朱玉寧,尹寶穎,沈震,付曉雅,魏欣,高美娜,井俊麗,梁博文,李中勇,徐繼忠
(河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,河北 保定 071001)
蘋果矮化密植具有早果豐產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良、管理省工省力等特點(diǎn),已成為現(xiàn)代蘋果栽培發(fā)展的必然趨勢[1]。蘋果矮砧密植早期產(chǎn)量高的主要原因之一是通過增大栽植密度,實(shí)現(xiàn)光能和土地利用率的最大化[2]。適宜的栽植密度能夠形成合理的果園群體結(jié)構(gòu),改善樹體枝量和光照分布,提高光能利用效率,對蘋果果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的形成均有直接影響[3,4]。但栽植密度并不是越高越好,栽植密度過高,后期會產(chǎn)生果園郁閉、果實(shí)品質(zhì)下降等問題。因此,為不同砧穗組合篩選適宜的栽植密度是實(shí)現(xiàn)蘋果矮砧密植優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的關(guān)鍵。
目前世界各國推廣的蘋果矮砧密植栽植密度存在差異,以‘M9’矮化自根砧為例,同樣采用細(xì)紡錘形樹形,在美國栽植密度為1 600~2 500株/hm2,意大利為3 400~4 000株/hm2,波蘭為1 800~2 500株/hm2[5,6];蔡華成等[7]研究了不同栽植密度對‘Y-1’矮砧‘富士’生長和結(jié)果的影響,結(jié)果表明,栽植株行距為1 m×4 m的單果重、果形指數(shù)、可溶性固形物含量、可溶性糖含量等最高,果實(shí)品質(zhì)最佳。李民吉等[8]以‘宮藤富士/SH6/平邑甜茶’砧穗組合為試材,連續(xù)7年調(diào)查7種栽植密度對樹體生長和果實(shí)品質(zhì)的影響,結(jié)果表明采用4 m行距、(1.00~1.25)m株距,樹體成形快,果實(shí)品質(zhì)佳。
綜上,栽植密度的選擇因砧穗組合不同而存在差異。‘冀砧1號’是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)新選育的蘋果優(yōu)良矮化砧木,具有矮化、早花早果、果實(shí)品質(zhì)優(yōu)異等特點(diǎn)[9]。有關(guān)‘冀砧1號’適宜栽植密度的研究尚未見報道。本研究以‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’為試材,通過比較3種栽植密度下樹體生長、葉片發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的差異,以期為以‘冀砧1號’為中間砧的蘋果適宜栽植密度提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2020年在河北省保定市順平縣南神南村蘋果矮砧密植基地進(jìn)行,以‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’為試材。試材于2017年春季栽植,中間砧長度為30 cm,南北行栽植;樹形為細(xì)長紡錘形,樹勢健壯,園相整齊,采用標(biāo)準(zhǔn)化管理。
試驗(yàn)設(shè)3種栽植密度,株行距分別為1.0 m×4.0 m(D1)、1.5 m×4.0 m(D1.5)、2.0 m×4.0 m(D2),每處理選取生長健壯、長勢一致的5株樹,單株小區(qū)。
1.3.1 樹體生長指標(biāo) 于2020年秋季新梢停長后調(diào)查樹體生長指標(biāo)。用鋼卷尺測量樹高、樹冠東西、南北方向冠徑,以及樹冠外圍新梢長度;在中間砧與接穗嫁接口上下10 cm處,用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量砧木干徑和品種干徑,計算干周;落葉后調(diào)查一年生枝量,并分別統(tǒng)計長枝(>15 cm)、中枝(5~15 cm)、短枝(<5 cm)的數(shù)量及比例;果園樹冠覆蓋率(%)=單株樹冠投影面積×栽植株數(shù)/植株總占地面積×100[10]。
1.3.2 冠層光照參數(shù)測定 選擇無風(fēng)無云的晴朗天氣,利用SunScan植物冠層分析儀測定冠層光照。將樹冠垂直方向分成距地面0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m共5個層次,每層再以樹干為中心,劃分東、南、西、北4個方位,使用SunScan冠層光照儀測定樹冠內(nèi)不同層次不同方位的光合有效輻射量。冠下輻射值與冠層頂部輻射值的比值即為透光率。
