全 文 ：富士苹果不同冠形微气候特征与果品
质量关系的研究 3
杨振伟　周延文　付　友　杨每宁　赵同生　
(河北省农林科学院昌黎果树研究所 ,昌黎 066600)
【摘要】　对富士苹果不同冠形微气候特征与果品质量之间的关系进行了研究. 结果表明 ,
两种不同冠形 ,其微气候特征值变化不同 ,差异显著. 两种冠形条件下的晒阳果、叶的温度
差异显著 ,而遮阴果、叶差异不显著. 果实内含物除蛋白质外 ,均有显著差异.
关键词 　微气候特征 　果实品质 　富士苹果
Relationship between microclimatic character of different crown types and fruit quality of Fu2
ji apple. Yang Zhenwei , Zhou Yanwen , Fu You , Yang Meining and Zhao Tongsheng
( Changli Fruit Trees Institute , Heibei Province Academy of A griculture and Forest ry ,
Changli 066600) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,1998 ,9 (5) :533～537.
The study shows that for Fuji apple , the microclimatic characteristic value was significantly dif2
ferent between its two different crown types. The temperature of sunning fruits and leaves was
significantly different for shady fruits and leaves. There was a significant difference between
fruit nutrient contents of two crown types , except for protein.
Key words 　Microclimatic character , Fruit qualitc , Fuji apple.
　　3 河北省自然科学基金资助项目 (89207704) .
　　1997 - 09 - 24 收稿 ,1997 - 11 - 20 接受.
1 　引 　　言
　　气象因子对果树的整个生命活动乃至
果品产量以及果品质量的形成均产生重要
影响. 这种影响除了大气候的影响之外 ,主
要是在不同冠形条件下产生的微气候条件
长期潜移默化的影响而起作用. 因此 ,研究
苹果树冠微气候环境特征 ,既可调节树体
发育 ,更可提高果品产量和质量 ,并为改进
苹果栽培技术 ,改善果品质量提供新的理
论依据. 关于苹果不同冠体结构微气候特
征的研究 ,国内外有过报道[1～6 ] ,但多以
研究光照为主 ,对其它因子研究甚少. 本文
主要对苹果不同冠形的温度、相对湿度、紫
外光辐照度、风速变化以及冠内蒸发量与
果品质量的关系进行了研究.
2 　材料与方法
2. 1 　供试品种
　　试验于 1991～1993 年 6～8 月在河北省农林
科学院昌黎果树研究所试验场内南一区苹果园
内进行. 试材 1982 年春定植 ,品种为富士 ,株行距
3m ×5m ,行向为南北行 ,树势中等 ,树高 3. 5m 左
右 ,冠径 4. 0m ,树冠类型为 5 主双层开心形和自
然半圆形.
2. 2 　研究方法
　　在两种冠形树冠的同一高度的中外围分东、
西、南、北 4 个方位的叶幕中层 (距地面高度1. 5
m)和树冠中心 ,垂直高度上的微气候的测量位置
是以树冠中心距地面高度 1. 0m 为起点 ,然后每
升高 0. 5m 为一测定位置 ,即 1. 0、1. 5、2. 0、2. 5m
不同高度上 ,分别观测温度、相对湿度、紫外光辐
应 用 生 态 学 报 　1998 年 10 月 　第 9 卷 　第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Oct . 1998 ,9 (5)∶533～537
照度、风速以及蒸发量等项目. 温湿度用 DHM2
型通风干湿表进行观测 ;紫外辐照用 UV2A 型紫
外辐照计 ;风速用 EY2322A 型电子微风仪进行 ,
蒸发用蒸发管测量 ,蒸发管挂于距地面1. 5 m 树
冠东、西、南、北外缘及冠内中间. 观测时间选晴
天 9∶00～17∶00 进行 ,每小时测定 1 次 ,每次每个
部位读数 3 次 ,求其平均数为该次的测定值. 以
每日观测的平均值为不同冠形不同部位的代表
值 (蒸发量仅做树冠水平分布的观测 ,垂直梯度
上未做) . 对所得数据全部进行显著性检验.
