蘋果不同栽植密度和套袋對冠層光照環境參數的影響

摘 要：為明確栽植密度和套袋對果園冠層結構參數與光環境的影響，以不同栽植密度的蘋果樹為試材，利用cI一1lO冠層分析儀、LI-1400數據記錄儀和照度計，分析了不同栽植密度和套袋對冠層結構參數的影響，以及套袋前后冠層光環境的差異和不同紙袋處理對冠層光環境的影響。研究表明，不同栽植密度富士園具有不同的冠層結構參數。套袋提前惡化了果園的結構參數。在2mx4m和4mx4m果園中，果實套袋使冠下、株間的“葉面積指數”增加1倍，使樹冠下層和中層無效光強比例增加，尤其下層增加了12％。黃褐色紙袋反光性能<白色<銀白色(鋁箔)，鋁箔平均反光率為31.1％，能夠有效的改善樹冠內膛的光環境。總之栽植密度對果園冠層結構影響較大，套袋提前惡化了冠層光環境，通過改變紙袋顏色可改善樹體光環境。

關鍵詞：蘋果；套袋；葉面積指數；栽植密度：光照強度

中圖分類號：S661.1 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2010)05-673-05

中國是世界上最大的蘋果(Malus pumila Mill.)生產國，栽培面積和產量分別占世界的40％和38％，在世界蘋果產業中占有重要地位。蘋果套袋能夠提高果實外觀品質、減少病蟲害的防治、確保果品的質量安全。蘋果喬砧密植栽培種植園約占我國蘋果生產的85％以上，且每666.7m²套袋量大多在1.5～2.0萬個，多的高達3萬個。前人研究多集中在套袋對果實色素、糖、酸積累等方面，以及套袋對蘋果生長袋內微環境、鈣素營養、病蟲害、貯藏品質方面，在套袋對蘋果樹體冠層結構參數以及光環境的影響方面研究甚少。我們以不同栽植密度的紅富士為試材，研究了套袋對冠層結構和光環境的影響，旨在闡明套袋對冠層影響的機理，以及為果實套袋提供理論依據。

1 材料和方法

試驗于2009年6月在濟寧市嘉祥縣(116.34°E，35.41°N)疃里鎮進士張村的蘋果園進行，主栽品種為紅富士，砧木為八棱海棠，授粉品種為新紅星，樹形采用疏散分層形，以3種栽培模式(16a生，株行距2m×5m；10a生，株行距2m×4m；10a生，3a年前由2m×4m株行距隔株間伐改造成4m×4m)，果園管理水平較好。

1.1 采用冠層分析儀測量冠層結構參數

在不同栽植密度的3個富士果園中，每種栽植模式的果園選取有代表性的相鄰樹6株，每2株樹為1個小區，重復3次，在果實套紙袋前后，利用CI-110冠層分析儀(美國CID公司生產)對每個小區內的植株冠下、株間、行間進行定點圖像采集。且各采集數分別為2、1、1，3次重復。利用相應軟件分析套袋前后的“葉面積指數”、散射光透光率、直射光透光率、葉分布冠層參數。在此需要指出的是，傳統意義上的葉面積指數為單位土地面積上綠色植物葉面積總和，而冠層分析儀所測得的“葉面積指數”以及葉分布參數是位于冠層分析儀魚眼探頭上層所有可視物體，包括葉片、枝干、紙袋等遮蔽狀態指標。

1.2利用光照儀和LI-1400數據記錄儀測量冠層結構光照參數

試驗材料為2m×5m果園內的主枝量為6的紅富士樹，在6月10號，果實套黃褐色紙袋前后，利用光照儀和LI-1400數據記錄儀(美國LI-COR公司生產)對冠層進行光照的測量。方法以樹干為中心，沿著每個主干分成0-50 cm、50-100 C1TI、100-150cm、150-200 cm、200-250{3in、250-300 cm 6個區間，在每區間葉片主要分布區，采集7個數據代表區間的葉片受光情況。1，3紙袋反光性能測量

