果樹主枝及主枝彼此間角度對光能利用影響分析

鄒秀華 雷世俊 雒新艷

（濰坊職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 261041）

主枝是著生在果樹中心干上的永久性骨干枝，主枝角度及方位安排至關(guān)重要，關(guān)系到果樹對光能利用是否合理、果樹產(chǎn)量高低、果品品質(zhì)優(yōu)劣、樹形結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定等諸多方面。合理的主枝角度是果樹科學(xué)整形的重要依據(jù)。自2014年開始，結(jié)合課題研究，進行多年種植、觀察、測量，依據(jù)相關(guān)原理，系統(tǒng)研究果樹量化修剪技術(shù)，本文為研究內(nèi)容之一，所得結(jié)論適應(yīng)于所有樹形。

1 單個主枝角度對果樹光能利用的影響

1.1 葉片對光能的利用

95%的果樹產(chǎn)量來源于光合作用，合理利用光能是保證果樹高產(chǎn)、果品優(yōu)質(zhì)的前提。葉片光合速率隨光照強度上升而增大，但當光照上升到一定數(shù)值時，光合速率不再繼續(xù)升高，即光飽和現(xiàn)象，此時的光照強度，稱光飽和點。

在炎熱的夏季中午，葉面光強可達到10萬Lx，遠遠超過光飽和點，光合速率不升反降，即出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象[1]。因強光引起葉片萎蔫、光合作用酶鈍化、抑制光合產(chǎn)物的輸出等，會降低光合速率。過強的光還會破壞光合器官葉綠體結(jié)構(gòu)與生理機能結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象又稱“光抑制”現(xiàn)象。因此，光照較弱時，應(yīng)最大限度提高見光葉面積；光照過強時，則應(yīng)降低見光面積，這是合理安排主枝角度的重要理論依據(jù)。

1.2 單個主枝角度對光能利用的影響

光的入射方向和地平面之間的夾角，稱太陽高度角（h），日升日落，同一地點1d內(nèi)太陽高度角是不斷變化的。太陽赤緯（與太陽直射點緯度相等）以δ表示，觀測地的地理緯度用φ表示（太陽赤緯與地理緯度都是北緯為正、南緯為負），時角（太陽光入射方向與地面垂線之間的夾角）以t表示，則太陽高度角的計算公式∶

春分、秋分日，赤道上正午時太陽高度角最大為90°，時角為0，以上公式可以簡化為∶

由兩角和與差的三角函數(shù)公式，可得sin h=cos（φδ），因此，在春分日和秋分日正午時分，對于太陽位于天頂以北的地區(qū)而言，太陽高度角h=90°－（φ－δ）。濰坊市地處36°42'N、119°03'E，果樹生長一般從每年的春分（3月21號左右）開始加速，到秋分（9月23號左右）開始減緩，果樹生長發(fā)育歷經(jīng)時間最長季節(jié)為夏季。

春分日、秋分日正午時刻，濰坊市太陽高度角為∶h=90°-（36°42'-0）=63°18'；在夏至日（太陽直射點在北回歸線）正午太陽高度角為∶h=90°-（36°42'-23°26'）=76°44'，即從春分至夏至，濰坊市太陽最大高度角可從63°18'升高到76°44'，從夏至至秋分，又從 76°44'逐漸降低到 63°18'。

濰坊夏至日中午強光時，果樹北向主枝與中心干之間角度為[90°-（90°-76°44'）]=76°44'時，光線垂直或近垂直照射主枝，其它方向的主枝見光面積也相應(yīng)最大，整個植株受強光面積也最大，而早、晚相對弱光時，見光面積則相對較小。因此，從光抑制分析，主枝在76°44'（濰坊地區(qū)），這個角度對光能利用不合理程度最高。而從合理受光面積分析，主枝拉平90°時，對光能利用不合理程度最高。

綜上所述，從單個獨立主枝分析，主枝與中心干（或地面垂線）之間角度應(yīng)避開當?shù)仃柟廨椛渥顝姇r的角度（如濰坊為夏至日中午太陽高度角），且夾角愈小對光能利用愈合理。因此，主干形、高紡綞形、籬壁形等相當于一個直立大主枝的樹形，與地面垂線之間夾角為0°，是利用光能最合理的樹形；而主枝拉平達90°的樹形葉片合理受光面積最小。

2 主枝彼此之間角度對整個植株光能利用的影響

2.1 植株整體中主枝彼此之間角度對光能合理利用的影響

經(jīng)以上分析得知，單個主枝早、晚太陽高度角小、光照較弱時，應(yīng)以最大面積對光，而中午太陽高度角大、光強時，應(yīng)以較小面積對光，即獨立的單個主枝與中心干夾角越小，對光能利用越合理。而對果樹整株而言，一般有若干個主枝圍繞中心干生長，要達到合理利用光能，還應(yīng)綜合考慮主枝彼此之間角度對光能利用的影響。主枝角度過小則必然存在彼此遮光現(xiàn)象。

