南方高溫多雨地區(qū)適宜機(jī)械作業(yè)梨樹形的比較研究

鄭鵬華，俞 波，沈衛(wèi)新，周利利，滕元文

(1 浙江省長興縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，浙江長興，313100；2 浙江省湖州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江湖州，313000；3 浙江省長興縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)總站，浙江長興，313100；4 浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，杭州，310058)

梨是薔薇科Rosaceae梨屬Pyrus落葉果樹，在我國栽培歷史悠久、種質(zhì)資源豐富，種植范圍較廣，除海南省外，全國各地均有栽培，主要分為北方白梨產(chǎn)區(qū)和南方砂梨產(chǎn)區(qū)[1]。近年來，隨著生產(chǎn)成本特別是勞動(dòng)力成本在梨生產(chǎn)過程中的急劇上升，栽培梨的相對效益下降，嚴(yán)重影響了我國梨產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此，開發(fā)省力化適宜機(jī)械作業(yè)的栽培模式勢在必行[2]。對于果樹來說，栽培模式主要取決于樹形的選擇和培養(yǎng)。在我國南方，梨的樹形主要以傳統(tǒng)的開心形樹形和由開心形樹形改造的棚架為主，這些樹形投產(chǎn)晚、整形修剪復(fù)雜、不利于進(jìn)行機(jī)械操作，勞動(dòng)力投入多。在歐洲，由于找到了與西洋梨具有良好親和力的榅桲作為梨的矮化砧[3]，95%以上的梨園采用了細(xì)長紡錘形和其他籬壁式等整形方式，實(shí)行矮化密植，一些梨園已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從疏花、采果、施肥、修剪等的機(jī)械或者機(jī)械輔助作業(yè)。在西洋梨栽培區(qū)的美洲和南非等地也開始推行這種栽培模式。在我國北方，從河北省開始的圓柱形整形栽培技術(shù)在沒有改變慣用的梨屬野生種(如杜梨)做砧木的情況下，實(shí)現(xiàn)了寬行窄株的喬砧密植栽培，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，目前在北方各梨主產(chǎn)區(qū)大面積推廣[4-5]。但在南方，由于高溫多雨，梨樹生長量大，北方適宜的樹形不一定在南方能取得好的效果。因此，在喬砧條件下，開發(fā)適應(yīng)南方生態(tài)條件、適宜機(jī)械化作業(yè)的樹形是關(guān)系到南方地區(qū)梨產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本研究通過高畦栽植，寬行窄株建園，構(gòu)建順行“Y”字雙主干形和細(xì)紡錘形樹形，通過比較其用工成本、生長量、產(chǎn)量和品質(zhì)等，選擇適宜南方生態(tài)條件的樹形，以期為南方平原地區(qū)梨園的機(jī)械化作業(yè)打下一定的基礎(chǔ)，形成簡約、省工、高效的栽培模式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)在浙江省湖州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院試驗(yàn)示范基地進(jìn)行。該基地地處浙江省北部(E 120.19°，N 30.81°)，海拔3 m。試驗(yàn)基地土壤類型為黏壤土，pH值為7.12，土質(zhì)中等肥沃，排灌水條件良好，全園生草(三葉草)。定植前整地建畦，畦高30 cm、寬2 m，相鄰畦間距2 m，便于后期機(jī)械進(jìn)出。于2017年1月在高畦中央定植“翠玉”和“翠冠”梨，構(gòu)建順行“Y”字雙主干形(以下簡稱“Y”字形)和細(xì)紡錘形樹形，株行距分別為1.5 m×4 m和 1 m×4 m，南北行向，管理水平良好。

1.2 樹形構(gòu)建

1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施

在梨園定植行內(nèi)每隔10 m設(shè)置一個(gè)支柱，支柱地上部分高3.5 m左右，分別在支柱的0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 m處各架設(shè)一道鐵絲。0.5 m處設(shè)置的鐵絲主要用于滴灌帶的固定，其他位置的鐵絲用于植株的固定。

