煙臺老齡低效蘋果園結構優化改造效果

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勢產區，煙臺蘋果是山東省農業支柱產業之一。煙臺市現有的90%果園為20世紀80年代末和90年代初發展栽培的，以傳統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，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的可持續發展，是一個亟待解決的問題。

夏秋季節進行修剪，去除多余的營養枝，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馬耳山村和觀里鎮潘家洼村，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為對照組（CK），以進行疏枝、縮冠、清干、鋪反光膜等優化改造的果樹區為處理組。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。對照果樹區面積共5.33 hm2，優化改造處理果樹區面積共12.00 hm2。10月下旬采收果實。其他管理措施同大田常規。

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（5株/區） 進行調查。

1.2.2.1 枝類組成。調查單株葉叢枝、中短枝、長枝、發育枝的數量，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/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指標，包括葉面積系數、冠層枝（葉）密度、冠層消光系數和冠層光截獲率。

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。以營養枝生長點為起始點選取第6～8節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。用數顯游標卡尺測量果實的縱徑和橫徑，計算果形指數（果實縱徑/果實橫徑×100%）。用TD-45型數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。根據果面著色面積確定相應的著色等級（表2），計算著色指數〔∑（每級果數×代表級值）/（總果數×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 數據分析 利用SPSS 17.0軟件對數據進行統計分析，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）比較不同數據間的差異。

2 結果與分析

2.1 老齡低效果園優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）。表明優化改造后樹體單株枝量明顯減少。其中，長枝和發育枝數量變化明顯，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，老齡低效果園優化改造后枝類組成趨于合理。

表3 老齡低效果園優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，葉面積系數大，行間和株間交接嚴重，果園呈現郁閉狀態。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，為果樹優質生產打下了基礎。

表4 老齡低效果園優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 老齡低效果園優化改造后不同區位冠層光照分布的變化

2.4.1 不同區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位（距地面150 cm）＞下區位（距地面80 cm），外圍區位＞中部區位＞內堂區位的變化規律（圖1）。

相同區位下，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 老齡低效果園優化改造對不同區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律與樹冠光照強度的變化規律一致（表6）。

相同區位下，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，為生產優質果品創造了條件。

表6 老齡低效果園優化改造對不同區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），與冠層光照分布規律一致。

相同區位下，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變化不明顯，而果實著色指數、果肉硬度、可溶性固形物含量和優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%，其中果實著色指數增幅最大（表8）。經色差分析發現，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化改造后，果實的外觀品質和內在品質均有顯著提升，優質果率增加。

表7老齡低效果園優化改造對不同區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，是果樹實現豐產優質的關鍵[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，表現為樹體的枝類組成趨于合理，果園覆蓋率、葉面積系數和交接率顯著降低，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、果肉硬度、可溶性固形物含量、優質果率分別提高了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。