蘋果樹形結構變化對果園藥肥減施的影響

牛自勉 蔚露 李志強 林琭 王紅寧 謝鵬

摘?要：系統分析了山西省及我國黃土高原蘋果產區樹形現狀和存在問題，調查了不同海拔類型果園高光效樹形應用后果園農藥肥料減施效果。提出了該產區蘋果優質高效生產背景下蘋果適宜樹形模式及整形修剪技術，為我國黃土高原產區蘋果藥肥減施栽培提供了可行的技術途徑。

關鍵詞：蘋果;樹形模式;藥肥減施

文章編號：2096-8108（2021）02-0015-06?中圖分類號：S661.1?文獻標識碼：A

Abstract：Aimed to provide feasible technology of the reductions in pesticide and fertilizer reference for apple growers on Loess Plateau in China， the application situation and existing problems of apple tree shapes in Shanxi Province and on the Loess Plateau in China were analyzed systematically. The effects of reducing pesticide and fertilizer after the application of high light efficiency trees in different types of orchards at different altitudes were investigated. The suitable tree model and pruning technique of apple in the high quality and high efficiency planting environment were put forward.

Keywords：apple; tree model; reductions in pesticide and fertilizer

樹體結構模式對蘋果的生長發育影響是多方面的。適宜的樹形模式不僅能夠提供合理的枝組布局空間，改善了葉幕微區光環境，提高葉片光合作用和同化效率[1-3];同時也能夠有效調節樹體營養物質的輸運導向和輸運量，進而影響果園經濟產量和果實品質[4-6]。

近年來，隨著國家蘋果兩減項目的實施和相關內容的研究深入，樹體結構模式優化與果園兩減增效的聯系也越來越密切[7-10]。研究表明，合理的樹形結構不但能夠有效減少樹體過多的枝葉量，減少樹體營養物質的過渡消耗;同時，也能夠優化蘋果樹葉幕內部生態微環境，減少樹冠中病蟲基數和農藥用量，與蘋果農藥化肥兩減技術的實施目標相吻合，因而正成為蘋果兩減增效領域的重要研究內容。

1?樹體結構與蘋果生產問題

我國現有蘋果喬化果園面積133.3萬hm2左右，主要采用喬化密植的栽培方式進行生產。喬化密植果園一定程度上增加了果園早期產量，但由于樹形模式和間伐技術的跟進不及時，導致目前我國大面積蘋果園出現樹冠郁閉和果園郁閉問題，引起果園光照惡化[11-13]、品質下降[14-15]和效益下滑，限制了蘋果產業的可持續發展。

根據山西、陜西、河北、河南等省區的調查結果，目前我國蘋果主產區成齡喬化果園均程度不同地存在樹冠郁閉和果園郁閉問題。在山西省運城市，15～25年生未經過果園間伐的喬化紅富士蘋果園，總枝量超過了10萬條，樹冠區太陽輻射強度為總輻射強度的12.9%～21.3%，光合有效輻射（PAR）為9.6%～17.3%，顯著低于同齡高光效果園的平均值[16-18]。

隨著樹齡的增加，上述喬化郁閉果園的光照惡化日趨嚴重。引起樹冠內膛無效枝葉增多、枝條徒長、樹形紊亂、果品質量下降，進而縮短了果園經濟壽命。同時，由于郁閉果園存在園密、樹密、枝密問題，果園在肥料、灌水、農藥、雇工等方面的投入和管理成本進一步增加，與蘋果兩減技術實施相矛盾。因此，因地制宜的優化樹形結構，研究相關的整形修剪技術，不僅是蘋果產業提質增效的需要，也是蘋果兩減技術升級與發展的需要。

