张春,吴翠云 *,潘周昆,王振磊,张宇阳,唐志华
(1塔里木大学园艺与林学学院/南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室,新疆 阿拉尔 843300)
(2新疆生产建设兵团第十四师农业农村局,新疆 昆玉 848116)
随着林果产业的发展,果树栽培模式和树形管理也相应发生了迭代更新[1]。由以疏散分层形为主的乔化栽培模式逐渐演化为以小冠疏层形和自由纺锤形为主[2-3]的矮化密植栽培模式。近十年,随着机械化程度的不断成熟,果树省力化栽培发展成为主流,树形以细长纺锤形和主干结果形为主[4]。冯霄汉等[5]根据西洋梨成枝力低、不易成花等特征,培养宽行密植栽培的细长纺锤形和主干形树形,以控制树势并简化表土管理,实现西洋梨省力化栽培。史双院等[6]提出规模化新建桃园,建议采用适宜标准化、机械化操作的宽行密植高光效小冠树形(‘Y’字形、小冠开心形、主干形)栽培模式,达到节本增效、提质增效的目的。
枣是新疆林果业发展的支柱产业,2019年新疆红枣种植面积和产量分别为4.45×105hm2、3.73×106t[7-8],分别占新疆林果总面积和总产量的28.21%和21.55%。近几年随着人工成本的增加,新疆密植枣园管理也逐渐向简约省力化方向发展,树形的演变是首先需要解决的问题。相对于开心形和小冠疏层形等丰产树形相比,主干形枣树结果部位紧凑,树体采光好,叶片空间光能利用率高,且省工省时,便于机械化作业。但是,该树形在枣树上的研究和应用目前尚处于初步阶段,马婧[9]通过对梨枣7种树形的冠层特性研究发现,圆柱形通过拉枝、摘心修剪后,树体的透光率高且单位体积坐果数多,适合以扩冠或密植来提高群体郁闭度。而关于骏枣主干形树形培养的研究鲜有报道。本试验通过对骏枣主干形采用3种不同的修剪方式,测定不同修剪方式下树体的冠层指标、光合特性、果实品质及产量,综合分析最适的主干形树形的修剪方式,为骏枣主干形树形培养和省力化栽培提供参考依据。
试验于新疆生产建设兵团第十四师昆玉市二二四团一连1-5北A系统(37.267°N,79.258°E,海拔1 284.95 m)骏枣园进行,以2019年截干平茬连续两年不放枣头的骏枣树为研究材料,亩有效株110株,株行距为(1~1.5)m×4 m,南北行向栽植。试验园以沙土地为主,地势平坦,园相整齐,土肥水管理一致。
试验设置重短截培养枣头枝、不短截培养枣头枝和当年不培养枣头枝的3种不同修剪方式来培养骏枣主干形树形,分别表示为T1、T2、T3,如图1所示。
图1 主干形骏枣的三种修剪示意图
T1处理:在枣树中心干40 cm以上,以间距20~25 cm分别选取3个不同方位二次枝留2~3节进行重短截,留取其第2或3节枣股上萌发的健壮枣头以培养结果枝组。同时重短截中心干顶部二次枝(留2节枣股),将中心干顶端萌发的枣头继续培养成中心干延长枝,全株其余部位枣头均抹除。
T3处理:抹除全株所有枣头,保持原有树形。
于4月上旬对T1处理进行重短截修剪,于5月下旬均待T1和T2处理留取的枣头枝长至4~5节时进行别枝,一周后解除别枝器。6月上旬对一年生枣头枝和中心干延长枝的一次枝进行5~6节摘心,二次枝6~7节摘心,完成后随即选用规格400~600 mm的拉枝器对培养的结果枝组进行拉枝和开角,并对中心干延长枝进行贴杆绑缚以防风折。试验所有处理于5月中旬均在树下覆土铺设园艺地布(内含毛面),采用滴灌技术送水施肥,全年滴水9次,灌水周期12~15 d。
试验调查及采样选用单因素完全随机设计,共3个处理,单株小区,每个整形处理随机选择10株,每个处理重复3次,共计90株树作为修剪处理样本株。
1.3.1 叶片SPAD值及叶面积测定
