盧明艷，宋鋒惠，史彥江，故里米熱·卡克什，王靈哲，

(1.新疆林業(yè)科學(xué)院，烏魯木齊 830002；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，烏魯木齊 830052)

【研究意義】紅棗是新疆南部地區(qū)林果業(yè)的重要組成部分，助力農(nóng)民增收致富、林果業(yè)提質(zhì)增效和鄉(xiāng)村振興具有重要作用[1]。新疆紅棗產(chǎn)業(yè)起步較晚，2005年起規(guī)模化種植發(fā)展，截止2020年底，新疆紅棗面積約4.13×105hm2(含兵團(tuán))、產(chǎn)量3.81×106t，已位居全國(guó)紅棗產(chǎn)量第一大省。新疆紅棗的規(guī)?；l(fā)展起于高密度直播建園模式，隨著棗園逐步進(jìn)入盛果期，出現(xiàn)棗園通風(fēng)透光條件變劣、棗果產(chǎn)量急劇增加和品質(zhì)明顯下降、生產(chǎn)成本增加和紅棗價(jià)格明顯下降等制約棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。可見(jiàn)，紅棗規(guī)模化種植中，適宜樹(shù)形的篩選已成為紅棗產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的重要環(huán)節(jié)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】果樹(shù)樹(shù)形可影響冠層內(nèi)的光照分布、光合特性及葉片生理狀況，進(jìn)而對(duì)產(chǎn)量、品質(zhì)產(chǎn)生較大影響[2]，在蘋(píng)果、桃、梨和龍安柚等樹(shù)種上的相關(guān)研究已經(jīng)取得了一定進(jìn)展[3-7]。近年來(lái)，有關(guān)土壤水分、配方施肥與棗樹(shù)光合特性關(guān)系的研究報(bào)道較多[8-12]，藺金龍等[13]研究認(rèn)為，棗樹(shù)冠層的光照分布對(duì)果實(shí)分布和品質(zhì)有直接影響，小冠疏層形在光照和坐果分布上明顯優(yōu)于圓柱形和三主枝中干形；王文軍等[14]研究認(rèn)為，灰棗主干形樹(shù)形的單果重、果肉厚度、果實(shí)硬度均大于小冠疏層形的，且樹(shù)冠結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、枝量較少，果實(shí)品質(zhì)較優(yōu)、商品性較好。【本研究切入點(diǎn)】以紅棗主栽品種駿棗棗頭形、小冠疏層形和開(kāi)心形3種樹(shù)形為研究對(duì)象，對(duì)不同樹(shù)形駿棗冠層內(nèi)葉片特性、光合生理參數(shù)與產(chǎn)量品質(zhì)進(jìn)行研究，明確冠層內(nèi)葉片生理狀況與產(chǎn)量之間的關(guān)系?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】探討棗頭形、小冠疏層形和開(kāi)心形3種樹(shù)形駿棗的冠層特性與產(chǎn)量和品質(zhì)的差異性，對(duì)不同樹(shù)形駿棗開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)，篩選出產(chǎn)量和品質(zhì)等綜合性狀好的適宜樹(shù)形，以期為駿棗高光效樹(shù)形的培養(yǎng)和在新疆的推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于溫宿縣新疆林業(yè)科學(xué)院佳木國(guó)家重點(diǎn)林木良種基地，供試材料為7 年生駿棗，株行距1.5 m×4.0 m，3種樹(shù)形分別為：棗頭形(樹(shù)高2.7～2.9 m，冠幅1.7～2.1 m)，小冠疏層形(樹(shù)高2.5～2.6 m，冠幅1.6～2.0 m)和開(kāi)心形(樹(shù)高1.6～1.7 m，冠幅1.8～1.9 m)，在垂直方向上將樹(shù)冠劃分為上層(>2.0 m)、中層(1.0～2.0 m)、下層(<1.0 m)3層。每種樹(shù)形選取地徑8～10 cm、長(zhǎng)勢(shì)相當(dāng)?shù)闹仓旮?株，3次重復(fù)。樹(shù)體常規(guī)統(tǒng)一管理，棗園相對(duì)整齊。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 駿棗葉片特性分析 在7月16日(果實(shí)膨大期)選定7 年生駿棗樹(shù)，采集不同冠層的葉片，每株采集樹(shù)各采樣點(diǎn)采集10片長(zhǎng)勢(shì)一致(2年生二次枝頂部第5～8片葉)的成熟健康葉片，剪去葉柄、擦干凈備用。