2?樹體結構優化的技術途徑

針對我國喬化果園出現的樹冠郁閉和果園郁閉問題，長期以來各地開展了相關研究工作，在大量技術摸索的基礎上形成了以減少果園枝葉量為突破口，以優化樹形結構為核心內容的研究思路。期間，隨著各地研究的不斷深入，相繼建立了蘋果小冠開心形[19-20]、改良小冠疏層形、疏層紡錘形等優化樹形模式，逐步緩解了最棘手的樹冠郁閉和果園郁閉問題，為實現蘋果兩減技術目標創造了條件。

2.1?開心樹形模式

蘋果開心樹形是在引進日本蘋果樹形基礎上國內二次研究建立的蘋果高光效樹形，其技術核心是通過“高提干、再落頭、減主枝、培養長軸結果枝”整形修剪技術及“培養永久株，控制臨時株;先密后稀，動態間伐”高光效果園間伐技術實施，大幅度減少果園枝葉量和葉面積指數，系統改善果園光照環境，與蘋果兩減技術目標相一致。與喬化果園現有的自由紡錘形和小冠疏層形相比，蘋果小冠開心樹形具有以下幾點優勢。第一，樹冠葉幕由多層葉幕變為單層水平葉幕，提高了冠區葉幕光合有效輻射和光能利用效率。第二，全樹主枝數量較少（2～4個），樹體骨干枝的營養占用比例較低。第三，結果枝組為長軸結果枝，枝組自然下垂，連續結果能力強;同時果形端正，著色均勻，無日灼傷現象，果實綜合品質優良。該樹形整形修剪關鍵環節如下：

2.1.1?確定目標樹形

蘋果開心樹形依據主干高低分為高、中、低干樹形，各地應根據果園肥水條件、海拔環境及管理水平綜合考慮。從樹形發展看，20年以上的果園中高干開心樹形光照好、品質優良，同時拖地枝少，病蟲危害少，是郁閉果園樹形改造優先選擇的目標樹形。

2.1.2?選留永久主枝

在計劃的主干高度區域選擇2～4個永久性主枝，永久性主枝上下間距80～100 cm，下部第一主枝盡量選擇南側方位，其他主枝依次間隔開來。同時，在當年疏枝量不超過1/3的原則下保留幾個臨時性主枝。臨時性主枝不宜大，分布位置也應該為永久性主枝讓路，不要干擾永久性主枝的支持空間。培養臨時性主枝有兩個目的。其一，避免疏枝過多引起樹體徒長。不少郁閉果園樹形改造之前多為自由紡錘樹形，骨干枝平均13個，樹形改造時如果只保留3～4個永久性主枝，那么一次性疏枝量過多。其二，增加樹形改造期間的結果部位。樹形改造時樹冠葉幕要經歷垂直葉幕向水平葉幕的過渡，全樹疏枝量大，臨時性主枝有利于維持過渡時期的果園產量，也降低了樹體冒條的風險。

2.1.3?基部疏枝提干

永久性主枝確定之后，其余的骨干枝均為臨時枝，需要分期分批疏除。早期的疏枝的對象包括上部高位枝、基部低位枝，不涉及中部臨時性主枝。

基部低位枝疏枝提干是改造初期疏枝的重點，一般直接從中央干上疏除背上的骨干枝。只要樹體結構健全，都應該堅持自下而上的疏枝順序。然而生產上不少果園由于樹冠上部結果部位少，基部主枝花芽較多，這時疏枝的順序將以花量多少確定，即花量少早疏除，花量多晚疏除，就要臨時保留一兩個基部主枝，到第2～3年再疏除。

2.1.4?逐步落頭開心

為了盡快形成開心樹形的水平葉幕，在基部提干的同時，需要根據樹勢進行落頭開心。樹冠落頭開心時，既要考慮樹勢的影響，也要考慮樹齡的差異，同時還要兼顧考慮樹體的整體營養水平狀況。如果被改造樹的樹齡較小、樹勢較強、樹體的綜合營養水平較高，那么，樹冠落頭時一次疏枝量要輕，并且宜分年進行。在第1年，只須落頭到2年生或多年生枝段上，其后根據樹勢向下推進，直到最上邊的主枝樹勢緩和之后，再落頭到該主枝上。如果被改造樹的樹齡較大，上部骨干枝的枝葉量充足，樹勢穩定，落頭時可以直接到達上部第1個主枝。然而在生產實際上，為了維持健旺的樹勢，同時也為了避免樹冠上部產生日灼傷，落頭時在第1個主枝之上的位置保留中小型結果枝組，也是不錯的考慮。

