柑橘树势测树学量化研究

周利利 韩庆忠 夏立忠 周学枝 段增强 向琳

摘要 采用测树学方法，连续3年对5个观测点3个柑橘品种（弗罗斯特、琳娜和伦晚）10～16年树龄的122株树体的测树学参数（树高、树冠直径和茎周）和单株产量进行了观测，并就各观测点的测树学参数及其乘积复合参数与产量的关系进行了分析。結果表明，在品种和园地管理措施一致的条件下，处于树势扩张期的脐橙树冠直径、主干茎周、树冠体积、树冠体积与茎周乘积复合参数均与单株产量呈正相关，且5个观测点的脐橙单株产量分别与主干茎周、树冠体积及其乘积呈极显著线性相关关系。这说明柑橘主干和树冠能够反映出来自环境的物质和能量的吸收、输送和生物质合成，能够对柑橘生产力的形成具有复合效应，其复合效应大小对柑橘生产力规模具有直接的影响。结合树体参数观测与反映植物营养生理状态的植株营养诊断，将为柑橘树势分析和产量预测提供更为完整和准确的评价体系。

关键词 柑橘树势;测树学参数;单株产量;产量预测

中图分类号 S666文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）14-0149-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.045

开放科学（资源服务）标识码（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

作者简介 周利利（1991—）， 女，陕西渭南人，硕士研究生，研究方向：植物营养。*通信作者：夏立忠，研究员，从事面源污染研究;段增强，研究员，从事设施农业与植物营养研究。

收稿日期 2019-02-18

我国是柑橘大国[1-2]，柑橘产业的发展有力地带动了我国很多地区区域性农村经济的飞跃[3-4]。国内外有关柑橘的种质资源利用、品种选育、柑橘生态适宜性和柑橘园的生态管理已经开展了大量的研究，为柑橘产业的健康发展奠定了理论基础和技术支撑[5]。但迄今为止，很少从生态学视角系统和定量地研究柑橘树势与产量、品质的关系，使这一领域滞后于柑橘园生态管理和现代农业技术进步的需求。柑橘为多年生果树，其产量和品质不仅受当年生态条件和果园管理措施的影响，柑橘树势也是重要的决定因素。把握柑橘树势的本质进一步量化分析，对于柑橘园管理的优化具有重要的实用价值。

测树学在林业生产管理中用于林木蓄积量估算和林业生产管理，主要指标包括主干高度、胸径和树冠体积等[6-8]。近年来很多研究者探讨测树学有关指标与经济林果类植物产量的关系，甚至用于果树产量的测算[9-10]。测树学获取数据简便易行，对树体无危害，且可以充分反映果树的形体特征，为果树树势评价提供有效的观测和分析手段。尤其在现代农业管理中，高效便捷的测树学方法对于果园管理具有重要的应用价值。笔者就弗罗斯特、林娜和伦晚几个脐橙品种的测树学参数与单株产量的关系进行观测和分析，评价测树学参数用于柑橘树势分析的效果，对于果园管理及相关研究具有一定的参考值。

1 材料与方法

1.1 样点选择

调查地点位于我国传统柑橘产区的湖北省秭归县境内水田坝乡上坝村（110°′″E、30°′″N）和茅坪镇九里村（110°57′51.9″E、30°48′21.8″N），调查工作从2014年开始，分别选择几种不同树龄的代表性脐橙品种（弗罗斯特、琳娜和伦晚）开展观测和分析。用于观测的柑橘园树龄为10～15年，植株树型为3主枝自然开心型，主枝下部主干长20～50 cm。调查区域柑橘园土壤为紫色砂、页岩风华物发育的紫色土和花岗岩母岩风化碎屑物发育的黄壤（中国土壤系统分类*列为紫色正常新成土和铝质常湿雏型土），土壤有机质含量低，速效态氮磷钾含量差异较大，可能与施肥影响有关;土壤质地分别为黏壤土和砂质壤土（表1）。

1.2 测定方法

分株测量单产，同时利用0.1 cm精度皮尺测定冠幅直径（D，cm）、树高（H，cm）和紧靠主干分枝下部茎周（d，cm）。以树高代替冠层高度表，利用圆柱体公式近似计算树冠冠层体积V（3.14×D2×H）及其冠层体积与主干茎周乘积V·d （3.14×D2×H×d）。为了简化单位转换和计算过程，采用观测样本的最高值相对比率法（观测值与观测样本最大值的比率），对各参数及其复合参数进行去量纲处理，如株高H去量纲后为Z（H）i=Hi/Hmax，结果见表3。进一步分析各类参数或复合参数去量纲值与单株产量之间的相关性，采用逐步回归法建立单株产量与参数值之间的回归方程。通过分析，初步建立衡量树势状况的测树学参数评价方法。

