富士苹果高干开心形光照分布与产量品质的关系研究

园艺学报２００４，３１（３）：２９１～２９６

ＡｃｔａＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａｅＳｉｎｉｃａ

富士苹果高干开心形光照分布与产量品质的关系研究魏钦平１鲁韧强１张显川２王小伟１高照全１刘军１

（１北京市农林科学院林业果树研究所，北京１０００９３；２北京昌平日川果树研究中心，北京１０２２００）

摘要：系统研究了富士苹果高干开心形和不同方法改良的高干开心形树冠内相对光照强度分布的差

异、果实产量分布特征及树冠不同部位光照分布与果实品质因素的关系。结果表明，高干开心形树冠大于

３０％的相对光照强度比例大，且各层分布均匀一致，呈平行排列；高于开心形、两种不同方法改良的高干

开心形和小冠疏层形小于３０％的相对光照体积所占树冠总体积分别为２３．３３％、２５．９５％、３２．８６％、

４０．２４％；产量分别为４７．４、４６．６、４４．９、３９．５ｔ／ｈｍ２；高干开心树形比小冠疏层形低光区少１７％，产量提

高２０％，果皮着色、可溶性固形物、可溶性糖、果形指数、糖酸比等均高于小冠疏层形。建立了品质因素

与相对光照强度关系的回归方程，求出了富士苹果优质生产的最适相对光照强度范围为４０％～８０％。

关键词：苹果；树形；相对光照强度；产量；品质

中图分类号：Ｓ６６１．１文献标识码：Ａ文章编号：０５１３－３５３Ｘ（２００４）０３－０２９１－０６

ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＲｅｌａｔｉｖｅＬｉｇｈｔＩｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄＹｉｅｌｄａｎｄＱｕａｌｉｔｙｉｎＤｉｆｆｅｒｅｎｔ

ＷｅｉＱｉｎｐｉｎ９１，Ｌｕ

（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ

ＣｅｎｔｅｒＴｒｅｅＣａｎｏｐｙＳｈａｐｅｓＸｉａｎｅｈｕａｎ２，Ｗａｎｇｆｏｒ‘Ｆｕｊｉ’ＡｐｐｌｅＲｅｎｑｉａｎ９１，ＺｈａｎｇＸｉａｏｗｅｉｌ，ＧａｏＺｈａｏｑｕａｎｌ，ａｎｄＬｉｕＪｕｎｌ１０００９３，Ｃｈｉｎａ；２ＦｒｕｉｔＳｔｕｄｙａｎｄＰｏｍｏｌｏｇｙ，ＢｅｌｌｉｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＢｅｉｊｉｎｇｏｆＢｅｉｊｉｎｇＣｈａｎｇｐｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｃａｎｏｐｙｓｐａｃｅｉｎｆｒｕｉｔｙｉｅｌｄａｎｄｑｕａｌｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅｅｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｓｉｎｔｈｅ‘Ｆｕｊｉ’ａｐｐｌｅｏｒｃｈａｒｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｅｘｃｅｓｓ３０％ｗａｓｈｉｇｈａｎｄｔｈｅｌｉｇｈｔｄｉｓｔｒｉ—ｂｕｔｉｏｎｉｎｅｖｅｒｙｌａｙｅｒｓｗｅｒｅｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｐａｒａｌｌｅｌａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｉｎｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｃａｎｏｐｙｖｏｌｕｍｅｒａｔｉｏｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｔｏ３０％ｗｅｒｅ２３．３３％，２５．９５％，３２．８６％，４０．２４％ａｎｄｏｕｔｐｕｔｗｅｒｅ４７．４，４６．６，４４．９，３９．５ｔ／ｈｍ２ｉｎｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｓｈａｐｅ，ｔｈｅ

ｏｎｅｒｅｆｏｒｍｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｆｒｏｍｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｂｙｙｅａｒ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｍｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｆｒｏｍｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｂｙｔｗｏｙｅａｒｓａｎｄｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．

ｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｓｈａｐｅｗｅｒｅｌｏｗｅｒ１７％ｉｎｕｓｅｌｅｓｓｌｉｇｈｔｓｐａｃｅ，ｈｉｇｈｅｒ２０％ｉｎｏｕｔｐｕｔａｎｄｇｒｅａｔｅｒｉｎｆｒｕｉｔｃｏｌｏｒ－Ｔｈｅ

ａｔｉｏｎ，ｓｏｌｕｂｉｈｔｙｓｏｌｉｄｍａｔｔｅｒ，ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙｓｕｇａｒ，ｆｒｕｉｔｓｈａｐｅｉｎｄｅｘａｎｄｒａｔｉｏｏｆｓｕｇａｒａｎｄａｃｉｄｔｈａｎｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅ．Ｔｈｅｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｓｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｑｕａｌｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｗｅｒｅｓｅｔｕｐｔｏｏｂｔａｉｎｏｐｔｉｍｕｍｒａｎｇｅｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｒｇｏｏｄｑｕａｌｉｔｙｉｎ‘Ｆｕｊｉ’ａｐｐｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｐｐｌｅ；Ｔｒｅｅｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｓ；Ｒｅｌａｔｉｖｅｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙ；Ｙｉｅｌｄ；Ｑｕａｌｉｔｙ

据２００１年世界粮农组织统计，我国的苹果栽培面积、总产量居世界首位，分别占世界总量的４２．９１％和３５．７９％，而出口量仅占我国苹果总产量的５．６６％，世界总产量的１．３８％。中国加入ＷＴＯ后，世界经济发展趋向一体化，苹果业已面临着国外水果竞争的问题。富士是我国主要栽培的苹果品种，随着栽植面积的扩大、产量的增加和栽培技术的不断进步，富士苹果生产阶段性供大于求的问题十分突出。因此，提高富士苹果品质，增加出口数量，获取更大的经济效益，是富士苹果生产中紧迫需要解决的核心问题。适宜的栽植密度，合理的群体结构和个体空间分布，良好的光照体系等是实现

收稿日期：２００３—１２—１０；修回日期：２００４—０２—０６

基金项目：北京市科委资助项目（Ｈ０１２０１０４５０１１９）

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２９２园艺学报

优质丰产的关键¨。Ｊ。近２０年来，为了提早结果、增加产量，苹果生产中多采用高种植密度，应用小冠疏层形、自然纺锤形、改良纺锤形、细长纺锤形和轻剪长放多留枝等方法，致使树体出现枝量偏多、树冠郁闭，内膛光照恶化，管理困难，果实品质下降旧，５。’等问题。苹果高干开心形起源于日本，１９９２年引人北京，经多年的试验探索，在北京昌平建成了中１３友好观光示范园，显著地提高了富士苹果的品质。高干开心形的树体结构特点是，干高１．５ｍ以上，无主干头，主枝３～５个，螺旋排列，呈开心形分布∞ｊ。本研究是针对我国苹果生产中应用最多的小冠疏层形和纺锤形，探讨富士苹果小冠疏层形运用不同方法改造成高干开心形的树体光照分布状况，光照分布与果实产量品质的关系，为乔化密植果园的树形改造、群体结构调整、提高果实品质、保持果园连续优质丰产等技术措施提供理论依据和指导性意见。

１材料与方法

试验于１９９２～２００２年在北京市昌平区中日友好、真顺等果园进行，品种为宫藤富士（ＭａｌｕｓｄｏｍｅｓｔｉｃａＢｏｒｋｈＣＶ．ＲｅｄＦｕｊｉ），砧木为八楞海棠（舱ｍｉｃｒｏｍａｌｕｓＭａｋｉｎｏ），树龄１２年生，以新红星为

