摘 要：【目的】研究疏密改造對郁閉富士蘋果果園樹冠內溫度、相對濕度、光照強度、冠層反射光譜的影響，為提高果園產(chǎn)能和果實品質提供技術參考。

【方法】以新疆阿克蘇地區(qū)老齡低效的郁閉富士蘋果果園為研究對象，比較疏密改造與正常修剪果樹冠層內的溫度、相對濕度、光照強度、冠層反射光譜，并進行差異性分析，分析疏密改造對新疆富士蘋果果園微環(huán)境和光譜特性的影響。

【結果】

疏密改造后冠層的光照強度高于對照（尤其是上部冠層）疏密改造后，蘋果園疏密改造與其對照相比對冠層內溫度濕度產(chǎn)生顯著影響（Plt;0.05）。疏密改造后相同層次樹冠內相對光照強度高于對照組，且在上部相對光照強度差異達顯著水平（Plt;0.05），疏密改造后，樹體冠層反射光譜不同光質的反射率均有不同程度的提升。

【結論】疏密改造顯著降低了富士蘋果樹冠內的溫度和相對濕度，冠層內東西南北4個方位、各時間段的光照強度與對照相比有不同程度的提升，同時冠層反射光譜不同光質的反射率也有顯著的提升。疏密改造可以顯著改善富士蘋果果園通風透光條件和光質分布的方式及強度。

關鍵詞：富士蘋果；疏密改造；微環(huán)境；郁閉果園；光譜特性

中圖分類號：S36"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）07-1682-07

0 引 言

【研究意義】蘋果是薔薇科蘋果亞科蘋果屬植物。我國是世界上第一大蘋果生產(chǎn)國［1-2］。紅富士是新疆主栽蘋果品種之一，采用喬砧栽培模式。砧木為八棱海棠，株行距通常為4×5（m），但隨著樹齡的增長、樹冠增大及樹冠之間交接率增多，導致果園郁閉、光照條件減弱，產(chǎn)量和品質下降，降低了蘋果光譜特性，而疏密改造有利于果園提質增效，提升蘋果標準化、產(chǎn)業(yè)化水平［3-5］。合理的疏密可以降低樹冠的交接率，改善果園群體結構和通風透光條件，增強樹勢和樹體的光合能力，提高果實產(chǎn)量及品質。改善果園中光照強度、溫度和濕度等環(huán)境條件對于優(yōu)質蘋果果實的生長與成熟有重要意義。

【前人研究進展】光照對蘋果根系的生長、花芽分化、果實發(fā)育以及果實品質均有影響，群體結構不同則光照分布不同［6］。樹冠不同區(qū)位光照、溫度、相對濕度、風速等微域氣候的差異，均導致蘋果產(chǎn)量和品質在樹冠內空間分布的不同，而樹冠內枝葉空間分布的差異是造成樹冠不同區(qū)位微域氣候差異的主要原因［7-8］。太陽光能是影響冠層內微氣候的最重因素之一，太陽輻射到達冠層后，一部分以穿透輻射的形式到達地面，另一部分則被葉片等冠層器官截獲，冠層截獲的太陽光能可以直接被葉片或葉幕所吸收，用于植物光合作用，或經(jīng)過葉幕的反射及透射，其光譜成分及強度發(fā)生了改變［9］。光線經(jīng)過透射、吸收、反射到達冠層底部后輻射強度發(fā)生不可逆轉的降低，光質參數(shù)亦發(fā)生了變化［10］。光質是一種調控能源，不同波段的光攜帶不同級別的能量，以此影響植物、作物生長發(fā)育［11］。在全光譜中，植物對290～850 nm的光譜敏感，包括紫外光、藍光、綠光、紅光、遠紅光，其中藍光和紅光是植物光合有效光譜［12-13］?！颈狙芯壳腥朦c】不同光質或波長的光具有不同生物學效應，對植物的形態(tài)結構與化學組成、光合作用和器官生長發(fā)育亦有影響?！緮M解決的關鍵問題】以老齡低效的郁閉富士蘋果果園為研究對象，比較疏密改造與正常修剪果樹冠層內的溫度、相對濕度、光照強度、冠層反射光譜，并進行差異性分析，分析疏密改造對新疆富士蘋果果園微環(huán)境和光譜特性的影響。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗果園位于新疆阿克蘇地區(qū)阿克蘇市依干其鄉(xiāng)。該果園呈郁閉狀態(tài)，主栽品種為長富2號，樹齡為17年，砧木為八棱海棠，株行距是4 m×5 m。選擇同一個果園生產(chǎn)狀態(tài)較一致2個區(qū)域，每個處理6棵樹。將其中一個區(qū)域進行疏密改造處理，方法包括落頭、提干、疏枝、拉枝等，以果農(nóng)常規(guī)修剪的植株為對照。

