中心干不同分枝数量对‘Y-1’矮砧‘富士’生理特性的影响研究

蔡华成，王 骞，高敬东，李春燕，杜学梅，弓桂花，杨廷桢

（山西省农业科学院果树研究所/果树种质创制与利用山西省重点实验室，太原030031）

0 引言

矮砧集约栽培是世界苹果栽培发展的趋势，这种栽培模式的核心技术之一就是树体培养高纺锤形和下垂枝结果[1]。纺锤形与以往的疏散分层形、小冠分层形等树形明显的区别是无永久性的主枝，中心干着生若干个分枝，分枝上直接着生结果枝，便于更新管理[1-2]。研究表明[3-4]，不同的分枝数量会影响果园枝条量，进而影响苹果生长发育和果实品质。留枝量过大，枝叶郁闭，大部分营养供给枝叶生长，影响果实产量及品质，留枝量过小，光能浪费，叶片净光合速率下降，果实品质也降低。因此，在不同的砧穗组合模式下，确定适宜的留枝数量，就成为苹果矮砧密植高产、稳产、优质的关键。‘Y-1’是山西省农业科学院果树研究所自主选育的苹果砧木新品种，具有矮化、早花早果、果实品质优异、抗逆性强等特点[5-6]。关于其树形管理尚处在起步阶段，本研究以‘Y-1’矮化中间砧嫁接‘富士’为试材，探讨其高纺锤形模式下不同分枝数量对树体营养生长和果实产量、品质的影响，旨在为这一砧穗组合提供标准化管理的理论依据，使其良砧良法配套，发挥矮砧栽培的集约高效。

1 材料与方法

1.1 试验材料

中心干不同分枝数量试验在山西省农业科学院果树研究所（海拔820 m，土壤pH 7.8，年平均温度10.6℃，历年最低气温-23℃，最高38.5℃，年降雨量400～600 mm，年日照时数2300 h，无霜期165～180天）进行，供试穗砧组合为‘长富2号’/‘Y-1’/八棱海棠，果园2010年栽植，2011—2012年按高纺锤树形整形，3种分枝数量处理分别为30、35、40，2013年有部分产量，2014年开始大量结果。试验园株行距1.5 m×4 m，行间自然生草、设立支架，管理一致。试验采用随机区组设计，选择各处理‘Y-1’矮砧‘富士’苹果树各5株，单株小区，挂牌标记。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 树体生长量的测定 于2013—2016年连续4年秋季落叶后用塔尺测量各处理树高、数显游标卡尺测量中间砧和品种嫁接口往上10 cm处干径、卷尺测量树体冠径（东西、南北方向取平均值），各处理树外围随机选1年生枝条5个，测定其长度（用卷尺测量）和枝条中部粗度（用数显游标卡尺测量），所有数据取平均值。

1.2.2 树体冠层结构参数的测定 于2016年秋季叶幕形成时，用CI-110冠层分析仪对各处理的冠下、株间光合有效辐射、叶面积指数进行测定，重复5次。

1.2.3 树体叶片生理指标测定 于2016年7月中旬，随机选取每处理树距地面1.2 m处分枝中部的1年生枝条从基部数第5或第6片功能叶，共10片叶，要求生长一致，无缺损和病虫危害。数显游标卡尺测定10片叶厚度，平均值表示单叶厚度，天平测量10片叶重量，换算为百叶重，叶绿素含量测定参照丙酮-乙醇提取比色法[7]进行。

1.2.4 树体产量及果实品质测定 于2013—2016年连续4年10月下旬果实成熟时，统计各处理树株产并换算成公顷产量，果实按国家标准[8]进行分级，优质果指条红着色面积≥80%、横径75 mm以上的果实，并计算优果率[式(1)]，2016年各处理树随机选20个果实，天平测量单果重，数显游标卡尺测量纵横径，果形指数以纵径/横径表示，PAL-1数显糖度仪测定可溶性固形物含量，GMK-835F苹果酸度计测定可滴定酸含量，GY-1硬度计测定硬度，数据取平均值。

1.3 数据分析

所有数据用Excel 2007和DPS 7.05软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体生长量的影响

