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Effects of tree structures on longan growth, fruit and mechanism

龙眼树形对生长结果及机理影响初探



全 文 :广 西 植 物 Guihaia Dec.2015,35(6):880-884           http://journal.gxzw.gxib.cn 
DOI:10.11931/guihaia.gxzw201312038
马志航,薛进军,丁政程,等.龙眼树形对生长结果及机理影响初探[J].广西植物,2015,35(6):880-884
MaZH,XueJJ,DingZC,etal.Efectsoftreestructuresonlongangrowth,fruitandmechanism[J].Guihaia,2015,35(6):880-884
龙眼树形对生长结果及机理影响初探
马志航,薛进军∗,丁政程,侯延杰,徐炯志
(广西大学 农学院,南宁530005)
摘 要:为了解决龙眼园的郁闭问题,提高龙眼的产量和品质,该文以桂香龙眼品种为材料,研究了扁开心
形、开心形、自然圆头形三种不同树体结构对树体光照强度、叶片、根系、果实的影响.结果表明:扁开心形显
著改善了树冠和果园通风透光环境,提高了叶绿素含量,增大了叶面积,提高了PSⅡ系统活性和开放程度,调
节了光合机构的自我保护机制,改善了荧光参数,从而提高了果实品质;扁开心形、开心形、对照的单株产量分
别是19.90、17.00、15.60kg,单果重分别是10.24、10.07、7.64g;扁开心形和开心形可食率比对照分别提高了
4.20%、4.40%,可溶性固形物含量分别提高了12.16%、12.55%;扁开心形比开心形以及对照的表层根有所上
浮,促进了果树的生殖生长,显著扩大了根系的分布深度,扩大了根系对营养物质以及水分的吸收.扁开心形
是一种高光效的树形,应在生产上加以推广.
关键词:龙眼;树形;荧光;根系;产量及品质
中图分类号:Q945.1,S667.2  文献标识码:A  文章编号:1000G3142(2015)06G0880G05
Effectsoftreestructuresonlongangrowth,
fruitandmechanism
MAZhiGHang,XUEJinGJun∗,DINGZhengGCheng,
HOUYanGJie,XUJiongGZhi
(CollegeofAgriculture,GuangxiUniversity,Nanning530005,China)
Abstract:Anexperimenttofigureouttheinfluenceontheiluminationintensity,leave,rootsandfruitsbydifferent
treestructureshasbeenoperated.ItturnedoutthattheNarrowOpeningdeeplyimprovedthelight,chlorophyl,leaf
area,fluorescenceandthefruitquality.TheoutputsoftheNarrowOpening,OpeningandtheCKwere19.90,17.00
and15.60kg.TheweightsofsinglefruitoftheNarrowOpening,OpeningandtheCKwere10.24,10.07and7.64
g.TheediblepercentageoftheNarrowOpeningandtheOpeningimproved4.20%and4.40%whencomparedwith
theCK.Thesolublesolidimproved12.16%and12.55%whencomparedwiththeCK.TheupperrootsoftheNarG
rowOpeningfloatsomewhencomparedwiththeOpening,whichmeanttheNarrowOpeningpromotedthereproG
ductivegrowth,enlargethedepthoftherootsobviously,extendtheabsorptionofwaterandnutritivematerial.It
turnedoutthattheNarrowOpeningonesshouldbewidelyusedforitshighproductivity.
Keywords:longan;treestructure;fluorescence;rootsystem;outputandquality
  当前龙眼生产中,圆头形树冠较为普遍.圆头
形大枝数目过多,树体高大,树冠枝梢交叉,密不透
光,造成果园郁闭,产量及品质恶化.要提高产量和
品质,需要改善果园通风透光条件,解决果园的郁闭
收稿日期:2014G08G22  修回日期:2015G01G11
基金项目:国家荔枝龙眼产业技术体系项目(CARSG33G09)
作者简介:马志航(1987G),男,河南荥阳市人,硕士研究生,主要从事果树栽培及生理学研究,(EGmail)916597605@qq.com.
∗通讯作者:薛进军,博士,教授,主要从事果树栽培及生理、作物营养调控研究,(EGmail)xuejinjun@163.com.
