赵 蕾, 崔聪聪, 连 琛, 安贵阳

(西北农林科技大学 园艺学院,陕西 杨凌 712100)

乔化红富士成龄果园容易出现树冠郁闭、通风透光差、病虫害严重、果实产量和品质下降等多种问题[1-2]。间伐是有效改善果园郁闭情况的最主要措施之一。合理间伐在改善树体通风透光、促进植株叶片进行光合作用、提高果实的产量和品质方面具有一定的促进作用[3]。

张露荷[3]和刘殿红[4]等人研究不同间伐方式对果树生长发育的影响得出,隔株间伐可以提高果树的花芽分化,使树体结果的生长条件更加优越,确保果园丰产;隔行间伐能够有效改善果园通风透光性,提高叶片净光合速率以及水分利用的效率,显著提高果实的内外品质,且持续效应时间较其他间伐方式更长[5]。在张露荷[3]等人的研究中提到,间伐可以有效改善树体的枝类组成,提高树体的花芽质量。贾高丽[6]等人的研究表明,进行间伐后的第1年果园产量会有所下降,但两三年后树势增强,果实品质明显提高,果园产量逐渐上升。

目前多数研究着重间伐前中后1～2年内的变化,对间伐多年后的果园提及较少,因此,我们对洛川县3个地区的乔化红富士果园间伐5年后的生长结果情况进行调查试验,以当地未间伐的果园作为对照,并对叶片光合作用、果树枝类构成、新梢生长状况、果实产量和品质以及土壤理化性质等相关指标进行测定,探索间伐对树体、果实品质、产量以及土壤等各方面的影响,为果园间伐以解决苹果果园郁闭等问题提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

洛川县位于陕西省延安市南部,属渭北黄土高原沟壑区,其地理位置为东经109°13′～109°45′,北纬35°26′～36°04′,平均海拔1 072 m,暖温带半湿润易旱大陆性季风气候,昼夜温差12.8 ℃,年平均无霜期167 d,年平均气温9.2 ℃,最热月(7月)月平均气温22.2 ℃,最冷月(1月)月平均气温-4.0 ℃;年降雨量620 mm,主要集中在5月—9月;年均日照2 522 h,年日照率57%,土壤类型为黄土母质发育而成的轻壤土和中壤土[7]。

1.2 试验设计

在洛川县南贺苏村、东安宫以及洛阳村三地选取管理情况相近的乔化红富士间伐果园和未间伐果园(见表1),对叶片光合作用、果树枝类构成、新梢生长状况、果实产量和品质以及土壤理化性质等相关指标进行测定。

表1 洛川地区间伐与未间伐果园概况

1.3 测定指标与方法

1.3.1 光合指标测定

果实生长期7月,使用Li-6800高级光合-荧光测量系统进行果树光合速率的检测。选择长势一致的树体,在树冠中外围选取长势良好、无病虫害、无机械损伤的叶片作为测试叶片[8],每株树3次重复,结果取平均值。参数设定与叶片所在外界环境条件相近(见表2),从而保证光合数据的有效性。

表2 Li-6800高级光合-荧光测量系统参数设置

1.3.2 枝类组成及生长量测量

初春3月,每个果园中选取5株生长势相近的果树统计其枝类组成,每棵树取10个枝条统计其新梢生长量。枝条长度大于15 cm为长枝,5～15 cm为中枝,小于5 cm为短枝[9]。

测量果树距离地面20 cm处的树干周长。

1.3.3 果实品质测定

果实成熟期10月,每个处理在树体东南西北4个方位随机采摘30个果实以测定相关指标。用AL204电子天平进行单果质量的称量;用MNT-150 T电子数显游标卡尺测量果实横纵径以计算果形指数(果形指数=纵径/横径);用PAL-BX/ACID5型号糖酸一体机测量果实可溶性固形物质量分数和可滴定酸以计算糖酸比(糖酸比=可溶性固形物/可滴定酸);用MODEL GY-3型号水果硬度计测量果肉硬度[10]。