1.2 方 法

1.2.1 果園溫度、相對濕度、光照強度測定

根據(jù)樹高監(jiān)測果樹冠層內八個位置點的溫度、相對濕度和光照強度，分別沿著樹體主干的東、西、南、北4個方位，按照距離地面1.5 m及3.0 m，將樹冠分為上下兩部分，觀測樹冠上下光照與溫度、相對濕度等參數(shù)。選擇晴天，采集時間為09：00～20：00，每10 min采集1次數(shù)據(jù)。

1.2.2 光譜測定

選取長勢一致，冠幅大小相似的蘋果單株，根據(jù)樹高，垂直方向不同高度進行光譜測定，具體是樹冠離地面1 m和離地面2 m，水平方向以樹主干為中心，半徑分別為1、2、3 m，采用Unispec-sc光譜分析儀，使用直型光纖維測定冠層反射光譜，波長300～1 200 nm，將光譜分為紫外光（310～400 nm）、藍紫光（400～510 nm）、黃綠光（510～610 nm）、紅橙光（610～710 nm）、近紅外（710～760）、遠紅外（760～1 130 nm），同一處理采集10～15個數(shù)據(jù)，采取數(shù)據(jù)后取其平均值。光譜測定選擇在晴朗、無風的天氣下進行，每隔5～10 min進行一次白板校準。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS26.0軟件對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析（P＜0.05），并用sigmaplot12.5軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 疏密改造后果園微環(huán)境的變化

2.1.1 疏密改造后冠層光照強度的變化

研究表明，疏密改造后冠層的光照強度高于對照（尤其是上部冠層），下部冠層各方位光照強度也有明顯的改善。經(jīng)疏密改造后，從09：00～20：00上部冠層的光照強度明顯高于對照，在14：00達到峰值88.48 klx，且經(jīng)疏密改造后下部在各時間段的光照強度也有不同程度提升。在相同時間點，相對光照強度隨著樹冠層次上升而增加。疏密改造措施在提高冠層各方位光照強度的同時，也對各時間段的光照強度產(chǎn)生了良好影響。圖1

2.1.2 疏密改造后冠層內溫濕度的變化

研究表明，蘋果園疏密改造與其對照相比對冠層內溫度濕度產(chǎn)生顯著影響（Plt;0.05）。在溫度方面，冠層不同方位不同層次的溫度各有不同。在冠層垂直方向，疏密改造后冠層溫度均低于對照組溫度，疏密改造和對照組的上部平均溫度分別為29.9和31.3℃，下部平均溫度分別為27.3和29.1℃，相比于對照組，疏密改造后冠層上部平均溫度減幅為4.68%，冠層下部平均溫度減幅為6.59%，冠層溫度分布均呈自上而下降低，疏密改造措施在降低冠層溫度的同時，也改善了冠層內部溫度的空間變化；在東西2個方位上，經(jīng)過疏密改造后冠層內的溫度與對照組相比顯著降低。在濕度方面，同一冠層的空氣相對濕度表現(xiàn)為疏密改造均小于對照，疏密改造和對照的上部平均相對濕度分別為38%和48%，下部平均相對濕度分別為49%和51%。二者相對濕度在冠層的空間分布自上而下均依次增大；在東南北3個方位，經(jīng)過疏密改造后冠層內的相對濕度均顯著低于對照組。圖2

2.1.3 疏密改造對冠層不同部位溫度、相對光照強度、濕度差異比較

研究表明，在垂直方向上，樹冠內相對光照強度從下層到上層逐漸增大，疏密改造后相同層次樹冠內相對光照強度高于對照組，且在上部相對光照強度差異達顯著水平（Plt;0.05），與對照相比，樹冠上部和下部光照強度增幅分別為74.13%和69.39%；樹冠內不同層次溫度大致趨勢為上部（CK）＞上部（t）＞下部（CK）＞下部（t），不同處理間同層次差異均達到顯著水平，和對照相比，樹冠上部和下部溫度減幅分別為7.38%和9.05%；樹冠內不同層次相對濕度的變化趨勢和溫度、相對光照強度相反，即從樹冠下層到上層逐漸降低，樹冠內部濕度在不同處理間相同層次差異也均達到顯著水平，和對照相比，樹冠上部和下部相對濕度減幅分別為31.90%和26.95%。疏密改造后，樹冠內相對光照強度有一定程度的提升，溫度和濕度則顯著下降。改造后的微域環(huán)境更有利于優(yōu)質果品的生產(chǎn)。表1