问题.研究表明,树形不同,冠层内光照辐射及分
布,光合速率、光合产量以及果实产量和品质等会存
在显著的差异(牛自勉,1991;徐胜利等,2002;冉辛
拓等,2012).李丙智等(2005)通过对红富士苹果树
形改造,显著改善光合作用,提高了苹果的产量和品
质.Robinsonetal.(1991)的研究表明,树形决定
光能截获总量以及冠层内的辐射分布.间伐同样对
郁闭园改造起到较为显著的作用(韦永感,2011).
间伐通过大量砍伐树体,扩大了行间距,改善了果园
的通风透光条件.但间伐容易造成生物量骤减,间
伐后的第一年亩产量有明显下降(杨祖艳,2012).
纵观前人研究,树形改造仅从个体结构上进行调整,
虽然,树冠郁闭情况有一定的改善,但果园郁闭改善
却不显著,并未从根本上解决郁闭问题;间伐虽然对
郁闭园改造较为有效,但却容易造成果园在改造后
早期产量下降.为了解决果园郁闭,提高龙眼的产
量和品质,笔者在开心形的基础上,通过减少行间枝
量、扩大行间距、改造树形为扁开心形,旨在探讨较
合适的龙眼郁闭果园改造方式,为郁闭龙眼园的改
造,提高龙眼产量和品质提供一定的实践指导.
1 材料与方法
1.1材料
试验地点为广西大学农学院标本园,材料为圆
头形龙眼树,2002年定植,株行距3m×5m,长势
良好,树势和栽培管理条件基本一致.土壤类型为
粘性赤红壤土,碱解氮(N)20.2mg􀅰kgG1,速效磷
(P2O5)31.0mg􀅰kgG1,速效钾(K2O)71.2mg􀅰
kgG1,有机质7.66g􀅰kgG1,pH值为4.45~5.02.单
株小区,5次重复.
设置3个处理:(1)开心形,即改造圆头形为开
心形,留3~4个主枝,主枝基角为70°左右,每个主
枝上留2个侧枝,侧枝上着生结果枝,不同级次的枝
之间有明显的主从关系,均匀地分布在不同方向,主
干高度为0.7cm左右,树高为3.0m左右;(2)扁开
心形,即在开心形的基础上进行改造,通过对行间回
缩,比开心形多留出1.5m空间;(3)对照,即放任不
剪,任其自然形成圆头形,主枝为8~9个,直立,树
高为5.0m左右.
1.2方法
1.2.1光照强度的测定 采用简化了的树冠分格法
(魏钦平等,2004),在树冠外围1.5m左右高度由外
向内,用ZDSG10型照度计测量东、西、南、北4个方
位0.0~0.5、0.5~1.0、1.0~1.5、1.5~2.0和2.0~
2.5m树体以及距离主干0.5m的0、1、2和3m高
度的光照强度.
1.2.2叶面积的测定 于二次秋梢停止生长时以及
花穗抽生期,在不同处理外围东、西、南、北的4个方
位分别采集第2张、第3张复叶的第2张、第3片
叶,用叶面积仪(CIG202)测定叶面积.
1.2.3叶片SPAD值的测定 于营养生长期、花芽分
化期、花期、坐果期、果实膨大期选取健康的第2张、
第3张复叶的第2张、第3片叶用SPADG502Plus
测定叶片的SPAD值.
1.2.4叶绿素荧光参数的测定 于花穗抽生期,采集
不同处理最外围枝梢的第2张、第3张复叶的第2
张、第3片叶,用PAMG2100便携式荧光仪测量叶
绿素荧光参数.
1.2.5不同深度根系重量与数目的测定 在距树体
主干50cm处用直径为13cm的圆柱体根钻取0~
100cm的土层,每20cm取样1次.统计不同土层
根的数量,鲜重.
1.2.6单株产量与果实品质的测定 果实采收时,应
采收整株树,获得单株产量;每个处理随机选取100
粒果实,用电子天平测量单果重,用手持测糖仪测量
果实可溶性固形物含量;每个处理随机选取40粒,
用电子天平称取果皮、果肉以及果核的重量,计算可
食率.
1.3统计分析方法
采用Excel软件和SPSS18.0数据分析软件进
行统计和方差分析以及数据图的 制 作,采 用
Duncan’s法进行多重比较.
