葉甜甜,葉常奇,蘇淑釵
(北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院/省部共建森林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083)
【研究意義】板栗(Castanea mollissima)為殼斗科(Fagaceae)栗屬(Castanea)植物,其堅(jiān)果營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,有“干果之王”、“鐵桿莊稼”等美譽(yù)[1-2],是我國(guó)重要的木本糧食樹(shù)種。同時(shí),板栗根系發(fā)達(dá)且為共生菌根,具有良好的抗旱能力和適應(yīng)性[3-4],是我國(guó)特有的生態(tài)經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種。發(fā)展板栗產(chǎn)業(yè)既能帶動(dòng)我國(guó)山區(qū)栗農(nóng)脫貧致富,又有利于山區(qū)綠化和生態(tài)文明建設(shè)[5],更是推動(dòng)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略落實(shí)的重要舉措。但板栗屬雌雄異花同株植物,雌雄花序比為1∶7~1∶12,雌雄花比例高達(dá)1∶2 400~1∶4 000[6],兼具喜光、頂端優(yōu)勢(shì)強(qiáng)、尾枝結(jié)果等特性,因此在板栗生產(chǎn)上長(zhǎng)期存在雌花量不足、內(nèi)膛光禿、結(jié)果部位外移、空苞率高等問(wèn)題,加上管理粗放等原因,導(dǎo)致產(chǎn)量低、品質(zhì)劣、效益差,嚴(yán)重阻礙了板栗產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展[5,7-8]。【前人研究進(jìn)展】修剪是果樹(shù)栽培的重要技術(shù)措施,通過(guò)修剪可以調(diào)整樹(shù)體結(jié)構(gòu)形態(tài),調(diào)節(jié)養(yǎng)分的分配和利用,修剪強(qiáng)度直接影響樹(shù)體枝類(lèi)生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[9]。適宜的修剪方式和強(qiáng)度為促進(jìn)板栗雌花形成、改善結(jié)果部外移、提高板栗果園產(chǎn)量和品質(zhì)打下基礎(chǔ)。鄭麗錦等[10]發(fā)現(xiàn)短截板栗結(jié)果母枝的處理,可有效控制結(jié)果部位外移,防止內(nèi)腔光禿、表面結(jié)果現(xiàn)象,顯著提高果實(shí)產(chǎn)量。杜春花等[11]對(duì)多種品系的板栗幼樹(shù)采用不同強(qiáng)度修剪強(qiáng)度措施,發(fā)現(xiàn)輕剪能顯著促進(jìn)幼樹(shù)發(fā)枝和座果;中剪次之,重剪結(jié)實(shí)差。葉常奇等[12]研究了生長(zhǎng)勢(shì)不同的板栗枝修剪技術(shù),總結(jié)出弱結(jié)果枝宜甩放,利于當(dāng)年結(jié)果,壯結(jié)果枝應(yīng)極重短截有利于連續(xù)結(jié)果且形成穩(wěn)定的結(jié)果枝組;弱發(fā)育枝宜疏除,中庸發(fā)育枝重短截或極重短截能促進(jìn)新梢當(dāng)年結(jié)實(shí),提高枝條品質(zhì),利于連續(xù)結(jié)果?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】前人對(duì)板栗修剪效應(yīng)的研究主要集中在修剪方法和修剪強(qiáng)度對(duì)板栗枝梢生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量的影響等方面,關(guān)于短截強(qiáng)度對(duì)板栗一年生發(fā)育枝、雄花枝和結(jié)果枝果實(shí)品質(zhì)的研究則較少,尤其是短截強(qiáng)度對(duì)新梢數(shù)量、枝類(lèi)組成、雌雄花比例和果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)綜合影響的研究更是鮮有報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以遵化市魏進(jìn)林場(chǎng)主栽板栗品種‘遵化短刺’為試驗(yàn)材料,冬季修剪時(shí)對(duì)一年生的發(fā)育枝、結(jié)果枝、雄花枝分別進(jìn)行緩放、輕短截和重短截處理,探究不同短截強(qiáng)度對(duì)板栗3種類(lèi)型的一年生枝條的新梢數(shù)量、枝類(lèi)組成、開(kāi)花坐果以及果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的綜合影響,為板栗高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù)的實(shí)施提供參考依據(jù)。