通过不同年份的田间调查（表1）可知，‘Y-1’矮砧‘富士’树高随着留枝量的增多而增加，2016年，留枝量40的树高为352 cm，显著高于留枝量30的340 cm，其余阶段不同留枝量对树高的影响差异不显著；随着树龄的增长，不同处理树体干径表现出与树高相似的变化趋势，虽然干径逐渐增粗，但年增长率却在逐年下降，留枝量30的树体干径增长率为26.51%、23.90%、11.68%，留枝量35的树体干径增长率为25.60%、14.63%、12.24%，留枝量40的树体干径增长率为18.96%、15.62%、12.00%，且不同处理对树体干径影响不明显；不同处理对树体冠径的影响不显著，在成龄树阶段（2016年），‘Y-1’矮砧‘富士’树体冠径基本控制在210 cm左右；幼树期（2013年），留枝量40的新梢平均长度为48.04 cm，显著高于留枝量35的35.88 cm，其余年份不同留枝量对新梢长度的影响不明显；新梢粗度的变化表现为幼树期（2013—2014年）高，成龄树期（2015—2016年）低，2013年，留枝量40的新梢平均粗度最大，达6 mm，显著高于留枝量30的4.76 mm，其余年份不同处理对新梢粗度的影响不显著。

2.2 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体冠层结构参数的影响

由表2可知，不同留枝量对树体冠层结构参数影响极为明显，在树冠下，留枝量35、40的光合间接辐射、光合直接辐射均极显著高于留枝量30，但两者之间差异不明显，3种处理间叶面积指数差异极显著，留枝量40的叶面积指数最大，达4.66；在株间，留枝量35、40的光合间接辐射值分别为0.66、0.67 μmol/(m2·s)，极显著高于留枝量30的0.53 μmol/(m2·s)，留枝量40的光合直接辐射最大，达0.78 μmol/(m2·s)，且3种处理间差异极显著，3种留枝量处理的株间叶面积指数分别为2.89、3.43、4.23，差异极显著。

2.3 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体叶片生理特性的影响

不同留枝量处理对‘Y-1’矮砧‘富士’树体叶片厚度、叶重、叶绿素含量影响差异极为显著（表3），留枝量35的单叶厚度、单叶重、叶绿素a含量、总叶绿素含量均为最大，分别为 3.77 mm、0.85 g、2.18 mg/g、2.94 mg/g，且与其他2个处理差异极显著，留枝量35、40的叶绿素b含量分别为0.76、0.73 mg/g，两者差异不明显，但极显著高于留枝量30的0.62 mg/g，上述结果说明留枝量35的树体叶片理化性质最佳，营养充足，可以制造更多光合产物。

2.4 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’产量和品质的影响

表1 不同年份不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体生长量的影响

表2 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体光合辐射和叶面积指数的影响

不同留枝量Y-1矮砧富士产量及优质果率统计见表4。在初结果期（2013—2014年），3种处理的产量差异极显著，留枝量40的产量最高，分别为24750、50160 kg/hm2，在盛果期（2015—2016年），虽然随着留枝量的增多树体产量增加，但3种处理的差异不明显，产量维持在75000 kg/hm2左右。3种留枝量处理的优质果率在结果初期维持在72%左右，差异不显著，但随着时间的推移，留枝量40的优质果率明显降低，2016年仅为62.8%，显著低于其余2个处理，这可能与树体留枝量增多，枝叶交叉，发生轻微郁闭有关。留枝量35的优质果率在不同时期均最高，表明其枝叶层次合理，光照条件好。

表3 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’树体叶片生理特性的影响

不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’品质影响如表5所示。留枝量35的果实单果重最大，为263.33 g，显著高于其余2个处理，极显著高于留枝量30的果实，不同留枝量对果形指数的影响无明显差异，但3种处理间可溶性固形物含量存在极显著差异，留枝量35的果实可溶性固形物含量最高，达17.1%，酸含量最低，为0.32%，极显著低于其余2个处理，留枝量35的果实硬度最大，为9.34 kg/cm2，与留枝量40无显著差异，但显著大于留枝量30的果实硬度。