2 结果与分析
2.1树体光照强度
从表1可以得出,在水平方向从最外围到树体
中央,扁开心形和开心形的光照强度呈现出先降低,
再升高的趋势,且扁开心形比开心形要显著,而对照
则从最外围到树体中央一直呈下降趋势,在树体内
膛部分则光照强度达到了最低点.在垂直方向上,
三种处理均呈现出从下到上光照强度逐渐增强的趋
势,且在同一高度,扁开心形的光照强度要明显强于
开心形和对照,且差异显著.扁开心形外围以及内
膛光照强度分布较为充足的原因可能为相比较于开
1886期         马志航等:龙眼树形对生长结果及机理影响初探
心形以及对照而言,行间较少的枝条量以及较大的
行间距增强了树体的通风透光能力,为光照较为充
足的分布提供了较好的条件.
表1 不同处理对光照强度的影响
Table1 Influenceofdiferenttreatmentsonlightintensity
项目
Item
测量位置
Measuring
position
(m)
扁开心形
Narrow
opening
开心形
Opening
对照
CK
水平方向光照强度
Horizontallight
intensity
(lx)
0~0.5 33650a 30359a 30185a
0.5~1.0 16010a 2324b 1511b
1.0~1.5 1376a 1179b 1002b
1.5~2.0 9341a 1321b 793b
2.0~2.5 19139a 6280b 336b
垂直方向光照强度
Verticallight
intensity
(lx)
0 1309a 1017a 880b
1 1880a 1359b 1076c
2 5047a 2438b 1602c
3 30800a 3230b 3050b
 注:同列数据后不同字母表示差异达显著水平(P<0.05).下同.
 Note:ValuesfolowedbydifferentlettersinthecolumnaresignificantlydifG
ferentatP<0.05.Thesamebelow.
2.2叶面积
从表2可以看出,不同处理在二次秋梢停止生
长期的叶面积均大于在花穗抽生期的叶面积.在二
次秋梢停止生长期,扁开心形、开心形和对照的叶面
积分别为40.41、41.26和38.56cm2,扁开心形和开
心形分别比对照提高了4.80%和7.00%,开心形和
对照之间存在显著差异;在花穗抽生期,扁开心形、
开心形和对照的叶面积分别为31.42、30.00和
27.82cm2,扁开心形和开心形分别比对照提高了
12.94%和7.84%,扁开心形和开心形与对照之间存
在显著差异.
表2 不同处理对叶面积的影响
Table2 Influenceonleafareabydiferenttreatments
处理
Treatment
二次秋梢停止期
Stageofthesecond
autumngrowthstop
花穗抽生期
Stageofflower
pumping
扁开心形
Narrowopening
40.41ab 31.42a
开心形
Opening
41.26a 30.00a
对照CK 38.56b 27.82b
2.3叶片SPAD值
从表3看出,不同处理的叶片在营养生长期的
SPAD值均大于在生殖生长期的SPAD值.在营养
生长期扁开心形、开心形和对照的SPAD值分别为
54.61、54.20和50.33.扁开心形和开心形分别比对
照提高了8.50%和7.69%,扁开心形和开心形与对
照之间存在显著差异;在花芽分化期,扁开心形和开
心形和对照的 SPAD 值分别为52.67、51.27和
48.92,扁开心形和开心形分别比对照提高了7.67%
和5.62%,扁开心形和对照之间存在显著差异;在花
期,扁开心形、开心形和对照的 SPAD 值分别为
52.10、51.14和46.99,扁开心形与开心形比对照分
别提高了10.87%和8.83%,扁开心形和开心形与对
照之间存在显著差异;在坐果期扁开心形、开心形和
对照的SPAD值分别为48.72、49.16和46.64,扁开
心形和开心形比对照分别提高了4.41%和5.40%,
扁开心形和开心形与对照之间差异显著;在果实膨
大期,三种树形SPAD 值分别为53.18、51.07和
49.87,扁开心形和开心形比对照分别提高了6.64%
和2.41%,扁开心形和开心形与对照之间差异显著,
扁开心形和开心形差异显著.
