不同油茶品种冠层光合有效辐射和结实特性分析

曹永庆，姚小华，任华东，王开良

（中国林业科学研究院 亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400）

油茶Camellia oleiferaAbel.又名普通油茶，属山茶科Theaceae 山茶属CamelliaL.植物，为常绿小乔木或乔木，是我国南方重要的木本油料树种，具有综合利用价值高、生态效益好的优点[1-2]，全国种植面积已达400 多万hm2，在脱贫攻坚、乡村振兴等国家战略中发挥了重要作用。

轻简化和集约化高效栽培均为油茶产业的重要发展方向，研究并掌握不同冠层部位结实和光合利用特性，对其树体的科学修剪和高效栽培管理均有重要的指导意义。树形对果实产量和品质均存在显著影响，冠层不同部位的光照分布、果实性状与品质等均有显著差异[3-5]。本课题组前期针对油茶的研究结果表明，油茶冠层不同部位的微气候特征的差异显著，且影响了果实的产量和品质[6]，不同冠层部位的果实特征也不尽相同[7]。然而，目前生产上主栽的良种繁多，不同品种树形特征的差异较 大[8-9]，而有关不同树形品种冠层结实特性的差异性的研究仍未见诸报道。鉴于此，本研究以广泛栽培的‘长林4 号’‘长林40 号’和‘长林53 号’油茶良种为研究对象，研究了其树冠各层的光合有效辐射利用情况和结实特性，以期为其树体的科学修剪和栽培管理提供参考依据和技术借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验地概况和供试材料

试验地位于浙江省金华市婺城区东方红林场，基地位于20°01′N、119°30′E，海拔高度为80 m，土层深厚，有机质含量为14.5 g·kg-1，水解性氮元 素、有效磷、速效钾的含量分别为62.1、11.9、112.0 mg·kg-1。

供试油茶品种分别为‘长林4 号’‘长林40号’和‘长林53 号’，于2009年造林，株行距为2 m×3 m，正常管理。选取3 个品种生长良好、生长势相对一致的植株进行调查和研究。

1.2 研究方法

1.2.1 冠层光合有效辐射截获率的测定

使用上海鑫态国际贸易有限公司生产的植物冠层分析仪STGG-01 测定植株冠层光合有效辐射（PAR）。选择8月晴天的9:00—17:00 时进行测定，每隔2 h测定1次。将探头置于距冠层顶部30 cm处，垂直向上测量冠层顶部入射的PAR（PARI），垂直向下测量冠层反射的PAR（PARR）；再将探头分别置于冠层上部（冠层由上往下的1/3 处）、冠层中部（冠层由上往下的2/3 处）和冠层底部，垂直向上测量入射的PAR（PART）。每个冠层部位测定3 次，取其平均值，每个品种随机测定3 株植株。冠层截获率的计算公式[9-10]如下：

上层树冠截获率=（PARI-PARR-PART上）/（PARI-PARR）；

中层树冠截获率=（PART上-PART中）/PART上；

下层树冠截获率=（PART中-PART底）/PART底。上列各式中，PART上、PART中、PART底分别表示树冠上部、冠层中部和冠层底部入射的光合有效辐射值。

1.2.2 冠层结果性状的调查

在试验植株上，以树冠上层（树冠2/3 以上）、中层（树冠1/3 至2/3 之间）和下层（树冠1/3 以下）划分取样部位，每个冠层随机调查3 个标准枝 （2年生枝）上的结果数，每个冠层各测定3 次，取平均值，‘长林4 号’‘长林40 号’和‘长林53 号’每个品种各随机调查3 株植株。

1.2.3 果实性状的调查

于10月份果实成熟时采收不同冠层的油茶果实，用游标卡尺测定果实的横径和纵径，并计算果形指数（纵径/横径）；用电子天平测量单果质量和籽粒质量，计算鲜出籽率（鲜出籽率=籽粒质量/ 鲜果质量×100%）。采用索氏提取法测定种仁含油率，以气相色谱法测定茶油的油酸含量[11-12]。

