羅 達(dá)，宋鋒惠，史彥江，馬合木提·阿不來提，王慧娟

新疆降水稀少、蒸發(fā)強(qiáng)烈、水資源匱乏，干旱成為該區(qū)最突出的自然特征。對(duì)農(nóng)業(yè)來說，降水稀少無法滿足作物生長(zhǎng)的需要，發(fā)展“灌溉農(nóng)業(yè)”成為其主要特色。榛子為重要的木本油料及堅(jiān)果樹種，其果仁富含油脂、蛋白質(zhì)、淀粉和維生素，味美可食，經(jīng)濟(jì)價(jià)值和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高。平歐雜種榛(Corylus heterophylla×C.avellana)又稱雜交榛，是新疆成功引進(jìn)的新亮點(diǎn)經(jīng)濟(jì)林樹種，在干旱區(qū)灌溉條件下，其良種化推廣栽培與規(guī)?；掷m(xù)發(fā)展使其正逐漸成為新疆特色林果業(yè)中的重要產(chǎn)業(yè)之一。然而，隨著榛子栽培面積的不斷擴(kuò)增，一些榛子園已進(jìn)入盛果期，果農(nóng)仍處于不修剪或不會(huì)修剪的現(xiàn)狀，結(jié)果造成一系列問題，如樹體長(zhǎng)勢(shì)弱、枝條細(xì)長(zhǎng)、花量太大、低產(chǎn)劣質(zhì)等，進(jìn)而縮短了果園壽命，降低了果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入。如在北疆的許多地區(qū)，不同管理水平的盛果初期榛子畝產(chǎn)量?jī)H為 55～103 kg，單株產(chǎn)量?jī)H 0.42～0.66 kg［1］。因此，在干旱區(qū)灌溉條件下，探尋平歐雜種榛合理的修剪措施對(duì)提高果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)、增加果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益都具有重要意義。

修剪是樹形結(jié)構(gòu)改造的重要措施之一［2-3］。修剪會(huì)打破樹體原有的平衡，及時(shí)、合理的修剪可以調(diào)節(jié)樹體枝葉的合理分布以及枝類的組成和比例，使樹冠的光合有效面積最大化，協(xié)調(diào)樹體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累、運(yùn)轉(zhuǎn)、分配和消耗，進(jìn)而達(dá)到生長(zhǎng)與結(jié)實(shí)均衡、產(chǎn)量和品質(zhì)提高的目的［4］。以往有關(guān)果樹修剪的研究主要集中在生長(zhǎng)發(fā)育［5］、營(yíng)養(yǎng)水平［6-7］、光合與生理特性［8-9］、產(chǎn)量以及品質(zhì)［10-11］等方面。針對(duì)歐洲榛國(guó)外學(xué)者也開展了一系列修剪方面的研究［12-14］，然而，我國(guó)僅陳鳳［15］等研究了平歐雜種榛回縮修剪對(duì)枝類組成和開花習(xí)性的影響。在果樹修剪過程中，修剪過輕使得樹冠內(nèi)通風(fēng)透光等小氣候條件得不到根本改善，過重又會(huì)造成樹勢(shì)徒長(zhǎng)、產(chǎn)量波動(dòng)較大。此外，果樹不同年齡枝條的生長(zhǎng)發(fā)育狀況與養(yǎng)分水平及其供應(yīng)能力可能存在差異［16］。因此，在尋求合理的修剪措施來提高果樹產(chǎn)量和品質(zhì)時(shí)，將枝條年齡考慮在內(nèi)來開展相關(guān)研究對(duì)生產(chǎn)栽培管理實(shí)踐或許更具指導(dǎo)意義，這在新疆等干旱區(qū)特殊生態(tài)環(huán)境條件下開展平歐雜種榛的相關(guān)研究更顯得尤為重要。為此，本研究以新疆干旱區(qū)灌溉條件下廣泛推廣栽培的平歐雜種榛‘達(dá)維’為對(duì)象，研究不同年齡枝條在不同修剪強(qiáng)度下的生長(zhǎng)、光合及結(jié)實(shí)特性，探索適宜的修剪方式與修剪強(qiáng)度，為新疆‘達(dá)維’的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地在新疆烏魯木齊安寧渠的平歐雜種榛豐產(chǎn)栽培示范園(86°37'33″－88°58'24″E，43°45'32″－44°08'00″N)。該區(qū)位于天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣中部，屬中溫帶半干旱大陸性氣候，光熱資源豐富，氣候干燥。年均氣溫7.3℃，日照時(shí)數(shù)2 775 h，無霜期 137 d，降雨量 286.1 mm，蒸發(fā)量2 164.2 mm［17］。

