不同樹形對軟兒梨光合特性、果實品質(zhì)的影響

摘 要 軟兒梨是青海特色品種梨，隨著栽培面積增加，栽培管理問題逐漸顯現(xiàn)，如樹形不適，導(dǎo)致樹體營養(yǎng)生長旺盛，枝葉密度大，冠層內(nèi)光照差，導(dǎo)致產(chǎn)量及品質(zhì)降低。以成齡軟兒梨樹為試驗材料，整形修剪成主干形、紡錘形、小冠疏層形3種樹形，并將放任生長的軟兒梨樹作為對照（CK），研究不同樹形對樹體的光合特性及果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，主干形、紡錘形、小冠疏層形3種樹形的凈光合速率（Pn）差異不顯著，主干形最高，對照最低；蒸騰速率（Tr）以主干形最高且顯著高于小冠疏層形與對照樹形；主干形、紡錘形樹形的葉綠素含量顯著高于小冠疏層形及對照樹形。每667 m2產(chǎn)量由高到低的順序依次為小冠疏層形＞紡錘形＞主干形＞對照樹形。主干形樹形的可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量顯著高于其他3種樹形。選擇16項指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，4種樹形的優(yōu)劣順序依次為主干形、紡錘形、小冠疏層形、對照樹形。主干形樹形綜合評分最高，是適合軟兒梨栽培、推廣的高光效樹形。

關(guān)鍵詞 軟兒梨；樹形結(jié)構(gòu)；光合特性；果實品質(zhì)；產(chǎn)量；主成分分析

中圖分類號：S661.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.01.027

軟兒梨是青海的特色梨品種，主要生長于甘肅部分地區(qū)與青海的河湟谷地[1]。軟兒梨在青海的栽培歷史已經(jīng)超過700年 [2]，口感良好、味道鮮美，是該地區(qū)廣泛栽培的梨品種 [3-4]。軟兒梨目前面臨著栽培技術(shù)落后、標(biāo)準(zhǔn)化程度低等問題，導(dǎo)致軟兒梨果實品質(zhì)差、品質(zhì)穩(wěn)定性不佳，影響其健康價值和市場競爭力 [5]。樹形對果實品質(zhì)有顯著影響，果實品質(zhì)由單果質(zhì)量、果實色澤等外觀品質(zhì)與可溶性固形物、維生素C含量等內(nèi)在品質(zhì)共同決定。冠層結(jié)構(gòu)作為樹形的關(guān)鍵組成部分，與樹冠內(nèi)部光照分布緊密相連[6]，樹形差異會直接影響冠層的光合產(chǎn)能[7]，光合產(chǎn)能與果實品質(zhì)密切相關(guān)。因此，通過改造樹形結(jié)構(gòu)能有效改善果實品質(zhì)[8]。張秀莉等對不同樹形對蘋果品質(zhì)及產(chǎn)量的影響研究發(fā)現(xiàn)，主干形樹形的可溶性固形物優(yōu)于紡錘形[9]。張琦等開展不同樹形對庫爾勒香梨的果實品質(zhì)影響研究，表明主干形結(jié)果量顯著高于小冠疏層形[10]。目前關(guān)于果樹樹形及品質(zhì)的研究主要從樹體光合指標(biāo)、果實外觀及內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)等方面進(jìn)行研究，關(guān)于不同樹形對軟兒梨果實品質(zhì)的影響方面的研究鮮有報道。因此，本研究選擇小冠疏層形、紡錘形和主干形3種樹形對軟兒梨樹體進(jìn)行改造，以不修剪的樹形為對照（CK）。針對這4種樹形的光合參數(shù)、葉綠素含量、果實品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行分析，并通過主成分分析進(jìn)行綜合評價，篩選出光照利用率高、果實品質(zhì)優(yōu)異、產(chǎn)量高的理想樹形，以期探索軟兒梨高光效樹形，為提升軟兒梨栽培技術(shù)提供參考依據(jù)。