ｍ。土壤为沙壤土，灌水条件较好，管理水平较高，全部采用了套袋和授粉品种，株行距为３ｍ×５

覆反光膜的措施。设以下４个处理：Ｉ．定植后按日本高干开心形树形整形，选留主枝３—５个，当树高长到２．５～３ｍ左右时去头开心，每公顷枝量８０～１００万。Ⅱ．定植后按小冠疏层形整形，于２００１年春一次性改为高干开心形，选留主枝３～５个，落头开心，主干提高到１．５ｍ以上，每公顷留枝量８０一１００万。Ⅲ．定植后按小冠疏层形整形，分别在２００１和２００２年春两次改为开心形，第１次落头开心，留主枝４—６个，主干提高到１．０ｍ以上，每公顷留枝量１００—１２０万；第２次选留主枝３—５个，主干提高到１．５ｍ以上，每公顷留枝量８０～１００万条。Ⅳ．小冠疏层形整形为对照，主枝６—８个，每公顷留枝量为１５０～１８０万。

每处理３０株以上，从中选择树体大小基本一致树５株为试材。以树干为中心，用竹竿将树冠分成０．５ｍ×０．５ｍ×０．５ｍ的立方体。２００２年９月下旬，选择典型晴天，利用ＸＺｌ型相对照度计，按魏钦平等∞３的方法测量不同部位和不同层次立方体的相对光照强度、枝类组成，ＣＩ一１１０冠层分析仪测量冠层结构参数。于２００２年１０月２２日采收各个处理的果实，在每个立方体（０．１２５ｍ３）内统计舆实个数，选择有代表性的果实１—３个（根据立方内果实数量）测量每个果实的直径、硬度（ＧＹ．１型果实硬度计）、可溶性固形物（ＰＲ．１００型数字糖度计）、单果质量、可溶性糖（蒽酮法）哺］，可滴定酸（ＮａＯＨ中和滴定法）一。和着色面积。

２结果与分析

２．１不同树形相对光照强度的分布

树冠内的光照分布状况与树冠的形状、枝叶数量、枝叶密度和不同枝类的空间分布有密切关系，并直接影响花芽形成、开花、坐果、果实发育及果实品质。不同树冠的光照分布状况如图１。几种树形的相对光照强度分布均呈现出自下而上逐渐增高的规律，其冠层外围最高，靠近树干的下层最低；不同树形的光照分布各异，处理Ｉ大于３０％相对光照强度所占比例大，各层分布均匀一致，呈平行排列；而处理Ⅳ大于３０％相对光照强度所占比例

小，各层分布不均匀，呈现出内膛低，外围高趋

势。不同树形相对光照强度所占的比例如表１。

一般认为相对光照低于３０％为低效光区【２＇７Ｊ，从

表１看出各处理的低效光区占其树冠体积的比例：

处理Ｉ为２３．３３％、处理Ⅱ为２５．９５％、处理Ⅲ为

３２．８６％、处理Ⅳ为４０．２４％。这说明高干开心树注：Ｉ、ｌＩ、Ⅲ、Ⅳ见图１。Ｎｏｔｅ：Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、ⅣｓｅｅＦｉｇ．１鼬１ｒＩｋｌｒｏＶａｒＵｍｄｎＩ蛳ｗ髓ｍ啦咂０ｆ擅喻ｎ吐臼嘲嘣（％）表１不同处理的相对光照比例

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３期魏钦平等：富士苹果高干开心形光照分布与产量品质的关系研究

形的光照条件优于小冠疏层形，而一次性大枝量改成高干开心形的光照也优于逐步改造成的高干开心形。

图１不同树形的相对光照分布

ｘ轴是树冠内某点到树干的距离，Ｙ轴是树冠离地面的距离，ｚ轴是相对光照。

Ｉ．高干开心形；ＩＩ．小冠疏层形一次改为开心形；１９．小冠疏层形逐步改为开心形；ＩＶ．小冠疏层形。

Ｆｉｇ．１

ＸａｘｉｓｉｓＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｉｖｅｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｏｉｎｔｔｏｔｒｅｅｓｈａｐｅｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍ

ｏｐｅｎｃａｎｏｐｙｃｅｎｔｅｒ．Ｙａｘｉｓｏｐｅｎｉｓｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｆｒｏｍｆｒｏｍｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｔｏｇｒｏｕｎｄ．ＺｏｎｅａｘｉｓｉｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｒａｄｉａｔｉｏｎＩ．Ｓｔａｎｄａｒｄｃｅｎｔｅｒｓｈａｐｅ：Ⅱ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｍ

ｆｒｏｍｓｍａｌｌｃａｎｏｐｙｃｅｎｔｅｒｃａｎｏｐｙｓｈａｐｅｂｙｃａｎｏｐｙｙｅａｒ；Ⅲ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｍｏｐｅｎｃｅｎｔｅｒｓｈａｐｅｂｙｔｗｏｙｅａｒｓ：ＩＶ．Ｓｍａｌｌｓｈａｐｅ．

２．２不同树形果实产量在树冠内的空间分布

相对光照强度影响苹果的成花、坐果和果实发育，不同树形的单位面积产量和果实在树冠内的分布情况如图２。其产量分别为：处理Ｉ，４７．４ｔ／ｈｍ２，处理Ⅱ，４６．６ｔ／ｈｍ２，处理Ⅲ，４４．９ｔ／ｈｍ２，处理Ⅳ，３９．５ｔ／ｈｍ２。从图２可看出果实在树冠内的分布情况，处理Ｉ的果实集中分布在１．０～２．５ｍ的高度间，且分布均匀，高产量区集中分布在离地面１．５～２．５ｍ间；而处理Ⅳ果实主要分布在０．７５～２．０ｍ间，其高产量区分布在１．０～１．５ｍ左右的下层，正处在树冠的低光区。以上可以看出高于开心树形能提高苹果的产量，并且使果实主要分布在光照充足的中上部。

图２２００２年不同树形果实产量在树冠内的分布

Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ见图１

Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｙｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎ２００２

Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、ＩＶｓｅｅ

Ｆｉｇ，１

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园艺学报

２．３不同树形不同层次果实品质的差异

不同树形不同层次的果实品质因素如表２。从表２看出，不同树形不同层次的平均单果质量均在２００—３００ｇ之间，达到了优质果品的要求，说明在一定范围内，光照状况不是果实质量的限制因子；处理Ｉ树冠各层果实的果形指数均高于其它处理，且与处理Ⅳ达到极显著的差异水平；不同树形各层次的果实可溶性固形物、着色面积差异明显，处理Ｉ与处理Ⅳ均达到极显著的差异水平；其它各项指标也有明显的差异，说明光照状况对果实可溶性固形物、果实着色影响较大。同时，处理Ⅱ与处理Ⅲ的品质大都优于处理Ⅳ而又略低于处理Ｉ，说明将小冠疏层形改造为开心形有利于提高果实的品质。处理Ⅱ与处理Ⅲ相比，处理Ⅱ的可溶性糖、可溶性固形物一般高于处理Ⅲ。纵观各层次间的果实品质指标，可以看出果实硬度、可溶性固形物、可溶性糖和糖酸比等一般是树冠上部高于下部。平均单果质量一般是中部最大，只有小冠疏层形的树冠是下部果实大于上部。平均着色面积是树冠上部和下部的较好，中间稍差，这与上部枝量少，光照条件好及地面铺反光膜有关。

表２不同处理不同冠层果实的品质差异

Ｔａｂｌｅ２Ｔｈｅｄｉ岱ｅｒｅｌｌＣｅｏｆｆｒｕｉｔｑｕａｌｉｔｙｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａＵｎｅｎｔｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌａｙｅｒｏｆｔｒｅｅｃａｎｏｐｙ

注：Ｉ、Ⅱ、Ⅲ、ＩＶ见图１。Ｎｏｔｅ：Ｉ、Ⅱ、ｍ、ＩＶｍＦｉｇ．１

２．４相对光照强度与果实品质的关系

为了探讨出光照与果实品质的定量关系，我们以品质指标为目标函数，相对光辐射为自变量，建立了果实品质指标与相对光照强度的回归方程，并结合试验结果求出了各优质品质指标的适宜相对光照强度取值（表３）。从表３看出，各项品质指标的回归方程均达到极显著差异水平，表明建立的方程是可靠稳定的；果实品质因素不同，对相对光照强度的要求各异，除果形指数和果实可滴定酸的相对光强度的最小取值小于３０％外，其它各品质因素的最小值均在３０％以上。为了获得果实品质因素最大的相对光照强度，根据二次方程求极值原理，对方程求二阶导数，获得了品质因素最大时的相对万方数据　