試驗(yàn)地位于河北省遵化市魏進(jìn)河林場(chǎng)(39°85′N(xiāo),117°74′E),地處燕山南麓,屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,1月平均氣溫-7.5 ℃,7月平均溫25.4 ℃,年平均降雨量為804 mm,全年無(wú)霜期181 d。
試驗(yàn)材料為魏進(jìn)河林場(chǎng)板栗園內(nèi)生長(zhǎng)健壯、樹(shù)勢(shì)一致的主栽板栗品種‘遵化短刺’25年生結(jié)果大樹(shù),平均樹(shù)高4.5 m,冠幅3 m,株行距3 m×4 m,樹(shù)形為疏散分層形。
試驗(yàn)采取雙因素完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)因素分別為一年生枝類(lèi)型和短截強(qiáng)度。根據(jù)上一年開(kāi)花結(jié)果情況將一年生枝分為結(jié)果枝(Fb)、雄花枝(Mfb)和發(fā)育枝(Db),并分別掛牌標(biāo)記。于2019年3月中旬對(duì)各類(lèi)一年生枝分別實(shí)施甩放(I,不短截)、輕短截(II,剪到1/3飽滿(mǎn)芽處)、重短截(III,剪到2/3飽滿(mǎn)芽處)3 個(gè)強(qiáng)度的短截修剪處理。試驗(yàn)共設(shè)置9 個(gè)處理,每處理隨機(jī)選擇30 枝,重復(fù)3 次,為不影響試驗(yàn)樹(shù)健康生長(zhǎng),減少試驗(yàn)誤差,每株試驗(yàn)樹(shù)只進(jìn)行一種強(qiáng)度的短截,每個(gè)短截強(qiáng)度選24株,共72株。
于2019年6月調(diào)查各處理結(jié)果母枝的萌芽數(shù)、成枝數(shù)、發(fā)育枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、雄花枝數(shù)和新梢的混合花序數(shù)、雄花序數(shù)。于9月調(diào)查統(tǒng)計(jì)各處理的栗蓬數(shù)、單蓬總粒數(shù)、單蓬實(shí)粒數(shù);稱(chēng)量單蓬鮮質(zhì)量、單粒質(zhì)量,測(cè)定栗仁的氮(N)、磷(P)、鉀(K)等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量和可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性淀粉等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)含量。
通過(guò)Excel 2016 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì),利用Origin 2020b 軟件作圖,采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行方差分析和多重比較分析。
由表1 可知,結(jié)果枝經(jīng)過(guò)不同程度的短截后,成枝數(shù)和雌花量差異顯著(P<0.05),發(fā)育枝數(shù)、雄花枝數(shù)、結(jié)果枝數(shù)、果枝率和雄花序數(shù)差異極顯著(P<0.01),雌雄花序比無(wú)顯著差異(P>0.05);雄花枝短截后,成枝數(shù)和混合花序數(shù)在各處理間無(wú)顯著差異,發(fā)育枝數(shù)、雄花枝數(shù)、雄花序數(shù)和雌雄花序比差異極顯著,結(jié)果枝數(shù)和果枝率差異顯著;發(fā)育枝短截后,除雌雄花序比無(wú)顯著差異外,其余指標(biāo)在各處理間具有顯著差異。3 類(lèi)母枝的成枝數(shù)、雄花枝數(shù)和雄花序數(shù)均以甩放為最高,重短截處理最低,隨短截程度加重,成枝數(shù)、雄花枝和雄花序數(shù)相應(yīng)減少。相反,3 類(lèi)結(jié)果母枝的發(fā)育枝數(shù)隨著短截程度加重而增加,輕短截和甩放后發(fā)育枝數(shù)均不足0.6 枝/母枝,重短截顯著增加了發(fā)育枝數(shù),各類(lèi)母枝的發(fā)育枝數(shù)均為1 枝/母枝以上。