1.2 材料與方案

修剪于2014年4月上旬開展，試驗(yàn)材料為新疆廣泛推廣栽培的盛果初期的平歐雜種榛‘達(dá)維’(代號(hào):84-254)，株行距 2.0 m×1.5 m，樹齡 5 a，選擇大小、長(zhǎng)勢(shì)、立地等條件基本一致的，枝條年齡分為1年生枝條和2年生枝條，不同年齡枝條又分別設(shè)置對(duì)照(修枝 0%)、輕度(修枝 30%)、中度(修枝40%)和重度(修枝50%)4種處理，每種處理重復(fù)3次，共計(jì)24株樹。

1.3 方法

1.3.1 新梢生長(zhǎng)量 秋季葉黃至落葉前，在樹冠的東南西北各方向選擇1個(gè)新梢，采用電子游標(biāo)卡尺和卷尺分別測(cè)定新梢長(zhǎng)度和基徑。

1.3.2 葉片特性 新梢停止生長(zhǎng)期，采用手持葉綠素儀(SPAD-502，日本)測(cè)定樹冠東南西北的外圍中部枝條上成熟健康葉片的葉綠素含量。隨機(jī)采摘各修枝處理的50枚葉片，迅速裝入保鮮袋密封帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，采用電子游標(biāo)卡尺和葉面積掃描儀分別測(cè)定葉片厚度和葉面積。

1.3.3 葉片光合特征 果殼膨大期，晴朗天氣11:00－13:00，在樹冠南面外圍中部枝條上分別選擇5枚成熟健康葉片，采用CIRAS-2型(PPS Systems，英國(guó))光合測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)，計(jì)算水分利用效率(Wue):

1.3.4 結(jié)實(shí)特性 在樹冠東南西北各選擇1個(gè)枝條，雌花盛期統(tǒng)計(jì)該枝條上的雌花數(shù)，果殼膨大期統(tǒng)計(jì)該枝條上的坐果果序數(shù)。果實(shí)成熟期分別統(tǒng)計(jì)各試驗(yàn)樹的單株結(jié)果數(shù)，在各試驗(yàn)樹上隨機(jī)采摘30個(gè)果實(shí)，網(wǎng)兜帶回室內(nèi)，風(fēng)干、脫苞，之后采用電子天平(精度0.01)分別測(cè)定果實(shí)的單果重和果仁重，然后，分別計(jì)算以下產(chǎn)量指標(biāo):

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2003和 SPSS 22.0分別對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與分析，單因素方差分析(one-way ANOVA)和最小顯著差異法(Least Significant Difference，LSD)檢驗(yàn)‘達(dá)維’不同年齡枝條不同修枝強(qiáng)度之間新梢生長(zhǎng)、葉片特性、光合參數(shù)以及結(jié)實(shí)特性的差異(P＜0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 修剪對(duì)‘達(dá)維’新梢生長(zhǎng)的影響

