盛果期矮化中间砧‘烟富3 号’苹果适宜负载量的研究*

薛晓敏，韩雪平，陈 汝，王来平，聂佩显，王金政

（山东省果树研究所，泰安 271000）

据联合国粮农组织统计，2016 年世界苹果栽培面积516.45 万hm2，产量8 520.44 万t，仅次于柑橘、葡萄和香蕉，居第4 位[1]。对于苹果来说，负载量过高或过低均会严重影响经济效益的获得以及产业的可持续发展，因此历来是果树研究人员和种植者关注的重点。有研究表明，随着负载量升高，促进生长的激素减少，抑制生长的激素增加，从而使树体新梢、树干、冠幅的增长受限，根系活力下降，叶片膜脂过氧化程度加深，水势下降，衰老和脱落加速，进而影响翌年树体生长和花芽分化[2-4]；由于果实对碳水化合物的竞争，品质指标如单果重、可溶性固形物、着色指数、光洁度指数、可滴定酸、可溶性糖等均随负载量增加而下降[5-7]；同时，负载量过高还影响苹果树体贮藏营养，从而造成大小年结果现象[8-9]。因此，负载量与树体发育、产量、品质、效益等息息相关，合理负载量是保证树体长势及获得优质、高产、稳产的重要措施。关于苹果负载量指标的研究较多[10-13]，但多集中于乔砧稀植或密植栽培，对于矮砧密植栽培的负载量研究较少。为此，笔者在前期研究的基础上[14-16]，继续开展不同负载量水平对叶片、光合、冠层、产量及品质的影响，旨在确定盛果期矮化中间砧适宜负载量指标，为苹果生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2017 年在山东省果树研究所天平湖基地进行。苹果园总面积2.67 hm2，供试品种‘烟富3号’，矮化中间砧为‘M9’，基砧为八棱海棠，树势健壮，生长整齐。2010 年春季建园，定植2 年生矮化中间砧大苗，南北行向，宽行密植，行株距4.0 m×1.0 m，钢管铁丝支架栽培，高纺锤树形，行间生草。果园土质为沙壤土，肥力中等，灌溉条件良好，管理水平中等偏上。

1.2 试验设计

选生长势基本一致、无病虫害的植株作为试验树，设置3 个负载量水平：①低负载量，每平方厘米主干横截面积留果2 个；②中负载量，每平方厘米主干横截面积留果4 个；③高负载量，每平方厘米主干横截面积留果6 个。测量试验树嫁接口上方30 cm 处周长，计算主干横截面积，由单位干截面积留果量计算全树的留果量，加留5%的保险系数为最终留果量。5 月中旬疏果，先统计每株试验树的总果数，再根据留果数计算要疏掉的果数，疏果时尽量使果实在树体上分布均匀。定果后的试验树按常规管理，挂牌标记，定期测定各项指标。单株小区，5 次重复。

1.3 测定项目及方法

（1）叶片生理指标。6 月3 日，选树冠外围生长正常的发育枝、无果短枝、有果短枝，各在中部采叶100 片，用叶绿素仪测定叶绿素含量，用叶面积仪测量叶面积，用游标卡尺测量百叶厚度。

（2）光合作用相关指标测定。7 月11 日8：00—11：00 用英国PP-Systems 公司生产的CIRA S-II型光合仪测定净光合速率（Pn）、胞间CO2浓度（Ci）、

气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Evap），并计算羧化效率（CE）和水分利用效率（WUE），CE=Pn/Ci，WUE=Pn/Evap。每个处理取不同方向、不同类型新梢中部健壮无病虫害叶片各10 片测定，取平均值。

（3）冠层相关指标测定。7 月16 日18：00 以后，采用美国CID 公司生产的CI-110 植物冠层结构分析仪测定。将鱼眼探头放在冠层下面获取植物冠层黑白鱼眼图像，用仪器自带软件分析试验树叶面积指数、叶片平均倾斜角度、散射透过率、直射透过率、消光系数和叶片的方位分布等冠层结构参数。