1.2.2 樹形培養(yǎng)

“翠玉”和“翠冠”梨嫁接苗要求品種優(yōu)良純正、無病蟲害、芽眼飽滿、根系發(fā)達(dá)、生長健壯、通過檢疫，高度1.5 m左右，嫁接口上5 cm處的主干直徑1 cm左右，整形帶內(nèi)飽滿壯芽至少5個(gè)。

“Y”字形樹形包含2個(gè)主枝，結(jié)果枝組直接分布在兩主枝上，整個(gè)樹形呈“Y”字形(因?yàn)閮芍髦A角小，幾乎直立生長，形似主干，故稱為“Y”字雙主干樹形)。定植后在主干上距離地面50 cm處以下選取2個(gè)順行向且方向相反的飽滿芽處定干。選留的兩主枝斜向上生長超過1 m鐵絲時(shí)進(jìn)行綁縛，綁縛的位置約距主干37.5 cm，兩主枝分叉處夾角30°～45°。之后兩主枝直立向上生長，為保證梨園內(nèi)梨樹兩主枝能夠整齊直立向上生長，在兩主枝旁(距主干約37.5 cm)豎立竹竿引縛兩主枝。定植后第2年兩主枝分叉處以下的芽抹除，以上的芽刻芽。待主枝上長出的新梢半木質(zhì)化后，拉枝成70°～90°，形成腋花芽結(jié)果后，培養(yǎng)成單軸延伸的結(jié)果枝組，每主枝10～12個(gè)，長度控制在1.2 m以內(nèi)。結(jié)果枝組下部光禿或基部直徑達(dá)到2.5 cm時(shí)從基部截除進(jìn)行枝組更新。保留兩主枝上形成的短果枝。單軸延伸結(jié)果枝組的培養(yǎng)以緩放、拉枝為主。

細(xì)紡錘形樹形約在1 m處定干，選留1個(gè)最強(qiáng)壯的新梢向上生長延伸成為中心干。50 cm以下的芽抹除，50 cm 以上的芽刻芽，以促進(jìn)芽的萌發(fā)保證足夠的長枝。待新梢半木質(zhì)化后，拉枝促進(jìn)形成腋花芽。結(jié)果后，培養(yǎng)成單軸延伸結(jié)果枝組，選留15～18個(gè)。單軸延伸結(jié)果枝組在主干上呈螺旋狀均勻分布，與主干夾角至少70°，同側(cè)相鄰2個(gè)結(jié)果枝組間距 20 cm左右。為保證主干能夠筆直向上，將梨苗綁縛在鐵絲上。其余處理方法同“Y”字形。

1.2.3 土肥水管理

以三葉草全園生草。建園前施入 4 000 kg/667 m2的腐熟農(nóng)家肥以改良土壤。定植后，秋施基肥，采用條施法，施入2 000～2 500 kg/667 m2的腐熟農(nóng)家肥。樹體成形前追肥根據(jù)樹勢而定，以速效氮肥為主，施入5～10 kg/667 m2。結(jié)果后在果實(shí)膨大期增施高鉀肥。果園遇連續(xù)持續(xù)高溫干旱天氣時(shí)及時(shí)灌水，灌溉方式為滴灌。

1.2.4 病蟲害防治

浙北地區(qū)梨樹的主要病害有梨銹病、黑斑病和炭疽病等；害蟲主要有蚜蟲、梨莖蜂、梨癭蚊、梨小食心蟲等。堅(jiān)持“預(yù)防為主、綜合防治”的原則。休眠期，全園進(jìn)行石硫合劑噴施和樹干涂白；其他時(shí)期根據(jù)病蟲害發(fā)生的種類，選擇10%苯醚甲環(huán)唑、20%三唑酮、50%氟啶蟲胺腈、22.4%螺蟲乙酯等藥劑防治，不同種類藥劑交替使用。同時(shí)采用迷向技術(shù)和粘蟲板等手段進(jìn)行生物物理防治。