2.2?改良小冠疏層樹形技術模式

小冠疏層樹形近年來在我國蘋果喬化果園生產上使用較多，通常包含3層主枝結構。本文提出的改良小冠疏層樹形技術，是在小冠疏層樹形基礎上進一步實施提干落頭樹形改造技術，將該樹形原來的三層葉幕改造成兩層或一層半的葉幕結構，因此也可認為是蘋果高光效開心樹形的相似樹形。該樹形整形修剪關鍵環節如下：

2.2.1?樹形培養階段

小冠疏層樹形的培養一般需要4～5年時間。

第1年的修剪：定干后剪口下第1年選出1個直立新梢培養成中心干的延長枝，同時選出3個側生新梢通過拉枝培養成第1層的3個主枝，主干上的其他新梢有生長空間時通過拉枝培養成臨時性輔養枝，增加果園早期產量。

第2年的修剪：冬剪時，對中心干延長枝進行短截，留枝長度60～70 cm;對3個主枝同樣進行短截修剪，留枝長度60 cm左右。第1層內的臨時輔養枝緩放，不短截。夏剪時，在中心干延長枝上距離第1層主枝60～80 cm位置，選留第2層的2個主枝，并通過拿枝、拉枝等方法開張角度70°～80°，臨時輔養枝可開張角度90°左右。

第3年的修剪：冬剪時，對中心干延長枝、第1層的3個主枝和第2層的2個主枝，均進行短截修剪，延長枝保留50～65 cm進行短截。其他臨時性輔養枝緩放不短截，開張角度90°～100°。夏剪時在中心干延長枝上距離第2層主枝50～60 cm位置，選留第3層的1～2個主枝，并通過拿枝、拉枝等方法開張角度70°～80°，臨時輔養枝可開張角度90°左右。

第4、5年的修剪：冬剪時，中心干及第1層主枝的延長枝均緩放，不短截，緩和其長勢;第2、3層主枝在延長枝50～60 cm處短截，促進延長枝生長。其他臨時性輔養枝緩放不短截。夏剪時，中心干繼續緩放，不再選留主枝。各層主枝開張角度70°～80°，臨時輔養枝可開張角度90°左右。

2.2.2?樹形改造階段

小冠疏層樹形培養成形后，結果初期樹冠光照環境基本合理，到樹齡10年左右的時候樹冠上下層光照差異越來越明顯，中下層出現大范圍的樹冠郁閉區，需要借用蘋果開心樹形改造技術，將原來的三層葉幕變成兩層或一層半的葉幕結構，將主枝數量由7～8個減少到4～5個，通過減少果園枝葉量改善果園光照環境，進而提升果實品質。同時，由于果園光照環境的改善和枝葉量的減少，樹冠內部病蟲基數和弱寄生菌密度大幅降低，樹體對大量元素和微量元素的消耗也同步降低，逐步向蘋果兩減目標接近。