相比甩放,輕短截有利于提高結(jié)果枝和發(fā)育枝的結(jié)果枝數(shù)、果枝率和混合花序數(shù),但兩者間無(wú)顯著差異;而重短截明顯降低結(jié)果枝數(shù)、果枝率和雌花序數(shù),其中結(jié)果枝和發(fā)育枝輕短截處理后,結(jié)果枝數(shù)分別為1.1 枝/母枝和1.3 枝/母枝,是重短截處理的3.4倍和5.2倍;雌花序數(shù)是重短截的2.2倍和2.0倍;果枝率均為重短截的4倍以上。雄花枝經(jīng)短截后,結(jié)果枝數(shù)、果枝率和雌花序數(shù)均比甩放處理少,其中重短截明顯降低了雄花枝的結(jié)果枝數(shù)和果枝率,分別比甩放減少了54%和48%。短截對(duì)結(jié)果枝和發(fā)育枝的雌雄花序比的影響與甩放相比差異不顯著,但重短截極顯著增加雄花枝的雌雄花序比,與其余兩個(gè)處理之間的差異顯著,是甩放和輕短截的8倍。
表1 短截強(qiáng)度對(duì)板栗新梢生長(zhǎng)發(fā)育的影響Tab.1 Effect of short-cut strength on the growth and development of new chestnut shooots
由圖1 可知,不同短截強(qiáng)度影響了3 類(lèi)母枝果實(shí)中N、P、K 元素含量和可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、淀粉等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。相比甩放處理,適度的輕短截顯著提高發(fā)育枝和雄花枝的果實(shí)中N 含量,而重短截降低了果實(shí)中N 含量。3 類(lèi)母枝結(jié)果經(jīng)不同程度短截后,短截枝果實(shí)中的P 和K 含量均高于甩放處理。發(fā)育枝和結(jié)果枝經(jīng)過(guò)短截后,兩類(lèi)母枝新梢上果實(shí)中P 含量均比甩放處理高,但只有輕短截利于提高雄花枝新梢上果實(shí)中P 含量。3 類(lèi)母枝短截后,新梢果實(shí)中K 含量均比甩放處理高,以輕短截對(duì)新梢果實(shí)K 含量提升的效果最佳,輕短截后發(fā)育枝、結(jié)果枝和雄花枝新梢果實(shí)K 含量分別比甩放處理增加了64%、57%和49%。
不同強(qiáng)度的修剪方式對(duì)板栗果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量存在一定的影響(圖1):發(fā)育枝和雄花枝的果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量以輕短截最高,分別為6.88%和7.14%,顯著大于重短截和甩放;結(jié)果枝緩放、輕短截和重短截3 種短截強(qiáng)度對(duì)果實(shí)中可溶性蛋白質(zhì)含量的影響差異不顯著。發(fā)育枝輕短截和重短截處理果實(shí)中可溶性糖含量均是甩放處理的1.6 倍,極顯著大于甩放處理,而其他2 類(lèi)枝的可溶性糖含量在短截修剪各處理間無(wú)顯著差異。3 種強(qiáng)度短截方式對(duì)各類(lèi)母枝果實(shí)中淀粉的影響并不顯著,淀粉含量均在32%~38%。
圖1 短截強(qiáng)度對(duì)板栗果實(shí)品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of short cut strength on the quality of chestnut fruit
由表2 可知,結(jié)果枝栗蓬數(shù)、單粒干質(zhì)量和空苞率在不同強(qiáng)度的短截處理間存在顯著差異,單蓬總粒數(shù)無(wú)顯著差異;除栗蓬數(shù)以外,雄花枝其余指標(biāo)在各短截處理間均有顯著差異;不同強(qiáng)度短截處理下發(fā)育枝只有栗蓬數(shù)和空苞率存在顯著差異。不同短截強(qiáng)度下輕短截在結(jié)果枝、雄花枝和發(fā)育枝的新梢栗蓬數(shù)最多,分別為1.8 個(gè)/母枝、1.8 個(gè)/母枝和1.5 個(gè)/母枝,其中結(jié)果枝和發(fā)育枝輕短截后栗蓬數(shù)均顯著高于重短截處理。短截可增加結(jié)果枝和發(fā)育枝單蓬總粒數(shù),但兩種短截處理對(duì)單蓬總粒數(shù)的影響與甩放相比均無(wú)明顯差異,而短截明顯減少了雄花枝的單蓬總粒數(shù),輕短截和重短截的單蓬總粒數(shù)均為3,為甩放的85%。發(fā)育枝單粒干質(zhì)量在短截各處理間無(wú)明顯差異,結(jié)果枝和雄花枝短截后單粒干重呈現(xiàn)顯著降低趨勢(shì),其中輕短截后單粒干質(zhì)量分別比甩放處理減少19%和10%。3 類(lèi)母枝的空苞率均隨著短截程度加重而提高,結(jié)果枝、發(fā)育枝和雄花枝重短截后,空苞率均比其他兩個(gè)處理高1 倍以上。