葉片厚度采用游標(biāo)卡尺測(cè)定；葉面積采用葉面積儀測(cè)定，比葉面積= 葉面積/葉片干重；葉片鮮重采用電子天平稱量；葉片干重測(cè)定：105 ℃烘箱中烘30 min殺青，然后置入85 ℃烘箱中烘12 h后稱其干重；葉片含水率=葉片鮮重-葉片干重/葉片鮮重×100%；葉干物質(zhì)含量=葉片干重×1000/葉片鮮重；相對(duì)葉綠素含量(SPAD) 采用手持葉綠素儀 SPAD-502測(cè)定。每種測(cè)定3次重復(fù)。

1.2.2 駿棗冠層葉片光合參數(shù)測(cè)定 于10月18日(果實(shí)成熟期，晴朗天氣)10:00—12:00進(jìn)行光合作用測(cè)定，采用LI-6800光合儀測(cè)定2年生二次枝棗吊中部成熟功能葉片凈光合速率。測(cè)定供試駿棗植株的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、胞間CO2濃度以及水分利用效率(水分利用效率=凈光合速率/蒸騰速率)。每個(gè)處理測(cè)定3株固定駿棗植株，重復(fù)3次。

1.2.3 駿棗產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)測(cè)定 于10月21日(果實(shí)成熟期)統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理3株固定駿棗植株的棗果數(shù)；并于11月18日進(jìn)行采收，每株駿棗隨機(jī)采集30個(gè)果實(shí)進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)測(cè)定。由單果重及果實(shí)個(gè)數(shù)計(jì)算單株產(chǎn)量。

駿棗品質(zhì)測(cè)定：按照新疆自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn)《新疆干制棗果品質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(DB65/T 4296—2020)對(duì)駿棗分級(jí)。特級(jí)果：橫徑大于3.3 cm；一級(jí)果：橫徑3.0～3.2 cm；二級(jí)果：橫徑2.9～2.8 cm；三級(jí)果：橫徑2.7～2.6 cm；等外果：橫徑小于2.5 cm。將選好的駿棗果實(shí)用游標(biāo)卡尺測(cè)量縱徑后劃分等級(jí)，統(tǒng)計(jì)30個(gè)果實(shí)中的商品棗(特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)果)、裂棗，計(jì)算優(yōu)質(zhì)果率(特級(jí)果率、一級(jí)果率、二級(jí)果率之和)、裂果率；采用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量駿棗果實(shí)縱橫徑；采用電子臺(tái)秤測(cè)量駿棗單果重；參考中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2637—2014測(cè)定駿棗果實(shí)的可溶性固形物；參考中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 12456—2008測(cè)定駿棗果實(shí)的可滴定酸含量；參考中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.86—2016測(cè)定駿棗果實(shí)的維生素C含量；參考中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 2742—2015測(cè)定駿棗果實(shí)可溶性糖含量；參考中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5009.8—2008測(cè)定駿棗果實(shí)還原糖；總黃酮采用硝酸鋁比色法測(cè)定[15]。每種測(cè)定3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析、主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)駿棗冠層不同葉片特性的影響

