密級： 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 學(xué)位論文 蘋果樹冠微氣候與果實品質(zhì)關(guān)系研究 on I 摘 要 本研究以 12 年生的宮藤富士蘋果（ 為試材，系統(tǒng)研究了高干開心形樹冠微氣候因子 (光、溫度、濕度 )的 動態(tài)變化與枝量和果實品質(zhì)的關(guān)系，主要研究結(jié)果如下： （ 1）高干開心形紅富士蘋果畝枝量 條，長中短枝的比例為 12： 14： 74，樹冠透光率年均值在 間，大于 30相對光照強(qiáng)度占樹冠體積的 80以上，果實分布相對均勻，優(yōu)質(zhì)果率達(dá) 80以上。 （ 2）不同季節(jié)和不同冠層部位溫度差異明顯，總趨勢是從下而上，由內(nèi)到外溫度逐漸升高， 5、 6月份冠層頂部與下部、外圍與內(nèi)膛的最大溫差在 間，中期溫差達(dá) 后期最大溫差達(dá) 間。 （ 3）冠層不同部位的相對濕度是下 部大于上部，內(nèi)膛大于外部，冠層內(nèi)不同方位間在葉幕形成期和果實成熟期的差異要小于 7、 8 月份果實膨大期。 （ 4）應(yīng)用多元統(tǒng)計分析的方法建立了冠層微氣候因子與枝葉數(shù)量、果實品質(zhì)關(guān)系的回歸方程。建立了以冠層枝葉數(shù)量和分布預(yù)測冠層內(nèi)相對光照強(qiáng)度分布、溫度和相對濕度的數(shù)學(xué)模型；獲得了冠層微氣象因子對果實品質(zhì)因素影響最佳方案，從而把冠層枝葉數(shù)量和分布 冠層微氣候因子 果實品質(zhì)因素等三方面有機(jī)結(jié)合。 （ 5）蘋果品質(zhì)因素與相對光照強(qiáng)度具有顯著相關(guān)性，不同的品質(zhì)因素對相對光照強(qiáng)度的要求各異，單果重適宜相對光照強(qiáng)度的范圍 30 90，最佳值 46；果實硬度的最佳值為 70，可溶性固形物和固酸比的最適范圍 60 90，最佳取值 80%；著色面積最適范圍為 5090，最佳值為 78。綜合分析蘋果優(yōu)質(zhì)的最適相對光照強(qiáng)度在 40 80。 （ 6）果實品質(zhì)對溫度和相對濕度的要求在不同時期要求各異，果實細(xì)胞分裂期日均溫度適宜范圍 22 28，最佳溫度 25；日均相對濕度以 35為最佳。果實迅速膨大期適宜溫度是 28 38，最佳溫度 32；日均相對濕度以 45 65為宜。果實成熟期日均溫 25 32為宜， 28為最佳溫度；相對濕度以 35 45為 宜。 關(guān)鍵詞 ：紅富士蘋果，高干開心形，枝葉量，微氣候，果實品質(zhì) he of in of as as by 2as 1)of 5,000 of 2:14:74. 0% 0% of of of 0%. (2) in of to to of ay of of of (3) It in in in of of in of in of (4) of of to of in an be of a of (5) of of is 0 90%, in 6%; of 0%; of of of to 60 0%, 0%; 50 90%, 8%. In of in 0 80%. (6) of to in of 2 28 5 , 5%; of 8 38 2 , 5 65%; of 5 32 8 , 5 45%. of 錄 第一章 緒 論 . 1 究背景 . 1 內(nèi)外研究進(jìn)展 . 2 . 2 . 2 . 4 . 6 . 7 . 7 . 7 . 8 究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 . 9 . 9 . 10 . 10 第二章 試驗材料與方法 . 11 . 11 . 11 . 11 濕度分布的測量 . 12 . 13 . 13 據(jù)的整理與分析 . 13 第三章 樹冠微氣候的動態(tài)變化及其分析 . 14 . 14 . 14 . 17 . 18 . 19 不同部位溫度分布 . 19 . 22 層不同部位溫度的季節(jié)變化 . 22 V . 24 . 24 . 27 層相對濕度分布的季節(jié)動態(tài)變化 . 27 . 27 第四章 冠層微氣候與枝葉量分布、果實品質(zhì)的關(guān)系研 究 . 29 量與葉面積系的關(guān)系 . 29 . 32 . 35 . 36 . 39 第五章 結(jié) 論 . 42 . 42 . 43 . 44 濕度分布與果實品質(zhì) . 44 第六章 討 論與展望 . 45 . 45 響樹冠 微氣候的主要因素 . 46 葉關(guān)系 . 46 望 . 47 參 考 文獻(xiàn) . 48 致 謝 . 54 作 者 簡 歷 . 55 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 究背景 蘋果是世界四大水果（蘋果，柑橘，葡萄，香蕉）之一， 自 1992 1997年間，我國蘋果產(chǎn)量和栽培面積一直呈上升趨勢 。 居農(nóng)業(yè)貿(mào)易促進(jìn)中心 的統(tǒng)計， 2004年全國蘋果栽培面積為 量達(dá) 別占我國水果栽培面積和產(chǎn)量的 25和 占世界蘋果栽培面積和產(chǎn)量的 40和 居海關(guān)總署的統(tǒng)計，近幾年我國蘋果出口量雖有上升，但也只有世界總產(chǎn)量的 2左右，這與我國蘋果生產(chǎn)大國的地位是不相稱的，其主要原因是果品的品質(zhì)嚴(yán)重制約了我國蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和在國際市場的地位。 