1.3 試驗(yàn)內(nèi)容及方法

定植后，調(diào)查不同樹形、不同梨品種的樹相指標(biāo)并統(tǒng)計(jì)勞動(dòng)力投入。測定不同樹形、不同梨品種的果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量。選取樹勢一致的10株樹作為一個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)重復(fù)3次。每年梨樹停止生長后，測定株高和干徑(嫁接口以上5 cm處)，統(tǒng)計(jì)枝條數(shù)，并計(jì)算長枝(大于30.1 cm )、中枝(15.1～30.0 cm)和短枝(小于 15.0 cm)所占的比例。果實(shí)采收期，選取樹冠外圍上、中、下部果實(shí)為樣本，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取10個(gè)果帶回實(shí)驗(yàn)室，稱取質(zhì)量，測定可溶性固形物含量。以每個(gè)小區(qū)的10株樹測產(chǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 樹形構(gòu)建過程中的勞動(dòng)力投入

不同果園勞動(dòng)力投入因人工工作效率不同差異較大，本試驗(yàn)是基于試驗(yàn)基地內(nèi)工人的工作效率統(tǒng)計(jì)的。由表1可知，“Y”字形和細(xì)紡錘形樹形構(gòu)建過程中每667 m2用工量分別為2017年的4.0 d和3.5 d，2018年的7.5 d和15.0 d，2019年的8.5 d和12.0 d。定植第2年開始，“Y”字形樹形勞動(dòng)力投入更少。表1中列出的枝條綁縛、刻芽和拉枝是兩種樹形構(gòu)建的要點(diǎn)，需要投入較多的勞動(dòng)力。2017—2019年，“Y”字形樹形和細(xì)紡錘形樹形上述3項(xiàng)勞動(dòng)力投入之和分別占樹形構(gòu)建每667 m2用工量的87.5%、93.3%、82.4%和85.7%、83.3%、83.3%。2017年(定植當(dāng)年)，“Y”字形枝條綁縛每667 m2用工3.5 d，細(xì)紡錘形拉枝需要3.0 d。2018年(定植第2年)，細(xì)紡錘形樹形每667 m2用工增加了11.5 d，增幅明顯高于“Y”字形的3.5 d。“Y”字形和細(xì)紡錘形的刻芽處理每667 m2用工分別為1.5 d和3.0 d，“Y”字形樹形用工更少。拉枝是2種樹形構(gòu)建中勞動(dòng)力投入最大的作業(yè)，占到樹形構(gòu)建用工量的66.7%和56.7%。2019年(定植第3年)，“Y”字形和細(xì)紡錘形的枝條配備完成，無需進(jìn)行刻芽處理。為保證樹形標(biāo)準(zhǔn)，大量工作集中在拉枝上，2種樹形每667 m2用工量分別為7.0 d和10.0 d。通過3年勞動(dòng)力投入統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，在前期樹形標(biāo)準(zhǔn)化操作完成后，冬季修剪量非常少，樹體成形后表現(xiàn)將更加明顯，這也是顯著區(qū)別于開心形等傳統(tǒng)樹形的一個(gè)特點(diǎn)。表1中未列出的勞動(dòng)力投入是任何精細(xì)化管理的生草梨園均需要投入的，主要集中在施肥打藥、疏果套袋、園內(nèi)鋤草等，這些投入可以在本試驗(yàn)建立的適于機(jī)械作業(yè)的梨園內(nèi)通過使用果園機(jī)械(噴霧機(jī)、自走式果園操作平臺(tái)、割草機(jī)等)來降低人工投入，提高工作效率。

表1 梨園不同樹形構(gòu)建所需勞動(dòng)力投入

2.2 兩種樹形的樹相指標(biāo)