统计每个果园的总产量并换算成每hm2产量。

1.3.4 土壤指标测定

果实采收后11月,在试验植株的树冠垂直投影外围,分别在东南西北4个方位利用土钻进行土壤样品采集,深度分别为0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm。同深度土壤混合为一个样本,全处理均以五点取样法采集,四分法混合。土壤样品风干后过2 mm的筛,保留50 g用于土壤相关指标测定[11]。

土壤速效氮质量分数采用碱解扩散法测定,速效磷质量分数采用NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定,速效钾质量分数采用醋酸铵-火焰光度计法测定,有机质质量分数采用重铬酸钾硫酸法测定[12]。

1.4 数据分析与处理

用Excel 和SPSS进行数据处理和分析。采用独立样本t检验的方法对相关指标进行显著性分析(即图表中*表示显著性水平0.05下呈现显著差异,**表示显著性水平0.01下呈现极显著差异,***表示显著性水平0.001下呈现极显著差异)。

2 结果与分析

2.1 间伐对光合指标的影响

果树叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO2浓度(Ci)都能够反映出叶片光合能力的强弱[13]。

表3 间伐对红富士叶片光合特性的影响

表3中显示了南贺苏村、东安宫以及洛阳村3个地区间伐与未间伐果园果树叶片的光合特性。间伐果园果树叶片的净光合速率为17.612 μmol·m-2· s-1,相比未间伐果园提高了8%;气孔导度为0.215 mol·m-2·s-1,比未间伐果园提高了10%;蒸腾速率为5.916 mmol·m-2·s-1,与未间伐果园相比提高了12%;胞间CO2浓度降低。

由此可知,间伐对叶片这几个方面的光合特性都会产生影响,对胞间CO2浓度的影响差异不显著,但是对提高果树的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度有一定的促进作用。

2.2 间伐对果树枝类组成以及生长量的影响

图1显示南贺苏村、东安宫以及洛阳村三地乔化红富士果园果树的枝类组成比例。未间伐果园果树的长枝、中枝和短枝之间比例为13∶31∶56,间伐果园果树的长枝、中枝和短枝之间的比例为13∶29∶58。3种长度枝条所占比例都有显著差异,其中长枝和中枝所占比例减少,短枝所占比例显著增加5.4%。因此间伐可以降低长枝和中枝的枝量,提高短枝的枝量,改善果树的枝类组成。

图1 间伐对红富士果树枝类组成的影响

图2中,间伐与未间伐果园果树的枝条新梢生长量有显著差异。间伐后春梢生长量提高了4.9%,对秋梢生长影响差异不明显,枝条新梢生长总量提高了2.4%。因此间伐能够有效促进果树的新梢生长。

图2 间伐对红富士果树新梢生长量的影响

图3中可以明显看出,间伐果园的果树树干周长显著大于未间伐果园,因此可知间伐可以促进果树干粗的生长。

图3 间伐对红富士果树树干周长的影响

由此表明,间伐可显著促进枝干以及新梢的生长,改善果树的枝类组成比例,促进果树开花结果。

2.3 间伐对果实产量和品质的影响

表4显示,在果实产量方面,南贺苏村、东安宫以及洛阳村三地间伐与未间伐果园果实产量具有极显著差异,产量提高了23%,说明间伐对果园产量提高有促进作用。

表4 间伐对红富士苹果产量及果实品质的影响

在果实外在品质方面,果实的果形指数相近且差异不显著,说明间伐对果实果形指数的影响很小。间伐果园果实单果质量与未间伐果园果实相比差异极显著,提高了10%。L*、a*、b*值可评价果实的外观品质,其中L*表示亮度,数值越高,对应果实的果面亮度越高;a*表示红色和绿色,数值越高越红,反之则越绿;b*表示黄色和蓝色,数值越高越黄,反之则越蓝[14]。表中间伐的果园果实的L*值高于未间伐果园果实,且差异显著;a*值高于未间伐果园果实,且差异极显著;b*值低于未间伐果园,差异不显著。说明间伐可以显著提高果实的果面光洁度和果实表面的红色。

在果实内在品质方面,间伐果园果实的可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量分数与未间伐果园果实相比效果更好,其中可溶性固形物质量分数提高了5%,硬度和可滴定酸质量分数分别下降了10%和4%。