板栗開(kāi)花結(jié)果后,會(huì)消耗樹(shù)體積蓄的大量營(yíng)養(yǎng),導(dǎo)致樹(shù)體的營(yíng)養(yǎng)不足,第二年會(huì)發(fā)生小年現(xiàn)象[13]。通過(guò)修剪可以調(diào)整樹(shù)勢(shì)和枝態(tài),合理分配和利用各營(yíng)養(yǎng),減少消耗,有助于生長(zhǎng)和發(fā)育[14]。研究以短截修剪為基礎(chǔ)技術(shù)措施,探究了不同短截強(qiáng)度對(duì)‘遵化短刺’板栗一年生發(fā)育枝、雄花枝和結(jié)果枝的新梢生長(zhǎng)、開(kāi)花結(jié)果和果實(shí)品質(zhì)等方面的影響,以期為板栗栽培管理提供理論指導(dǎo)。試驗(yàn)結(jié)果表明,輕短截對(duì)抑雄促雌、增加栗蓬數(shù)和提高栗仁品質(zhì)的綜合效果最佳,宜在‘遵化短刺’板栗修剪中推廣。
在本研究中,板栗結(jié)果枝、雄花枝和發(fā)育枝的發(fā)枝數(shù)隨短截程度的加重而減少,這與葉常奇等[12]和孫曉莉等[15]的研究結(jié)果一致,因?yàn)槎探爻潭仍街兀钢ι系牧粞苛吭缴?,從而使第二年萌發(fā)的新梢數(shù)量越少。修剪強(qiáng)度不僅影響了板栗的發(fā)枝數(shù),還對(duì)雌雄花形成和枝類(lèi)組成有明顯的影響。經(jīng)過(guò)短截后,3 種類(lèi)型枝的雄花枝數(shù)和新梢雄花序數(shù)均減少,而發(fā)育枝數(shù)和雌雄花序比均提高。輕短截可增加結(jié)果枝和發(fā)育枝的混合花序數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和果枝率,降低雄花枝的混合花序數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和果枝率,但輕短截對(duì)雄花枝的影響與對(duì)照相比未達(dá)到顯著差異,重短截對(duì)3 類(lèi)枝的混合花序數(shù)、結(jié)果枝數(shù)和果枝率均具有明顯抑制作用,這與佘遠(yuǎn)國(guó)等[16]和李明良等[17]報(bào)道的結(jié)論基本一致。輕短截具有良好的抑雄促雌,增加結(jié)果枝數(shù)量的效果,重短截除抑制雄花外,兼具減少雌花和結(jié)果枝的數(shù)量的負(fù)效應(yīng)。由于輕度修剪通過(guò)減少新梢萌發(fā)數(shù)量,一方面使?fàn)I養(yǎng)損耗減少,積累更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),另一方面讓樹(shù)體冠層內(nèi)的透光率增大,提高葉片光合能力,產(chǎn)生更多同化物,從而有充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)栗樹(shù)開(kāi)花結(jié)果,而重度修剪雖然在一定程度上改善樹(shù)冠的微環(huán)境,利于光合作用,但會(huì)導(dǎo)致樹(shù)冠整體的枝條和葉片減少量過(guò)大,嚴(yán)重削弱了整體樹(shù)勢(shì),從而很快消耗樹(shù)體的營(yíng)養(yǎng),使得板栗雌花數(shù)量和結(jié)果枝數(shù)減少[18-20]。
光照強(qiáng)度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因素與開(kāi)花結(jié)果和果實(shí)品質(zhì)有著極為緊密的聯(lián)系[18,21],適宜的修剪通過(guò)調(diào)整樹(shù)體結(jié)構(gòu),改善樹(shù)冠通風(fēng)透光情況,平衡在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng),進(jìn)而促進(jìn)樹(shù)體豐產(chǎn)、提高果實(shí)品質(zhì)[22-24]。研究中,重短截顯著提高了3類(lèi)母枝新梢上果實(shí)的空苞率;同時(shí)明顯降低結(jié)果枝和發(fā)育枝新梢上的栗蓬數(shù),而輕短截相比重短截顯著增加了這2類(lèi)母枝新梢中的栗蓬數(shù),表明結(jié)果枝和發(fā)育枝采用輕短截利于板栗生長(zhǎng)結(jié)實(shí)。