果树主枝及主枝彼此间角度对光能利用影响分析

邹秀华 雷世俊 雒新艳

（潍坊职业学院，山东 潍坊 261041）

主枝是着生在果树中心干上的永久性骨干枝，主枝角度及方位安排至关重要，关系到果树对光能利用是否合理、果树产量高低、果品品质优劣、树形结构是否稳定等诸多方面。合理的主枝角度是果树科学整形的重要依据。自2014年开始，结合课题研究，进行多年种植、观察、测量，依据相关原理，系统研究果树量化修剪技术，本文为研究内容之一，所得结论适应于所有树形。

1 单个主枝角度对果树光能利用的影响

1.1 叶片对光能的利用

95%的果树产量来源于光合作用，合理利用光能是保证果树高产、果品优质的前提。叶片光合速率随光照强度上升而增大，但当光照上升到一定数值时，光合速率不再继续升高，即光饱和现象，此时的光照强度，称光饱和点。

在炎热的夏季中午，叶面光强可达到10万Lx，远远超过光饱和点，光合速率不升反降，即出现“光合午休”现象[1]。因强光引起叶片萎蔫、光合作用酶钝化、抑制光合产物的输出等，会降低光合速率。过强的光还会破坏光合器官叶绿体结构与生理机能结构，这种现象又称“光抑制”现象。因此，光照较弱时，应最大限度提高见光叶面积；光照过强时，则应降低见光面积，这是合理安排主枝角度的重要理论依据。

1.2 单个主枝角度对光能利用的影响

光的入射方向和地平面之间的夹角，称太阳高度角（h），日升日落，同一地点1d内太阳高度角是不断变化的。太阳赤纬（与太阳直射点纬度相等）以δ表示，观测地的地理纬度用φ表示（太阳赤纬与地理纬度都是北纬为正、南纬为负），时角（太阳光入射方向与地面垂线之间的夹角）以t表示，则太阳高度角的计算公式∶

春分、秋分日，赤道上正午时太阳高度角最大为90°，时角为0，以上公式可以简化为∶

由两角和与差的三角函数公式，可得sin h=cos（φδ），因此，在春分日和秋分日正午时分，对于太阳位于天顶以北的地区而言，太阳高度角h=90°－（φ－δ）。潍坊市地处36°42'N、119°03'E，果树生长一般从每年的春分（3月21号左右）开始加速，到秋分（9月23号左右）开始减缓，果树生长发育历经时间最长季节为夏季。

春分日、秋分日正午时刻，潍坊市太阳高度角为∶h=90°-（36°42'-0）=63°18'；在夏至日（太阳直射点在北回归线）正午太阳高度角为∶h=90°-（36°42'-23°26'）=76°44'，即从春分至夏至，潍坊市太阳最大高度角可从63°18'升高到76°44'，从夏至至秋分，又从 76°44'逐渐降低到 63°18'。

潍坊夏至日中午强光时，果树北向主枝与中心干之间角度为[90°-（90°-76°44'）]=76°44'时，光线垂直或近垂直照射主枝，其它方向的主枝见光面积也相应最大，整个植株受强光面积也最大，而早、晚相对弱光时，见光面积则相对较小。因此，从光抑制分析，主枝在76°44'（潍坊地区），这个角度对光能利用不合理程度最高。而从合理受光面积分析，主枝拉平90°时，对光能利用不合理程度最高。

综上所述，从单个独立主枝分析，主枝与中心干（或地面垂线）之间角度应避开当地阳光辐射最强时的角度（如潍坊为夏至日中午太阳高度角），且夹角愈小对光能利用愈合理。因此，主干形、高纺缍形、篱壁形等相当于一个直立大主枝的树形，与地面垂线之间夹角为0°，是利用光能最合理的树形；而主枝拉平达90°的树形叶片合理受光面积最小。

