烟台老龄低效苹果园结构优化改造效果

王来平，薛晓敏，聂佩显，陈 汝，王金政

（山东省果树研究所，山东 泰安 271000）

烟台是山东省苹果优势产区，烟台苹果是山东省农业支柱产业之一。烟台市现有的90%果园为20世纪80年代末和90年代初发展栽培的，以传统落后的乔砧密植栽培模式为主。这些果园目前处于盛果期或盛果后期，其中，70%的果园处于中重度郁闭状态，通风透光条件差，果品质量和产能低，生产效率和经济效益差。老龄果园如何提质增效，关系到烟台苹果产业的可持续发展，是一个亟待解决的问题。

夏秋季节进行修剪，去除多余的营养枝，能够较好地改善光照条件、增加着色、控制树势、增加花芽量、提高果实品质等[1]，对此国内外已有较为详细的论述[2，3]。本研究结合秋剪，针对烟台乔砧老龄苹果树树冠大、枝量大、果园郁闭较严重的特点，重点采用疏枝、缩冠、清干和铺反光膜等技术，以期改善老龄低效果园的通风透光条件，提升果品质量，为烟台苹果提质增效提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

示范园位于栖霞市苏家店镇马耳山村和观里镇潘家洼村，总面积17.33 hm2，示范园内苹果全部为18～20 a生的富士/八棱海棠，南北行向，中度郁闭，树体结构基本相同（表1）。

表1 试验园树体的基本情况Table 1 Basic situation of apple trees tested

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 采用对比试验设计，以不进行技术改造的果树区为对照组（CK），以进行疏枝、缩冠、清干、铺反光膜等优化改造的果树区为处理组。具体改造方法为：9月初，疏除苹果树的背上枝和徒长枝；短截缩小树冠；树干大枝过密时，按照“去一留一”或“去一留二”的原则，疏除轮生枝、对生枝和重叠枝；地面铺设反光膜。对照果树区面积共5.33 hm2，优化改造处理果树区面积共12.00 hm2。10月下旬采收果实。其他管理措施同大田常规。

1.2.2 测定项目与方法 2个地点，每个处理均随机选择长势一致的苹果树15株，平均划分为3个小区（5株/区） 进行调查。

1.2.2.1 枝类组成。调查单株叶丛枝、中短枝、长枝、发育枝的数量，计算枝类比和单株枝量。

1.2.2.2 果园及冠层结构。选择晴天，用方格布法统计透光面积，计算果园透光率和树冠透光率。

采用卷尺测量南北、东西冠径，按照公式计算果园覆盖率、株（行）间交接率、树冠体积和冠幅：

果园覆盖率=单株树冠投影面积×栽植株数/植株总占地面积×100%

株间交接率=（南北冠径-株距） /株距×100%

行间交接率=（东西冠径-行距） /行距×100%

单株树冠体积=2.094 4r2h

式中，r为冠幅半径，h为冠高。若r＞（株距+行距） /4，则r以 （株距+行距） /4计[4]。

冠幅=（南北冠径+东西冠径）/2

采用加拿大REGENTINSTRUMENTS INC公司生产的WinsCanopy2004a冠层分析仪测定冠层参数指标，包括叶面积系数、冠层枝（叶）密度、冠层消光系数和冠层光截获率。

1.2.2.3 冠层光照分布。分别在树冠距离地面80和150 cm高度处，采用TES-1330A型照度计分别在垂直距离主干0、1、2和3 m处，测量东、南、西、北4个方向的光照强度、直射光相对强度和散射光相对强度。取4个方向的平均值记为该区位的光照强度、直射光相对强度和散射光相对强度。

1.2.2.4 叶片光合功能。以营养枝生长点为起始点选取第6～8节位功能叶作为待测叶片，于晴天9：00～11：00，利用TPS-2光合仪（Hansatech，英国） 测定叶片净光合速率。每株重复测定15次。

1.2.2.5 果实品质。果实成熟后，每个处理随机取150个果实，用精度为0.1 g的天平称量单果重。用数显游标卡尺测量果实的纵径和横径，计算果形指数（果实纵径/果实横径×100%）。用TD-45型数字折光仪测定可溶性固形物含量（SSC）。用GY-1型果实硬度计测定果实去皮硬度。使用柯尼卡美能达（中国）投资有限公司生产的CR-410型色差计测定色差。根据果面着色面积确定相应的着色等级（表2），计算着色指数〔∑（每级果数×代表级值）/（总果数×最高级值） ×100%〕。

表2 果实外观品质的测定标准Table 2 Measurement standard of fruit appearance quality

1.2.3 数据分析 利用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析，利用Excel 2003软件做图。采用单因素方差分析（one-way ANOVA） 和最小显著差异法（LSD）比较不同数据间的差异。

2 结果与分析

2.1 老龄低效果园优化改造后枝类组成的变化

与CK相比，处理组的单株枝量减少了11.1%～14.1%，差异达显著水平（表3）。表明优化改造后树体单株枝量明显减少。其中，长枝和发育枝数量变化明显，所占比例分别降低了3.5～4.5个百分点和2.5～4.3个百分点；中短枝数量变化不大，但所占比例增加了6.0～6.4个百分点。可以看出，老龄低效果园优化改造后枝类组成趋于合理。

表3 老龄低效果园优化改造对树体枝类组成的影响Table 3 Effect of optimization and modification on branch composition in old inefficient apple orchards

2.2 老龄低效果园优化改造后果园结构的变化

CK果园覆盖率高、透光率低，叶面积系数大，行间和株间交接严重，果园呈现郁闭状态。与CK相比，处理组的果园覆盖率降低了28.7%～29.7%，果园透光率、树冠透光率分别提高了78.5%～84.8%和32.1%～35.0%，叶面积系数降低了33.2%～34.2%，差异均达显著水平；株间交接率显著降低，行间不再交接（表4）。表明优化改造后果园的覆盖率明显降低，通风透光性能显著增强。果园结构得到明显改善，为果树优质生产打下了基础。