試驗(yàn)結(jié)果看出，2017年(定植當(dāng)年)，“翠玉”梨“Y”字形株高1.89 m，細(xì)紡錘形株高2.02 m；“翠冠”梨“Y”字形株高1.84 m，細(xì)紡錘形株高2.16 m。2個(gè)品種的“Y”字形株高均顯著低于細(xì)紡錘形，是由于定干高度不同導(dǎo)致，“Y”字形50 cm處定干，細(xì)紡錘形1 m處定干。同一“Y”字形樹形，“翠玉”梨和“翠冠”梨株高沒有顯著性差異。同一細(xì)紡錘形樹形，“翠冠”梨株高顯著高于“翠玉”梨。2018年(定植第2年)，不同樹形、不同品種間的株高均沒有顯著性差異。2017—2018年，“翠玉”梨“Y”字形株高年增長51.6%，細(xì)紡錘形增長45.0%；“翠冠”梨“Y”字形株高年增長57.1%，細(xì)紡錘形增長41.2%，說明“Y”字形樹形在此干高下樹冠成形快于細(xì)紡錘形。2019年(定植第3年)，不同品種不同樹形株高均達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)(3.5～4.0 m)，實(shí)際數(shù)值未測量，但目測發(fā)現(xiàn)細(xì)紡錘形高于“Y”字形，主要是梨樹單主干的頂端優(yōu)勢造成的。

2017年(定植當(dāng)年)，“翠玉”梨“Y”字形干徑顯著大于細(xì)紡錘形，而“翠冠”梨“Y”字形干徑顯著低于細(xì)紡錘形。2個(gè)品種的“Y”字形干徑?jīng)]有顯著性差異，但“翠冠”梨細(xì)紡錘形干徑顯著高于“翠玉”。2018年(定植第2年)，不同樹形的“翠冠”梨干徑間沒有顯著性差異，但“翠玉”梨“Y”字形干徑顯著高于細(xì)紡錘形。2019年(定植第3年)，樹體成形后，“翠玉”梨和“翠冠”梨不同樹形間干徑無顯著性差異，但“翠冠”梨干徑在不同樹形間均顯著性高于“翠玉”梨，說明“翠冠”梨的生長勢強(qiáng)于“翠玉”梨。2017—2018年、2018—2019年，“翠玉”梨“Y”字形干徑年增長68.7%、21.5%；細(xì)紡錘形增長72.2%、26.4%；“翠冠”梨“Y”字形干徑年增長78.0%、28.6%，細(xì)紡錘形增長66.8%、32.1%。由此可見，不同樹形干徑的生長量均主要集中在定植第2年。

定植后，枝條組成隨樹形構(gòu)建而變化。不同品種不同樹形均表現(xiàn)長枝和中枝占比下降，短枝占比上升。定植前兩年，以長枝為主，樹體成形后以短枝為主。2019年(定植第3年)，樹體成形后，“翠玉”梨“Y”字形以短枝為主，占比62.2%，顯著高于細(xì)紡錘形的41.7%?！按涔凇崩妗癥”字形以短枝為主，占比61.6%，高于細(xì)紡錘形，但無顯著性差異?！癥”字形不同品種間長枝和短枝占比無差異，“翠玉”梨中枝顯著高于“翠冠”梨?！按溆瘛崩婕?xì)紡錘形的中、長枝占比高于“翠冠”梨，短枝顯著低于“翠冠”梨。樹體成形后，“Y”字形樹體單株枝量大于細(xì)紡錘形，在結(jié)果枝中以短果枝為主，長果枝次之，中果枝最少(見表2)。