1" 材料與方法

1.1" 試驗地概況

試驗地位于青海省海南藏族自治州貴德縣河?xùn)|鄉(xiāng)查達(dá)村果樹種植基地，屬高原大陸性氣候，平均海拔2 200 m，年均溫7. 3 ℃，年降雨量252 mm ，≥0 ℃積溫2 930 ℃，年無霜期166 d。屬灌淤土，黏壤[11]。土層厚度60 cm左右，肥力中等。試驗地以酥梨作為軟兒梨的授粉樹，授粉品種與栽培品種按1︰5的比例進(jìn)行配置，株行距為1.5 m×3 m，林下清耕。

1.2" 試驗材料

選擇生長良好、長勢一致、結(jié)果穩(wěn)定的軟兒梨樹，在原有放任樹形的基礎(chǔ)上進(jìn)行樹形改造，以原有放任樹形為對照。

1.3" 試驗方法

1.3.1" 樹形改造

試驗于2022年春季樹體萌芽前進(jìn)行。將成年樹按照主干形、紡錘形、小冠疏層形樹形標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。單株小區(qū)，重復(fù)3次。

小冠疏層形的改造：在原有樹主干50～80 cm范圍內(nèi)選擇不同方位、生長勢均衡、粗度不超過主干粗度1/2的3個旺枝作為第一層主枝，主枝基角約80°，角度不夠的進(jìn)行拉枝；在第一層每個主枝上選留2個側(cè)枝，側(cè)枝間距50～60 cm。在第一層主枝之上80～100 cm處選留2個不同方位的枝條作為第二層主枝，并與第一層主枝方位錯位分布，主枝基角70°左右；在第二層每個主枝上選留1個側(cè)枝。在第二層之上60～70 cm處選留一個側(cè)生枝條作為第三層主枝，并“落頭”。在不影響基本樹形和光照的前提下，各層間可保留數(shù)個小輔養(yǎng)枝。選留的主枝延長枝根據(jù)長勢進(jìn)行中、輕度短截。除選留的主枝、側(cè)枝和輔養(yǎng)枝外，其余枝條全部疏除。改造后的樹體高度約2.5 m。

主干形的改造：在原有樹形上選擇一枝挺拔的中心干作為主干，在主干上選留不同方位的主枝8～10個，主枝間距25 cm，主枝基角為90°左右，角度不足進(jìn)行拉枝。選留主枝的粗度不超過主干的1/5～1/3。在保證基本樹形和光照前提下，樹體中部可以保留若干小輔養(yǎng)枝，其余枝條全部疏除。在樹體光禿帶部位進(jìn)行刻芽，刻芽間距約20 cm。改造后的樹體高度約2.5 m。

紡錘形：在原有放任樹的基礎(chǔ)上保留1枝生長健壯的直立樹干作為中心干，在中心干上留下不同方位的15～20個枝組，枝組之間的間距為15～20 cm，枝組基角約80°，側(cè)枝與主枝粗度的比例約為1︰3。在保證基本樹形和光照前提下，樹體中部可以保留數(shù)個小輔養(yǎng)枝，除選留的主枝和輔養(yǎng)枝外，其余枝條全部疏除。在樹體光禿帶部位進(jìn)行刻芽，刻芽間距為20 cm。改造后的樹體高度約2.5 m。

1.3.2" 光合作用參數(shù)及葉綠素含量的測定

于當(dāng)年7月的晴天進(jìn)行，09：00—11：00選取東南方向、外圍枝條成熟葉片，用LI-6400P型便攜式光合儀測定葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（GS）、胞間CO2濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr）。按照垂直高度分為下層（0～0.8 m）、中層（0.8～1.6 m）和上層（1.6～2.4 m），每層按照東南西北4個方向采集葉片并帶回實驗室，按照張憲政[12]的方法計算葉綠素含量。

1.3.3" 果實品質(zhì)指標(biāo)的測定

于當(dāng)年10月果實成熟時，按照樹冠外圍東西南北4個方向采果，每株采集30個果實帶回實驗室，測定品質(zhì)指標(biāo)。

外觀品質(zhì)：參照《果樹種質(zhì)資源描述符》[13]選擇單果質(zhì)量、果實色澤、果實形狀、果面光潔度4項指標(biāo)進(jìn)行測定。

內(nèi)在品質(zhì)：可溶性固形物用手持糖度計測定；維生素C含量采用2，6-二氯靛酚鈉法測定[14]；可溶性糖含量按劉海英等[15]的方法進(jìn)行測定；硬度用硬度計進(jìn)行測定，在果實的對立面分別削去1 cm2左右的果皮，測量果肉硬度[16]；可滴定酸采用酸堿中和滴定法進(jìn)行測定[17]；石細(xì)胞含量用冷凍分離烘干稱重法測定[18]；單寧含量參照李靜等[19]的方法進(jìn)行測定。

