负载量对首富3/M9T337苹果树体生长结果的影响

王来平,聂佩显,薛晓敏,董放

(山东省果树研究所, 山东泰安 271000)

适宜的负载量对于现代苹果矮砧栽培模式苹果园的优质丰产稳产有重要意义。负载量过大容易引起大小年及矮砧树早衰;负载量过小易导致树体旺长,产量低[1]。众多学者曾对不同苹果品种的适宜负载量进行过相关研究[2,3],这些研究多集中在矮化中间砧利用方式上,对于发展迅速的矮化自根砧利用方式适宜负载量研究鲜见报道。M9T337是目前中国苹果自根砧果园广泛应用的矮化砧木,具有矮化性强,干性强、易成花、结果早的特点[4]。笔者以首富3/M9T337为试材,研究了不同负载量对树体生长、叶片光合功能、果实品质及产量的影响,为苹果生产提供参考依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验园概况

试验于2022年在山东省果树研究所泰东基地进行。果园总面积1.33 hm2(20亩), 2017年春季建园,栽植2年生苹果苗,主栽品种首富3,采用矮化砧木M9T337,株行距1 m×4 m,南北行向,行间生草,高纺锤树形,钢管铁丝支架栽培。果园砂壤土,肥力中等,灌溉条件良好,管理水平中上。树势健壮,生长整齐。

1.2 试验设计

选生长势和大小相近的植株为试验树进行试验。利用树干单位横截面积确定留果量,留果个数分别为干截面积(cm2)数的2、4、6、8、10、12倍6个处理,标记为处理T1、T2、T3、T4、T5、T6。单株小区,重复5次,随机排列,共30株数。根据各处理树的干截面积安排各处理的留果量。经测量计算,6个等级留果量的5株树的平均干截面积分别为10.41、11.00、10.83、10.25、11.20、10.33 cm2,相应留果量分别为21、44、65、90、112、124个。5月15～16日生理落果后疏果。

1.3 指标测定

7月中旬测定叶片光合功能用TPS-2光合仪(Hansatech,英国),取营养枝第6～8节位功能叶,晴天上午9∶00～11∶00测定,重复15次;冠层结构用冠层分析仪(加拿大REGENTINSTRUMENTS INC公司生产的Wins Canopy 2004a)测定;叶绿素仪器(SPAD)测定叶片叶绿素含量; 7月中旬调查着生在主干上的侧枝数量。

11月3日果实成熟时,每株树随机采果30个进行品质测定。测定果实纵横径用游标卡尺;平均单果重用电子天平;可溶性固形物含量用TD-45数显糖量计;果实去皮硬度用GY-1型果实硬度计;树体干径用游标卡尺测量嫁接口上方10 cm处;树高、冠径、新梢长度用卷尺。计算:

果形指数=纵径/横径,

S= C2/4π(S-干截面积,C-截面圆周长),

果面着色指数=∑(各级果数×代表级值)/(总果数×最高级值)×100,

着色分级标准为:0级为0%～5%果面着色;1级为5%～25%果面着色;2级为25%～50%果面着色;3级为50%～75%果面着色;4级为75%～100%果面着色。

光洁度指数=∑(各级果数×代表级值)/(总果数×最高级值)×100,

光洁度指数分级标准:0级为0%～10%果面光洁;1级为10%～30%果面光洁;2级为30%～60%果面光洁;3级为60%～85%果面光洁;4级为85%～100%果面光洁。

2 结果与分析

2.1 负载量对叶片光合功能的影响

从表1可看出,叶片叶绿素含量,随着负载量增大呈先升后降趋势,以处理T2、T3、T4(59.5、60.1、60.4)为高,显著高于处理T1、T5、T6(50.7、53.2、51.7)。叶片净光合速率(Pn),随负载量的增大呈先升后降趋势,以处理T3(20.16 μmol/m2·s)为高,与处理T2(19.63 μmol/m2·s)无显著差异,但显著高于其他处理的。至处理T4、T5、T6时分别降至18.37、16.37、15.82 μmol/m2·s。气孔导度(Gs),随负载量的增大呈渐升态,以处理T4、T5、T6(311.2、317.3、311.1 mmol/m2·s)为高,与处理T3(287.6 mmol/m2·s)无显著差异,但显著高于处理T1、T2(211.5、255.7 mmol/m2·s)。胞间二氧化碳浓度(Ci),随负载量的增大呈渐升态,以处理T4、T5、T6(385.8、372.4、388.7 μmol/mol)为高,均显著高于处理T1、T2、T3(301.64、332.5、352.4 μmol/mol)。蒸腾速率(E),随负载量的增大而表现稳定,各处理间均无显著差异。