2.3?疏散紡錘樹形模式

目前紡錘樹形在我國喬化蘋果生產上的應用越來越少，但生產上仍有部分喬化果園繼續采用自由紡錘樹形模式管理果園。該樹形通常在樹齡10年左右時明顯出現樹冠郁閉問題，同時果園郁閉問題也迫在眉睫。在山西省運城市臨猗縣8～10年生紅富士蘋果喬化果園（株行距4 m×2.5 m），果園平均每667 m2枝量達到12.63 萬～14.15萬條，果園郁閉問題非常突出，急需進行樹形改造。從改造途徑來看，上述郁閉果園可以采用開心樹形技術模式，也可以考慮改良小冠樹形模式。疏散紡錘樹形模式就是在自由紡錘樹形的基礎上，通過“逐級提干、適度落頭、交替疏枝更新”整形修剪方法的應用，將紡錘樹形上下通體一致的連續葉幕改造成為波浪式葉幕結構，并通過果園間伐技術應用解決果園的郁閉問題，最終逐步接近蘋果兩減目標。

該樹形整形修剪關鍵環節如下：

2.3.1?適度落頭

落頭一般在樹齡 6～10年時實施。采用了蘋果短枝型品種的自由紡錘樹形果園，落頭進程較快，通常在1～2年內落頭到設計的樹體高度。采用喬化砧木的自由紡錘樹形果園，落頭進程較慢，一般需要在2～4年內落頭到設計高度，以避免落頭過快引起的樹冠上部冒條。

2.3.2?疏枝提干

為了集中樹體營養，并改善樹冠下部和果園地面的微區光環境，上部落頭期間還需要逐年從基部向上依次疏枝提干。根據作者近年的試驗結果，自由紡錘形蘋果樹提干時，將基本骨干枝的高度由40～60 cm抬高到70～100 cm，果園地面反射和散射光提高了2.3倍，下層葉幕的PAR強度也增加了1.9倍。疏枝提干可以與落頭同時進行，也可先于落頭實施。同時為了穩定結果與平衡樹勢，疏枝提干需要在2～3年內逐步實施。

2.3.3?交替疏枝與枝組更新

喬化紡錘形蘋果樹一般在樹齡10年左右時普遍出現由光照不足引起的枝組老化問題。為了解決這一問題，本項目研究提出了紡錘樹形的交替疏枝修剪技術，就是將一個標準的紡錘形蘋果樹，由下向上依次分為3～5單元，每個單元包括若干個骨干枝，然后以每個單元為基本單位，由下向上交替更新。因此，不管蘋果樹的樹齡有多大，其骨干枝的枝齡都在6～8年以內，保持了結果枝的年輕狀態，同時由于枝組的交替更新，紡錘樹形連續的紡錘形葉幕變成上下波浪形葉幕，增加了枝、葉、果的光照面積，集中了地上部營養供給部位，因而明顯提高了果實品質，延長了盛果期年限。

3?樹體結構優化的綜合效果

本研究提出的幾種優化樹形結構模式，主要是以減少樹冠過多枝葉量為突破口，以改善葉幕光環境和提高葉片CO2同化效率為核心，通過大幅度減少郁閉枝葉提高樹體有機營養制造能力和果實綜合品質。

在樹冠郁閉問題逐步緩解、過多枝葉量逐年減少的同時，果園根系同樣存在的郁閉問題也得以同步解決。一方面，樹形改造后葉幕CO2同化效率絕對值提高50%，彌補了樹體枝葉量減少后CO2同化產物的減少，保持了樹體總體有機營養的相對穩定。另一方面，樹形改造后樹體總枝葉量和根系生物量絕對值減少，用于樹體和根系營養生長的有機營養消耗總量減少，樹體對土壤礦質營養吸收總量減少。因此，樹形改造的結果是以相對較少的枝葉、根系生物量維持著相對較高的葉幕有機物質同化量，在穩定果園產量輸出的同時減少了土壤營養的總消耗量。同時由于果園光環境改善帶來的葉幕及土壤生物群落的改變，也為果園農藥減施鋪平了道路。