　　样品果于每年 10 月中旬成熟期采收 ,品质
化验采用室内常规分析方法.
3 　结果与分析
3 . 1 　不同树冠部位的温度变化
　　观测结果表明 ,树冠不同部位温度分
布的特征值在两种冠形上表现不同. 在树
冠同一方位的冠东、冠北和冠中 3 个方位
差异显著 ,其中冠中表现尤为突出 ,5 主双
层开心形和自然半圆形分别为 23 ℃和
21. 3 ℃. 但冠南、冠西差异不显著 (表 1) .
　　从冠中不同高度上的温度变化表明 ,
由于受树冠内枝叶的遮蔽影响 ,距地面越
低温度越低 ,反之相对较高. 两种冠形在冠
中距地面高 1. 0～1. 5m 和 2. 5m 处的温度
差异不显著 ,但在 2. 0m 处差异显著 ,这与
不同冠形的树体结构和枝叶量密度有关.
从树冠整体即树冠不同方位和不同高度的
温度平均状况来看 ,5 主双层开心形的温
度显著高于自然半圆形.
　　两种冠形的日较差 (表 2) 和日最高温
度的测定值表明 ,两种冠形差异显著 ,日较
差和日最高温度相应分别为 15. 10 ℃和
12. 82 ℃,27 . 65 ℃和26. 35 ℃. 其中日较差
差异达极显著水平.
3 . 2 　不同树冠部位的相对湿度
　　观测结果表明 ,两种冠形的相对湿度
表 1 　富士苹果不同冠形不同部位微气候特征值的变化( 1991～1993)
Table 1 Variation of microclimatic character values with different“Fuji”apple crown types and positions( 1991～1993)
项目
Items
冠形
Crown
types
枝数
Twig
amount
(ind. ·
m - 3)
叶面积
指　数
Leaf
area
index
树冠方位
Crown position
东
East
西
West
南
South
北
North
中
Centre
冠中距地高 (m)
Crown centre above ground
1. 0 1. 5 2. 0 2. 5
总体
平均
Total
average
温度 ( ℃) A 139. 0 3. 20 22. 9a 22. 8a 22. 9a 23. 0a 23. 0a 22. 7a 23. 0a 23. 4a 23. 2a 23. 0a
Temperature B 186. 0 4. 60 22. 5b 22. 5a 22. 7a 22. 6b 21. 3b 22. 4a 22. 8a 23. 0b 23. 2a 22. 6b
相对湿度 ( %) A 139. 0 3. 20 62. 6a 57. 4a 61. 6a 55. 9a 55. 3b 56. 7a 53. 9a 52. 6a 54. 8a 56. 7a
Ralative B 186. 0 4. 60 53. 0b 53. 8b 53. 4b 52. 8b 61. 0a 53. 1b 52. 2b 51. 3b 49. 6b 53. 3b
humidity
365nm 紫外 A 139. 0 3. 20 41. 3a 293. 8a 342. 2a 252. 1a 314. 6a 293. 8a 373. 8a 421. 5a 501. 8a 314. 98a
辐照度
Ultraviolet ray B 186. 0 4. 60 16. 8b 30. 0b 66. 6b 53. 0b 56. 3b 30. 0b 56. 8b 106. 0b 158. 6b 63. 78b
irradiance
(μw·cm - 2)
风速 (m·s - 1) A 139. 0 3. 20 0. 32a 0. 40a 0. 35a 0. 41a 0. 41a 0. 41a 0. 40a 0. 39a 0. 47a 0. 39a
Wind speed B 186. 0 4. 60 0. 20b 0. 34b 0. 21b 0. 38a 0. 36b 0. 41a 0. 29b 0. 31b 0. 45a 0. 34b
A. 5 主双层开心 5 leading branches2double2layers open center ,B. 自然半圆 Natural semicircle. 下同 The same below.
表 2 　富士苹果冠内温度特征值与叶、果温度及蒸发量( 1991～1993)
Table 2 Temperature characteristic values inside“Fuiji”crown types and surface temperature of leaves and fruit and evapo2
ration amount( 1991～1993)
冠形
Crown
types
温度 Temperature ( ℃)
0～24h 8～18h T G TD
日较差
Range
of temp.