1.3.4" 統(tǒng)計分析方法

用Excel 2009匯總并處理數(shù)據(jù)，采用 SPSS 26.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同樹形的光合指標(biāo)及葉綠素含量比較

光合指標(biāo)和葉片葉綠素含量體現(xiàn)樹體吸收利用光能并將其轉(zhuǎn)化積累為營養(yǎng)物質(zhì)的能力。從表1可見，不同樹形對凈光合速率影響較大，但3種樹形間差異不顯著，其中以主干形樹形最高，為16.92 μmol·m-2·s-1，CK最低，為13.52 μmol·m-2·s-1，主干形、紡錘形、小冠疏層形三者差異不顯著，主干形與CK差異顯著。氣孔導(dǎo)度從高到低依次為主干形、CK、紡錘形、小冠疏層形，主干形與小冠疏層形存在顯著性差異，紡錘形、CK與主干形、小冠疏層形差異不顯著。胞間CO2濃度無明顯規(guī)律，主干形最高，顯著高于小冠疏層形和CK，其次為紡錘形、小冠疏層形，CK最低。蒸騰速率方面，從大到小依次為主干形、紡錘形、小冠疏層形、CK，主干形顯著高于小冠疏層形、CK。主干形、紡錘形樹形的葉綠素含量顯著高于小冠疏層形、CK。

2.2" 不同樹形對果實外觀品質(zhì)的影響

從表2可以看出，4種樹形單果質(zhì)量差異不顯著。主干形果實果面光滑，而其他3種樹形的果面光潔度均為中等。主干形、紡錘形果實呈綠黃色，小冠疏層形和CK呈黃綠色。主干形、紡錘形的果實均勻，小冠疏層形和CK果實較均勻。

根據(jù)蒲慎[13]的《果樹種質(zhì)資源描述符》中對果實的外觀綜合評價的標(biāo)準(zhǔn)，主干形、小冠疏層形、紡錘形、CK的外觀綜合評分分別為好、好、中等、中等。

2.3" 不同樹形對果實內(nèi)在品質(zhì)及產(chǎn)量的影響

從表3可知，不同樹形果實的內(nèi)在品質(zhì)存在差異性。果實可溶性固形物含量方面：主干形比紡錘形提高5.5%，二者之間差異顯著，紡錘形與小冠疏層形差異不顯著，主干形與紡錘形顯著高于CK。果實可溶性糖方面：主干形與紡錘形顯著高于小冠疏層形與CK，小冠疏層形與CK差異不顯著。果實可滴定酸含量方面：主干形與紡錘形、小冠疏層形差異不顯著，紡錘形與CK差異顯著，主干形較紡錘形、小冠疏層形、CK分別提高5.7%、12.17%、25.24%。4種樹形的果肉硬度差異不顯著。果實維生素C含量方面：主干形、紡錘形、小冠疏層形、CK間均呈顯著差異，主干形較紡錘形、小冠疏層形、CK樹形分別提高14.2%、33.3%、60%。石細(xì)胞含量方面：CK含量最高，主干形、紡錘形、小冠疏層形均顯著低于CK樹形。不同樹形產(chǎn)量從高到低依次為小冠疏層形＞紡錘形＞主干形＞CK；小冠疏層形與CK差異顯著。

2.4" 主成分分析及樹形篩選

將體現(xiàn)不同樹形光合特性及產(chǎn)量品質(zhì)的共16項指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，得到相關(guān)指標(biāo)的各因子載荷矩陣（見表4），根據(jù)各因子的相關(guān)性程度，得到5項公因子F1、F2、F3、F4、F5（特征值均大于1），方差貢獻(xiàn)率分別為39.758%、14.579%、10.659%、10.597%、7.856%（見表5），累計方差貢獻(xiàn)率為95.674%，即可反映初始指標(biāo)95.674%的信息，可以作為評價不同樹形的綜合指標(biāo)。F1、F2、F3、F4、F5分別代表第一主成分、第二主成分、第三主成分、第四主成分、第五主成分，以每個主成分的貢獻(xiàn)率作為權(quán)重比例，得到綜合評分主成分模型：