2 主枝彼此之间角度对整个植株光能利用的影响

2.1 植株整体中主枝彼此之间角度对光能合理利用的影响

经以上分析得知，单个主枝早、晚太阳高度角小、光照较弱时，应以最大面积对光，而中午太阳高度角大、光强时，应以较小面积对光，即独立的单个主枝与中心干夹角越小，对光能利用越合理。而对果树整株而言，一般有若干个主枝围绕中心干生长，要达到合理利用光能，还应综合考虑主枝彼此之间角度对光能利用的影响。主枝角度过小则必然存在彼此遮光现象。

图1 中心干上主枝分布方位平面投影示意图

如果通过错开各主枝与中心干夹角的方法调整遮光现象，则主枝角度不一致，较直立的枝或芽会抑制角度较大枝或芽的生长，即产生顶端优势或垂直优势，造成主枝间竞争徒长、偏冠、基部光腿、晚果等现象。因此，主枝开张角度应调整到相同或相近，在此前提下，保持各主枝互不遮光，有2条途径∶一是拉大主枝与中心干之间的夹角。夹角大小应以主枝长成后各个方向彼此不遮光或遮光面积小于30%为依据。主枝越宽大，拉开的角度越大，对光能利用越不合理，故主枝上尽量不留多级侧枝，直接着生结果枝组和结果枝最合理。二是通过调整主枝水平方位改善遮光问题。苹果、梨等干性强的乔木果树，自然状态下主枝一般分层生长，整形时一般从主干基部往上60～80cm开始，留相互靠近的3个主枝为第1层（层内距约10～20cm），在360°平面上主枝间平面投影角度为120°分布最合理。

为避免夏天强光直射，主枝不选择正北朝向，通常可做3种选择（见图1）∶正南、西南、西北；正西、东北、东南；正东、西南、西北。中心干上若安排第2层、第3层主枝，3层主枝在方位上应相互错开、镶嵌分布。所有主枝与中心干的夹角应相同或相近，可保持相似的生长优势，且同侧上、下主枝可保持平行或近平行，有利于树冠内膛透光、通风。主枝及主枝彼此间角度和方位正确安排，是果树均衡生长、优质丰产的前提，也是整形修剪的量化依据。

表1 苹果不同层间距对主枝见光面积的影响

2.2 主枝角度与层间距对受光面积的影响

层与层之间应保持足够的层间距，光线能够充分照射到树干内膛。据测定，叶片见光量低于全光照30%时，不能生产出有商品价值的果实[2]。因其光合产物只能供自身消耗，对产量而言为无效叶，丰产园主枝受光面积应达到70%～80%以上[3]。根据大田实测，层间距的大小与主枝长度及主枝与中心干夹角有关，主枝愈长、夹角愈小、层间距要求愈大（见表1）。

通过表1大田实测及观察、计算发现，若主枝不进行人为拉平，层间距离应大于每层最上1个主枝在中心干上的投影，可满足主枝叶片80%以上见光面积。投影即层间距（h）可根据主枝长度（L）与主枝与中心干的夹角（α）算出，即∶h=L×cosα。如当基层最上一个主枝长度为1.5m、夹角α为60°时，则层间距h1＞1.5m×cos60°=1.5m×0.5m=0.75m。

3 结论与建议

（1）单个主枝与中心干的夹角愈小，对光能利用愈合理。在中心干上，直接培养结果枝或结果枝组的主干形、高纺缍形、篱壁形或”Y”形等树形，相当于一个直立生长的大主枝，是光能利用最合理的树形，树木易高产、优质，建议果树生产上尽量采用这些树形。

（2）果树若由多个主枝组成，如疏散分层形、十字分层形等，其主枝与中心干的夹角α，应在维持各方向不遮光或少遮光（＜30%）的基础上，尽量减小开张角度。同级主枝在长势相近的情况下，与中心干夹角应维持相同或相近。建议同层主枝数不要太多，避免干多消耗过多光合产物，且易相互遮光；选留主枝时，不保留正北向，3个主枝之间平面投影夹角调整为120°。第2层、第3层主枝要与下层错开。

（3）层间距大小与主枝的长度及主枝与中心干的夹角有关。层间距应大于主枝在中心干上的投影长度，即h＞L×cosα。建议苹果、梨、核桃等层次性明显的果树，应据此进行调整。