2 结果与分析

2.1 柑橘测树学参数与产量

从表2可以看出，2015—2017年，122株树龄10～16年的弗罗斯特、林娜和伦晚植株的冠层直径均值均低于株行距，柑橘园尚未出现相邻植株间枝叶重叠，树势处于扩展阶段。尽管伦晚园土壤肥力水平高于其余2个品种的柑橘园（表1），且树高、树冠直径及主干茎周均较高，但弗罗斯特和林娜单株产量均高于伦晚，可能与品种特性有关。

分别对每个样点各类测树学参数值采用最高值相对比率法去量纲化后，各样点参数无量纲值见表3。由表3可知，各样点无量纲参数值以复合参数值分异较大，株高、株冠直径相对大小分化较小，样点1和2柑橘植株主干直径的大小分异较大。

2.2 柑橘测树学参数与产量之间相关性

从表4可以看出，琳娜和弗罗斯特脐橙的株高、树冠直径、主干茎周单个参数及其树冠体积、树冠体积与茎周乘积复合参数经去量纲处理后均与单株产量呈正相关;而伦晚株高与单株产量呈负相关，其余无量纲参数均与单株产量呈正相关。从相关系数的显著性水平看，仅弗罗斯特单株产量与树高无量纲参数的相关性达极显著水平。琳娜和弗罗斯特的树冠直径、树冠体积无量纲参数均与单株产量呈极显著相关，而伦晚相关性不显著。几个品种的主干茎周及树冠体积与主干茎周乘积的无量纲参数值与单株产量之间均达显著或极显著正相关。可见，这3种脐橙主干茎周、树冠体积与主干茎周乘积对单株产量具有显著影响。这一观测结果与部分前期研究具有较好的一致性。如汪景彦[11]和张波[12]曾提出采用苹果树的主干茎周预测单株苹果产量;芦双潮[13]早期认为慢橘的主干越粗大，其产量越高、稳定，主要由于主干粗大有利于水分、养分输送。早在1989年，Hutchinson[14]研究认为伏令夏橙产量与树冠体积呈正比，可根据树冠大小推测成年树产量[14]。可见，主干茎周与树冠大小是决定单株产量的重要影响因素。

树冠体积与主干茎周乘积的无量纲参数与单株产量的相关系数不仅达极显著水平，甚至高于主干茎周或树冠体积与单株产量的相关系数，说明树冠体积与主干茎周对于单株产量的形成具有复合效应，这一现象前人均未曾提及。

2.3 柑橘测树学参数与产量之间线性回归分析

进一步对测树学无量纲参数（Z（H）、Z（D）、Z（d）、Z（V）、Z（V·d））与单株产量（y）的逐步回归分析显示，样点1和3的单株产量与主干茎周的无量纲参数呈极显著线性回归，样点2单株产量与树冠体积的无量纲参数亦呈极显著线性回归。而样点4和样点5的单株产量随着树冠体积及茎周乘积的无量纲参数提高而呈极显著升高（表5）。

3 结论与讨论

从生态学视角看，果树树体空间生态资源的占有决定了光能和二氧化碳利用潜力，枝叶构成的树冠也是生物质合成的物质与结构基础。因此，冠层空间分布和大小是满足光合作用的地表物质和能量需求，决定光合作用能力大小的树体结构保障[15-16]。也就是说，树体地表各类器官大小、形态与空间配置决定了光合产物的最大合成量及其输移与分配过程，构成了生物质形成的树体结构条件。而在冠层空间结构条件一定的前提下，土壤水分、养分的供应和吸收则是果树生物质生产或产量形成的另一重要影响因子[17]。主干和地下根系发育状况决定了水分与养分吸收和输移潜力，而土壤水肥条件则决定了水分和矿物质供应潜力。由于地下根系观测容易引起树体伤害，而主干与地下根系发育同步，具有一定的正向响应相关性，因此对果树长势评价选择主干茎周作为观测参数较为合理。当然，主干支撑能力无疑也是维持地上部分生物量增长的基础。可见，从测树学视角而言，冠幅大小、空间分布和主干茎周对于柑橘生物质合成、分配和在各器官之间输移具有重要的功能价值。而从时间尺度而言，果树这类参数所显示的生长势是其生长期不同阶段的累积效应。本质而言，它是自苗期到观测期果树生产力树体要素的累积，对于果树潜在生产力水平具有决定意义。该研究结果表明，柑橘产量与冠幅体积、树冠直径及主干茎周均呈不同程度的正相关，且与冠幅体积及主干茎周呈线性回归，这一结果对上述讨论作出了有力的印证。

柑橘代謝需要的水分和矿物质主要来自土壤，因此土壤水分时空分布和土壤矿质养分平衡与供应是柑橘光合作用形成生物质的物质基础。众多研究揭示了土壤水分、矿质营养条件与柑橘生物质形成的关系[18-20]。柑橘水肥供应对柑橘产量的影响是建立在柑橘树体生产力要素积累的基础之上，柑橘产量波动也在树体要素所决定的最高潜在生产力水平之内。