短截后,雄花枝新梢的栗蓬數(shù)在各處理間無(wú)明顯差異,雄花枝甩放與輕短截處理對(duì)板栗生長(zhǎng)結(jié)實(shí)效果近似,這3 類(lèi)枝重短截后板栗生長(zhǎng)結(jié)實(shí)均會(huì)受到抑制。Olesen 等[25]在荔枝(Litchi chinensisSonn.)和杏的試驗(yàn)也證明了適度的修剪能提高坐果量。這可能是結(jié)果枝和發(fā)育枝輕短截后新梢增粗生長(zhǎng),提高雌花和結(jié)果枝數(shù)量,進(jìn)而增加產(chǎn)量;而隨著修剪強(qiáng)度增大,對(duì)樹(shù)勢(shì)削弱也增大,不利于雌花的萌發(fā)和結(jié)果枝的形成,在一定程度上降低了結(jié)果量[25]。雄花枝重短截后去除了大量雄花芽,在一定程度上減少了雄花對(duì)養(yǎng)分的損耗,使有限的養(yǎng)分優(yōu)先向雌花或幼果中運(yùn)輸,從而使得雄花枝重短截后的結(jié)蓬數(shù)相比甩放處理反而有所增加,但修剪過(guò)重對(duì)整體削弱較大,樹(shù)體儲(chǔ)存的養(yǎng)分不足以滿(mǎn)足翌年板栗果實(shí)的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期所需的營(yíng)養(yǎng),因此重短截后板栗栗仁空苞率顯著提高[26-28]。
研究中,除輕短截的結(jié)果枝果實(shí)中可溶性糖含量低于甩放處理,各類(lèi)枝短截后,P、K 礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量以及可溶性糖和淀粉營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量均得到不同程度的提高;輕短截在發(fā)育枝和雄花枝的果實(shí)中N元素和可溶性蛋白質(zhì)含量顯著高于重短截和甩放兩個(gè)處理。綜合礦質(zhì)元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分析,輕短截具有良好的提升板栗品質(zhì)的效果,重短截效果次之,甩放處理最差。崔春梅等在‘煙富3 號(hào)’蘋(píng)果樹(shù)的修剪研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)修剪強(qiáng)度為30%時(shí),果實(shí)的可溶性糖含量顯著高于其他處理,果實(shí)品質(zhì)顯著提高[29]。這與朱仁勝等[30]和Bennewitz 等[31]研究得出的結(jié)果一致,即輕短剪是提高果實(shí)質(zhì)量和品質(zhì)的最優(yōu)處理方式。而王剛等[32]研究認(rèn)為,隨著修剪程度的加重,果實(shí)品質(zhì)明顯得到提高,重修剪比輕修剪或不修剪處理能更好地提高錐栗(Castanea henryi)果實(shí)品質(zhì),這可能與研究的樹(shù)種不同有關(guān)。
綜上所述,不同修剪強(qiáng)度對(duì)板栗發(fā)育枝、雄花枝和結(jié)果枝的新梢生長(zhǎng)發(fā)育、開(kāi)花結(jié)實(shí)和果實(shí)品質(zhì)有顯著的影響。從3類(lèi)枝短截后新梢的雌雄花比例和枝類(lèi)組成情況分析,輕短截對(duì)3類(lèi)枝新梢生長(zhǎng)發(fā)育的效果最佳,既能夠減少雄花數(shù)量,又能明顯提高雌花數(shù)量和結(jié)果枝數(shù)量;其次是甩放處理,雌花數(shù)量和結(jié)果枝數(shù)量較多;重短截的效果最差,顯著降低了各類(lèi)枝的雌花和結(jié)果枝形成。短截修剪方式對(duì)各類(lèi)母枝生長(zhǎng)結(jié)實(shí)的影響與新梢生長(zhǎng)基本一致,3 類(lèi)母枝輕短截處理后新梢結(jié)蓬數(shù)均達(dá)到最高,且輕短截提高了發(fā)育枝和結(jié)果枝新梢的單蓬總粒數(shù)而重短截均顯著提高各類(lèi)母枝新梢的空苞率,降低了坐蓬數(shù)量,不利于板栗生長(zhǎng)結(jié)實(shí)。短截后各類(lèi)枝上栗仁中營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均有所提高,以輕短截的效果較好。綜合各類(lèi)枝短截后新梢生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)分析,發(fā)育枝、雄花枝和結(jié)果枝采用輕短截處理的整體效果最優(yōu),其次是甩放處理和重短截處理。
江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2022年2期