由表1可知，棗頭形和小冠疏層形駿棗的葉片厚度、葉干物質(zhì)含量、相對(duì)葉綠素含量SPAD均表現(xiàn)為從冠層下層至上層呈增加的趨勢(shì)，且差異顯著。駿棗葉片相對(duì)含水率則呈相反的趨勢(shì)，小冠疏層形和棗頭形上層的含水率最大，分別為67.66%、66.50%，其次是小冠疏層形樹(shù)冠中層，為63.29%，下層最低，為55.16%。開(kāi)心形駿棗的葉片厚度和相對(duì)葉綠素含量SPAD均表現(xiàn)為中層大于下層，且存在顯著差異；而開(kāi)心形駿棗的中層與下層葉干物質(zhì)含量和葉片相對(duì)含水量差異不顯著。小冠疏層形駿棗上層的葉片面積最大，為2208.43 mm2，其次是開(kāi)心形和棗頭形樹(shù)冠中層，分別為2167.27、2043.46 mm2。綜上所述，不同冠層駿棗葉片的葉面積、葉片厚度、葉干物質(zhì)含量、相對(duì)葉綠素含量SPAD均表現(xiàn)為：上層>中層>下層(棗頭形葉片面積除外)；駿棗葉片相對(duì)含水率則表現(xiàn)為：下層>中層>上層。駿棗葉片面積表現(xiàn)為：小冠疏層形>開(kāi)心形>棗頭形，駿棗葉干物質(zhì)含量表現(xiàn)為：棗頭形>小冠疏層形>開(kāi)心形，駿棗葉片厚度、相對(duì)含水量和相對(duì)葉綠素含量SPAD表現(xiàn)為：小冠疏層形>棗頭形>開(kāi)心形。說(shuō)明，開(kāi)心形駿棗葉片形態(tài)結(jié)構(gòu)不利于葉片光合作用的進(jìn)行，而小冠疏層形和棗頭形葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)有利于提高光合作用，降低蒸騰作用。

表1 3種樹(shù)形駿棗的葉片特性指標(biāo)

2.2 對(duì)駿棗冠層葉片光合參數(shù)的影響

由表2可知，不同樹(shù)形駿棗的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率均表現(xiàn)出從冠層下層到上層呈增加的趨勢(shì)(開(kāi)心形冠層根據(jù)高度分為中層、下層，下同)，且這3個(gè)指標(biāo)從大到小的順序均為：棗頭形>開(kāi)心形>小冠疏層形。說(shuō)明樹(shù)形培養(yǎng)明顯提高葉片的光合特性。棗頭形駿棗中層葉片的胞間CO2濃度顯著高于上層、下層，開(kāi)心形駿棗中層葉片的胞間 CO2濃度顯著高于下層，而小冠疏層形駿棗葉片的胞間 CO2濃度表現(xiàn)為從冠層下層到上層呈顯著增加的趨勢(shì)，駿棗胞間CO2濃度表現(xiàn)為：棗頭形>小冠疏層形>開(kāi)心形。水分利用效率能夠反映植物在生長(zhǎng)中的能量轉(zhuǎn)換效率，小冠疏層形與開(kāi)心形駿棗水分利用效率較高，說(shuō)明，這2種樹(shù)形能量轉(zhuǎn)化效率高于棗頭形，棗頭形冠層之間的水分利用效率無(wú)顯著差異。

表2 3種樹(shù)形駿棗的葉片光合生理特征參數(shù)

2.3 對(duì)駿棗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

由表3可知，開(kāi)心形、棗頭形、小冠疏層形駿棗果實(shí)的單果重>果實(shí)縱徑>果實(shí)橫徑>一級(jí)棗率>單果重，但不存在顯著差異。棗果的果實(shí)縱徑、一級(jí)棗率和單果重依次為：開(kāi)心形>棗頭形>小冠疏層形。開(kāi)心形、棗頭形、小冠疏層形駿棗果實(shí)的特級(jí)果率、二級(jí)果率、優(yōu)質(zhì)果率、裂果率、單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量存在顯著差異。駿棗果實(shí)的特級(jí)果率、優(yōu)質(zhì)果率依次為開(kāi)心形>棗頭形>小冠疏層形，開(kāi)心形駿棗果實(shí)特級(jí)果率和優(yōu)質(zhì)果率比棗頭形、小冠疏層形分別提高9.40%、13.36%和54.73%、25.47%；駿棗果實(shí)二級(jí)果率依次為小冠疏層形>棗頭形>開(kāi)心形；駿棗果實(shí)裂果率依次為小冠疏層形>開(kāi)心形>棗頭形，駿棗果實(shí)皮皮棗率、單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量則呈相反趨勢(shì)，排序?yàn)闂楊^形>開(kāi)心形>小冠疏層形，且棗頭形駿棗單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量比開(kāi)心形、小冠疏層形分別提高81.45%、153.45%和77.58%、62.85%。說(shuō)明，開(kāi)心形駿棗的果實(shí)縱徑、一級(jí)棗率、特級(jí)果率、優(yōu)質(zhì)果率和單果重最高，小冠疏層形最低，而小冠疏層形裂果率最高，棗頭形最低；棗頭形駿棗單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量最高，小冠疏層形最低。

