煙臺老齡低效蘋果園結構優(yōu)化改造效果

王來平，薛曉敏，聶佩顯，陳 汝，王金政

（山東省果樹研究所，山東 泰安 271000）

煙臺是山東省蘋果優(yōu)勢產區(qū)，煙臺蘋果是山東省農業(yè)支柱產業(yè)之一。煙臺市現(xiàn)有的90%果園為20世紀80年代末和90年代初發(fā)展栽培的，以傳統(tǒng)落后的喬砧密植栽培模式為主。這些果園目前處于盛果期或盛果后期，其中，70%的果園處于中重度郁閉狀態(tài)，通風透光條件差，果品質量和產能低，生產效率和經濟效益差。老齡果園如何提質增效，關系到煙臺蘋果產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，是一個亟待解決的問題。

夏秋季節(jié)進行修剪，去除多余的營養(yǎng)枝，能夠較好地改善光照條件、增加著色、控制樹勢、增加花芽量、提高果實品質等[1]，對此國內外已有較為詳細的論述[2，3]。本研究結合秋剪，針對煙臺喬砧老齡蘋果樹樹冠大、枝量大、果園郁閉較嚴重的特點，重點采用疏枝、縮冠、清干和鋪反光膜等技術，以期改善老齡低效果園的通風透光條件，提升果品質量，為煙臺蘋果提質增效提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

示范園位于棲霞市蘇家店鎮(zhèn)馬耳山村和觀里鎮(zhèn)潘家洼村，總面積17.33 hm2，示范園內蘋果全部為18～20 a生的富士/八棱海棠，南北行向，中度郁閉，樹體結構基本相同（表1）。

表1 試驗園樹體的基本情況Table 1 Basic situation of apple trees tested

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計 采用對比試驗設計，以不進行技術改造的果樹區(qū)為對照組（CK），以進行疏枝、縮冠、清干、鋪反光膜等優(yōu)化改造的果樹區(qū)為處理組。具體改造方法為：9月初，疏除蘋果樹的背上枝和徒長枝；短截縮小樹冠；樹干大枝過密時，按照“去一留一”或“去一留二”的原則，疏除輪生枝、對生枝和重疊枝；地面鋪設反光膜。對照果樹區(qū)面積共5.33 hm2，優(yōu)化改造處理果樹區(qū)面積共12.00 hm2。10月下旬采收果實。其他管理措施同大田常規(guī)。

1.2.2 測定項目與方法 2個地點，每個處理均隨機選擇長勢一致的蘋果樹15株，平均劃分為3個小區(qū)（5株/區(qū)） 進行調查。

1.2.2.1 枝類組成。調查單株葉叢枝、中短枝、長枝、發(fā)育枝的數(shù)量，計算枝類比和單株枝量。

1.2.2.2 果園及冠層結構。選擇晴天，用方格布法統(tǒng)計透光面積，計算果園透光率和樹冠透光率。

采用卷尺測量南北、東西冠徑，按照公式計算果園覆蓋率、株（行）間交接率、樹冠體積和冠幅：

果園覆蓋率=單株樹冠投影面積×栽植株數(shù)/植株總占地面積×100%

株間交接率=（南北冠徑-株距） /株距×100%

行間交接率=（東西冠徑-行距） /行距×100%

單株樹冠體積=2.094 4r2h

式中，r為冠幅半徑，h為冠高。若r＞（株距+行距） /4，則r以 （株距+行距） /4計[4]。

冠幅=（南北冠徑+東西冠徑）/2

采用加拿大REGENTINSTRUMENTS INC公司生產的WinsCanopy2004a冠層分析儀測定冠層參數(shù)指標，包括葉面積系數(shù)、冠層枝（葉）密度、冠層消光系數(shù)和冠層光截獲率。

1.2.2.3 冠層光照分布。分別在樹冠距離地面80和150 cm高度處，采用TES-1330A型照度計分別在垂直距離主干0、1、2和3 m處，測量東、南、西、北4個方向的光照強度、直射光相對強度和散射光相對強度。取4個方向的平均值記為該區(qū)位的光照強度、直射光相對強度和散射光相對強度。

1.2.2.4 葉片光合功能。以營養(yǎng)枝生長點為起始點選取第6～8節(jié)位功能葉作為待測葉片，于晴天9：00～11：00，利用TPS-2光合儀（Hansatech，英國） 測定葉片凈光合速率。每株重復測定15次。