近年來本課題組在山西中南部蘋果產區不同類型高光效樹形示范果園進行了調查測試，系統記錄了各地果園的每hm2產量及肥料農藥使用量，獲得了以下調查測定結果。

3.1?中海拔果園開心樹形模式的兩減栽培效果

在山西省臨猗縣中海拔（400～600 m）成齡果園（樹齡28～31年生），一方面進行果園密度與樹形模式調控，另一方面進行果園氮肥和磷肥總量和噴藥總量的建設調節，提出了成齡喬化蘋果園兩減栽培環境下的樹形模式、整形修剪技術和枝葉量標準，為山西省及我國同類地區蘋果兩減栽培提供了有效的技術途徑。

該果園從2009年開始系統實施了蘋果高光效樹形改造技術，并在2016年與蘋果兩減項目并軌實施。2016年以來通過單株樹的結構優化（減少主枝、降低葉面積指數）和動態間伐技術的實施，果園密度和總枝量穩步下降，果園微環境PAR平均值穩步提升，最終顯著降低了果園化肥與農藥用量。2018年和2019年調查結果表明，高光效開心樹形果園的全園的總枝量、總密度持續下降的基礎上，果園氮肥和磷肥用量分別減少了26.2%和34.3%，農藥總量分別減少了21.5%和38.6%，果園平均產值分別增加了15.18%和16.90%，減肥減藥與提質增效效果明顯（表1）。

3.2?高海拔果園開心樹形模式的雙減栽培效果

2016-2019年在山西省吉縣高海拔（970～1 210 m）成齡果園（樹齡24～27年生），進行了蘋果兩減背景下蘋果高光效開心樹形模式構建定點試驗。試驗期間，在原有的小冠疏層形基礎上進行了中低干開心樹形改造，通過提干落頭技術實施，樹干高度提升到了1.37 m，樹高降低到2.55 m ，全樹主枝數量由6～8個降低到4～5個，單株樹總枝量下降30%左右，減少了果園土壤NPK施肥量和農藥量。

2018年和2019年調查結果表明，一方面通過選用中低干開心樹形整形修剪逐年降低果園總枝量，另一方面通過增加果園有機肥使用量減少果園化肥和農藥的使用量，其技術是可行的。調查果園單位面積有機肥用量增加32%，氮肥和磷肥用量分別減少29.4%和35.9%，農藥總量分別減少28.9%和32.7%，果園平均經濟效益增加63.3%，減肥減藥、提質增效結果明顯（見表2）。

4?討論與結論

4.1?蘋果高光效樹形管理是蘋果農藥化肥兩減的栽培基礎

目前我國生產上大面積的喬化成齡蘋果園普遍存在樹冠郁閉和果園郁閉問題，需要及時進行蘋果高光效樹形改造和果園動態密度技術規劃。本項目實施期間根據山西省及我國黃土高原丘陵半干旱果園的產地條件，以改善果園光照環境為突破點，提出了蘋果高光效開心樹形、改良小冠疏層樹形或疏散紡錘樹形為目標樹形;同時提出與不同樹齡階段蘋果高光效樹形技術模式相配套的高光效果園動態間伐技術，將成齡果園每1 hm2總枝量降到75萬～90萬條，每1 hm2平均密度降低到300株左右[21-23]，系統改善葉幕光環境，提高果實品質，增加果園經濟效益，為果園農藥化肥兩減背景想的蘋果優質高效生產奠定了栽培基礎。

4.2?果園培肥是化肥農藥兩減的技術保障

果園化肥農藥兩減栽培技術實施既需要蘋果高光效樹形技術模式支撐，也需要果園培肥技術的支持。項目實施期間通過高光效樹形系統技術改造，減少了果園總枝葉生長量和根系部分的生物量，從而減少了果園土壤營養的總消耗量，奠定了肥料減施的基礎條件。同時，為了改善果實品質，延長樹體經濟結果壽命，還需通過果園生草培肥、增施有機肥等途徑逐步增加果園有機質含量[7-8]，培育果園土壤有益生物群落，綜合提高樹體抗逆性，最終建成我國黃土高原產區蘋果優質高效生產與兩減安全生產相結合的可持續發展技術模式。

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