由表1可知，1年生和2年生枝條修剪均提高了新梢的長(zhǎng)度和基徑，并隨著修剪強(qiáng)度的增大，新梢長(zhǎng)度和基徑增大。不同年齡枝條重度修剪后的新梢長(zhǎng)度和基徑均顯著高于對(duì)照(P＜0.05)，其中，1年生和2年生新梢長(zhǎng)度較對(duì)照分別增長(zhǎng)24.42 cm和30.19 cm(P＜0.05)，新梢基徑分別增長(zhǎng)1.68 cm 和 2.40 cm(P＜0.05)。與對(duì)照相比，2個(gè)年齡枝條輕度、中度和重度修剪后的新梢長(zhǎng)度分別平均增長(zhǎng)48.00%、91.30%和 110.28%，新梢基徑分別平均增長(zhǎng) 27.08%、41.86%和 49.37%。

2.2 修剪對(duì)‘達(dá)維’葉片特性的影響

從表2看出，1年生枝條修剪后的葉面積＜2年生，但葉片厚度＞2年生。1年生枝條中度修剪顯著降低了葉面積和葉片厚度(P＜0.05)，與對(duì)照相比，二者分別降低7.55%和17.78%。與1年生枝條不同，2年生枝條不同修剪強(qiáng)度均顯著促進(jìn)了葉面積和葉片厚度的增長(zhǎng)(P＜0.05)。不同年齡枝條與不同強(qiáng)度修剪對(duì)葉綠素含量均未產(chǎn)生顯著影響(P＞0.05)。

2.3 修剪對(duì)‘達(dá)維’光合特征的影響

由表3可知，1年生枝條修剪后的葉片蒸騰速率＜2年生，但其他光合特征參數(shù)均＞2年生。1年生枝條各修剪強(qiáng)度對(duì)葉片凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率均產(chǎn)生不同程度的影響。凈光合速率和氣孔導(dǎo)度對(duì)修剪的反映呈現(xiàn)一致的規(guī)律，二者在輕度修剪下較對(duì)照提高25.09%和40.00%(P＜0.05)，重度修剪下降低 11.80%和 10.37%;與對(duì)照相比，1年生枝條中度修剪的蒸騰速率提高55.66%(P＜0.05);各修剪處理對(duì)胞間CO2濃度的影響不顯著(P＞0.05);中度和重度修剪的水分利用效率較對(duì)照分別降低23.54%和20.42%(P＜0.05)。與 1 年生枝條不同，2年生枝條不同修剪強(qiáng)度對(duì)葉片各光合特征參數(shù)均未產(chǎn)生顯著影響(P＞0.05)。

表1 不同年齡枝條修剪對(duì)‘達(dá)維’新梢生長(zhǎng)的影響Table 1 Effects of different age branches with pruning on new shoot growth of cultivar‘Dawei’

表2 不同年齡枝條修剪對(duì)‘達(dá)維’葉片特性的影響Table 2 Effects of different age branches with pruning on leaf characteristics of‘Dawei’

2.4 不同年齡枝條修剪對(duì)‘達(dá)維’結(jié)實(shí)特性的影響

從表4看出，1年生枝條修剪后的坐果率、單果質(zhì)量和果仁質(zhì)量均＞2年生;2年生枝條修剪后的出仁率則＞1年生;1年生枝條對(duì)照的單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量均＜2年生，其他修剪處理則＞2年生。1年生枝條各修剪強(qiáng)度對(duì)坐果率的影響不顯著(P＞0.05)，而2年生枝條各修剪強(qiáng)度的坐果率顯著＞對(duì)照(P＜0.05)。不同年齡枝條不同修剪強(qiáng)度的單株結(jié)果數(shù)變幅較大，為 235.33～501.00 個(gè)·株－1。其中，1 年生枝條輕度修剪的單株結(jié)果數(shù)較對(duì)照提高28.10%，2年生枝條的單株結(jié)果數(shù)隨著修剪強(qiáng)度的增大而顯著降低(P＜0.05)。1年生枝條各修剪處理對(duì)單果質(zhì)量的影響不顯著(P＞0.05)，2年生枝條中度修剪的單果質(zhì)量較對(duì)照顯著提高16.96%(P＜0.05)。1年生枝條中度修剪的果仁質(zhì)量顯著高于輕度和重度修剪(P＜0.05)，2年生枝條重度修剪的果仁質(zhì)量較對(duì)照降低8.16%(P＜0.05)。1年生枝條輕度修剪提高了出仁率，重度修剪則顯著降低了出仁率，2年生枝條修剪對(duì)出仁率的影響不顯著(P＞0.05)。從單株產(chǎn)量情況來看，不同年齡枝條修剪對(duì)單株產(chǎn)量的影響不同。其中，1年生枝條輕度和中度修剪的單株產(chǎn)量分別較對(duì)照提高26.35%和18.27%，重度修剪則降低18.38%;2年生枝條各修剪強(qiáng)度較對(duì)照平均降低 45.47%(P＜0.05)。研究結(jié)果表明，1 年生枝條修剪的單株產(chǎn)量與光合速率呈現(xiàn)出一致的規(guī)律，即輕度＞中度＞對(duì)照＞重度;2年生枝條修剪均不利于單株產(chǎn)量和光合速率的提高。