1.2.2.5 果實品質。果實成熟后，每個處理隨機取150個果實，用精度為0.1 g的天平稱量單果重。用數(shù)顯游標卡尺測量果實的縱徑和橫徑，計算果形指數(shù)（果實縱徑/果實橫徑×100%）。用TD-45型數(shù)字折光儀測定可溶性固形物含量（SSC）。用GY-1型果實硬度計測定果實去皮硬度。使用柯尼卡美能達（中國）投資有限公司生產的CR-410型色差計測定色差。根據(jù)果面著色面積確定相應的著色等級（表2），計算著色指數(shù)〔∑（每級果數(shù)×代表級值）/（總果數(shù)×最高級值） ×100%〕。

表2 果實外觀品質的測定標準Table 2 Measurement standard of fruit appearance quality

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS 17.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，利用Excel 2003軟件做圖。采用單因素方差分析（one-way ANOVA） 和最小顯著差異法（LSD）比較不同數(shù)據(jù)間的差異。

2 結果與分析

2.1 老齡低效果園優(yōu)化改造后枝類組成的變化

與CK相比，處理組的單株枝量減少了11.1%～14.1%，差異達顯著水平（表3）。表明優(yōu)化改造后樹體單株枝量明顯減少。其中，長枝和發(fā)育枝數(shù)量變化明顯，所占比例分別降低了3.5～4.5個百分點和2.5～4.3個百分點；中短枝數(shù)量變化不大，但所占比例增加了6.0～6.4個百分點。可以看出，老齡低效果園優(yōu)化改造后枝類組成趨于合理。

表3 老齡低效果園優(yōu)化改造對樹體枝類組成的影響Table 3 Effect of optimization and modification on branch composition in old inefficient apple orchards

2.2 老齡低效果園優(yōu)化改造后果園結構的變化

CK果園覆蓋率高、透光率低，葉面積系數(shù)大，行間和株間交接嚴重，果園呈現(xiàn)郁閉狀態(tài)。與CK相比，處理組的果園覆蓋率降低了28.7%～29.7%，果園透光率、樹冠透光率分別提高了78.5%～84.8%和32.1%～35.0%，葉面積系數(shù)降低了33.2%～34.2%，差異均達顯著水平；株間交接率顯著降低，行間不再交接（表4）。表明優(yōu)化改造后果園的覆蓋率明顯降低，通風透光性能顯著增強。果園結構得到明顯改善，為果樹優(yōu)質生產打下了基礎。

表4 老齡低效果園優(yōu)化改造對果園結構的影響Table 4 Effect of optimization and modification on orchard structure in old inefficient apple orchards

2.3 老齡低效果園優(yōu)化改造后冠層結構的變化

與CK相比，處理組的東西、南北冠徑分別減小了17.7%～17.8%和13.0%～15.0%，樹冠體積降低了40.1%～42.8%，冠層枝、葉密度分別降低了17.3%～21.0%和34.6%～36.3%，冠層消光系數(shù)降低了13.6%～16.5%，光截獲率降低了21.2%～24.2%，差異均達顯著水平（表5）。表明優(yōu)化改造后果園的冠層太陽幅射顯著增強，群體冠層結構得到明顯改善。

表5 老齡低效果園優(yōu)化改造對樹體冠層結構的影響Table 5 Effect of optimization and modification on the canopy structure in old inefficient apple orchards

2.4 老齡低效果園優(yōu)化改造后不同區(qū)位冠層光照分布的變化

2.4.1 不同區(qū)位樹冠光照強度的變化 不論是CK還是處理組，樹冠光照強度均呈上區(qū)位（距地面150 cm）＞下區(qū)位（距地面80 cm），外圍區(qū)位＞中部區(qū)位＞內堂區(qū)位的變化規(guī)律（圖1）。

相同區(qū)位下，處理組的冠層光照強度均顯著＞CK，且二者差值呈由內向外逐漸減小的趨勢，表明優(yōu)化改造后冠層光照強度明顯提高，其中，中部和內膛的光照條件改善得尤為明顯。

圖1 老齡低效果園優(yōu)化改造對不同區(qū)位樹冠光照強度的影響Fig.1 Effect of optimization and modification on the light intensity in different areas of canopy in old inefficient apple orchards