所提供的紙袋為3種。其中紙袋外層顏色為黃褐色、白色的為凱祥紙袋，反光袋是在普通紙袋基礎上。外層黏上一層鋁箔膠帶。自然光照下，從紙袋一側取九點，利用光照探頭離紙袋7 cm處，對光照進行測量，比較反光袋、白色紙袋、黃褐色紙袋反光性能。

1.4不同紙袋遮陰處光照條件以及葉片SPAD值的測量

在2m×5m果園內，每種紙袋處理選擇3株樹形、結果量一致的果樹為試驗材料，以單株為一個小區，在每小區東側外圍、內膛利用光照儀和LI-1400-數據記錄儀測量紙袋遮陰處的光照強度，同時用葉綠素儀502(日本美能達)測量不同處理SPAD值，每個小區的外圍、內膛各測量10組數據。

1.5 數據處理

采用Origin7.5、Excel2003對數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 不同栽植密度和套袋對紅富士果園“葉面積指數”的影響

從圖1中可以看出，套袋前冠下、株間的“葉面積指數”的大小順序為2m×5m、4m×4 m和2m×4m。4m×4m果園的“葉面積指數”大于2m×4m，這與實施隔株間伐后，3a內4m×4m果園植株有了較大的生長空間，枝葉量增加有關，也可能是2m×4m栽植密度過大，致使果樹內膛光禿，無效空間增多，葉面積反而減小。

果實套袋后，不同栽植密度的“葉面積指數”均有不同程度的增加，其中4m×4m的果園“葉面積指數”增加最大，冠下、株間“葉面積指數”是套袋前的2倍還多，其次為2m×4m，其增加量超過1倍，增加量較小的為2m×5m。由此可知套袋使“葉面積指數”在套袋前后短時間內迅速增加，必然會帶來一系列的影響，因此套袋對樹體的影響是一個不容忽視的問題。

此外從\"LAI\"增加量上看，也反映出果實分布的情況：2re×5m、4m×4m果園果實主要分布在冠下和株間，但在行間4m×4m果實也有一定的分布，而2rex5m在行間幾乎沒有果實分布。2m×4m果園。果實分布較均勻。

2.2 不同栽植密度和套袋對果園透光參數的影響

從表1可以看出，不同的栽植密度對果園透光參數的影響是不同的，總的趨勢是，栽植密度小的光照參數好于栽植密度大的果園。套袋使果園散射透過率(TD)、直射透過率(TR)都有不同程度的降低，但都增加了葉分布(LD)。表明套袋影響冠層光環境，增加了果園光截獲能力。從栽植密度上看。不同栽植密度的果園冠下、株間的TD、TR差異較大，依次是2m×4m>4m×4m>2×5m，但是行間差異不大；從套袋前后上看，套袋降低了TD、TR.增加了LD。

2.3 套袋前后冠層光照分布變化

從圖2中可以看出，套袋前后處于上層的2個主枝的光照充裕，低層和中層的光照分布不均勻。套袋前中層的兩個主枝，葉片主要分布區內小于自然光照30％的無效光強比例為60％，下層兩個主枝，葉片主要分布區內無效光強比例為62％。套袋后，中層的無效光強比例為63％，下層葉片無效光強比例為74％。套袋前，無效光強占整個樹體41％，套袋后，無效光強占整個樹體的48％。從圖中可以看出，無效光強主要集中在樹冠中下層，且離樹干0～100em內，此外，在這區域內，也有較強的直射光射入，這對改善內膛光照條件起到積極的作用。

2.4 不同紙袋顏色反光性能的比較

從表2中可以看出不同的外袋材料的果袋具有不同的反光效果。黃褐色紙袋的反光性能最差；其次是白色的，從最大反光光強中可以看出，銀白色鋁箔能夠有效的反射直射光，其次為白色的，再次為黃褐色。