３期魏钦平等：富士苹果高干开心形光照分布与产量品质的关系研究

光照强度，果实着色、果实可溶性固形物和可溶性糖的最适取值均在８０％以上，而果形指数的相对光照强度值要求较低，这与生产实际和前人的研究基本一致。Ｗａｇｅｎｍａｋｅｒｓ等‘１０１认为着色的最佳光照在８０％左右。当相对光照强度太高时，不仅果形指数下降，果实的光洁度也下降，还容易受灼伤‘１１引，并且当相对光照大于８５％时，果皮花青苷的含量不再随光强的增加而增加ｍ３。综合分析可知，４０％～８０％的相对光照强度是实现优质的最适取值。

表３苹果品质与相对光照的多项式拟合

Ｔａｂｌｅ３Ｔｈｅｆｉｔｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｏｆｑｕａｌｉｔｙａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎａｐｐｋ

３讨论

在苹果生产由产量向质量转化的阶段，提高苹果品质、增强在国内外市场的竞争力是苹果生产的首要任务。本研究是在引进日本苹果高干开心形树形管理技术的基础上，探索对我国生产上大面积应用的小冠疏层形和纺缍形树形进行改造的方法，研究结果表明，高干开心形改变了树体结构、减少了总枝量、调节了枝类组成、显著的改善了树冠内的光照条件和光照分布状况，使果实品质达到优质果品的要求，优质果比率极显著的高于小冠疏层形，一次性改造处理优于逐步改良的处理。Ｗｉｄｍｅｒ和Ｋｒｅｂｓ…，Ｂｕｌｅｒ等Ｈ’均认为高干开心树形苹果的光分布和品质优于主干形；研究表明，小冠疏层形和纺缍形改造的当年，其产量有所降低，果个明显增大，果实品质显著提高，与前人的研究结果基本一致。Ｗｅｂｅｒ【ｌ纠认为合理的种植密度是果园管理的关键因子，其次是树形结构，并且通过试验证实细长纺锤形和“Ｖ”字形果树的品质优于改良纺锤形，而产量则低于改良纺锤形；本研究认为，在我国乔砧密植的情况下，栽植密度和树形是决定苹果早期产量的关键因素，达到一定的覆盖率、总枝量和树体高度后，其苹果产量、品质主要受总技量、枝类组成和枝叶空间分布的影响。在成龄果园管理中，树体的动态生长与果园的静态群体结构、枝叶空间分布等保持一个协调的关系是优质丰产的关键。关于苹果优质丰产的稳定的群体结构参数、枝叶在树冠内的空间分布和枝类组成等与果实产量、品质的关系，我们将做进一步研究报道。

参考文献：

１ＷｉｄｍｅｒＡ．ＫｒｅｂｓＣ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｌａｎｔｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙａｎｄ

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ｆｉｄａｐｆｉｎｃｅ’ｐｅａｃｈ（胁ｗ

５ＢｕｌｅｒＺ，ＭｉｋａＡ，ＴｒｅｄｅｒｐｅｒｓｉｃａＬ．Ｂａｔｓｃｈ）ｔｒｅｅｓｔｒａｉｎｅｄｔｏ‘Ｆｒｅｅ－ｓｔａｎｄｉｎｇＴａｔｕｒａ’．Ｊ．Ｈｏｒｔ．Ｓｅｉ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎ０１．，１９９９，７４：５４７～５５２ｎｅｗｔｒａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓＷ，ｅｔａ１．ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｏｆｄｗａＩｆａｎｄｓｅｍｉｄｗａｒｆａｐｐｌｅｔｒｅｅｓｏｎｙｉｅｌｄ，ｉｔｓｑｕａｌｉｔｙａｎｄｃａｎｏｐｙｉｌｌｕ－

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