2.2 疏密改造后冠層內不同光質的變化

研究表明，疏密改造后，樹體冠層反射光譜不同光質的反射率均有不同程度的提升。紫外光在冠層高度距離地面1或2 m，經(jīng)過疏密改造后，紫外光反射率由內膛到外圍逐漸增加，且紫外光反射率均高于對照組，在高1 m的各個半徑處和高2 m半徑2 m、高2 m半徑3 m的位置t＞CK差異均達到顯著水平。在垂直方向，紫外光反射率自下而上增加不明顯；其次是藍紫光，在同一高度，經(jīng)過疏密改造后，冠層內藍紫光反射率由內膛到外圍逐漸增大，在高1 m的各個半徑處和高2 m半徑2 m、高2 m半徑3 m的位置處理組均大于對照且差異均達到顯著水平。而黃綠光、紅橙光、近紅外光、遠紅外光不管冠層高度距離地面1或2 m，經(jīng)過疏密改造后，反射率由內膛到外圍逐漸增大，在高1 m的各個半徑處和高2 m半徑2 m、高2 m半徑3 m的位置處理組均大于對照且差異均達到顯著水平。表2

3 討 論

3.1 疏密改造對果園微環(huán)境的影響

光照既是影響植物生長、生活和分布的重要生態(tài)因子，也是植物一切代謝活動的基礎，在一定范圍內，強光照會促進植物生長發(fā)育［14-16］。溫度對果實品質、色澤以及成熟期有直接的影響，一般溫度較高，則果實含糖量高、色鮮、品質好［17-19］。高濕環(huán)境中黃瓜的開花、結果數(shù)量均減少，且易發(fā)生枯萎、瓜蚜、霜霉等病蟲害［20-21］。疏密改造是對樹齡 10～15 年生以上、生長季節(jié)行間完全交接、株間樹冠交叉、果園透光率低于10%的郁閉的果園，通過落頭、提干、疏枝、拉枝等方式疏減過多的主枝，去除側枝，降低密度，改善果樹通風透光條件，提高光合效率［22-24］。試驗研究通過對東西南北方位光照強度、溫濕度的測定，發(fā)現(xiàn)疏密改造后上部和下部冠層的光照強度均高于對照，疏密改造使光照強度增強，而疏密改造后冠層溫度、相對濕度均低于對照組，樹冠內的溫度和相對濕度顯著降低。分析樹冠內相對光照強度的日動態(tài)變化，經(jīng)疏密改造后，09：00～20：00冠層的光照強度相較于對照均有不同程度的提升，且上部冠層在14：00達到峰值88.48 klx。適當降低果園溫度、濕度，改善果園溫濕度條件，不僅是減少其病蟲害，也是增大產(chǎn)量、改善品質的重要方式，因此疏密改造有利于改善蘋果的生長條件［25］。

3.2 疏密改造對光譜特性的影響

光照是植物生長發(fā)育的重要調節(jié)因子［26］。植物可感知生長環(huán)境中光質、光強、光照時間長短和方向的微妙變化，從而調節(jié)這個環(huán)境中生存所必需的生理和形態(tài)結構的變化［27］。藍光、紅光和遠紅光在控制植物光形態(tài)建成中發(fā)揮關作用［28］。試驗研究表明經(jīng)過疏密改造后，果樹冠層反射光譜不同光質反射率在水平方向和垂直方向大均高于對照組。在水平方向，經(jīng)過疏密改造后冠層反射光譜不同光質的反射率由半徑1 m、半徑2 m到半徑3 m逐漸增加，垂直方向不同光質反射率在距離地面1和2 m均有顯著上升。光質可通過影響植株葉片氣孔導度、光合色素形成、葉片生理發(fā)育等來影響植物的光合作用，從而調節(jié)植物光合速率［29］。