叶温 Leaf temp. ( ℃)
晒阳叶
Sunlight
leaf
遮阴叶
Shadow
leaf
果温 Fruit temp . ( ℃)
晒阳果
Sunlight
fruit
遮阴果
Shadow
fruit
蒸发量 3
Evaporation
(mm·d - 1)
A 18. 62a 21. 92a 27. 65a 12. 55a 15. 10a 32. 25a 28. 15a 32. 00a 28. 00a 0. 58a
B 18. 96a 21. 93a 26. 35b 13. 54a 12. 82b 31. 00b 27. 90a 30. 05b 27. 90a 0. 50b3 蒸发量为树冠内 5 点蒸发的平均值. 叶温和果温均为 20 个样本的平均数.
435 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　9 卷
以 5 主双层开心形为高 ,自然半圆形相对
湿度较小. 两种冠形分别为 56. 7 %和
53. 3 % ,差异显著. 从树冠内水平方位的
东、南、西、北、中 5 个方位看 ,两种冠形也
有所不同 ,即 5 主双层开心形各方位的相
对湿度波幅较大 ,相对湿度以树冠中心最
小 ,南、北较小 ;而自然半圆形各方位的相
对湿度波幅均较小 ,没有明显差别 ,但相对
湿度以树干中心为最大 ,正好和温度值的
大小相反. 这说明在树冠四周枝叶密度相
对较密的情况下 ,冠内温、湿度受外界环境
条件的影响较小 ,而冠中由于枝条稀少 ,相
对通风透光较好 ,受外界条件影响较大.
　　不同高度上相对湿度的数据表明 ,两
种冠形均随树体高度增加而湿度变小 ,尤
其是自然半圆形更为明显 ,相关系数为
- 0. 986 3 ,5 主双层开心形的相关系数为
- 0. 525. 这表明 ,由于 5 主双层自然开心
形通风透光较好 ,冠内更接近于自然状况 ,
所以相关较差. 反之树冠郁闭 ,与自然状况
差异较大的自然半圆形则相关密切.
　　在 7～8 月观测表明 ,两种冠形的相对
湿度分别平均为 69. 9 %和 67. 6 % ,而果园
中间作业道 (宽 8m)的相对湿度为79. 8 % ,
同样也说明通风透光好的冠形受外界环境
条件的影响较大 ,反之则小.
3 . 3 　树冠不同部位的紫外光辐照度
　　研究结果表明 ,两种冠形的紫外光辐
照度具有明显的区别 ,而且在两种不同的
冠形内的不同部位均表现差异显著. 5 主
双层开心形的 365nm (表 1) 波段的平均紫
外光辐照度较自然半圆形的同波段的平均
值相对提高 3. 93 倍. 在水平方位的不同方
位上观测结果表明 5 主双层开心形 5 点
(东、西、南、北、中 ) 平均为 248. 8μW ·
cm
- 2
,而自然半圆形的 5 点平均值为
43. 94μW·cm - 2 ,前种树形较后种树形相
对提高 4. 66 倍.
　　从树冠垂直高度上测定结果表明 ,两
种树形的紫外光辐照度均随高度的增加而
增加 ,5 主双层开心形的紫外光辐照与高
度的相关系数为 0. 995 3 3 ,自然半圆形为
0. 990 3 3 . 相关系数虽然相近 ,但两种冠形
的实际紫外辐照值却有很大差别 ,5 主双
层开心形为 397. 73μW·cm - 2 (9 点平均) ,
而自然半圆形的则为 87. 85μW·cm - 2 ,平
均高 3. 53 倍.
　　在水平的不同方位上 ,紫外辐照度以
东面最低 ,冠北较低 ,冠西和冠中最高 ,这
主要与中午前后太阳高度角较大紫外光辐
照度强度大以及冠中枝少透光好有关.