3 结论与讨论

苹果留枝量受接穗、砧木、树形、管理等[9-10]因素影响较大，留枝量过多或过少，都会打破树体营养生长和生殖生长的平衡，进而影响树势、果实产量和品质。本试验中，‘Y-1’矮砧‘富士’的树高、干径均随着留枝量的增多而增加，这可能是留枝量多营养充足，根系可以吸收较多水分和矿质营养造成的[11]，但不同处理间差异不明显，这与刘丹花[12]的研究结果相同，说明留枝量不是树体生长势的影响因素，砧木和接穗的本身特性才是其决定因素。不同留枝量对苹果树体最直接的影响就是改变树冠光层结构参数[13-14]，进而影响叶片理化性质，从而达到改善苹果树体光合作用，获得较多经济产量的目的。李娜等[15]研究表明，高纺锤形光截获能力较高，因而果实产量及品质也较高。厉恩茂等[16]研究苹果6种树形的光合特性表明，小冠树形的光照水平及光能利用情况、比叶重、光合色素明显优于大冠树形。杨婷斐[4]通过苹果不同冬剪量处理发现，留枝量为82.5万条/hm2时，树体光合能力较强、叶绿素含量较高、叶面积指数适宜，对树体生长有利。本试验中，‘Y-1’矮砧‘富士’中心干留枝量35时，光合有效辐射最大，叶面积指数在最适范围3～4[17-18]，同时，叶片厚度增加，叶绿素含量最高，说明在此留枝量处理下，树体枝叶层次结构合理，光利用效率高[19]，叶片光合能力强，有机营养充足，有利于树体的营养生长[20]。

表4 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’产量的影响

表5 不同留枝量对‘Y-1’矮砧‘富士’品质的影响

对苹果树体所做的一切措施，最终都要归结到果实产量和品质，这是衡量该措施是否有效的唯一标准。果园品种、栽培模式、树形选择不同，留枝量有所区别，Kaith等[21]研究表明，‘红星’苹果树体生长随修剪程度增加而增加，但产量却随之下降，张文和等[22]研究认为小冠开心形苹果树冬剪后留枝量在75万～90万/hm2左右，产量可以达到52500 kg/hm2；李丙智等[23]的研究则认为，矮化‘富士’苹果留枝量维持在120万～150万条/hm2，果园产量最高，且果实的着色和品质最佳。研究[24]表明，在一定修剪范围内，苹果产量逐渐升高，且果实可溶性固形物、花青苷和抗坏血酸含量均升高，可滴定酸含量降低，修剪量过低或过高均降低苹果产量和品质。本试验也得到了相同的研究结果，在‘Y-1’矮砧‘富士’结果初期，留枝量与产量成正比，但随着树龄的增长，产量增长趋势不明显，优果率反而下降，留枝量多的树体果实果形指数、可溶性固形物含量、硬度等品质指标均降低，说明树体存在最适留枝量，留枝量过少或过多，都会影响产量和品质[25]。

对苹果树形和修剪的探索，最终目的是平衡生长和结果的矛盾，达到高产、优质的目标，自矮砧密植日益成为苹果栽培模式发展的必然趋势以来[26]，越来越多的研究[3,15-16,27]表明，高纺锤形是其利用光能的高效树形，但前人研究主要集中于乔砧和国外引进的矮砧[28-30]，对自有矮砧研究甚少，笔者以自育苹果矮化砧木‘Y-1’嫁接‘富士’为试材，探讨其高纺锤树形不同留枝量对树体生长和果实产量品质的影响，对充实园艺植物栽培理论，使‘本土化’砧木与优良品种达到良砧良法配套，具有一定的实践指导意义。当然，本试验只是在特定区域得到的结果，且高效树形也在不断完善中，为能发挥自有砧木的优势，‘Y-1’嫁接‘富士’在不同生态条件的区试，以及‘Y-1’嫁接不同品种最优树形、留枝量比较试验等将是今后的研究重点。

综上所述，‘Y-1’矮砧‘富士’在高纺锤形模式下，中心干留35个分枝时，光能截获能力较强、叶面积指数适宜、产量较高、优质果比例高、果实品质最佳，是生产上宜采取的留枝数量。