圖1 中心干上主枝分布方位平面投影示意圖

如果通過錯開各主枝與中心干夾角的方法調(diào)整遮光現(xiàn)象，則主枝角度不一致，較直立的枝或芽會抑制角度較大枝或芽的生長，即產(chǎn)生頂端優(yōu)勢或垂直優(yōu)勢，造成主枝間競爭徒長、偏冠、基部光腿、晚果等現(xiàn)象。因此，主枝開張角度應(yīng)調(diào)整到相同或相近，在此前提下，保持各主枝互不遮光，有2條途徑∶一是拉大主枝與中心干之間的夾角。夾角大小應(yīng)以主枝長成后各個方向彼此不遮光或遮光面積小于30%為依據(jù)。主枝越寬大，拉開的角度越大，對光能利用越不合理，故主枝上盡量不留多級側(cè)枝，直接著生結(jié)果枝組和結(jié)果枝最合理。二是通過調(diào)整主枝水平方位改善遮光問題。蘋果、梨等干性強的喬木果樹，自然狀態(tài)下主枝一般分層生長，整形時一般從主干基部往上60～80cm開始，留相互靠近的3個主枝為第1層（層內(nèi)距約10～20cm），在360°平面上主枝間平面投影角度為120°分布最合理。

為避免夏天強光直射，主枝不選擇正北朝向，通?？勺?種選擇（見圖1）∶正南、西南、西北；正西、東北、東南；正東、西南、西北。中心干上若安排第2層、第3層主枝，3層主枝在方位上應(yīng)相互錯開、鑲嵌分布。所有主枝與中心干的夾角應(yīng)相同或相近，可保持相似的生長優(yōu)勢，且同側(cè)上、下主枝可保持平行或近平行，有利于樹冠內(nèi)膛透光、通風(fēng)。主枝及主枝彼此間角度和方位正確安排，是果樹均衡生長、優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的前提，也是整形修剪的量化依據(jù)。

表1 蘋果不同層間距對主枝見光面積的影響

2.2 主枝角度與層間距對受光面積的影響

層與層之間應(yīng)保持足夠的層間距，光線能夠充分照射到樹干內(nèi)膛。據(jù)測定，葉片見光量低于全光照30%時，不能生產(chǎn)出有商品價值的果實[2]。因其光合產(chǎn)物只能供自身消耗，對產(chǎn)量而言為無效葉，豐產(chǎn)園主枝受光面積應(yīng)達到70%～80%以上[3]。根據(jù)大田實測，層間距的大小與主枝長度及主枝與中心干夾角有關(guān)，主枝愈長、夾角愈小、層間距要求愈大（見表1）。

通過表1大田實測及觀察、計算發(fā)現(xiàn)，若主枝不進行人為拉平，層間距離應(yīng)大于每層最上1個主枝在中心干上的投影，可滿足主枝葉片80%以上見光面積。投影即層間距（h）可根據(jù)主枝長度（L）與主枝與中心干的夾角（α）算出，即∶h=L×cosα。如當基層最上一個主枝長度為1.5m、夾角α為60°時，則層間距h1＞1.5m×cos60°=1.5m×0.5m=0.75m。

3 結(jié)論與建議

（1）單個主枝與中心干的夾角愈小，對光能利用愈合理。在中心干上，直接培養(yǎng)結(jié)果枝或結(jié)果枝組的主干形、高紡綞形、籬壁形或”Y”形等樹形，相當于一個直立生長的大主枝，是光能利用最合理的樹形，樹木易高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，建議果樹生產(chǎn)上盡量采用這些樹形。

（2）果樹若由多個主枝組成，如疏散分層形、十字分層形等，其主枝與中心干的夾角α，應(yīng)在維持各方向不遮光或少遮光（＜30%）的基礎(chǔ)上，盡量減小開張角度。同級主枝在長勢相近的情況下，與中心干夾角應(yīng)維持相同或相近。建議同層主枝數(shù)不要太多，避免干多消耗過多光合產(chǎn)物，且易相互遮光；選留主枝時，不保留正北向，3個主枝之間平面投影夾角調(diào)整為120°。第2層、第3層主枝要與下層錯開。

（3）層間距大小與主枝的長度及主枝與中心干的夾角有關(guān)。層間距應(yīng)大于主枝在中心干上的投影長度，即h＞L×cosα。建議蘋果、梨、核桃等層次性明顯的果樹，應(yīng)據(jù)此進行調(diào)整。