京白梨郁闭园树体结构改造对冠层光照分布、枝类组成与果实品质的影响

田海青,赵艳艳,梁振旭,刘 军,鲁韧强,孙明德,刘松忠

(北京市林业果树科学研究院，北京市落叶果树工程技术研究中心，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，北京 100093)

京白梨(PyrusussriensisMaxim.‘Jingbaili’)是原产于北京地区的特色水果，因其具有皮薄香脆、果肉细腻、酸甜适口、风味独特等品质特性，深受消费者欢迎。北京地区京白梨栽培历史悠久，目前主要分布在门头沟、房山等区的丘陵山地与河滩沙地，已成为产区果农收入的主要来源之一。由于普遍采用乔砧密植的栽培方式，加之为确保高产，果农在日常修剪过程中修剪量偏轻，修剪方式不科学，导致一部分成龄京白梨园存在树冠郁闭、内膛光照不足等问题，造成树体结果部位外移，果实产量低、品质差，严重影响种植效益。因此，解决京白梨园郁闭问题是生产上亟待解决的问题之一。已有研究表明[1-2]，通过提干、落头、疏枝等方式对郁闭果园进行结构改造，通过调节树冠的长、中、短枝的比例及其分布，从而达到解决树冠郁闭的目的。在郁闭苹果[3]、柑橘[4]、樱桃[5]等果园的应用结果证实，树体结构改造可有效改善冠层光照条件，提高叶片质量和果实产量品质，并且改造后的果园管理方便，从根本上解决了果园光照恶化问题。为解决京白梨果园郁闭问题，本试验选取典型京白梨郁闭果园，采用提干、疏除主枝、回缩等方式进行树体结构改造，并以农民传统修剪方法为对照，研究改造对树冠内的光照分布、枝类组成及果实产量和品质的影响，为探讨京白梨郁闭园树体结构改造技术提供理论依据和操作方案。

1 材料与方法

1.1 试验地点与材料

试验于2017年12月至2018年9月在京白梨原产地—北京市门头沟区军庄镇东山村(40°0′N，116°8′E)进行。供试京白梨树龄25 a，株行距3.5 m×4.0 m，树形为自由纺锤形，管理水平中等偏下，树冠郁闭严重。2017年12月，选择树体大小、生长一致的京白梨郁闭树8株，分为2个处理，以传统修剪组为对照处理，以提干、疏除主枝、回缩等修剪组为结构改造处理。每处理4株树，单株重复4次。

1.2 测定方法

2018年8月果实成熟时，进行树体光照、枝类组成与果实品质等指标测定。

冠层光照 采用树冠分格法[6]测定。即以树干为中心，从地面到第一主枝为第一层，向上至最高点每层高0.5 m依次分层，用竹竿将树冠分成不同层次和方位的50 cm×50 cm× 50 cm立方体方格。果实成熟期，选择无云无风的晴天(8月27日)，用手持光量子计分别于8:00、10:00、12:00、14:00、16:00测定每个方格中心位置的光照强度。以无遮挡的空地光照强度为对照，相对光照强度=树冠内光强/对照光强。

枝类组成与果实品质 首先统计树冠各立方体方格内长、中、短枝数量及果实个数。同时，每个方格内选取大小一致果实5个，采样用于果实品质测定。其中单果质量用百分之一天平测定；果实纵、横径用游标卡尺测定并计算果形指数；果实硬度和果实可溶性固形物含量分别用硬度计、糖度计测定；果实糖含量用蒽酮法测定，可滴定酸含量用NaOH中和滴定法测定。

1.3 数据处理方法

为便于比较分析改造前后的郁闭树与透光树的枝类组成与果实品质，按离地面高度0.5～1.5 m、1.5～2.5 m、2.5～3.5 m将树冠垂直方向分为上、中、下三层，同一层内所有方格的枝类组成与果实品质等数据取平均值；水平方向以树干为中心，划分为内膛(距离树干小于1.0 m)，中部(距离树干1.0～2.0 m)和外围(距离树干大于 2.0 m)三部分，同一部分内所有方格的枝类组成与果实品质取平均值。

