柑橘樹勢測樹學(xué)量化研究

周利利 韓慶忠 夏立忠 周學(xué)枝 段增強 向琳

摘要 采用測樹學(xué)方法，連續(xù)3年對5個觀測點3個柑橘品種（弗羅斯特、琳娜和倫晚）10～16年樹齡的122株樹體的測樹學(xué)參數(shù)（樹高、樹冠直徑和莖周）和單株產(chǎn)量進行了觀測，并就各觀測點的測樹學(xué)參數(shù)及其乘積復(fù)合參數(shù)與產(chǎn)量的關(guān)系進行了分析。結(jié)果表明，在品種和園地管理措施一致的條件下，處于樹勢擴張期的臍橙樹冠直徑、主干莖周、樹冠體積、樹冠體積與莖周乘積復(fù)合參數(shù)均與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)，且5個觀測點的臍橙單株產(chǎn)量分別與主干莖周、樹冠體積及其乘積呈極顯著線性相關(guān)關(guān)系。這說明柑橘主干和樹冠能夠反映出來自環(huán)境的物質(zhì)和能量的吸收、輸送和生物質(zhì)合成，能夠?qū)Ω涕偕a(chǎn)力的形成具有復(fù)合效應(yīng)，其復(fù)合效應(yīng)大小對柑橘生產(chǎn)力規(guī)模具有直接的影響。結(jié)合樹體參數(shù)觀測與反映植物營養(yǎng)生理狀態(tài)的植株營養(yǎng)診斷，將為柑橘樹勢分析和產(chǎn)量預(yù)測提供更為完整和準確的評價體系。

關(guān)鍵詞 柑橘樹勢;測樹學(xué)參數(shù);單株產(chǎn)量;產(chǎn)量預(yù)測

中圖分類號 S666文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0149-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.045

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Abstract A 5 years investigation was conducted from 2015 to 2017，122 plants of 3 citrus varieties in 5 sites，at age 10～16 ys，were chosen.Citrus plant dendrometric parameters including tree height，tree crown diameter，main neck circumference and yield per plant were measured，and the crown volume was estimated.The result showed that under the conditions that the variety and garden management are consistent，tree crown diameter，main neck circumference，crown volume and compound parameters of main neck circumference times crown volume were all positively correlated with the fruit yield.Moreover，by using SPSS 15.0 stepwise regression analysis，there were linear regressions between yield per plant and each individual plant dendrometric parameters including main neck circumference，crown volume and compound parameter of main neck circumference times crown volume for each of the 5 sites.It was concluded that main stern and canopy contributed to the compound effect on the formation of citrus productivity in physiological process of absorption，transport of substances and energy from environment and for biomass synthesis.Combining plant dendrometric parameters observation and plant nutrition diagnosis reflecting plant nutrient physiological state will provide a more comprehensive and accurate evaluation system for citrus tree potential analysis and yield prediction.

Key words Citrus tree vigor;Dendrometric parameters;Fruit yield;Yield prediction

作者簡介 周利利（1991—）， 女，陜西渭南人，碩士研究生，研究方向：植物營養(yǎng)。*通信作者：夏立忠，研究員，從事面源污染研究;段增強，研究員，從事設(shè)施農(nóng)業(yè)與植物營養(yǎng)研究。

收稿日期 2019-02-18

我國是柑橘大國[1-2]，柑橘產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有力地帶動了我國很多地區(qū)區(qū)域性農(nóng)村經(jīng)濟的飛躍[3-4]。國內(nèi)外有關(guān)柑橘的種質(zhì)資源利用、品種選育、柑橘生態(tài)適宜性和柑橘園的生態(tài)管理已經(jīng)開展了大量的研究，為柑橘產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐[5]。但迄今為止，很少從生態(tài)學(xué)視角系統(tǒng)和定量地研究柑橘樹勢與產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系，使這一領(lǐng)域滯后于柑橘園生態(tài)管理和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)進步的需求。柑橘為多年生果樹，其產(chǎn)量和品質(zhì)不僅受當年生態(tài)條件和果園管理措施的影響，柑橘樹勢也是重要的決定因素。把握柑橘樹勢的本質(zhì)進一步量化分析，對于柑橘園管理的優(yōu)化具有重要的實用價值。

