生物體內的有機物在細胞內經過一系列氧化分解,最終生成二氧化碳或其他產物,并釋放出能量的過程,叫作呼吸作用。呼吸作用與果樹生理活動過程有極其重要而密切的關系。呼吸作用與光合作用共同組成了綠色植物代謝核心,果樹通過光合作用捕獲太陽能,合成有機物,通過呼吸作用將有機物氧化分解,釋放能量用于生長發育。呼吸作用既可促進有機物質轉化和能量代謝,促進生長發育,但又是消耗有機物的過程。合理控制呼吸有利于提高果樹產量和質量。
果樹生長過程中,如果光照不足,溫度過高,特別是嚴重遮光情況下使下層葉片光照處在光補償點以下,葉片制造的有機物滿足不了呼吸消耗,果樹體內有機物消耗過多,就會導致減產,而這類葉片就成了養分消耗而不是養分制造器官。
同樣的道理,枝條通過光合作用制造的有機物多于呼吸作用消耗的有機物,這個枝才有養分積累,才是有用枝;如果這個枝被嚴重遮光,其通過光合作用制造的有機物不能滿足(或剛好滿足)呼吸消耗所需,它就是一個寄生枝(無用枝)。
在適宜條件下,光合速率比呼吸速率高30倍左右。而正常情況下呼吸消耗占光合作用的15%~25%,在不良條件下甚至達到30%~50%或更多。這說明,把呼吸作用控制在合理范圍內以提高光合效率,可大幅度增加果樹產量。
以下,我們從四方面談談如何通過栽培措施控制呼吸作用,提高光合效能,保證果樹產量和果品質量。
1)栽植方向。雙矮栽植是目前推行的栽植模式。一般矮化中間砧采用M26,長度15~ 20 cm,露出地面3~5 cm,株行距最小1.5 m× 4 m,栽植密度大。有些果農根據地形確定栽植行向,造成栽植行向多樣化。其實,栽植行向對果樹光照影響很大。南北行向的樹,午前陽光主要照射在樹冠東側,午后陽光照射在樹冠西側,樹行兩側受光比較均勻;東西行向的樹,樹冠南側得到較多的光,而北側受光時數不足南側的2/3。由于雙矮栽植模式樹冠較高,株距小,形成一堵密不透風的遮光墻。南邊一行樹遮住了北邊一行樹下半部分的光照,會造成北邊樹體下半部分枝葉成為寄生器官,因為被遮光的葉片也要呼吸,增大呼吸消耗,降低光合效能。故而我們還是提倡南北行向栽植。通過正確的栽植行向,可以改善整個果園光照條件,以此來提高光合產物的積累。
2)整形修剪。通過合理的修剪可以有效改善樹體光照,取掉寄生枝,使果樹枝枝見光,每個枝都有養分積累,避免產生重疊枝等影響樹體通風透光,降低無用呼吸消耗。采用雙矮模式栽植的幼樹,一般要求取掉直徑超過主干1/3的主枝,大主枝多時逐年取掉1~3個,簡化側枝,單軸延伸,不能短截。大樹留20~30個主枝,以行距定樹高,樹高不能超過行距,取掉主干上太強的大主枝,個別太粗的側枝也要取掉,以免影響光照。整形完成后,樹體呈現上部窄、下部寬的形狀,主枝長度小于行距的1/4,留中小枝,短截或回縮時一定要把枝拉到水平以下。每枝每天接受光照的時間必須超過2.5小時,這樣才能積累有機物質。
生長期摘心可使枝條營養生長轉變為生殖生長,因為梢部葉片含有生長素,去掉它可使枝條梢部暫時性停長,葉片通過光合作用把制造的碳水化合物供應生殖生長所需,同時還可以促發枝組。
修剪時減少機械損傷可以避免呼吸作用增強。因為機械損傷會使細胞內呼吸酶與底物接觸,生物氧化過程加強;傷口附近未受傷的細胞會轉化成具有分生能力的細胞以形成愈傷組織;會刺激乙烯的生成。受傷組織的細胞呼吸速率會顯著提高。
3)水肥管理。持續高溫干旱可造成果樹體內水分虧缺,酶的水解活動加強,淀粉水解為可溶性糖,使呼吸底物增加,呼吸速率提高,凈光合率降低。夏季午后高溫會使光合作用暫停或明顯減弱,而呼吸迅速增強。為有效降低呼吸對果樹的消耗,可結合果園生草改善果園小氣候。由于綠肥作物對土壤理化性狀的改良,土壤中的水、肥、氣、熱表現協調,果園空氣濕度提高,夏季高溫時節果園比較涼爽,避免了高溫造成的呼吸增強,維持正常的呼吸。綠肥作物對土壤墑情的保持,主要是通過減少行間土壤水分蒸發和吸收、調節降雨中地表水的供應平衡,生長旺盛時刈割覆蓋樹盤保持墑情來實現的。
合理的肥水條件會使光合效率提高,呼吸消耗比例降低,所以要根據果樹各階段不同的需肥特征施肥。蘋果樹在新梢生長、花期和幼果生長期需要大量氮素營養,進入6月下旬以后氮素需要量減少,花芽分化和果實膨大對磷、鉀的需求量逐步增加。8月份果實膨大至上色,對鉀的需求量迅速提高。鈣元素在蘋果幼果期達到吸收高峰,占全年總需求量的70%。對鎂的需求量隨葉片生長而逐漸增加,并維持在較高水平。花期對硼元素的需求量最大,其次是幼果期和果實膨大期,花期是補硼的關鍵時期,可提高坐果率和果實品質。鋅元素在發芽期需要量最大,必須在發芽前補充。
如果有條件,建議采用水肥一體化技術。這是將灌溉與施肥融為一體的農業新技術,是借助低壓灌溉系統(或地形自然落差),將可溶性肥料與灌溉水一起,通過滴灌設施形成滴灌,均勻、定時、定量地輸送到作物根系生長區域,使根系土壤始終保持疏松適宜的含水量。同時根據果樹的需水需肥規律,把水分、養分定時、定量,按比例直接提供給作物。
4)病蟲防治。果樹感染病害以后,可引起代謝過程發生一系列的生理變化,如水分平衡失調、光合效能降低、呼吸作用增強,最后出現病狀。所以,科學預防病蟲危害,也是降低呼吸的有效措施。