表3 不同年齡枝條修剪對(duì)‘達(dá)維’光合特征的影響Table 3 Effects of different age branches with pruning on photosynthetic characteristics of‘Dawei’

表4 不同年齡枝條修剪對(duì)‘達(dá)維’結(jié)實(shí)特性的影響Table 4 Effects of different age branches with pruning on fruiting characteristics of‘Dawei’

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

果樹修剪的目的是調(diào)節(jié)負(fù)載量，加強(qiáng)樹冠內(nèi)膛通風(fēng)與光照，調(diào)節(jié)生長(zhǎng)與結(jié)實(shí)的平衡，延長(zhǎng)有效結(jié)果年限。因此，生產(chǎn)上為獲得高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)，果樹修剪都應(yīng)將樹種的生物學(xué)特性、生長(zhǎng)發(fā)育所處的階段以及樹種的營(yíng)養(yǎng)水平等結(jié)合起來綜合考慮，以采取適宜的修剪方式和修剪量。本研究以我國(guó)廣泛推廣栽培的平歐雜種榛‘達(dá)維’為對(duì)象，探討了不同年齡枝條不同修剪強(qiáng)度對(duì)生長(zhǎng)、光合及結(jié)實(shí)特性的影響。結(jié)果表明，從修剪方式來看，1年生枝條修剪對(duì)坐果率、單株結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量的影響均優(yōu)于2年生，可能與枝條生長(zhǎng)發(fā)育階段不同以及養(yǎng)分含量差異有關(guān)。1年生枝條輕度修剪促進(jìn)了新梢生長(zhǎng)，增強(qiáng)了葉片凈光合速率，提高了單株結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量，輕度修剪的單株產(chǎn)量較對(duì)照提高26.35%。因此，在新疆干旱區(qū)特殊生態(tài)環(huán)境條件下，對(duì)‘達(dá)維’的1年生枝條采用輕度修剪的效果最佳。