F綜合=0.397 59F1+0.145 79F2+0.106 59F3+0.105 97F4+0.078 56F5

根據(jù)上述模型計算出4種不同樹形果實品質(zhì)的綜合評分。從表6中可以看出，主干形綜合評分最高，排名第一；其次為紡錘形，第三為小冠疏層形，CK最低，排名第四。

3" 結(jié)論與討論

3.1" 冠層結(jié)構(gòu)對光合參數(shù)及葉綠素含量的影響

葉片受到太陽輻射多少是影響植物光合作用強(qiáng)度的主要因素，在外界環(huán)境相同的條件下，樹冠結(jié)構(gòu)是影響樹冠內(nèi)部光照分布的重要因素，改良冠層結(jié)構(gòu)是提升樹體光合作用強(qiáng)度的主要方法。姜曉艷等認(rèn)為“V”字形、圓柱形梨樹冠層可接受更多光照，葉片積累光合產(chǎn)物的能力更強(qiáng)，可作為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)梨果適宜的樹形[20]；劉珊珊等研究表明，碭山酥梨的“Y”字形冠層開度更高，凈光合速率高，產(chǎn)量也較高[21]。本研究結(jié)果表明，主干形的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、葉綠素含量均高于其他樹形。王文軍等在灰棗上的研究結(jié)果表明，主干形光合利用率、氣孔導(dǎo)度均高于小冠疏層形，與本研究結(jié)果一致[22]。主干形相較于紡錘形、小冠疏層形和CK樹形對光照的利用率更高，積累的營養(yǎng)物質(zhì)更多。主干形、紡錘形、小冠疏層形的凈光合速率比CK樹形分別高25.14%、16.42%、10%，主干形凈光合速率提升最大，表明主干形冠層截獲光照更多，樹體結(jié)構(gòu)更合理。

3.2" 冠層結(jié)構(gòu)對果實產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

通過構(gòu)建合理的樹形結(jié)構(gòu)提升果實產(chǎn)量、品質(zhì)，以獲得更高收益，是樹體整形修剪的目的。本研究中，主干形、紡錘形、小冠疏層形的產(chǎn)量均高于500 kg/667 m2，主干形產(chǎn)量顯著高于CK樹形，CK樹形最低。根據(jù)前人試驗可知，軟兒梨的單果質(zhì)量在90～130 g[23]，本試驗的單果質(zhì)量在100～160 g之間，差異不大，與前人試驗結(jié)果接近。主干形可溶性固形物、可溶性糖、維生素C含量顯著高于其他樹形，主干形、紡錘形可滴定酸含量顯著高于小冠疏層形和CK，CK樹形的石細(xì)胞含量最高，與其余樹形差異顯著，果個越大，石細(xì)胞含量越高，與前人研究結(jié)果一致[23]。不同樹形的果實果肉硬度無明顯差異，說明光照對此因素的影響不大，這與姜曉艷等[20]的研究結(jié)果一致。

試驗結(jié)果表明，樹形結(jié)構(gòu)對軟兒梨的光合參數(shù)、果實品質(zhì)及產(chǎn)量有顯著影響，主干形光合參數(shù)最高，葉綠素含量最高，產(chǎn)量最高，綜合評分最高；紡錘形果實品質(zhì)較高，光合參數(shù)較高，產(chǎn)量較高；小冠疏層形光合參數(shù)、產(chǎn)量及品質(zhì)處于中等水平；CK樹形光合速率低、產(chǎn)量低、果實品質(zhì)差。4種樹形對比，主干形樹形結(jié)構(gòu)簡單，光照率高，果實品質(zhì)好、產(chǎn)量高，可作為青海省梨園的高光效樹形。本試驗是軟兒梨果實第一年穩(wěn)定掛果時完成，后續(xù)年份主干形的高光效、高品質(zhì)、高產(chǎn)量的優(yōu)勢是否能延續(xù)，需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 田曉菊.軟兒梨的研究進(jìn)展[J].飲料工業(yè)，2015（3）：54-56.