1.3.3 冠層葉面積指數(shù)的測定 參照賀昆侖等[11]的方法,采用LAI-2200植物冠層分析儀在幼果期測定不同栽植密度小區(qū)的葉面積指數(shù),測定時間為陰天上午8—9時,每次在冠層上部測定1個A值,在冠層下部隨機(jī)選擇8~12個點(diǎn)測定B值,重復(fù)測定3次,計算并記錄葉面積指數(shù)(LAI)。
1.3.4 葉片生長及發(fā)育生理指標(biāo)測定 于2020年9月上旬,每處理選取5株蘋果樹,在每株樹的東、西、南、北4個方位距地面1.5~1.7 m位置,選取樹冠外圍新梢第7~9葉位、無病蟲害、無機(jī)械損傷的健康成熟葉片,每個新梢采集3~4片葉,全樹采15片葉。采用AL204型電子天平稱量葉片鮮重,烘干48 h至恒重測干重,用YM JB型葉面積儀測定單葉葉面積。采用邱霞[12]的方法測比葉面積。參照許大全[13]的方法進(jìn)行葉片色素含量的測定。
1.3.5 果實(shí)品質(zhì)測定 于2020年10月下旬果實(shí)成熟時,在每株樹樹冠外圍中部及東、南、西、北4個方向各取8個果實(shí),共40個,帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)測定。用百分之一天平測量果實(shí)平均單果重;用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測量果實(shí)橫徑、縱徑,計算果形指數(shù);用PAL-1數(shù)顯糖度儀測定可溶性固形物含量、斐林試劑滴定法測定可溶性糖含量;用0.1 mol/L NaOH中和滴定法測定果實(shí)可滴定酸含量;選果實(shí)4個側(cè)面,用手持硬度計(GY-1)測量果實(shí)硬度。。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,用Microsoft Excel繪制圖表。
2.1.1 對樹體個體結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 由表1可知,不同栽植密度下,D2處理的樹高為378.4 cm,顯著高于D1和D1.5處理;D2處理的砧木干周最大,為20.5 cm,顯著大于D1.5處理,但與D1處理差異不顯著;D2處理的品種干周也最大,顯著高于D1處理,但與D1.5處理差異不顯著;樹體主枝數(shù)量、樹冠外圍新梢長度不同處理間差異不顯著;行內(nèi)和行間冠幅均以D2處理最大,與D1.5處理差異不顯著,但顯著高于D1處理。綜合來看,以D2處理的樹體個體生長最好。
表1 不同栽植密度下‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’個體結(jié)構(gòu)參數(shù)比較
2.1.2 對果園群體結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 由表2可知,D1處理的長枝比例為16.2%,略高于D1.5和D2處理,但三者間差異不顯著。D1.5處理的中枝比例最高,為9.5%,顯著高于D2處理,但與D1處理差異不顯著。三種栽植密度處理間短枝比例差異不顯著。果園覆蓋率以D1處理最高,為81.4%,D2處理最低(44.9%),三處理間差異顯著。隨著栽植密度的增大,蘋果樹葉面積指數(shù)(LAI)不斷增大,D1處理最大,為3.5,顯著大于D1.5和D2處理。
表2 不同栽植密度下‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’群體結(jié)構(gòu)參數(shù)比較
由圖1可以看出,隨著栽植密度的增大,蘋果樹體不同層次冠層透光率總體來說呈下降趨勢。在距地面0.5、1.0 m和1.5 m冠層內(nèi),D2處理的透光率最大,分別為16%、32%、40%,均顯著高于D1處理,與D1.5處理差異不顯著;在距地面2.0 m和2.5 m冠層內(nèi),三種栽植密度間冠層透光率差異不顯著??梢?,栽植密度較大的D1處理中下層(距地面1.5 m以內(nèi))光照透光率較差,表明過高密度栽植不利于冠下通風(fēng)透光。
圖1 栽植密度對不同層次冠層透光率的影響
由表3可知,隨著栽植密度的降低,葉面積和比葉面積均呈減小趨勢,與D1處理相比,D2處理的葉面積和比葉面積分別下降8.7%和11.9%,達(dá)顯著水平,表明低密度處理的葉片發(fā)育好,干物質(zhì)含量多。葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素、類胡蘿卜素含量均隨栽植密度的降低而降低,除類胡蘿卜素外,D2處理的含量均顯著低于D1處理,分別降低14.9%、31.9%、28.1%、20.0%。
表3 不同栽植密度下‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’葉片葉面積和色素含量比較