（4）果实产量与品质。果实成熟后，分株采果计数、称重、分级。每株树随机选50 个果实，调查测定果形指数、着色指数、光洁度指数、果实色泽、硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量和可滴定酸含量等。果实纵横径用游标卡尺测量，可溶性固形物含量用TD-45 数显糖量计测定，去皮硬度用GY-1 型果实硬度计测量，果面色泽用日本产CI-410 色差计测定。果实分级标准见表1。

表1 ‘烟富3 号’果实着色和光洁度分级标准 %

根据分级标准计算果面着色指数和光洁度指数。

2 结果与分析

2.1 负载量对‘烟富3 号’叶片的影响

从表2 可以看出，负载量对‘烟富3 号’叶片影响明显。3 种类型枝条叶面积均随负载量增加而减小，说明高负载量抑制了叶片的生长。发育枝和无果中短枝叶片厚度以中负载量最高，有果中短枝叶片厚度则为低负载量最高。负载量对叶绿素含量的影响与叶片厚度相似，发育枝和无果中短枝叶片叶绿素含量为中负载量水平最高，有果中短枝则为高负载量水平叶绿素含量最高。

表2 不同负载量‘烟富3 号’3 种类型枝条叶片形态及生理指标

2.2 负载量对‘烟富3 号’叶片光合作用的影响

由图1 所示，‘烟富3 号’3 种类型枝条的叶片净光合速率均随负载量升高而升高，尤其是有果中短枝叶片，高负载量净光合速率达 20.24µmol·m-2·s-1，其他2 类枝条，高负载量净光合速率较低负载量也提高了3～5 µmol·m-2·s-1，说明高“库”提高了“源”叶光合效率。

3 种类型枝条的叶片胞间CO2浓度均以高负载量最大（图1），最高值为高负载量的发育枝叶片，达到288.67 µmol/mmol，最低值为低负载量的有果中短枝叶片，仅255.56 µmol/mmol；说明“库”的拉力提高了CO2进入叶片的能力，为叶片光合作用提升提供了前提条件。

负载量对3 种类型枝条的叶片气孔导度的影响规律性不明显，发育枝叶片气孔导度中负载量水平最高，无果中短枝叶片低负载量水平最高，有果中短枝叶片则高负载量水平最高（图1）。

图1 负载量对‘烟富3 号’叶片光合指标的影响

负载量对蒸腾速率的影响与枝条长度有关，发育枝叶片是中负载量的蒸腾速率最高，中短枝叶片是高负载量的蒸腾速率最高，最高值和最低值均出现在无果中短枝叶片上，最高值为高负载量的6.36 mmol·m-2·s-1，最低值为中负载量的 4.56 mmol·m-2·s-1（图1）。

羧化效率说明植株叶片光合对CO2的利用情况，数值越高，说明CO2的利用率越高。负载量对羧化效率的影响与枝条类型有关，发育枝叶片在高负载量时羧化效率最高，中短枝无论有果与否，都是低负载量时羧化效率最高。对比CE 和Ci，虽然中短枝低负载量时胞间CO2浓度较高，但利用率较低，在一定程度上影响了光合效能。

负载量对叶片水分利用效率有一定影响，发育枝和有果中短枝叶片高负载量水平水分利用效率最高；无果中短枝叶片中负载量水平水分利用效率最高。

2.3 负载量对‘烟富3 号’冠层结构的影响

从表3 可以看出，高负载量的叶面积指数最大，说明高负载量冠层截获太阳辐射能力最高，植株的光合产物最多，这与光合指标Pn 的测定结果一致。叶片平均倾斜角度（MFIA）指叶轴和水平面之间的夹角，影响着植物冠层截获太阳辐射能的多少，MFIA 值越大，叶片越紧凑，植株冠层的受光面积越小。中负载量时，MFIA 值最大，为36.81°；高负载量MFIA 值最小，仅9.55°，说明高负载量时植株受光面积大，冠层能截获的辐射高，有利于叶片捕获光能来制造营养。散射透过率（TD）表示植株冠层所能截获的天空散射能。中负载量时，TD 值最大，植株冠层截获的散射能量最高；低负载量和高负载量时，所能截获的散射能量较低。直射透过率（TR）表示植株冠层所能截获的天空不同方向的直射辐射能。由表3 可以看出，中负载量时，整个天顶角全方向的TR 值（7.5、22.5、37.5、52.5、67.5°TR值累加）最高，为1.23；低负载量和高负载量分别为1.10 和1.18，说明中负载量时树冠的透光性最好，其中下部叶片光能利用率最大。