综上可知,间伐可以显著提高果实单果质量,促进果实表面着色,提高果面光洁度,果实可溶性固形物质量分数提高,果实酸度降低,使果实的口感更佳。但果实硬度降低后,果实的耐贮性和耐运输性有所降低。

2.4 间伐对果园土壤理化性质的影响

图4显示南贺苏村、东安宫和洛阳村三地间伐果园土壤速效氮质量分数在不同土层深度均高于未间伐果园,在土层深度0～20 cm和20～40 cm处,两组数据的差异显著,土壤速效氮质量分数分别提高了16%和14%。

图4 间伐对不同土层深度速效氮质量分数的影响

图5中可以看出间伐果园不同土层深度的土壤速效磷质量分数也高于未间伐果园,其中20～40 cm与40～60 cm土层深度的数据差异极显著,分别提高了380%和120%。

图5 间伐对不同土层深度速效磷质量分数的影响

图6反映间伐对不同土层深度土壤速效钾质量分数的影响,与对土壤速效氮质量分数的影响相似,在土层深度0～20 cm和 20～40 cm处,两组土壤速效钾质量分数差异极显著,分别提高了14%和33%。

图6 间伐对不同土层深度速效钾质量分数的影响

图7中,间伐果园土壤有机质质量分数在不同土层深度都高于未间伐果园,并且0～20 cm土层深度的两组土壤有机质质量分数差异显著,其质量分数提高15%。

图8显示了两种果园的不同土层深度土壤pH值,3种土层深度的数值差异均不显著,因此间伐对土壤pH值的影响较小。

综上可知,间伐对提高土壤速效氮、磷、钾和有机质质量分数有一定的促进作用。

3 讨论与结论

果树净光合速率代表果树积累有机物的速率[1]。间伐对果树叶片光合速率的提高有很明显的促进作用,与张俊娜[15]等人的研究结果一致,间伐后的果树叶片净光合速率显著高于未间伐果园。在宋哲[16]等人的研究中,间伐改型后,果树叶片的气孔导度增大,气体交换增加,促进叶片的蒸腾速率,与本试验结果一致。果实的生长需要大量的养分[17],而叶片光合速率的提高增加了养分的积累量,在果实生长发育期能够提供充足的养分。

对于果树来说,长枝是树体的骨架,并不容易开花结果,能够发育成结果短枝的多为枝条中的中枝和短枝,它们相较于长枝来说更容易成花[18]。与未间伐果园相比,间伐后的果树间株行距增大,果园通风透光性得到改善,资源利用率提高,果树的中短枝所占比例增加,利于成花结果,并且果树新梢和干粗生长量也有所提高。

间伐对果园产量的增加和果实内外品质的提高存在显著的促进作用[19]。间伐对果园增产的影响是长期的,一两年内的产量下降是正常的情况,这段时间渡过后果园会处于长期增产的状态,这与李国梁[20]等人的研究结果一致。果实的着色面积是衡量果实品质的重要指标之一,也是消费者考虑的首要因素,着色面积越大的苹果品质相对越高[21]。间伐能够提高果实的光洁度和着色度,这在聂佩显[1]等人的研究中也有所体现。间伐在促进果实内在品质提高方面已经得到了诸多研究的证实,可溶性固形物质量分数升高,可滴定酸质量分数下降,果实的口感提高,这与吕天星[11]等人的研究结果一致。

试验结果表明间伐能够提高土壤速效氮、磷、钾的含量,这与何莹[22]等人的研究结果一致,而且显著变化多出现在深度为0～40 cm处的表层土壤和根际土壤,这与邹秉章[23]对间伐后土壤理化性状的研究结果一致。土壤有机质能够改善土壤结构,促进果树根系的生长,还能提高根系活力,延缓果树衰老[24]。间伐后垂直方向上的土壤有机质质量分数逐渐下降,这与胡昊程[25]等人的研究结果是一致的。

综上所述,间伐5年后洛川地区果园果树叶片光合速率提高,果树的枝类构成得到改善,成花短枝数量增加,果树新梢生长量增加,果实品质提高,促进果园增产,果园土壤理化性质得到一定程度的改善,根际土壤速效氮、磷、钾和土壤有机质质量分数增加,利于提高果园的经济效益。