表3 不同处理对SPAD值的影响
Table3 InfluenceonSPADvaluesofdiferenttreatments
处理
Treatment
营养生长期
Vegetative
stage
花芽分化期
FlowerGbud
diferentiation
stage
花期
Flowering
stage
坐果期
Fruit
setstage
果实膨大期
Fruit
enlargement
stage
扁开心形
Narrow
opening
54.61a 52.67a 52.10a 48.72a 53.18a
开心形
Opening
54.20a 51.27ab 51.14a 49.16a 51.07b
对照CK 50.33b 48.92b 46.99b 46.64b 49.87c
2.4叶绿素荧光
最大荧光产量(Fm)是PSⅡ反应中心处于完全
关闭时的荧光产量,可以反映通过PSⅡ的电子传递
情况.由表4可知,扁开心形的最大荧光产量明显
大于开心形和对照,说明当PSⅡ系统完全关闭时,
扁开心形传递的电子情况最好;PSⅡ原初光能转化
效率(Fv/Fm)反映了PSⅡ的最大光能转化效率.
扁开心形的最大光能转化效率高于开心形和对照,
说明扁开心形的最大PSⅡ光能转化效率比开心形
和对照的 PSⅡ光能转化效率高;PSⅡ潜在活性
(Fv/Fo)反映了PSⅡ的潜在光化学活性(徐德聪
等,2003).扁开心形的Fv/Fm 和Fv/Fo高于开
心形和对照,表明与开心形和对照相比较,扁开心形
最大PSⅡ的光能转化效率和PSⅡ潜在活性比开心
形和对照有所提高;光化学猝灭系数(qP)反映PS
Ⅱ反应中心的开放程度和光合活性的高低,非光化
学猝灭系数(NPQ)反映了植物耗散过剩光能为热
的能力,反映了植物的热耗散能力.扁开心形的光
288 广 西 植 物                  35卷
化学猝灭系数和非光化学猝灭系数均高于开心形和
对照,说明扁开心形的PSⅡ反应中心的开放程度、
活性以及应对强光的保护能力有所提高.相对电子
传递速率(ETR)反映了光合电子传递的速率.扁
开心形的相对电子传递速率高于开心形和对照,说
明扁开心形提高了PSⅡ的电子传递速率;PSⅡ实
际光量子产量(Yield)反映的是PSⅡ反应中心在有
部分关闭情况下的实际原初光能捕获效率.扁开心
形的PSⅡ实际光量子产量高于开心形和对照,说明
扁开心形的PSⅡ实际原初光能捕获效率高于开心
形和对照.原因可能是扁开心形对光照条件以及果
园通透性的改善提高了气体的交换和流通速率,进
而加强了树体对于自身温度的调节能力,从而提高
了PSⅡ系统的活性,加强了树体自身的保护能力.
表4 不同处理对叶绿素荧光参数的影响
Table4 Influenceofdifferenttreatmentson
chlorophylfluorescenceparameters
项目
Item
扁开心形
Narrowopening
开心形
Opening
对照
CK
最大荧光产量Fm 1907.250a 1554.250b 1539.250b
PSⅡ原初光能转化
效率Fv/Fm
0.786a 0.773ab 0.739b
PSⅡ潜在活性Fv/Fo 3.694a 3.442ab 2.984b
光化学淬灭系数qP 0.505a 0.489ab 0.473b
非光化学淬灭系数NPQ 2.628a 2.269ab 1.895b
相对电子传递速率ETR 34.936a 34.931b 33.887b
PSⅡ实际光量子产量Yield 0.198a 0.192a 0.192b
2.5根系
由表5可知,在土层的各个深度,扁开心形树体
的根系质量和数量均比开心形和对照要高;在0~
40cm范围内,扁开心形根系的重量占到了总重的
74.04%,而对照则为44.09%,扁开心形的根系出现
了一定程度的上浮.同时,扁开心形将根系分布扩
大到了80~100cm的范围,而对照则在此范围内没
有根系的出现,存在显著差异.
2.6产量及果实品质
从表6可以得出,扁开心形、开心形和对照的产
量依次为19.90、17.00、15.60g,扁开心形和开心形
比对照分别提高了27.56%和8.97%,处理之间存在
显著差异;单果重分别为10.24、10.07和7.64g,扁
开心形和开心形比对照分别提高了34.03%和
31.81%,扁开心形和开心形与对照之间存在显著差
异;可食率分别为69.09%、68.96%和66.18%,扁开
心形和开心形比对照提高了4.40%和4.20%,差异
显著;可溶性固形物依次为20.11%、20.18%和
17.93%,扁开心形和开心形比对照分别提高了
12.16%和12.55%,扁开心形和开心形与对照之间
差异显著.