2.5 不同果袋處理下葉片的光環境以及葉片SPAD差異

由圖3所示：在樹冠內膛和外圍，不同果袋遮陰處，葉片生存的光環境差異很大。總體上，不同處理，外圍葉片光環境優于內膛，除了反光袋內外差異不顯著外，其他的都達差異顯著水平。不套袋外圍果實遮陰處葉片光環境顯著高于其他果袋處理。白色紙袋、反光袋的它們之間差異不顯著。不同果袋處理內膛葉片光環境差異較大，其中反光袋和不套袋處理的光強最大，顯著高于其他處理。其次為白色紙袋、黃褐色紙袋，且它們之間差異不顯著。

如圖4所示，總體上，不同紙袋處理葉片SPAD差異為外圍SPAD順序為反光>白色>黃褐色>不套袋。內膛順序為不套袋>反光>白色>黃褐色。不同果袋處理，樹冠內膛葉片SPAD值顯著低于外圍。但不同果袋處理下，無論什么果袋處理，內膛葉片的SPAD值差異不顯著，但在外圍除了不套袋處理葉片SPAD值顯著低于其他處理，其他果袋之間差異不顯著。

3 討論

套袋導致樹體透光率和葉片光合能力下降。翟衡等研究表明套袋多寡對葉片凈光合速率造成的差異在中部和內膛變得極顯著，多袋樹的照光葉片Pn分別比少袋樹降低27.2％和83.3％。王少敏等研究果實套袋后內膛的最大光照僅為對照的68.7％，套袋處理內膛葉片的日平均凈光合速率只有對照的42.3％。本研究表“葉面積指數”積指數，降低了散射透光率、直射透光率。并且，套袋導致樹體中下層無效光強比例增大，尤其是下層無效光強比例增加了12％，套袋使冠層結構參數發生改變，也致使冠層內光環境弱化，必然影響到葉片的光合性能，降低光合速率。

不可否認套袋對樹體冠層結構參數以及光照環境的負面影響。供給花芽分化和果實的碳水化合物主要來自周圍的葉片，本試驗提供的改良紙袋為設計的反光袋，利用其反射光的能力，提高了冠層內部光照條件，增加葉片的受光率以及受光強度，進而提高葉片的質量和光合性能。同時研究表明，紙袋外層顏色越暗，其反光能力越弱，外層為白色的紙袋其反光率為21.5％，最大反光率為24.7％，均低于無效相對光強30％。而本試驗提供的改造紙袋外層鋁箔的平均和最大反光率均大于無效相對光強。

本試驗研究表明無論套什么果袋均降低了光照強度以及SPAD值。市場上紙袋顏色主要為黃褐色和淺黃褐色。白色紙袋在改善外圍光環境比黃褐色紙袋明顯，且達到顯著水平，但在內膛它們之間差異不顯著，可能是內膛自然光照透過率低。反光袋在改善內膛光照環境較明顯，與不套袋內膛環境差異不顯著，但顯著高于白色和黃褐色紙袋處理，可能與外圍反光袋把部分強光反射到內膛，導致內膛光照條件相對較好。針對套袋對SPAD值的影響，多數學者研究表明SPAD值與葉綠素含量有著顯著的正相關關系舊，可以較好的反應植物葉片葉綠素的濃度。本試驗研究表明，反光袋處理內膛SPAD值最大，但與其他紙袋處理差異不顯著。

總之，套袋對不同栽植密度的果園均有不同程度的遮陰導致冠層結構參數、光環境在短時間內發生變化。套袋提前惡化了果園光環境。通過改良紙袋的外層顏色，可以改善樹體的光環境。鋁箔的造價遠高于紙袋的價格，由此，我們提出在普通紙袋生產中添加一定比例反光粉，改善樹體光環境，這有待進一步研究。