4 結 論

4.1 富士蘋果果園疏密改造后，不僅提高冠層各方位光照強度，也對各時間段的光照強度產(chǎn)生了積極影響，改造后樹體光照分布相對均勻，由上至下緩慢降低，改善了樹冠內光照環(huán)境。

4.2 疏密改造對溫度、濕度改善效果顯著，疏密改造顯著降低了樹冠內的溫度和相對濕度。

4.3 富士蘋果果園疏密改造后果樹冠層反射光譜不同光質反射率均由內膛到外圍逐漸增大，相同高度下在疏密改造后冠層不同光質反射率整體高于對照組。疏密改造顯著改善了太陽輻射透過冠層后的不同光質的分布和果園透光條件。

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Effects of density transformation on microenvironment

and spectral characteristics of Fuji orchards in Xinjiang

MEI Chuang1， FENG Beibei1， MA Liya1，ZHANG Zhenjun2，

ZHANG Jinshan1， MA Yanhong1， WANG Jixun1，YAN Peng1

（1. Research Institute of Horticultural Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences/Xinjiang Fruit Tree Science Observation and Experimental Station of the Ministry of Agriculture and Rural Affinistry， Urumqi 830091， China; 2. Aksu Agricultural Technology Extension Service Center，Aksu Xinjiang 843000，China）

Abstract：【Objective】 To explore the effects of density transformation on canopy temperature， relative humidity， light intensity and canopy reflection spectrum in closed Fuji orchards， so as to solve the problems of reduced orchard productivity， decreased fruit quality and low comparative benefit.

【Methods】" The old and inefficient closed Fuji orchards in Akesu， Xinjiang were taken as the test object， the temperature， relative humidity， light intensity and canopy reflectance spectra in the canopy of the fruit trees under density transformation and normal pruning were compared， and the differences were analyzed to explore the effects of density transformation on the microenvironment and spectral characteristics of the Fuji orchards in Xinjiang.

【Results】" The light intensity of the canopy was higher than that of the control （especially the upper canopy）.Compared with the control the apple orchard density transformation had a significant effect on the canopy temperature and humidity（P＜0.05）.The relative light intensity of the same tree crown was higher than of the control，and the upper relative light intensity difference reached a significant level（P＜0.05）.The reflectance of different light quality of the canopy reflectance increased in different degree after the tree density reconstruction.

【Conclusion】 The density transformation significantly reduced the temperature and relative humidity in the canopy， and the light intensity in the four directions， east， west， north and south in the canopy was improved to different degrees compared with the control， and the reflectance of different light qualities in the canopy reflection spectrum was also increased significantly.The density transformation can significantly improve the ventilation and light transmission conditions and the distribution mode and intensity of light quality in orchards.

Key words： Fuji apple; density transformation; microenvironment; closed orchard; spectral characteristic

Fund projects： This work was supported by Xinjiang forest fruit industry technology system project（XJLGCYJSTX04-2024-20）;

Key Ramp;D Project of Xinjiang Autonomous Region （2023B02018-2）;China Agriculture Research System of MOF and MARA （CARS-27）；Forestry development subsidy project of Xinjiang Autonomous Region（XJLYKJ-2021-15）

Correspondence author：WANG Jixun （1965-）， male， from Anhui， researcher， research direction： fruit tree resources and breeding， （E-mail） ee_wjx@163.com

YAN Peng （1981-），male，from Nantong，Jiangsu，deputy researcher，research direction： cultivation and breeding of fruit tree resources，（E-mail） xaasyysyp@163.com

收稿日期（Received）：

2023-12-07

基金項目：

新疆林果產(chǎn)業(yè)技術體系（XJLGCYJSTX04-2024-20）；新疆維吾爾自治區(qū)重點研發(fā)項目（2023B02018-2）；國家現(xiàn)代蘋果產(chǎn)業(yè)技術體系（CARS-27）；新疆維吾爾自治區(qū)林業(yè)發(fā)展補助資金項目（XJLYKJ-2021-15）

作者簡介：

梅闖（1985-），男，四川人，副研究員，研究方向為果樹育種與生物技術，（E-mail）meichuangxj@163.com

通訊作者：

王繼勛（1965-），男，安徽人，研究員，研究方向為果樹育種與栽培，（E-mail）ee_wjx@163.com

閆鵬（1981-），男，江蘇南通人，副研究員，研究方向果樹栽培與育種，（E-mail） xaasyysyp@163.com