2.4.2 不同區(qū)位樹冠相對光照強度的變化 樹冠直射光和散射光相對強度的變化規(guī)律與樹冠光照強度的變化規(guī)律一致（表6）。

相同區(qū)位下，處理組的直射光和散射光相對強度均顯著＞CK。其中，距地面150 cm、主干3 m處的直射光相對強度最高為52.3%～54.1%，較CK提高了10.6%～38.5%；距地面150 cm、主干3 m處的散射光相對強度最高為5.3%～6.1%，較CK提高了17.8%～80.0%。優(yōu)化改造后樹冠的散射光相對強度＜直射光，但增幅＞直射光，表明優(yōu)化改造后樹冠的透光條件明顯提高。樹體的透光條件得到明顯改善，為生產優(yōu)質果品創(chuàng)造了條件。

表6 老齡低效果園優(yōu)化改造對不同區(qū)位樹冠相對光照強度的影響 （%）Table 6 Effect of optimization and modification on the relative light intensity in different areas of canopy in old inefficient apple orchard

2.5 老齡低效果園優(yōu)化改造后葉片光合能力的變化

距離地面越高、主干越遠，冠層葉片的凈光合速率越大（表7），與冠層光照分布規(guī)律一致。

相同區(qū)位下，處理組的葉片凈光合速率均顯著＞CK。距地面80 cm處，葉片凈光合速率的增幅為39.2%～97.4%，其中，離主干1～2 m處的凈光合速率增幅（95.8%～97.4%）最大；距地面150 cm處，葉片凈光合速率的增幅為34.3%～89.1%，其中，離主干1～2m處的凈光合速率增幅（85.2%～89.1%）最大。

2.6 老齡低效果園優(yōu)化改造后果實品質的變化

與CK相比，處理組的單果重和果形指數(shù)變化不明顯，而果實著色指數(shù)、果肉硬度、可溶性固形物含量和優(yōu)質果率均有顯著提升，增幅分別為21.2%～25.2%、15.4%～18.4%、8.8%～8.9%和 11.2%～12.5%，其中果實著色指數(shù)增幅最大（表8）。經色差分析發(fā)現(xiàn)，處理組的a值顯著增加，L和b值顯著降低，即：處理組果實的紅色和藍色飽和度增加，顏色亮度降低，果實著色程度及成熟度更好。表明老齡低效果園經優(yōu)化改造后，果實的外觀品質和內在品質均有顯著提升，優(yōu)質果率增加。

表7老齡低效果園優(yōu)化改造對不同區(qū)位冠層葉片凈光合速率的影響〔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 老齡低效果園優(yōu)化改造對果實品質的影響Table 8 Effect of optimization and modification on the fruit quality in old inefficient apple orchards

3 結論與討論

良好的光照體系以及合理的群體結構和個體空間分布，是果樹實現(xiàn)豐產優(yōu)質的關鍵[5，6]。采用疏枝、縮冠、清干、鋪反光膜等技術對老齡低效果園結構進行優(yōu)化改造后，果園的群體結構、冠層結構、通風透光性能和光照條件均得到明顯改善，表現(xiàn)為樹體的枝類組成趨于合理，果園覆蓋率、葉面積系數(shù)和交接率顯著降低，透光率明顯增加，樹冠體積顯著縮小、樹冠枝葉密度降低，冠層的光照強度以及直射光和散射光的相對強度均明顯提升，其中對樹冠內膛和中部光照條件的改善效果尤為突出。

果樹的光合能力是果樹產量和品質形成的基礎[7]。經過結構優(yōu)化改造的果園，隨著光照條件的改善，葉片凈光合速率顯著增加，果實品質明顯提升，其中，果實著色指數(shù)、果肉硬度、可溶性固形物含量、優(yōu)質果率分別提高了21.2%～25.2%、15.4%～18.4%、8.8%～8.9%和11.2%～12.5%。果實品質的提升，與果園群體結構改善使更多的光線照射到樹體內膛，葉片光合功能增強有關[8，9]。

綜上所述，針對煙臺喬砧老齡低效蘋果園，采用疏枝、縮冠、清干和鋪反光膜等技術，可以明顯改善果園的群體結構以及冠層結構，提高樹冠的光照強度和葉片的光合功能，顯著提升果實品質。