[2] 鄭淑霞.青海軟兒梨主產(chǎn)區(qū)資源調(diào)查[J].青海大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008 （2）：68-70.

[3] 任世霞. 軟兒梨中有效成分的探究及相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)[D].西寧：青海師范大學(xué)，2011.

[4] 馬姝雯，李建萍.軟兒梨汁飲料的研制[J].飲料工業(yè)，2002（6）：21-24.

[5] 顧文毅，劉小利.矮化砧木在青海地產(chǎn)軟兒梨樹上的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（21）：8932-8933.

[6] 劉麗，李秋利，高登濤，等.樹形對桃樹生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].果樹學(xué)報，2022，39（1）：36-46.

[7] 陳久紅，馬建江，李永豐，等.香梨不同樹形冠層結(jié)構(gòu)、光合特性及產(chǎn)量品質(zhì)的比較[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2021（8）：113-123.

[8] 李靜江，楊復(fù)康，宋永宏，等.杏樹不同樹形冠層分析研究[J].果樹資源學(xué)報，2021，2（4）：11-15.

[9] 張秀莉，張琦，于巨，等.蘋果樹紡錘形改造為主干形的果實品質(zhì)和產(chǎn)量比較[J].新疆農(nóng)墾科技，2017，40（12）：16-18.

[10] 張琦，段黃金，姜喜.庫爾勒香梨兩種樹形樹體結(jié)構(gòu)比較[C]//中國園藝學(xué)會，中國園藝學(xué)會果樹專業(yè)委員會.第六屆全國現(xiàn)代果業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化示范區(qū)創(chuàng)建暨果樹優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)交流會論文匯編.2017：75-78.

[11] 郎旭娟.貴德盆地?zé)峤Y(jié)構(gòu)及地?zé)岢梢驒C(jī)制[D].北京：中國地質(zhì)科學(xué)院，2016.

[12] 張憲政.植物葉綠素含量測定——丙酮乙醇混合液法[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，1986（3）：26-28.

[13] 蒲福慎.果樹種質(zhì)資源描述符[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1990：26-27.

[14] 王傳芬，韓玉，王英博，等.果蔬中維生素C含量的測定及比較[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2020，40（18）：44-46.

[15] 劉海英，王華華，崔長海，等.可溶性糖含量測定（蒽酮法）實驗的改進(jìn)[J].實驗室科學(xué)2013，16（2）：19-20.

[16] 李卓，郭玉蓉，孫立軍，等.不同產(chǎn)地長富2號蘋果品質(zhì)差異及其與地理坐標(biāo)的相關(guān)性[J].陜西師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，40（4）：98-103.

[17] 李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京： 高等教育出版社，2000.

[18] 黃凱，王娟娟，劉漢云.不同品種梨果石細(xì)胞含量差異研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（2）：191-193.

[19] 李靜，聶繼云，李海飛，等.蘋果果實單寧Folin-Denis測定法[J].中國果樹，2006（5）：57-59.

[20] 姜曉艷，李俊才，王家珍，等.不同樹形對早金酥梨光合特性、樹體生長及果實品質(zhì)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（3）：163-166.

[21] 劉珊珊，令狐田，趙志霞，等.不同樹形對碭山酥梨冠層結(jié)構(gòu)、光合特性及果實品質(zhì)的影響[J].果樹資源學(xué)報，2022，3（5）：41-49.

[22] 王文軍，王振磊.不同樹形對灰棗葉片凈光合速率及果實品質(zhì)的影響研究[J].農(nóng)村實用技術(shù)，2019（6）：41-43.

[23] 顧文毅，魏海斌.青海地方特色果品軟兒梨矮化密植樹形的篩選[J].青海農(nóng)林科技，2021，123（3）：54-58.

（責(zé)任編輯：易" 婧）

收稿日期：2023-08-05

基金項目：2023年青海省科技廳科技特派員專項（2023-NK-P31）。

作者簡介：張茵桔（1995—），碩士，研究方向為林木遺傳育種。E-mail：1165748190@qq.com。

*為通信作者，E-mail： xiaoli2408@sohu.com。