表4 老龄低效果园优化改造对果园结构的影响Table 4 Effect of optimization and modification on orchard structure in old inefficient apple orchards

2.3 老龄低效果园优化改造后冠层结构的变化

与CK相比，处理组的东西、南北冠径分别减小了17.7%～17.8%和13.0%～15.0%，树冠体积降低了40.1%～42.8%，冠层枝、叶密度分别降低了17.3%～21.0%和34.6%～36.3%，冠层消光系数降低了13.6%～16.5%，光截获率降低了21.2%～24.2%，差异均达显著水平（表5）。表明优化改造后果园的冠层太阳幅射显著增强，群体冠层结构得到明显改善。

表5 老龄低效果园优化改造对树体冠层结构的影响Table 5 Effect of optimization and modification on the canopy structure in old inefficient apple orchards

2.4 老龄低效果园优化改造后不同区位冠层光照分布的变化

2.4.1 不同区位树冠光照强度的变化 不论是CK还是处理组，树冠光照强度均呈上区位（距地面150 cm）＞下区位（距地面80 cm），外围区位＞中部区位＞内堂区位的变化规律（图1）。

相同区位下，处理组的冠层光照强度均显著＞CK，且二者差值呈由内向外逐渐减小的趋势，表明优化改造后冠层光照强度明显提高，其中，中部和內膛的光照条件改善得尤为明显。

图1 老龄低效果园优化改造对不同区位树冠光照强度的影响Fig.1 Effect of optimization and modification on the light intensity in different areas of canopy in old inefficient apple orchards

2.4.2 不同区位树冠相对光照强度的变化 树冠直射光和散射光相对强度的变化规律与树冠光照强度的变化规律一致（表6）。

相同区位下，处理组的直射光和散射光相对强度均显著＞CK。其中，距地面150 cm、主干3 m处的直射光相对强度最高为52.3%～54.1%，较CK提高了10.6%～38.5%；距地面150 cm、主干3 m处的散射光相对强度最高为5.3%～6.1%，较CK提高了17.8%～80.0%。优化改造后树冠的散射光相对强度＜直射光，但增幅＞直射光，表明优化改造后树冠的透光条件明显提高。树体的透光条件得到明显改善，为生产优质果品创造了条件。

表6 老龄低效果园优化改造对不同区位树冠相对光照强度的影响 （%）Table 6 Effect of optimization and modification on the relative light intensity in different areas of canopy in old inefficient apple orchard

2.5 老龄低效果园优化改造后叶片光合能力的变化

距离地面越高、主干越远，冠层叶片的净光合速率越大（表7），与冠层光照分布规律一致。

相同区位下，处理组的叶片净光合速率均显著＞CK。距地面80 cm处，叶片净光合速率的增幅为39.2%～97.4%，其中，离主干1～2 m处的净光合速率增幅（95.8%～97.4%）最大；距地面150 cm处，叶片净光合速率的增幅为34.3%～89.1%，其中，离主干1～2m处的净光合速率增幅（85.2%～89.1%）最大。

2.6 老龄低效果园优化改造后果实品质的变化

与CK相比，处理组的单果重和果形指数变化不明显，而果实着色指数、果肉硬度、可溶性固形物含量和优质果率均有显著提升，增幅分别为21.2%～25.2%、15.4%～18.4%、8.8%～8.9%和 11.2%～12.5%，其中果实着色指数增幅最大（表8）。经色差分析发现，处理组的a值显著增加，L和b值显著降低，即：处理组果实的红色和蓝色饱和度增加，颜色亮度降低，果实着色程度及成熟度更好。表明老龄低效果园经优化改造后，果实的外观品质和内在品质均有显著提升，优质果率增加。

表7老龄低效果园优化改造对不同区位冠层叶片净光合速率的影响〔μmol/（m2·s）〕Table 7 Effect of optimization and modification on the leaf net photosynthetic rate in different areas of canopy in old inefficient apple orchards

表8 老龄低效果园优化改造对果实品质的影响Table 8 Effect of optimization and modification on the fruit quality in old inefficient apple orchards

3 结论与讨论

良好的光照体系以及合理的群体结构和个体空间分布，是果树实现丰产优质的关键[5，6]。采用疏枝、缩冠、清干、铺反光膜等技术对老龄低效果园结构进行优化改造后，果园的群体结构、冠层结构、通风透光性能和光照条件均得到明显改善，表现为树体的枝类组成趋于合理，果园覆盖率、叶面积系数和交接率显著降低，透光率明显增加，树冠体积显著缩小、树冠枝叶密度降低，冠层的光照强度以及直射光和散射光的相对强度均明显提升，其中对树冠內膛和中部光照条件的改善效果尤为突出。

果树的光合能力是果树产量和品质形成的基础[7]。经过结构优化改造的果园，随着光照条件的改善，叶片净光合速率显著增加，果实品质明显提升，其中，果实着色指数、果肉硬度、可溶性固形物含量、优质果率分别提高了21.2%～25.2%、15.4%～18.4%、8.8%～8.9%和11.2%～12.5%。果实品质的提升，与果园群体结构改善使更多的光线照射到树体內膛，叶片光合功能增强有关[8，9]。

综上所述，针对烟台乔砧老龄低效苹果园，采用疏枝、缩冠、清干和铺反光膜等技术，可以明显改善果园的群体结构以及冠层结构，提高树冠的光照强度和叶片的光合功能，显著提升果实品质。