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

2018-08-22 07:19蔡华成高敬东李春燕杜学梅弓桂花杨廷桢
农学学报 2018年8期
关键词:树形富士树体

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。

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