表3 不同樹(shù)形對(duì)駿棗果實(shí)外觀品質(zhì)和產(chǎn)量的影響

由表4可知，開(kāi)心形、棗頭形、小冠疏層形駿棗果實(shí)的可溶性固形物、可溶性糖、Vc、總黃酮含量不存在顯著性差異，3種樹(shù)形的可溶性固形物在39.45%～41.23%，差異不顯著；小冠疏層形和棗頭形駿棗的總黃酮含量分別比開(kāi)心形增加45.45%、37.47%；小冠疏層形和開(kāi)心形駿棗果實(shí)的可溶性糖含量分別比棗頭形駿棗果實(shí)增加10.95%、11.06%；棗頭形駿棗果實(shí)Vc含量最高，開(kāi)心形駿棗果實(shí)的最低；開(kāi)心形、棗頭形、小冠疏層形駿棗果實(shí)的總酸、還原糖存在顯著性差異，總酸排序?yàn)闂楊^形>小冠疏層形>開(kāi)心形，還原糖排序?yàn)闂楊^形>開(kāi)心形>小冠疏層形。說(shuō)明，棗頭形和小冠疏層形駿棗果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)于開(kāi)心形。

表4 不同樹(shù)形對(duì)駿棗內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4 駿棗葉片生理指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表5可知，開(kāi)心形、棗頭形、小冠疏層形駿棗葉片水分利用效率與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.998、-1.000；與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。駿棗單株結(jié)果數(shù)與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為1.000、0.998，駿棗單株結(jié)果數(shù)與水分利用效率呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.999，駿棗單株結(jié)果數(shù)與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。

表5 3種樹(shù)形駿棗的葉片生理指標(biāo)與產(chǎn)量的相關(guān)性分析

2.5 不同樹(shù)形對(duì)駿棗產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)

由表6可知，第1主成分(f1)綜合了果實(shí)縱徑、特級(jí)果率、一級(jí)果率、二級(jí)果率、優(yōu)質(zhì)果率、單果重、可溶性固形物、Vc和總黃酮含量9項(xiàng)指標(biāo)的信息。第2主成分(f2)包含果實(shí)橫徑、裂果率、皮皮棗率、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量、總酸、可溶性糖和還原糖含量。主成分f1和f2的方差貢獻(xiàn)率分別為54.920%、45.080%，累計(jì)貢獻(xiàn)率為100.000%，基本能夠反映不同樹(shù)形對(duì)駿棗產(chǎn)量和果實(shí)外在品質(zhì)以及內(nèi)在品質(zhì)等綜合性狀的影響。主成分因子載荷分析顯示，第1主成分中，二級(jí)果率、可溶性固形物、Vc和總黃酮含量的貢獻(xiàn)最大；果實(shí)橫徑、皮皮棗率、單株果數(shù)、單株產(chǎn)量和還原糖含量對(duì)第2主成分的貢獻(xiàn)率最高。說(shuō)明，二級(jí)果率、可溶性固形物、Vc和總黃酮含量是影響駿棗綜合性狀的重要指標(biāo)，其次是果實(shí)橫徑、皮皮棗率、單株果數(shù)、單株產(chǎn)量和還原糖含量。

將主成分因子載荷向量換算成標(biāo)準(zhǔn)化特征向量后，得到反映駿棗產(chǎn)量品質(zhì)綜合性狀的2個(gè)主成分表達(dá)式：

f1=0.092X1-0.311X2-0.275X3-0.322X4+0.307X5-0.321X6+0.213X7-0.005X8-0.327X9+0.084X10-0.027X11+0.312X12+0.193X13-0.133X14+0.063X15+0.310X16+0.326X17

f2=-0.347X1+0.113X2-0.195X3-0.067X4-0.126X5+0.068X6-0.275X7+0.361X8-0.013X9+0.349X10+0.360X11-0.110X12+0.292X13-0.331X14+0.355X15+0.115X16+0.027X17

可計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)函數(shù)fz=A1f1+A2f2，A1=λ1/(λ1+λ2)，A2=λ2/(λ1+λ2)，λ1、λ2分別是2個(gè)主成分的特征值。