利用SPAD-502型叶绿素仪,于7月中旬分别选择各处理不同类型枣头枝(三年生枣头枝、一年生枣头枝、中心干延长枝)的二次枝上枣吊中部叶片的叶基、叶中和叶尖3个位置进行测定;用游标卡尺测量取样叶片的长和宽,再乘以2/3,得出每片叶子的叶面积,最后求其平均值。
1.3.2 冠层特性测定
利用LAI-2200c冠层分析仪,于2021年的7—9月中旬分别对各处理进行冠层参数进行测量,包括叶面积指数(LAI)、叶倾角(MTA)、无截取散射(DIFN)和探头5环上冠层的平均透射率(AVGTRANS)。采用交叉式的路径测量行间长度为14 m的冠层指标,重复3次求取平均值。
第二种方法是做点手脚,在Photoshop中使用动感模糊工具。这张照片我们用的是第二种方法,然后给画面右侧的小码头制造出明显的重影效果,这样多少可以让人认出拍摄地。最后的效果看起来相当不错。
1.3.3 光合特性测定
利用LI-6400XT型便携式光合仪进行净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间二氧化碳浓度(Ci)等光合指标。于2021年8月20日上午11:00分别对3种不同整形树冠南侧中部外围的三年生枣头二次枝的枣吊中部叶片进行光合特性的测定。
1.3.4 果实内在品质及产量测定
于9月25日果实全红期进行采摘,各处理随机选取10株样本株,分别在所含不同类型枣头枝的各处理样本株中选择相对应类型的枣头二次枝,在其枣吊中部随机共摘取50个鲜果装入事先备好的采样袋,放入采样箱,带回实验室进行果实内在品质的测定。维生素C含量采用钼蓝比色法测定;可溶性糖含量测定用蒽酮比色法;可滴定酸采用氢氧化钠中和滴定法,可溶性固形物含量采用手持电子糖度仪测量;蛋白质含量采用考马斯亮蓝法[10]。
于11月1日吊干枣采收时进行单果重和产量调查,各处理随机选取样本株15株,分别在所含不同类型枣头枝的各处理样本株中选择相对应类型的枣头二次枝,在其枣吊中部随机共摘取30个吊干枣,装袋后称重,并计算平均单果重。另外,每个处理再随机选取样本株6株,收集各样本株所有树上果实及树下果实称重后计算平均值,并以每亩110株折合亩产。
使用Microsoft Office Excel 2010软件对试验数据进行整理制图,采用SPSS 26统计分析软件进行单因素方差分析(One-way ANOVA),P<0.05为差异显著,用Duncan’s新复极差法进行多重比较。
叶片是进行光合作用的主要器官,叶片中叶绿素的含量是评价叶片光合性能的重要指标,而叶片SPAD是衡量植株叶绿素相对含量或植株的绿色程度的参数。由表1可知,处理T1和T2在叶长、叶宽及叶面积的平均值显著低于处理T3,而处理T1、T2间无显著性差异。叶片SPAD值表现为T1>T2>T3。
表1 不同修剪方式对主干形骏枣单株各类枣头枝叶片参数及SPAD值的影响
在同一修剪方式下,不同枣头枝的叶面积及叶片SPAD也有所差异。在处理T1下,三年生枣头枝的叶长、叶宽及叶面积均显著高于一年生枣头枝和中心干延长枝,而在叶绿素SPAD恰恰相反;在处理T2下,三年生枣头枝的叶宽及叶面积显著高于一年生枣头枝,而其叶片SPAD显著低于一年生枣头枝及中心干延长枝,各枣头枝的叶长差异不显著;处理T3由于未培养任何新生枣头枝,其叶片SPAD值较低。综合分析,一年生枣头枝和中心干延长枝的叶片SPAD显著高于三年生枣头枝。
叶面积指数为有效叶面积,通常可认为是叶面积与地面积的比值。由图2A分析可知,于枣树叶幕形成的7—9月期间分别测定3个处理下的冠层叶面积指数,处理间无显著性差异。由图2B分析可知,在同一种修剪处理下,7—9月间,冠层叶面积指数均呈现先下降后上升的变化趋势。