3 . 4 　树冠不同部位的风速变化
　　观测结果表明 ,在同一水平不同方位
上的风速 ,除在冠北位置上两种树形差异
不显著外 ,其余部位均达到显著水平. 从树
冠不同的垂直高度上可以明显地看出 ,两
种冠形的风速差异均达显著水平. 5 主双
层开心形同水平不同方位上的风速平均为
0. 378m·s - 1 ,自然半圆形为 0. 298m·s - 1 ;
垂直高度不同层次的平均风速前一种树形
平均为 0. 417m·s - 1 ,后一种树形为0. 365
m·s - 1 . 观测中还发现 ,两种树形距地高度
1. 0m 处风速一样 ,但在 1. 5～2. 0m 处明
显不同 ,5 主双层开心形明显高于自然半
圆形 ,到接近顶部的 2. 5m 时 ,通风情况又
相近 ,没有明显区别.
3 . 5 　树冠内外蒸发量的变化
　　两种冠形由于通风、温度、光照不同 ,
蒸发量也明显不同 (表 2) . 5 主双层开心形
的蒸发量显著大于自然半圆形 ,二者蒸发
量分别为 0. 58 和 0. 50mm·d - 1 ,差异显
著.从观测中看到 ,在 3 个不同的年份 ,蒸
发量与年份间的大气候有密切关系. 3 年
(1991～1993)中 5～10 月 5 主双层开心形
的平均值冠外分别为 0. 45、0. 62 和0. 34
mm·d - 1 ;冠内分别为 0. 42、0. 50 和0. 28
5355 期 　　　　　杨振伟等 :富士苹果不同冠形微气候特征与果品质量关系的研究 　　　　
mm·d - 1 . 自然半圆形冠外分别为 0. 45、
0. 54和 0. 30mm·d - 1 ;冠内分别为 0. 37、
0. 45和 0. 25mm·d - 1 . 由此可认为 ,年份间
空气干燥度不同 ,对蒸发量也有影响 ,但这
并不能排除冠形的影响.
3 . 6 　两种冠形条件下的苹果产量和质量
　　由于两种冠形不同 ,枝叶密度、结构各
异 ,生物时空效应不同 ,故两种冠形的微气
候特征值也不尽相同 ,在潜移默化的微气
候条件影响下 ,不但果品产量有显著差别 ,
更重要的是果品质量具有显著的差异. 从
表 3 可看出 ,5 主双层开心形的平均单株
产量比自然半圆形相对提高39. 94 % ,平均
单果重相对提高 4. 96 %.
表 3 　富士苹果不同冠形的果实产量和果品质量
Table 3 Fruit yield and quality of different“Fuji”apple crown types( 1991～1993)
冠形
Crown
types
部位
Position
产量
Yield
(kg·
tree - 1)
单果重
Fruit
weight
(g)
着色
指数
Colour
index
硬度
Hard2
ness
(kg·
cm - 2)
固形物
Soluble
solid
( %)
滴定酸
Titra2
table
acid
( %)
Vc
(mg·
100
mg - 1)
水溶糖
Soluble
sugar
( %)
还原糖
Redu2
cing
sugar
( %)
淀粉
Starch
( %)
Ca
(mg·
kg - 1)
蛋白质
Protein
( %)
干物质
Dry
matter
( %)
A 外围 Periphery - - - 7. 94 15. 4 0. 360 5. 038 12. 44 9. 23 0. 108 248. 2 1. 74 16. 69
内膛 Inside - - - 8. 02 13. 9 0. 331 4. 554 12. 39 9. 24 0. 060 276. 0 1. 75 15. 52
平均 Average 29. 64a 217. 9a 0. 474a 7. 98a 14. 7a 0. 346a 4. 796a 12. 42a 9. 24a 0. 084a 262. 1b 1. 75a 16. 11a
B 外围 Periphery - - - 7. 72 14. 8 0. 310 4. 070 12. 23 8. 77 0. 081 280. 1 1. 29 16. 56
内膛 Inside - - - 7. 76 13. 0 0. 288 2. 337 10. 74 8. 38 0. 064 281. 9 2. 12 12. 77
平均 Average 21. 18b 207. 6b 0. 317b 7. 74a 13. 9b 0. 299b 3. 204b 11. 49b 8. 58b 0. 073b 281. 0a 1. 71a 14. 67b
注 :着色指数 =Σ(各级果数×相对级值) (调查总果数×5) ×100 %(式中 ,5 为色泽分级的总级数) .