3.2 討論

新梢生長(zhǎng)量在一定程度上表征著樹體的養(yǎng)分狀況及其供應(yīng)能力，影響樹體的結(jié)實(shí)特性［18］。相關(guān)研究表明，新梢生長(zhǎng)量是獲得高產(chǎn)的基礎(chǔ)，顯著影響果實(shí)的單果質(zhì)量［19］。葉面積是樹體生長(zhǎng)狀況的重要指標(biāo)之一，與果樹光合作用和產(chǎn)量相關(guān)。楊偉［20］等的研究發(fā)現(xiàn)，果樹的產(chǎn)量在一定范圍內(nèi)隨著葉面積的增大而增大，二者之間表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系。本研究中，‘達(dá)維’新梢生長(zhǎng)對(duì)修剪的反應(yīng)強(qiáng)烈，不同年齡枝條修剪均顯著促進(jìn)了新梢長(zhǎng)度和基徑的生長(zhǎng)，2年生枝條各修剪強(qiáng)度的葉面積和葉片厚度也明顯＞對(duì)照，其原因在于修枝疏除了樹冠內(nèi)影響通風(fēng)透光的多余枝葉，改善了冠膛內(nèi)的溫濕度等小氣候條件，協(xié)調(diào)了枝葉競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分和空間的矛盾，促進(jìn)了其余枝葉的生長(zhǎng)。其他許多同類研究也得出過類似的結(jié)果，如不同修剪強(qiáng)度均改善了紅富士蘋果(Malus pumila)樹體的光照條件，新生枝的生長(zhǎng)隨著修剪強(qiáng)度的增大而增加，并在50%的修剪量時(shí)引起枝條旺長(zhǎng)［21］。李紹華［22］等的研究表明，修剪能促進(jìn)樹冠更新抽發(fā)新梢的能力，加快樹體早期葉面積的形成。此外，在研究枝條修剪對(duì)果樹葉片特性的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉片厚度［23］和葉綠素含量［24］均隨著修剪強(qiáng)度的增加而增加。本研究中，隨著修剪強(qiáng)度的增加，葉片厚度和葉綠素含量并未發(fā)現(xiàn)規(guī)律性變化，其原因可能與樹種特性、修剪時(shí)間長(zhǎng)短或生態(tài)環(huán)境條件等因素有關(guān)。

光合作用是植物體內(nèi)的重要代謝過程，是各種生理與生態(tài)環(huán)境因子的綜合反映，可作為研究環(huán)境因子影響植物生長(zhǎng)與生理代謝的重要依據(jù)［25-26］。本研究中，1年生枝條修剪對(duì)葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率均產(chǎn)生不同程度的影響，原因在于修剪使葉片周圍的生態(tài)環(huán)境因子發(fā)生了改變，如光照、溫度、濕度等。戴宏芬［9］等的研究也表明，間伐回縮修剪顯著影響荔枝(Litchi chinensis)葉片的光合和蒸騰速率，其原因可能與葉片周圍的生態(tài)環(huán)境條件(尤其是光照)改善有關(guān)，如修剪使葉片接受的光合有效輻射高達(dá)對(duì)照葉片的2.14倍，同時(shí)顯著提高了空氣相對(duì)濕度，降低了氣溫、葉溫以及空氣CO2濃度。植物體內(nèi)存在著復(fù)雜的氣孔運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，如光誘導(dǎo)氣孔運(yùn)動(dòng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、離子通道參與氣孔運(yùn)動(dòng)過程、CO2和ABA誘導(dǎo)的氣孔關(guān)閉等［27］，使氣孔能靈活地響應(yīng)各種環(huán)境變化的刺激。而氣孔行為是決定植物光合作用的限制因子之一［25］。本試驗(yàn)中，1年生枝條修剪的凈光合速率與氣孔導(dǎo)度對(duì)修剪的反應(yīng)呈現(xiàn)出一致的規(guī)律，均表現(xiàn)為輕度＞中度＞對(duì)照＞重度，表明光合速率的增加正是由氣孔導(dǎo)度增加使周圍環(huán)境中進(jìn)入細(xì)胞的CO2濃度增加所引起。水分利用效率作為植物生長(zhǎng)適宜程度的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，已被廣泛應(yīng)用于許多學(xué)者的相關(guān)研究［28］。平歐雜種榛‘玉墜’較高的水分利用效率表明其在一定程度上既能滿足自身生長(zhǎng)對(duì)水分的需求，又能有效避免鹽堿和干旱等脅迫對(duì)其生長(zhǎng)的抑制，起到了對(duì)逆境脅迫的主動(dòng)調(diào)節(jié)作用，從而表現(xiàn)出高度的適應(yīng)性［29］。本試驗(yàn)中，1年生枝條中度和重度修剪顯著降低了葉片的水分利用效率，表明其對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性也下降。1年生枝條修剪后的葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和水分利用效率均高于2年生，同時(shí)，2年生枝條不同修剪強(qiáng)度對(duì)葉片各光合特征參數(shù)均未產(chǎn)生顯著影響，這可能與枝條年齡及其營(yíng)養(yǎng)水平有關(guān)。有研究表明，黃冠梨和鴨梨枝條中養(yǎng)分含量均隨枝條年齡的增大而降低，1年生枝條中的氮、磷、鉀平均含量較其他年齡枝條分別高 18.0%～129.9%、29.5%～165.8%和 19.8%～63.2%［16］。作物形成產(chǎn)量的有機(jī)物都直接或間接來自光合作用的光合產(chǎn)物，因此，光合作用是作物產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)。以往有關(guān)植物光合作用與產(chǎn)量之間的關(guān)系仍存在爭(zhēng)議，如一些研究表明，二者之間存在正顯著相關(guān)關(guān)系［30］，也有研究得出光合作用與產(chǎn)量之間無顯著相關(guān)性甚至呈負(fù)相關(guān)關(guān)系［31-32］。許大全［33］研究表明，光合作用與產(chǎn)量之間呈負(fù)相關(guān)或缺乏正相關(guān)關(guān)系均是假象，正相關(guān)關(guān)系才是二者的本質(zhì)反映。本研究發(fā)現(xiàn)，無論是1年生或是2年生枝條，修剪對(duì)平歐雜種榛葉片凈光合速率的影響與對(duì)產(chǎn)量的影響基本一致，進(jìn)一步證實(shí)了二者之間存在密切的相關(guān)關(guān)系。