表3 不同负载量‘烟富3 号’冠层结构指标

消光系数（K）是描述群体光分布的重要参数，反映了光在冠层的垂直递减状况和冠层对太阳直接辐射的削弱能力，K 值越小，越有利于光向冠层深处透射，净同化率越高。由表3 可以看出，整个天顶角范围内的K 值（7.5、22.5、37.5、52.5、67.5°K值累加），低负载量和中负载量较低，为4.69，高负载量较高，为4.89，说明高负载量影响了冠层中光的垂射。

2.4 负载量对‘烟富3 号’果实品质的影响

从表4 可以看出，负载量对‘烟富3 号’果实品质的影响较大。中负载量单果重、果形指数、果面着色指数和光洁度指数均最好，可溶性固形物含量最高，硬度则是随着负载量的升高而降低。总体上，高负载量果实品质较差，中负载量最好。

表4 不同负载量‘烟富3 号’果实品质指标

从图2 可以看出，低负载量处理，大果比率高，小果率低，直径75 mm 以上果实比率为54.68%，65 mm 及以下为16.74%；中负载量处理直径75 mm以上果实比率为45.29%，65 mm 及以下为25.00%；高负载量处理直径75 mm 以上果实比率为37.40%，65 mm 及以下为36.93%。

图2 不同负载量‘烟富3 号’果实分级情况

2.5 负载量对‘烟富3 号’果实产量的影响

低负载量果实平均株产为18.93 kg，折合667 m2产量2 358.86 kg；中负载量果实平均株产为31.77 kg，折合667 m2产量3 904.32 kg；高负载量果实平均株产为32.65 kg，折合667 m2产量4 538.44 kg。

3 小 结

负载量对苹果叶片发育的影响较大，随着负载量升高，叶面积逐步减小；叶片厚度和叶绿素含量是中负载量的发育枝和无果中短枝最高。随着负载量升高，Pn、Ci 和Evap 逐步升高，说明高“库”加大了“库”-“源”间拉力，增加了胞间CO2浓度和蒸腾速率，从而提高了叶片净光合速率；负载量对气孔导度的影响规律性不明显；对羧化效率的影响与枝条类型有关，发育枝在高负载量、中短枝在低负载量时羧化效率最高；中高负载量的叶片水分利用效率较高。

冠层分析结果表明，高负载量的LAI 和K 值最高，MFIA 值最小，说明高负载量使叶面积指数和受光面积增大，冠层截获的太阳辐射能力增强，但影响了光向冠层深处透射，使净同化率减小；TD和TR 都是中负载量最高，说明中负载量时植株冠层能截获的散射和直射光最高。

果实品质分析结果表明，随着负载量增大，单果重、果形指数、果面光洁和着色等外观品质指标呈现先升后降的趋势，说明中负载量水平的外观品质最好；综合果肉硬度和可溶性固形物含量，也是中负载量时品质最好。负载量越大，落果越严重，实际采果数低于预期处理，加之高负载量果实小，导致高负载量处理实际产量与预期产量相去甚远。

综合分析认为，虽然高负载量使叶面积指数变大、叶倾角变小、胞间CO2浓度升高，最终使叶片净光合速率升高；但高负载量时冠层能截获的散射光和直射光能力减少，植株下层截获光能的能力降低，同时果实发育受阻，果实品质变差。研究认为，中负载量水平，即每平方厘米干截面积留4 个果，折合667 m2产量约4 000 kg，为盛果期矮化中间砧‘烟富3 号’苹果较适宜的负载量。