采用Excel 2013进行整理数据，用SPSS 23.0进行统计分析，用Origin 9.0绘制树体相对光照分布图。

2 结果与分析

2.1 京白梨郁闭树改造前后冠层相对光照强度分布

树冠的光照分布与果树的枝类组成及分布密切相关，而冠层的光照强度与分布情况对枝条生长、开花结果以及果实品质等均有影响[7]。因此，合理的光照分布在果树生长发育过程中非常重要。一般认为树冠内相对光强<30%的区域为无效光区，30%≤相对光强≤80%为适宜光区，相对光强>80%的区域果实易发生日灼，影响果实外观品质[8]。本研究中，郁闭树改造前后冠层不同高度、内外不同层次相对光照强度分布分别如图1、图2所示，各光区相对光照强度分布情况见表1。

表1 不同京白梨树形树体光照分布

由图1、图2光照强度分布来看，京白梨郁闭树和透光树光照分布均呈现自下至上由内而外逐渐增强的趋势。但是，郁闭树冠层光照主要集中在树冠外围，下层光照偏弱，内膛光照不足；郁闭树冠层相对光照强度<30%的无效光区占树冠总体积比例达34.0%，而适宜光区仅占总体积的55.0%，树冠郁闭严重。进行树体结构改造后，冠层光照强度由上而下、由外及内逐渐减弱，树冠下层及内膛的光照状况明显改善；树冠无效光区体积降低为11.0%，较郁闭树降低23.0%，而适宜光区体积为71.0%，较郁闭树提高16.0%，表明通过树体结构改造，打开了树冠光路，树体透光性显著改善。

图1 京白梨郁闭树(左)与透光树(右)树冠不同高度相对光照强度(RLI)分布

图2 京白梨郁闭树(左)与透光树(右)树冠水平方向相对光照强度(RLI)分布

2.2 京白梨郁闭树改造前后枝类组成差异

京白梨郁闭树改造前后枝类组成见表2、表3。

由表2可见，经传统修剪的京白梨郁闭树长枝比例占总枝量的比例达37.0%，短枝比例仅为53.2%；进行树体结构改造后，透光树短枝比例较郁闭树提高32.7%，达到85.9%，而长枝比例仅占总枝量的7.8%，较郁闭树降低29.2%；从总枝量来看，透光树总枝量为13.3×105条/hm2，显著高于郁闭树(7.8×105条/hm2)，且增加的枝量中主要是中短枝量大幅度增加。由此可见，郁闭树进行树体结构改造，改善了枝类组成，显著提高了短枝比例，有利于提升果实产量与品质。

表2 京白梨郁闭树与透光树枝类组成

由表3可看出，树冠各层次枝类组成差异明显，在树冠垂直方向上，树体结构改造后，透光树各层次的短枝比例显著高于郁闭树，尤其是树冠下层短枝比例得到大幅度提升；与此同时，各层次的长枝比例则显著低于郁闭树，其中，树冠中层长枝比例较郁闭树低19.9%。从树冠水平方向上看，透光树短枝比例也显著高于郁闭树，而长枝比例也显著降低。表明通过树体结构改造打开光路后，树冠内膛和底层光照强度增加显著促进了短枝的形成，同时也显著降低了长枝比例，改善了枝类组成结构。

表3 京白梨郁闭树与透光树树冠各层次枝类组成

2.3 京白梨郁闭树改造前后果实品质差异

从果实品质的测定结果来看(表4)，总体而言，郁闭树与透光树的单果质量和果形指数均差异不显著，但透光树果实可溶性固形物、总糖含量分别比郁闭树果实提高0.5%和3.8%，糖酸比提高3.7。同时，果实硬度比郁闭树果实降低1.4 kg/cm2，可滴定酸也降低0.07%。这表明，通过去主枝、疏枝、回缩等树体改造措施后，单果质量没有降低，果实品质得到显著提高。