測樹學(xué)在林業(yè)生產(chǎn)管理中用于林木蓄積量估算和林業(yè)生產(chǎn)管理，主要指標包括主干高度、胸徑和樹冠體積等[6-8]。近年來很多研究者探討測樹學(xué)有關(guān)指標與經(jīng)濟林果類植物產(chǎn)量的關(guān)系，甚至用于果樹產(chǎn)量的測算[9-10]。測樹學(xué)獲取數(shù)據(jù)簡便易行，對樹體無危害，且可以充分反映果樹的形體特征，為果樹樹勢評價提供有效的觀測和分析手段。尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理中，高效便捷的測樹學(xué)方法對于果園管理具有重要的應(yīng)用價值。筆者就弗羅斯特、林娜和倫晚幾個臍橙品種的測樹學(xué)參數(shù)與單株產(chǎn)量的關(guān)系進行觀測和分析，評價測樹學(xué)參數(shù)用于柑橘樹勢分析的效果，對于果園管理及相關(guān)研究具有一定的參考值。

1 材料與方法

1.1 樣點選擇

調(diào)查地點位于我國傳統(tǒng)柑橘產(chǎn)區(qū)的湖北省秭歸縣境內(nèi)水田壩鄉(xiāng)上壩村（110°′″E、30°′″N）和茅坪鎮(zhèn)九里村（110°57′51.9″E、30°48′21.8″N），調(diào)查工作從2014年開始，分別選擇幾種不同樹齡的代表性臍橙品種（弗羅斯特、琳娜和倫晚）開展觀測和分析。用于觀測的柑橘園樹齡為10～15年，植株樹型為3主枝自然開心型，主枝下部主干長20～50 cm。調(diào)查區(qū)域柑橘園土壤為紫色砂、頁巖風華物發(fā)育的紫色土和花崗巖母巖風化碎屑物發(fā)育的黃壤（中國土壤系統(tǒng)分類*列為紫色正常新成土和鋁質(zhì)常濕雛型土），土壤有機質(zhì)含量低，速效態(tài)氮磷鉀含量差異較大，可能與施肥影響有關(guān);土壤質(zhì)地分別為黏壤土和砂質(zhì)壤土（表1）。

1.2 測定方法

分株測量單產(chǎn)，同時利用0.1 cm精度皮尺測定冠幅直徑（D，cm）、樹高（H，cm）和緊靠主干分枝下部莖周（d，cm）。以樹高代替冠層高度表，利用圓柱體公式近似計算樹冠冠層體積V（3.14×D2×H）及其冠層體積與主干莖周乘積V·d （3.14×D2×H×d）。為了簡化單位轉(zhuǎn)換和計算過程，采用觀測樣本的最高值相對比率法（觀測值與觀測樣本最大值的比率），對各參數(shù)及其復(fù)合參數(shù)進行去量綱處理，如株高H去量綱后為Z（H）i=Hi/Hmax，結(jié)果見表3。進一步分析各類參數(shù)或復(fù)合參數(shù)去量綱值與單株產(chǎn)量之間的相關(guān)性，采用逐步回歸法建立單株產(chǎn)量與參數(shù)值之間的回歸方程。通過分析，初步建立衡量樹勢狀況的測樹學(xué)參數(shù)評價方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 柑橘測樹學(xué)參數(shù)與產(chǎn)量

從表2可以看出，2015—2017年，122株樹齡10～16年的弗羅斯特、林娜和倫晚植株的冠層直徑均值均低于株行距，柑橘園尚未出現(xiàn)相鄰植株間枝葉重疊，樹勢處于擴展階段。盡管倫晚園土壤肥力水平高于其余2個品種的柑橘園（表1），且樹高、樹冠直徑及主干莖周均較高，但弗羅斯特和林娜單株產(chǎn)量均高于倫晚，可能與品種特性有關(guān)。

分別對每個樣點各類測樹學(xué)參數(shù)值采用最高值相對比率法去量綱化后，各樣點參數(shù)無量綱值見表3。由表3可知，各樣點無量綱參數(shù)值以復(fù)合參數(shù)值分異較大，株高、株冠直徑相對大小分化較小，樣點1和2柑橘植株主干直徑的大小分異較大。

2.2 柑橘測樹學(xué)參數(shù)與產(chǎn)量之間相關(guān)性

從表4可以看出，琳娜和弗羅斯特臍橙的株高、樹冠直徑、主干莖周單個參數(shù)及其樹冠體積、樹冠體積與莖周乘積復(fù)合參數(shù)經(jīng)去量綱處理后均與單株產(chǎn)量呈正相關(guān);而倫晚株高與單株產(chǎn)量呈負相關(guān)，其余無量綱參數(shù)均與單株產(chǎn)量呈正相關(guān)。從相關(guān)系數(shù)的顯著性水平看，僅弗羅斯特單株產(chǎn)量與樹高無量綱參數(shù)的相關(guān)性達極顯著水平。琳娜和弗羅斯特的樹冠直徑、樹冠體積無量綱參數(shù)均與單株產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)，而倫晚相關(guān)性不顯著。幾個品種的主干莖周及樹冠體積與主干莖周乘積的無量綱參數(shù)值與單株產(chǎn)量之間均達顯著或極顯著正相關(guān)?？梢?，這3種臍橙主干莖周、樹冠體積與主干莖周乘積對單株產(chǎn)量具有顯著影響。這一觀測結(jié)果與部分前期研究具有較好的一致性。如汪景彥[11]和張波[12]曾提出采用蘋果樹的主干莖周預(yù)測單株蘋果產(chǎn)量;蘆雙潮[13]早期認為慢橘的主干越粗大，其產(chǎn)量越高、穩(wěn)定，主要由于主干粗大有利于水分、養(yǎng)分輸送。早在1989年，Hutchinson[14]研究認為伏令夏橙產(chǎn)量與樹冠體積呈正比，可根據(jù)樹冠大小推測成年樹產(chǎn)量[14]?？梢?，主干莖周與樹冠大小是決定單株產(chǎn)量的重要影響因素。