采用Excel 软件进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同油茶品种冠层光合有效辐射截获率日变化分析

长林系列不同油茶品种植株不同冠层光合有效辐射截获率的日变化规律如图1 所示。从图1中可以看出，‘长林4 号’‘长林40 号’和‘长林53 号’树冠上层和中层的光合有效辐射截获率均显著高于树冠下层的，且不同品种不同冠层光合有效辐射截获率的日变化规律存在差异。‘长林40 号’树冠上层光合有效辐射截获率的变化不明显，其树冠中层光合有效辐射截获率整体上表现出先升高后下降的变化趋势；中午13:00 时，其树冠中层的光合有效辐射截获率最高，达到88.52%；下午17:00 时，其树冠下层的光合有效辐射截获率最低，为49.09%。与‘长林40 号’不同，‘长林4 号’树冠中层的光合有效辐射截获率整体上表现出下降趋势，上午9:00 时，其光合有效辐射截获率最高，达92.05%；而其树冠下层的光合有效辐射截获率在一天中的变化不明显。与‘长林40 号’和‘长林4 号’相比，‘长林53 号’树冠下层的光合有效辐射截获率最低，且表现出先升高后下降的变化趋势，中午13:00 时，其光合有效辐射截获率最高，仅有44.63%。

图 1 不同油茶品种树冠各层光合有效辐射冠层截获率的 日变化规律Fig.1 Diurnal variation of PAR interception rate in different ‘Changlin’ cultivars

2.2 不同油茶品种不同冠层的结果性状分析

长林系列不同油茶品种植株不同冠层的结果性状如图2 所示。由图2 可知，长林系列不同品种油茶树冠上层和中层的结果表现均优于树冠下层，而且，不同品种树冠各层的结果数量均不同。‘长林4 号’树冠上层和中层的平均结果数量均最多，分别为1.85 和1.71 个；树冠下层的结果表现，‘长林40 号’的最好，其平均结果数为 0.93 个；‘长林53 号’冠层标准枝的平均结果数最低，其树冠上层、中层和下层的平均结果数仅分别为0.96、 1.13 和0.35 个。此外，与‘长林53 号’和‘长林4 号’相比，‘长林40 号’树冠各层结果表现的差异较小，树冠各层的结果较为均匀。

图 2 不同油茶品种树冠各层的结果表现Fig.2 Fruiting in different layers of canopy

不同油茶品种树冠各层果实性状的比较结果见表1。由表1 可知，树冠上层的单果质量、鲜出籽率和单果籽粒数均显著大于树冠下层果实的测定值。‘长林40 号’树冠上层果实的单果质量、鲜出籽率和单果籽粒数分别为35.77 g、38.28%和2.32 个，而其树冠下层果实的单果质量、鲜出籽率和单果籽粒数分别为34.90 g、35.32%和1.50 个。 不同品种间树冠各层果实的果形指数表现不同。‘长林40 号’树冠下层果实的果形指数相对较小，而‘长林53 号’树冠各层果实的果形指数却无显著差异。此外，‘长林53 号’‘长林40 号’和‘长林4 号’树冠各层果实的种仁含油率均为35.68%～40.12%，其油酸含量均为76.89%～80.45%；‘长林53 号’果实种仁含油率低于‘长林40 号’和‘长林4 号’果实的种仁含油率；但不同油茶品种其种仁脂肪酸组分中的油酸含量却无显著差异，且其不同冠层果实的种仁含油率和油酸含量也无显著影响。

表1 不同油茶品种树冠各层的果实性状比较Table 1 Comparison of fruit characteristics from different layers of canopy