图2 不同修剪方式对主干形骏枣冠层叶面积指数的影响
由图3A分析可知,叶片叶倾角主要分布在40°~50°之间。7月中旬和9月中旬,除T2处理的平均叶倾角显著大于T3,其他各处理无显著性差异。由图3B分析可知,3种修剪处理的主干形骏枣叶片叶倾角在8月中旬均有所升高。
图3 不同修剪方式对主干形骏枣冠层平均叶倾角的影响
无截取散射表示探头可见的天空部分的比例,其主要来自冠层底部未被遮挡的散射。由图4A分析可知,7月、8月和9月中旬3种处理下的冠层无截取散射无显著性差异。由图4B分析可知,各修剪处理下,冠层无截取散射均表现为7月、9月中旬低于8月中旬,但T3处理下未达到显著差异。结果表明,8月中旬T1处理的无截取散射较高表明T1处理枣树枝叶分布合理,有利于树体进行光合作用。
图4 不同修剪方式对主干形骏枣冠层无截取散射的影响
冠层透射率表明树体透过光线的程度,天顶角角度由小到大反映冠层由顶部到底部的太阳辐射。由表2可知,7月中旬各处理在7°环上无显著性差异,在23°、38°、53°、68°环上处理T3显著高于T1,这表明T1处理的骏枣冠层透射率低,冠层较T2和T3郁闭;8月中旬各处理在7°环表现为T2显著高于T3,其他环上无显著性差异,说明此时期T2冠层顶部接受太阳光辐射比T3充足;9月中旬除在68°环为T3显著高于T1和T2,其他各处理间天顶角无显著性差异,表明处理T3冠层底部接受太阳光辐射比T1和T2充足,冠层中部及顶部受光程度接近。结果表明,T1的光截获能力较强,T2冠层透光性好,T1和T2冠层底部经培养一年生枣头枝后,其树体光截获能力明显优于T3。
表2 不同修剪方式对骏枣冠层不同时期透射率的影响
由表3分析可知,主干形骏枣经过不同修剪后,T1、T2的净光合速率显著高于T3;T1的气孔导度最大,气孔张开的程度较大,叶片与外界气流交换更充分,与T3达显著性差异。不同修剪方式对树体叶片的胞间二氧化碳浓度的影响差异不显著。T1的蒸腾速率最大,显著高于T2和T3,T1具有更高的蒸腾速率,其调节水分散失能力强,提高了运输效率,以充分满足光照合成产物的养分积累需求。
表3 不同修剪对主干形骏枣光合特性的影响
由表4分析可知,3种修剪方式下的主干形骏枣吊干枣平均单果重、单株产量、亩产量虽然均表现为T1处理较大,其次T3、T2处理较小,但均未达到显著性差异。
表4 不同修剪方式对主干形骏枣产量的影响
不同修剪方式对骏枣果实的内在品质影响结果见表5。由表5分析可知,3种修剪方式对主干形骏枣果实可溶性糖含量、可溶性固形物含量无显著影响,T1处理的果实可滴定酸和可溶性蛋白质平均含量显著高于T3处理,而其果实维生素C含量显著低于处理T2及T3。处理T2在可溶性固形物、果实维生素C、可溶性糖、可滴定酸的平均含量与T3无显著差异。
表5 不同修剪方式对主干形骏枣果实内在品质的影响
同一修剪方式中不同枣头枝果实内在品质差异见表6。从表中分析可知,T1处理一年生枣头枝上果实维生素C、可溶性糖及可溶性固形物含量显著高于三年生枣头枝和中心干延长枝,中心干延长枝的可滴定酸显著高于三年生枣头枝,而在可溶性蛋白质含量无显著性差异;T2处理中心干延长枝在可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸及可溶性蛋白质含量均显著高于三年生枣头枝的果实,而果实维生素C含量在各类枝间表现无显著性差异;T3处理由于只有三年生枣头枝,没有进行新生枣头枝的培养,其果实内在品质上表现良好。综上所述,主干形骏枣经过不同修剪后,处理T2的果实内在品质表现较优于T1,T3品质较好。
表6 同一修剪方式对不同枣头枝果实内在品质的影响