樹冠體積與主干莖周乘積的無量綱參數(shù)與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)不僅達極顯著水平，甚至高于主干莖周或樹冠體積與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，說明樹冠體積與主干莖周對于單株產(chǎn)量的形成具有復(fù)合效應(yīng)，這一現(xiàn)象前人均未曾提及。

2.3 柑橘測樹學(xué)參數(shù)與產(chǎn)量之間線性回歸分析

進一步對測樹學(xué)無量綱參數(shù)（Z（H）、Z（D）、Z（d）、Z（V）、Z（V·d））與單株產(chǎn)量（y）的逐步回歸分析顯示，樣點1和3的單株產(chǎn)量與主干莖周的無量綱參數(shù)呈極顯著線性回歸，樣點2單株產(chǎn)量與樹冠體積的無量綱參數(shù)亦呈極顯著線性回歸。而樣點4和樣點5的單株產(chǎn)量隨著樹冠體積及莖周乘積的無量綱參數(shù)提高而呈極顯著升高（表5）。

3 結(jié)論與討論

從生態(tài)學(xué)視角看，果樹樹體空間生態(tài)資源的占有決定了光能和二氧化碳利用潛力，枝葉構(gòu)成的樹冠也是生物質(zhì)合成的物質(zhì)與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。因此，冠層空間分布和大小是滿足光合作用的地表物質(zhì)和能量需求，決定光合作用能力大小的樹體結(jié)構(gòu)保障[15-16]。也就是說，樹體地表各類器官大小、形態(tài)與空間配置決定了光合產(chǎn)物的最大合成量及其輸移與分配過程，構(gòu)成了生物質(zhì)形成的樹體結(jié)構(gòu)條件。而在冠層空間結(jié)構(gòu)條件一定的前提下，土壤水分、養(yǎng)分的供應(yīng)和吸收則是果樹生物質(zhì)生產(chǎn)或產(chǎn)量形成的另一重要影響因子[17]。主干和地下根系發(fā)育狀況決定了水分與養(yǎng)分吸收和輸移潛力，而土壤水肥條件則決定了水分和礦物質(zhì)供應(yīng)潛力。由于地下根系觀測容易引起樹體傷害，而主干與地下根系發(fā)育同步，具有一定的正向響應(yīng)相關(guān)性，因此對果樹長勢評價選擇主干莖周作為觀測參數(shù)較為合理。當然，主干支撐能力無疑也是維持地上部分生物量增長的基礎(chǔ)?？梢?，從測樹學(xué)視角而言，冠幅大小、空間分布和主干莖周對于柑橘生物質(zhì)合成、分配和在各器官之間輸移具有重要的功能價值。而從時間尺度而言，果樹這類參數(shù)所顯示的生長勢是其生長期不同階段的累積效應(yīng)。本質(zhì)而言，它是自苗期到觀測期果樹生產(chǎn)力樹體要素的累積，對于果樹潛在生產(chǎn)力水平具有決定意義。該研究結(jié)果表明，柑橘產(chǎn)量與冠幅體積、樹冠直徑及主干莖周均呈不同程度的正相關(guān)，且與冠幅體積及主干莖周呈線性回歸，這一結(jié)果對上述討論作出了有力的印證。

柑橘代謝需要的水分和礦物質(zhì)主要來自土壤，因此土壤水分時空分布和土壤礦質(zhì)養(yǎng)分平衡與供應(yīng)是柑橘光合作用形成生物質(zhì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。眾多研究揭示了土壤水分、礦質(zhì)營養(yǎng)條件與柑橘生物質(zhì)形成的關(guān)系[18-20]。柑橘水肥供應(yīng)對柑橘產(chǎn)量的影響是建立在柑橘樹體生產(chǎn)力要素積累的基礎(chǔ)之上，柑橘產(chǎn)量波動也在樹體要素所決定的最高潛在生產(chǎn)力水平之內(nèi)。