　　对两种冠形果品质量的研究表明 ,着
色指数、Vc 含量、滴定酸、干物质、水溶性
糖、还原糖等均有显著差异 ,6 种测定指标
5主双层开心形比自然半圆形分别依
次相对提高 49. 29 %、49. 68 %、15. 72 %、
9. 82 %、8. 09 %和 7. 69 %. 值得指出的是 ,
5 主双层开心形的果实含 Ca 量较自然半
圆形相对降低 6. 73 % ,这是否与冠内郁闭
度以及空气相对湿度大小有关 ,尚须进一
步研究确定. 除蛋白质和果实硬度外 ,其它
果实养分含量经测定 ,差异显著.
4 　讨 　　论
　　研究表明 ,不同冠形微气候特征与树
体结构有密切关系. 立地于同一地块 ,肥水
管理 ,树龄以及其它管理均基本一致的相
同品种 ,因树形不同 ,枝叶密度、分布空间
以及角度不同 ,表现出截然不同的微气候
特征 ,而且这种气候资源特征值对苹果产
量和质量有明显影响 ,最后导致果品质量
的明显改变. 这无疑是由于微气候条件潜
移默化的影响.
　　从这两种冠形的整体综合微气候特征
值变化情况可看出 ,冠内不同水平方位上
的温度、风速、相对湿度、紫外线辐照度以
及冠内蒸发量均明显不同 ,且差异显著. 在
冠内不同高度上的温度、风速 ,差异较小 ,
而且相对湿度以及紫外辐照度差异非常明
显. 相对湿度随高度增加而降低 ,紫外光辐
照度随树冠的增高而增加. 由此可以看出 ,
冠内枝条分布方向、密度、角度、着生的部
位以及叶幕的厚度和叶面积系数均与微域
气候有关 ,且这种关系极其复杂. 当然 ,树
体冠形、树冠的厚度、层间距、枝条的方向、
方位以及角度等均可通过人为调控来达到
人们理想的最佳结构 ,但这种最佳结构是
建立在微域气候与果品质量之间关系上的
动态研究.
　　树冠微气候是在整个大气候及树体本
身生命活动即生理生态共同作用下产生
的 ,因此 ,它不仅受大气候的影响 ,随大气
候条件的改变而变化 ,同时也与树体的生
长发育生态有关. 如树体冠积越大 ,或者说
单位体积内枝叶量越密集 ,其影响程度越
635 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　9 卷
大 ,微域气候也越明显. 所以在果树生产中
通常采用降低树冠高度 ,控制枝叶密度 ,改
变枝条角度、方向 ,地面铺设反光材料等措
施即可调节和改善树冠的微域气候 ,从而
达到合理利用气候资源 ,使苹果质量与气
候资源的利用有机结合起来 ,达到优质高
效的目的.
　　从不同冠形条件下生产的苹果产量和
质量的测定结果来看 ,同一品种、同一地点
的同一地块 ,在同一栽培条件下 ,仅以冠形
不同 ,微气候特征值变化不同 ,即会导致叶
温、果温、产量和质量方面的显著差异 ,这
无疑也为苹果优质高产高效的生态栽培提
供了理论依据 ,更为果树生产上如何利用
气候资源奠定了理论基础.
致谢 　张运涛、关军锋、张子勤、刘 　勇、刘素云
协助工作 ,特此致谢 !
参考文献
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7355 期 　　　　　杨振伟等 :富士苹果不同冠形微气候特征与果品质量关系的研究