合理的修剪可以改善冠膛內(nèi)的溫濕度、光照等小氣候，協(xié)調(diào)樹體生長(zhǎng)與結(jié)實(shí)之間的矛盾，進(jìn)而提高產(chǎn)量和品質(zhì)［34］。從修剪方式來看，1年生枝條修剪對(duì)坐果率、單株結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量的影響均優(yōu)于2年生，可能與枝條生長(zhǎng)發(fā)育階段不同以及養(yǎng)分含量差異有關(guān)。從修剪強(qiáng)度來看，1年生枝條輕度修剪促進(jìn)了葉片的光合作用，如凈光合速率和氣孔導(dǎo)度較對(duì)照分別提高25.09%和40.00%，蒸騰速率、胞間 CO2濃度和水分利用效率也不同程度提升，同時(shí)，坐果率、單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量分別提高7.24%、28.10%和26.35%。原因可能在于輕度修剪適度改變了樹體枝條角度與枝(梢)葉的數(shù)量及比例等，增大了樹體的光合有效面積，協(xié)調(diào)了樹體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累、運(yùn)轉(zhuǎn)、分配和消耗，最終提高結(jié)實(shí)特性。盡管如此，本研究同時(shí)顯示，2年生枝條各修剪強(qiáng)度均提高了坐果率和單果質(zhì)量，但顯著降低了單株產(chǎn)量。這與一些學(xué)者的研究結(jié)果相一致。如樊衛(wèi)國(guó)［35］等發(fā)現(xiàn)，修剪顯著提高了刺梨(Rosa roxburghii)當(dāng)年的坐果率和單果質(zhì)量，但顯著降低了單株產(chǎn)量，他們認(rèn)為單株產(chǎn)量顯著降低的原因在于修剪減少了當(dāng)年的結(jié)果枝梢總量。在連續(xù)觀測(cè)后的第2年和第3年，修剪均顯著提高了刺梨的坐果率、單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量。上述研究表明，短時(shí)間的修剪處理會(huì)降低果樹的產(chǎn)量，然而，樹體的枝(梢)葉和大型結(jié)果母枝會(huì)隨著修剪時(shí)間的推移而不斷更新和增多，產(chǎn)量和品質(zhì)也將得以恢復(fù)和提高［36］。因此，在未來榛園栽培管理實(shí)踐中，只有采取合理的修剪方式同時(shí)結(jié)合適宜的修剪量才能最大限度地發(fā)揮果樹的結(jié)實(shí)功能，提高經(jīng)濟(jì)效益。