表4 京白梨郁闭树与透光树果实品质

树冠不同层次的果实品质则呈现一定的变化规律(表5)。在垂直方向上，树冠上、中、下3层的果形指数没有差异，同一层次上透光树与郁闭树单果质量差异不显著，但均由上而下逐渐显著减小；两个处理的果实硬度和可溶性固形物也有由上而下逐渐减小的趋势，但两个处理间呈现不同的差异变化；透光树果实总糖含量和糖酸比也由上而下逐渐增加，且不同层次间差异显著，郁闭树则为树冠中层果实总糖和糖酸比含量最高，且显著高于树冠上层与下层。在树冠水平方向上，透光树与郁闭树在树冠内膛、中部与外围果实的单果重差异不显著，但两个处理均呈现由树冠内膛到外围单果重增大，且差异达显著水平；各个层次上郁闭树果实硬度均显著高于透光树；两个处理树冠内膛果实的可溶性固形物显著低于树冠中部与外围，且树冠外围的可溶性固形物含量最高；郁闭树和透光树果实可滴定酸含量均呈现内膛到外围逐渐降低的趋势，且同一层次上郁闭树果实的可滴定酸含量均显著高于透光树果实；不同层次间郁闭树果实总糖含量差异不显著，但均低于透光树果实总糖含量，这也使各层次上透光树果实糖酸比均显著高于郁闭树果实，且透光树果实糖酸比由内膛到外围显著增加。

表5 京白梨郁闭树与透光树树冠各层次果实品质

3 讨论与结论

果树产量品质形成与光照关系密切，光照影响果实产量及果实大小、色泽与风味等外在与内在品质[9-10]。梨作为一种树冠内立体结果的经济作物，改善树冠内的光照分布是产量品质形成的关键[11]。郁闭果园由于栽植密度大、枝叶生长旺盛，叶面积指数大而导致叶片之间相关遮蔽，造成树冠内部透光性差，影响了产量与品质[5-6]。因此，郁闭果园进行树体结构改造的核心是打开树体光路，改善树冠内部的光照条件。本研究中，郁闭京白梨树进行树体结构改造后，树冠内部由上而下、由内及外光照条件显著改善(表1)，树冠无效光区体积较郁闭树降低了23.0%，而适宜光区提高了16.0%，表明进行提干、疏除主枝及回缩等树体结构改造改善了树冠内部的光照分布，增强了树体内部的透光性，是京白梨郁闭果园改造的有效措施。

树冠的透光性与树冠的形状、枝叶量以及枝条的数量与分布等均密切相关[12-13]。本研究中，进行树体结构改造，改善树冠内部光照条件后，枝梢比例与结构组成发生了明显的变化(表2)，其中透光树短枝比例较郁闭树提高32.7%，长枝比例则降低29.2%。由于京白梨属于短枝结果品种，进行树体结构改造大幅度提高了短果枝比例，降低了易于造成树冠郁闭的长枝比例，有利于产量的形成。同时，由于树冠内部光照条件改善，促进了树冠下层与内膛短枝形成更多短枝，有利于树冠内部产量的形成，避免了结果部位外移。这与宋凯等[2]对苹果修剪与产量及品质关系的结论一致。

已有研究表明，梨产量及单果质量、可滴定酸等品质指标与光照呈正相关[14-15]。京白梨郁闭树由于树冠内部光照条件不利于产量品质形成，导致果实硬度大、可滴定酸含量相对较高，而果实可溶性固形物、总糖含量及糖酸比则显著低于树体结构改造树。由于低果实硬度、高糖酸比等指标更符合优质京白梨的果品特性，所以树体结构改造提升了京白梨的果实品质。由于树冠内部的透光率、果实产量和品质的优劣均与树体的高度、冠内层次疏密等有关[16]，且树体的透光性影响叶片的光合能力以及光合产物向果实的运转分配[5]，冠层内不同光照水平对果实品质的作用效果也不同[17-18]。因此，郁闭京白梨园进行树体结构改造后，树冠内部由上而下、由内及外均表现出果实品质的一致性显著由于郁闭果园。

综上所述，京白梨郁闭园通过提干、疏除主枝及回缩等修剪技术进行树体结构改造，可显著改善树体光照条件、促进中短枝形成、提升果实品质。需要指出的是，本试验仅开展了一年的研究，关于郁闭京白梨园树体结构改造的长期效果及在此基础上建立京白梨的优质丰产的树体结构参数需要进一步探讨。