上的研究結果表明，主干形光合利用率、氣孔導度均高于小冠疏層形，與本研究結果一致[22]。主干形相較于紡錘形、小冠疏層形和CK 樹形對光照的利用率更高，積累的營養物質更多。主干形、紡錘形、小冠疏層形的凈光合速率比CK樹形分別高25.14%、16.42%、10%，主干形凈光合速率提升最大，表明主干形冠層截獲光照更多，樹體結構更合理。

3.2 冠層結構對果實產量及品質的影響

通過構建合理的樹形結構提升果實產量、品質，以獲得更高收益，是樹體整形修剪的目的。本研究中，主干形、紡錘形、小冠疏層形的產量均高于500 kg/667 m2，主干形產量顯著高于CK 樹形，CK 樹形最低。根據前人試驗可知，軟兒梨的單果質量在90～130 g[23]，本試驗的單果質量在100～160 g 之間，差異不大，與前人試驗結果接近。主干形可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量顯著高于其他樹形，主干形、紡錘形可滴定酸含量顯著高于小冠疏層形和CK，CK樹形的石細胞含量最高，與其余樹形差異顯著，果個越大，石細胞含量越高，與前人研究結果一致[23]。不同樹形的果實果肉硬度無明顯差異，說明光照對此因素的影響不大，這與姜曉艷等[20]的研究結果一致。

試驗結果表明，樹形結構對軟兒梨的光合參數、果實品質及產量有顯著影響，主干形光合參數最高，葉綠素含量最高，產量最高，綜合評分最高；紡錘形果實品質較高，光合參數較高，產量較高；小冠疏層形光合參數、產量及品質處于中等水平；CK 樹形光合速率低、產量低、果實品質差。4 種樹形對比，主干形樹形結構簡單，光照率高，果實品質好、產量高，可作為青海省梨園的高光效樹形。本試驗是軟兒梨果實第一年穩定掛果時完成，后續年份主干形的高光效、高品質、高產量的優勢是否能延續，需進一步研究。