由表4可知,不同栽植密度處理的果形指數(shù)差異不顯著。D2處理的果實(shí)平均單果重最大,達(dá)到278.40 g,D1處理的最低,三種栽植密度間差異顯著。隨栽植密度降低,蘋果果實(shí)的可溶性固形物、可溶性糖含量增加,可滴定酸含量降低,糖酸比提高,D2處理的可溶性固形物、可溶性糖含量最高、糖酸比最大,分別達(dá)到了17.16%、6.37%、21.10%,顯著高于D1處理,而滴定酸含量顯著低于D1處理。不同栽植密度下果實(shí)硬度值在9.81~10.85 kg/cm2之間,D1處理顯著低于D1.5和D2處理。
表4 不同栽植密度下‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’果實(shí)品質(zhì)比較
蘋果優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的樹體結(jié)構(gòu)和冠層光照狀況受品種、砧木類型、種植區(qū)域、栽植密度、整形修剪、枝(梢)類組成等多種因素的影響。本研究結(jié)果表明,‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’的樹體高度隨著株距的增大而增大,不同栽植密度間主枝數(shù)量、新梢長度無顯著差異;不同栽植密度處理的樹體結(jié)構(gòu)及群體結(jié)構(gòu)的差異主要體現(xiàn)在LAI、冠幅及果園覆蓋率上。LAI為定量描述植株冠層結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化的關(guān)鍵參數(shù)[14],合理的群體結(jié)構(gòu)能形成最適LAI,從而提高果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)。本研究中,LAI隨栽植密度降低呈下降趨勢。D1處理冠幅顯著低于D1.5和D2處理,其中D1處理的行內(nèi)冠幅明顯小于行間冠幅,這與整形中考慮株距的大小有關(guān)。D1處理的果園覆蓋率顯著高于D1.5和D2處理,可能由于1.0 m×4.0 m栽植密度大,樹冠之間交接嚴(yán)重,導(dǎo)致果園覆蓋率高。D1.5和D2處理樹間距良好,樹體的各個空間均可受到充足的光照,因此樹體內(nèi)部枝條長勢良好,果園樹體結(jié)構(gòu)及群體結(jié)構(gòu)相對均衡。
樹冠內(nèi)的光照分布狀況與樹冠的大小、形狀、枝葉數(shù)量、密度和不同類型枝的空間分布密切相關(guān)[15]。葉片是植物進(jìn)行氣體交換和光合作用的主要場所,當(dāng)果樹所處光環(huán)境發(fā)生改變后,會調(diào)整葉片的形態(tài)和生理功能以響應(yīng)外界環(huán)境的改變。本研究中D1處理的葉面積、比葉面積顯著高于D2處理,說明在冠層內(nèi)相對郁閉的弱光環(huán)境下,葉片外觀形態(tài)發(fā)生改變[16];而隨著栽植密度的降低,樹冠內(nèi)通風(fēng)透光狀況得到改善,葉面積和比葉面積減小。光照是影響光合作用最重要的環(huán)境因素[17]。不同栽植密度處理表現(xiàn)出不同的冠層透光率,1.0 m株距冠下透光率明顯低于1.5 m和2.0 m株距,說明D1處理株距小導(dǎo)致果園冠層中下部郁閉,光合有效輻射少,嚴(yán)重影響了樹體間的光照強(qiáng)度,而隨著密度降低,樹體冠層內(nèi)光合有效輻射得以顯著改善,有利于增強(qiáng)樹體的光合作用,這與邱霞[12]的研究結(jié)果一致。
葉綠素含量是反映葉片光合能力的重要生理指標(biāo)。黃衛(wèi)東[18]和Zhang[19]等認(rèn)為弱光能提高葉綠素含量。本研究中不同處理蘋果葉片的葉綠素b含量和總?cè)~綠素含量均隨密度的降低而顯著降低,葉綠素a略有降低,這是因?yàn)槿~綠素a和葉綠素b分別吸收紅光和藍(lán)光,而密度降低后,直射增多,散射減少,短波光顯著減少[20],葉片不需要更多的葉綠素b來捕獲短波的散射光,故葉綠素b顯著下降。
果實(shí)品質(zhì)受砧穗組合、整形修剪、果實(shí)管理措施等綜合因素影響,栽植密度通過影響樹體光照條件進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)。本研究中,單果重隨著栽植密度的減小而增大,栽植密度為2.0 m×4.0 m的單果重最大,這與楊曄等[5]的研究結(jié)論一致。木合塔爾·扎熱等[21]通過比較全光和遮光下香梨的品質(zhì)發(fā)現(xiàn),光照強(qiáng)度與果實(shí)含糖量呈正相關(guān),與果實(shí)含酸量呈負(fù)相關(guān)。本試驗(yàn)中D1.5和D2處理的果實(shí)含糖量也較高,而含酸量較低,這與本研究中低密度處理的冠層光照相對較好的結(jié)果相符。
綜合以上結(jié)果,我們認(rèn)為‘天紅2號/冀砧1號/八棱海棠’砧穗組合的適宜栽植密度為株行距(1.5~2.0)m×4.0 m。