合理的修剪方式能充分调节树体的枝叶分布比例从而产生较好光合效能。王文军[11]发现灰枣(主干形、小冠疏层形)的两种树形叶面积指数均在7月份较大。谢军飞等[12]研究发现不同类型植被叶面积指数在6—8月份达最大。本研究发现,不同修剪树形在8月中旬较7月中旬和9月中旬冠层叶面积指数有所下降,这表明7月中旬树体营养生长时树冠开张,叶面积指数达到较高水平;而8月份转生殖生长后养分更多供给果实生长,枝条下压且叶面倾斜向下,从而使得叶面积指数下降,这与何婷婷[13]研究发现陕北临猗梨枣在8月中旬叶面积指数值最大有所不同,可能与树形结构有关[14]。主干形较其他树形对光的利用效率高,是一种高光效树体结构[15]。邱霞等[16]研究发现黄果柑叶面积指数分别为2.0、2.4、2.8、3.2和3.6时,随叶面积指数的升高,叶片合能力降低,当在LAI=2.0时果实品质最佳。董然然[17]对‘富士’和‘嘎啦’苹果的2种树形(高纺锤形和V形)树体结构及冠层特性研究表明,采用高纺锤形时两个苹果品种的叶面积指数及光合能力均较高。崔春梅等[18]对5年生‘富士’苹果一年生外围延长枝条进行不同程度的短截,随着新梢短截程度的加重,新梢叶片的净光合速率及蒸腾速率会明显增大。与本试验研究结果一致,处理T1、T2通过培养结果枝组和中心干延长枝后较T3显著提高树体叶片的光合能力,各处理树体叶片叶绿素SPAD值为T1>T2>T3,且净光合速率表现T1>T3,认为是新生枣头枝上叶片叶肉细胞的光合能力强。三年生主干形骏枣采用重短截培养新生枣头枝也使得在成花及坐果上较三年生枣头枝物候偏晚,而彭峰[19]研究也证实骏枣通过短截主枝采用新枝结果会造成花期延迟和果实生长期缩短,表明树冠不能培养过大。
产量和品质是衡量不同树形树体间差异的重要依据。胡德玉等[20]对15年生郁闭柑橘植株进行开心形、篱壁形和主干形树形改造,开心形、篱壁形、主干形的平均单株产量分别较对照的原有树形分别提高了36.45 kg、4.45 kg、24.46 kg,果实可溶性固形物含量分别提高了0.72%、0.68%、0.37%,以开心形在单株产量和果实品质上表现最佳。王文军等[21]通过研究灰枣主干形和小冠疏层形树体上、中、下三层树体果实品质,结果表明单株产量主干形4.71 kg/株显著低于小冠疏层形5.74 kg/株,小冠疏层形产量虽大,但品质却不如主干形。崔刚闯[22]经过骏枣主干形树形改造,结果表明果实可溶性糖含量为培养主干形>改造主干形>CK,较CK分别提高7.35%、4.07%。赵梅[23]对三种整形方式的甜樱桃‘吉美’果实品质研究发现,超细长纺锤形的单果重以及可溶性固形物含量均显著高于‘UFO’和‘V’字型。
本研究还发现,T1处理的主干形骏枣果实可滴定酸、可溶性蛋白质及维生素C含量与其他处理存在差异,说明通过重短截方式培养一年生枣头枝对果实品质形成影响较大,在生产中应注重配合肥水管理。
重短截培养枣头枝(T1)和不短截培养枣头枝(T2)的树体光合能力明显优于当年不培养枣头枝(T3)。7—9月中旬间,重短截培养枣头枝时叶面积指数较高、平均叶倾角变化较平稳且无截取散射幅动较大;不短截培养枣头枝时平均叶倾角高且幅动较大;而当年不培养枣头枝由于树体小而无截取散射较高,综合表明重短截培养枣头枝的光合能力较强。不同修剪方式对主干形骏枣产量无显著性差异。不短截培养枣头枝时树体透光性好使得果实内在品质上较优于重短截培养枣头枝,而当年不培养枣头枝由于保持原有树体结构而果实品质良好。建议生产上通过重短截培养结果枝组,同时直接培养中心干延长枝,然后拉枝扩冠,待新生枣头枝的一次枝或二次枝长至约6节时摘心即可完成三年生主干形骏枣的树形培养。