表2 梨不同品種不同樹形樹相指標(biāo)調(diào)查

2.3 果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量

試驗(yàn)結(jié)果看出，不同品種不同樹形間單果質(zhì)量沒有顯著性差異。“翠玉”梨的可溶性固形物含量10.3%～11.2%，顯著低于“翠冠”梨的11.8%～12.1%，同一品種不同樹形間差異幾乎不顯著。“翠玉”梨和“翠冠”梨的“Y”字形2019—2020年的產(chǎn)量分別為1 435.5～1 490.4 kg/667 m2和1 439.1～1 505.3 kg/667 m2，均高于細(xì)紡錘形，但無顯著性差異(見表3)。

表3 梨不同品種不同樹形果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量

3 結(jié)論與討論

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)減少勞動(dòng)力使用及技術(shù)的輕簡化是果樹產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)的方向，開發(fā)和品種生物學(xué)特性相適應(yīng)且與農(nóng)藝相配套的機(jī)械作業(yè)是輕簡化技術(shù)的關(guān)鍵。我國南方地區(qū)傳統(tǒng)梨樹栽培方式不利于機(jī)械操作，制約了梨產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本試驗(yàn)開發(fā)的高畦栽植的畦間地面兼具排水和機(jī)械作業(yè)道的功能，克服了南方多雨地區(qū)排水溝妨礙機(jī)械進(jìn)入的缺點(diǎn)。全園生草可有效避免土壤濕黏影響果園機(jī)械使用的弊端，更適合大型機(jī)械進(jìn)出。同時(shí)，采用寬行窄株建園，使用自走式作業(yè)升降平臺(tái)、電動(dòng)修枝剪、噴霧機(jī)、割草機(jī)等果園機(jī)械，配套輕簡化栽培技術(shù)，顯著提高了工作效率。

選擇合適的樹形密植栽培，進(jìn)行輕簡化、省力化操作是提高勞動(dòng)效率、降低勞動(dòng)成本投入的有效方式。矮化密植對砧木有要求，而品種、砧木及砧穗組合對生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性和樹形選擇十分重要[6]。針對梨樹沒有合適的矮化砧木以及南方梨樹年生長量大的問題，研究適宜喬砧密植梨的樹形，對提高南方地區(qū)梨樹的早期產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，提高勞動(dòng)效率具有重要意義。本研究結(jié)果表明，“翠玉”和“翠冠”梨均可選用“Y”字形和細(xì)紡錘形樹形密植栽培，3年即可成形，株高達(dá)到3.5 m以上，干徑42.22～49.75 mm，以短枝結(jié)果為主，產(chǎn)量可達(dá)1 300 kg/667 m2以上。與浙北地區(qū)傳統(tǒng)開心形樹形相比，結(jié)果提早2～3年，初果期產(chǎn)量提高30%以上。

樹形的高效光攔截率對果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量至關(guān)重要，國外學(xué)者也把研究目光轉(zhuǎn)向高光攔截率的樹形[7-9]。本研究所開發(fā)的兩種樹形行間空隙大，冠幅小，可充分利用光照，不易造成郁閉，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)，因減少了樹體的骨干枝級次，結(jié)果枝直接分布在主干上，成形后在主干上只按照一定間隔簡單培養(yǎng)和更新結(jié)果枝，整形修剪簡單，易于掌握，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的輕簡化修剪。綜上所述，這兩種樹形具有冬季修剪量小、受光率高、土地利用率高、產(chǎn)量高、管理技術(shù)簡化、便于機(jī)械作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，均可作為南方高溫多雨地區(qū)密植梨園的樹形選擇。Kappel等[7]的研究表明，Y-trellis(“Y”形籬壁)樹形表現(xiàn)優(yōu)良，樹體成形快，早期產(chǎn)量高。本試驗(yàn)中“Y”字形的兩主枝增加了結(jié)果枝組數(shù)，削弱了細(xì)紡錘形樹形單主干的頂端優(yōu)勢，降低了密植栽培對砧木矮化性能的需求，無需“控頭”，進(jìn)一步達(dá)到省工增產(chǎn)的效果。兩種樹形相比，“Y”字形產(chǎn)量更高、勞動(dòng)力投入更少，為最佳選擇。