表1 不同负载量对苹果叶片光合功能及叶绿素含量的影响

2.2 负载量对树体生长发育的影响

由表2可以看出,首富3/M9T337苹果树6个不同负载量处理,当年树高、干径及分枝数均无显著差异。冠径南北向(顺行向)无显著差异,而东西向冠径(垂直行向)差异显著。新梢生长量差异显著,随着负载量的增大,东西冠径和新梢生长量逐渐降低。这说明负载量对树体生长产生较大影响,负载量大抑制了树体营养生长。T1处理东西冠径、新梢生长量最大,比T6处理(最小)分别高出59.09%、92.5%。

2.3 负载量对冠层结构及光照的的影响

从表3可看出,冠层枝密度、冠层叶密度,随着负载量增大,各处理间均无显著差异。冠层消光系数,随着负载量增大呈先降后升趋势,以处理T5、T6(1.52、1.58)为高,显著高于处理T1、T2、T3、T4(0.86、0.68、1.14、1.37)。冠层光截获率,随着负载量增大也呈先降后升趋势。以处理T5、T6(5.6、6.1)为高,显著高于处理T1、T2、T3、T4(2.3、1.6、3.5、4.7)。因处理T2、T3的冠层消光系数、冠层光截获率都显著低,冠内光照条件改善,叶片光合性能高。

表3 不同负载量对苹果冠层结构及光照的影响

2.4 负载量对果实品质及产量的影响

如表4,随负载量的增大,果形指数、着色指数、光洁度指数、果实硬度等指标均无显著差异;平均单果重呈渐小趋势,以处理T1、T2(194.3、183.0 g)为大,与处理T3(177.7 g)无显著差异,但显著大于处理T4、T5、T6(171.9、161.9、148.7 g);可溶性固形物含量变化较稳定,处理T1、T2、T3、T4、T5(15.88%、15.47%、15.48%、15.13%、15.20%)为高且之间无显著差异,只有处理T6(13.10%)显著低于前5个处理;666.7 m2产量表现先增后降趋势,处理T1、T2、T3、T4、T5(1 038.4、1 405.8、2 077.3、2 698.5、2 892.9 kg)一直递升,至处理T6单产开始降低,为2 781.3 kg,降低3.86%,此时处理T6的单果重最低。

表4 不同负载量对苹果果实品质和产量的影响

3 小结与讨论

树体合理负载有利于维持树势平衡、合理利用光照、提高果实品质及保持产量。负载量影响树体的生长,冠幅、新梢长度随负载量增大而减小[5],本研究结果与前人研究一致。当大于8倍负载量后,新梢生长量急剧下降,10倍、12倍负载量相比2倍负载量时新梢生长量降低了42.94%、50.12%。因此,负载量增大会限制枝条的生长和冠幅的增大。

光和产物是植物代谢的基础。研究认为,负载量与光合速率呈正相关,对巨峰葡萄的研究表明,同化物向果实转移促进叶片光合速率[6]。本研究中,4、6倍横截面积负载量时,叶片净光合速率(Pn)急剧升高,但8、10、12倍负载量时,叶片净光合速率渐低。叶绿素含量的变化动态与净光合速率的变化动态基本相同。可能是由于适当增加负载量,“库”端增强,叶片制造的光合产物能够快速输送到果实,刺激“源”端叶片提高气孔导度、叶绿素含量,进而提高光合速率[7]。随着负载量增大,光合速率下降,气孔导度基本不变,可能由于负载量过大,叶片光合产物供应不足,叶绿素含量降低,发生光合抑制,导致光合功能降低[8]。

优良的冠层结构是高产量、高品质的基础。有研究表明,高负载量能够增加叶面积指数、减小叶倾角,进而增大受光面积[9]。本研究中4倍负载量处理时,冠层消光系数、冠层光截获率显著低于2倍负载量的。冠层透光性显著提高,可能是由于负载量增大减小了叶倾角所致。6倍负载量后冠层消光系数、冠层光截获率逐渐增加,可能此时坐果数成为影响树冠透光的主要因素。

许多研究报道,负载量显著影响果实品质[10,11]。本研究表明,6倍负载量时平均单果重开始呈下降趋势。可溶性固形物含量2～10倍负载量时无显著影响,12倍时急剧下降,比2倍负载量时平均单果重、可溶性固形物含量分别下降23.47%、17.51%。单位面积产量随负载量增大,表现出先增后减趋势。2～10倍负载量时666.7 m2产量逐增,12倍负载量则比10倍负载量时呈减产态,减产3.86%。综合分析看出6～8倍干截面积负载量较为适宜。