2.3 冠层结果性状和光合有效辐射截获率相关性分析

对3 个油茶品种冠层的光合有效辐射截获率和平均结果数之间的相关性进行了分析，结果如图3 所示。图3 表明，冠层2年生结果枝的平均结果数与光合有效辐射截获率之间呈现出显著的正相关关系（R2=0.810 5，P＜0.01）。冠层的光合有效辐射截获率低于50%，则其结果性状表现较差；冠层的光合有效辐射截获率为70%～90%，则更有利于其结实和高产。

图 3 冠层结果性状与光合有效辐射截获率的相关性Fig.3 Correlation between fruiting character and photosynthetic active radiation

3 讨 论

油茶属于喜光性植物[1]，树冠中上层的生长势要明显强于树冠下层的，树冠下层由于缺乏足够的光照，往往会形成落叶，导致树冠下部树叶稀疏甚至中空现象的发生。研究中发现，‘长林40 号’的树冠为直立形（其树形指数为1.18），‘长林53 号’的树冠为紧凑型球形（其树形指数为1.06），‘长林4 号’的树冠为开张形（其树形指数为0.92）；3 个品种树冠上层和中层的有效光合辐射截获率均显著高于其树冠下层的（图1）。这一结果表明，树冠上层和中层的叶片密度要高于树冠下层的，然而，不同品种间又表现出一定的差异，‘长林53 号’树冠下层的有效光合辐射截获率明显低于‘长林4 号’和‘长林40 号’的，‘长林40 号’树冠下层的有效光合辐射截获率则相对较高，上午9:00 时，其树冠下层的有效光合辐射截获率达67.87%。由此可见，不同树形树冠的光合有效辐射利用特征不同，这一结果与在其他品种上的研究结果一致[9]。

在冠层结实特性方面，不同冠层的果实性状不同，且其与品种差异有关，树冠上层的果实单果质量、鲜出籽率和单果籽粒数均显著高（多）于下层果实的；此外，‘长林4 号’和‘长林53 号’树冠上层和中层的结实率均要明显高于其树冠下层的。有关研究者在对桃[13]、苹果[14]等其他树种的研究中也观察到了类似现象。对冠层光合有效辐射截获率和结果性状间的相关性分析结果也表明，冠层光合有效辐射截获率与平均结果数间呈显著的正相关关系（图3），可见，冠层结实特性与树冠不同层次的光合有效辐射有关，冠层的光合有效辐射影响了叶片的光合能力，同时影响了光合产物向果实的转运与分配，从而影响了果实的性状，光合有效辐射是影响冠层结实性状的重要因素[6,11]。然而，不同树形品种的结实性状存在较大差异，与‘长林53 号’和‘长林4 号’相比，直立形品种的‘长林40 号’其各冠层的结果相对均匀；在实际生产中，对于球形（如‘长林53 号’）和开张形（如‘长林4 号’）品种而言，树冠上层和中层均为其光合利用和结果的主体部位；对于直立形品种（如‘长林40 号’）而言，还需要考虑树冠下层的结果表现。总体来看，3 个油茶品种树冠层光合有效辐射截获率为70%～90%，则更有利于其结实和高产。研究结果还表明，与果实单果质量、鲜出籽率、单果籽粒数和结实率性状不同，不同冠层的果实其种仁含油率和油酸含量均无显著差异，这一结果与本课题组前期研究的结果[7]一致。可见，油茶种子中油脂成分的差异在更大程度上与品种和生长区域有关[1,15]，而受树体冠层部位和光合有效辐射的影响较小。

本研究仅调查分析了不同树形特征油茶品种冠层的结实和光合利用特性，为油茶树体的科学管理提供了借鉴。此外，修剪方法、大小年的调节、库源调控管理等[16-19]对油茶结实和光合利用特性均有较大影响，在本研究的基础上，对此仍需针对不同特性品种进一步开展相关应用技术和基础理论的研究。

4 结 论

不同油茶品种树冠上层光合有效辐射截获率、平均单果质量、鲜出籽率、单果籽粒数和结实率均显著高于其树冠下层的；其冠层的光合有效辐射截获率为70%～90%，则有利于其结实和高产。