表6 主成分特征向量、特征根及貢獻(xiàn)率

綜合來(lái)看，駿棗產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)綜合評(píng)定結(jié)果為棗頭形>小冠疏層形>開(kāi)心形，故駿棗樹(shù)形綜合評(píng)定效果較優(yōu)的為棗頭形，其次為小冠疏形(表7)。

表7 駿棗產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)各公因子得分和累計(jì)得分

3 討 論

葉片是植物進(jìn)行光合作用的重要器官，不同樹(shù)形間及同一樹(shù)形冠層間葉片特性、光合生理參數(shù)等存在差異[16]。張抗萍等[17]發(fā)現(xiàn)，開(kāi)心形與Y字形龍安柚葉片厚度增加，葉面積較大，凈光合速率、水分利用較高，且開(kāi)心形蒸騰速率最低，其結(jié)果枝光抑制參數(shù)最小，說(shuō)明開(kāi)心形為最適的高光效樹(shù)形。而李榮飛等[7]則發(fā)現(xiàn)，開(kāi)心形與Y字形龍安柚葉片質(zhì)量?jī)?yōu)于自然圓頭形，說(shuō)明不同樹(shù)形光照分布也不相同。冠層內(nèi)的光分布會(huì)直接影響葉片的光合作用[18]，進(jìn)而影響葉片特性。本研究發(fā)現(xiàn)不同冠層駿棗葉片的葉面積、葉片厚度、葉干物質(zhì)含量、相對(duì)葉綠素含量SPAD均表現(xiàn)為上層>中層>下層，且小冠疏層形和棗頭形駿棗葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)有利于提高光合作用，降低蒸騰作用。

果樹(shù)不同的樹(shù)形差異影響其冠層結(jié)構(gòu)、光能利用，進(jìn)而影響產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)等性狀[19-21]。不同樹(shù)形駿棗果實(shí)的外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)存在顯著差異，開(kāi)心形和棗頭形明顯提高了果實(shí)外觀品質(zhì)，與成小龍[22]、冉辛拓[23]等在梨上的研究結(jié)果一致。本研究顯示，棗頭形和小冠疏層形駿棗果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)優(yōu)于開(kāi)心形的，說(shuō)明樹(shù)形對(duì)果實(shí)外在和內(nèi)在品質(zhì)均有影響，前人對(duì)蘋(píng)果[24]、梨[25]的研究發(fā)現(xiàn)，開(kāi)心形果樹(shù)的果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于疏散形的，這可能與不同樹(shù)種對(duì)不同樹(shù)形結(jié)構(gòu)的光能利用效率不同有關(guān)。

綜上所述，對(duì)駿棗不同樹(shù)形間及同一樹(shù)形冠層間葉片的特性、光合生理參數(shù)等進(jìn)行對(duì)比分析，更能全面反映駿棗不同樹(shù)形的整形修剪效應(yīng)，有利于今后開(kāi)展棗果生長(zhǎng)發(fā)育動(dòng)態(tài)和修剪中棗頭枝選留比例等研究，對(duì)駿棗適宜樹(shù)形篩選及相應(yīng)修剪技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。

4 結(jié) 論

駿棗冠層葉片的葉面積、葉片厚度、葉干物質(zhì)含量、相對(duì)葉綠素含量SPAD均表現(xiàn)為上層>中層>下層，且小冠疏層形和棗頭形駿棗葉片的形態(tài)結(jié)構(gòu)有利于提高光合作用效率，降低蒸騰速率。駿棗葉片水分利用效率與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。單株結(jié)果數(shù)與氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率呈顯著正相關(guān)，和水分利用效率呈顯著負(fù)相關(guān)，與其他指標(biāo)無(wú)顯著相關(guān)性。

駿棗的二級(jí)果率、可溶性固形物、Vc和總黃酮含量是影響其綜合性狀的重要指標(biāo)，其次是果實(shí)橫徑、皮皮棗率、單株果數(shù)、單株產(chǎn)量和還原糖含量。棗頭形樹(shù)形駿棗的綜合評(píng)分最高、產(chǎn)量較高、品質(zhì)表現(xiàn)較好，最適宜簡(jiǎn)約化栽培。