表5 根系鲜重和数量的影响
Table5 Influenceofdifferenttreatmentson
rootnumbersandweights
项目
Item
取样深度
Depthof
selection
(cm)
扁开心形
Narrowopening
开心形
Opening
对照
CK
鲜重 (g)
Fresh
weight
0~20 19a 17b 10.99c
20~40 17.05a 10.4b 12.31b
40~60 10.68b 11.2b 20.27a
60~80 1.45a 0.43b 0.52b
80~100 0.51a 0b 0b
数量 (条)
Number
0~20 38a 35b 29c
20~40 29a 22b 20b
40~60 22a 19b 16c
60~80 13a 11b 6c
80~100 13a 0b 0b
表6 不同处理对产量和品质的影响
Table6 Influenceonyieldandqualityby
differenttreatments
处理
Treatment
单株产量
Yieldper
plant
(kg)
单果重
Singlefruit
weight
(g)
可食率
Edible
percentage
(%)
可溶性固形
Soluble
solid
(%)
扁开心形
Narrowopening
19.90a 10.24a 69.09a 20.11a
开心形
Opening
17.00b 10.07a 68.96a 20.18a
对照CK 15.60c 7.64b 66.18b 17.93b
3 讨论与结论
本研究表明,扁开心形较为显著地改善了果园
的通风透光条件.树体外围以及内膛,扁开心形的
光照强度均显著高于对照和开心形.通风透光条件
的改善,影响到了果实的产量和品质.扁开心形的
单株产量、单果重、可食率和可溶性固形物分别比对
照提高了27.56%、34.03%、4.40%和12.16%,这与
魏钦平等(2004)通过对红富士改造树形,发现高干
开心形的产量比小冠疏层形提高了20%,可溶性固
形物、可溶性糖、果形指数等均高于小冠疏层形相一
致.果园通风透光条件的改善也影响了叶片的叶绿
素含量,叶面积,叶绿素荧光参数等指标.在不同的
时期,叶片SPAD值均显著高于对照,叶绿素含量
3886期         马志航等:龙眼树形对生长结果及机理影响初探
的提高为叶片进行光合作用提供了较为良好的条
件,这与冉辛拓等(2012)在研究不同树形对梨产量
和品质的影响时发现疏散形树形的叶片鲜样含量以
及叶片中氮元素和钾元素含量较低相类似;所不同
的是,本研究中树形对叶面积造成了影响,而冉辛拓
等(2012)在对梨树的研究中发现不同树形间叶面积
无显著差异,这可能与采样、环境条件、树种等有关
系.通过对扁开心形的叶绿素荧光参数分析可知,
扁开心形的Fm、Fv/Fo和Fv/Fm 显著高于对照,
说明在早上9:00,光照强度较为合适的时候,扁开
心形的光能利用率要比开心形和对照的好.这与梁
红柱等(2004)在雾冷季和雨季对砂仁叶片叶绿素荧
光参数的日变化结果相一致.扁开心形的ETR 和
Yield在早上9:00左右均高于开心形和对照,这与
段仁燕等(2009)在研究草莓叶绿素荧光参数时发现
草莓的ETR 在6:00~12:00时呈现上升趋势,
Yield在9:00~10:00为较合适的强度下结果相一
致.扁开心形同样提高了PSⅡ系统在强光下的保
护能力.扁开心形的根系有74.07%分布在0~40
cm的土壤深度内,而对照却只有44.09%分布在此
深度;扁开心形将根系的分布范围扩大到80~100
cm的范围,而对照的根系范围却为0~80cm.可
见,扁开心形同样扩大了根系的分布范围,这为营养
物质的吸收扩大了范围.这与武阳等(2012)在研究
亏缺灌溉对库尔勒香梨根系的影响时发现,适度的
水分胁迫对根系密度的增加起到一定的促进作用相
一致.
本研究结果表明,扁开心形树形显著地改善了
树冠和果园的通风透光环境,进而促进了叶面积的
增大、叶绿素含量的增加,提高了PSⅡ系统活性和
开放程度以及光合机构的自我保护机制,最终提高
了产量和果实的品质,是一种高光效的树形,应该在
生产上加以推广.
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