無論國際市場還是國內(nèi)市場，消費者對鮮果的質(zhì)量要求越來越高，不僅要求果實內(nèi)在質(zhì)量好、外觀好看，而且要求果實無污染，這使得優(yōu)質(zhì)高檔水果不僅價格高、銷路好、 經(jīng)濟(jì)效益高，國際競爭力也強(qiáng)。 2004 年中國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)貿(mào)易促進(jìn)中心的統(tǒng)計，目前我國蘋果優(yōu)果率不到總產(chǎn)量的 10%，達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)的高檔果不足總產(chǎn)量的 5%，而其他蘋果主要出口國的優(yōu)果率高達(dá) 70%，可供出口的高檔果品占總產(chǎn)量的 50%左右。 紅富士是我國主栽蘋果品種，目前紅富士蘋果的供求關(guān)系中，品質(zhì)依然是影響價格和出口量的關(guān)鍵因素。由于我國的國情，在生產(chǎn)中往往強(qiáng)調(diào)產(chǎn)量而忽視質(zhì)量，致使我國蘋果產(chǎn)業(yè)栽培面積大、總產(chǎn)量高，但是單產(chǎn)水平低、品質(zhì)差、出口嚴(yán)重受限 的尷尬局面。 所以提高果品質(zhì)量是我國蘋果產(chǎn)業(yè)面臨的重要問題，也是解決我國 蘋果產(chǎn)業(yè)走出困境、增強(qiáng)在國際市場的競爭力和提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在。 蘋果果實品質(zhì)由外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)構(gòu)成，外觀品質(zhì)包括果實形狀、大小、整齊度、光潔度、色澤等；內(nèi)在品質(zhì)指與食用目的有關(guān)的特性，包括風(fēng)味（酸，甜，澀等）、糖酸比、香氣、營養(yǎng)成分等（郗榮庭， 1995）。影響蘋果品質(zhì)的因素很多，除了品種的遺傳特性外和大環(huán)境因素如光、溫度、濕度、土壤水分外，果園微氣候因素也是非常重要的。在法國和美國的葡萄栽培生態(tài)生理研究表明，處在同一氣候條件下的不同葉幕形式，經(jīng)過對環(huán)境氣候條件的不同形式的過濾過程，可以形成差別相當(dāng)大的 葉幕光溫微氣候條件，這些差異可以與不同氣候類型的兩個大生態(tài)區(qū)域的差異相比（張大鵬， 1995； 980）。果園冠層微氣候因素的變化對果樹生理諸多過程產(chǎn)生顯著影響：如光合速率，葉片、枝條和果實的生長，花芽的分化和果實成熟，以及樹體和果實中糖、有機(jī)酸和多酚類物質(zhì)的代謝等。這就是為什么處在相同栽培區(qū)域，肥水管理相當(dāng)，但由于果樹冠形的不同而形成不同的果園微氣候，蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)差別相當(dāng)大的原因。所以，果園的微氣候因素是影響果實品質(zhì)因素重要原因之一，研究蘋果冠形與微氣候關(guān)系及其生物學(xué)調(diào)控，是 充分利用生 態(tài)環(huán)境光熱潛力，實現(xiàn)蘋果優(yōu)質(zhì)并且高產(chǎn)的重要理論基礎(chǔ)，也是蘋果優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)中急需解決的問題。 氣候因子對蘋果生長發(fā)育的影響，以前的很多研究大多集中在果樹區(qū)劃研究上，有關(guān)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 生態(tài)因子對果樹生長，發(fā)育，產(chǎn)量的影響報道很多，對品質(zhì)方面的研究報道多是研究樹冠內(nèi)光照的分布以及對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。前人多注重定型的描述或定量簡單回歸分析，難以反映出問題的全面性和真實性。目前綜合樹形 冠層枝葉數(shù)量和分布 冠層微氣候 果實品質(zhì)，這方面的研究還沒有看到有關(guān)的報道，本試驗研究綜合四個方面進(jìn)行研究，以求找出他們之間的和諧關(guān)系，為蘋果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 提供理論平臺和實踐技術(shù)支持。 內(nèi)外研究進(jìn)展 果園是一個復(fù)雜的人工生態(tài)系統(tǒng)，其生態(tài)環(huán)境是指生存空間一切因素的總和，包括氣候條件（溫度、水分、光照、風(fēng)速等）、土壤條件、地形條件、生物因子（人為因素），其中對果樹生長發(fā)育產(chǎn)生直接影響的溫度、水分、光照、土壤等是果樹生存不可缺少的必要條件，而其他的是間接起作用。各生態(tài)因子之間不是孤立的，作為一個動態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)，而是相互聯(lián)系相互制約的，任何一個因子的變化，必將引起其他因子不同程度的變化，比如光照強(qiáng)度的變化必然引起空氣溫度和濕度的變化（張大鵬， 1995； 1970)。同時，在果樹生長發(fā)育的不同階段，每種生態(tài)因子所起的主導(dǎo)作用不同，這就是生態(tài)因子的階段性，不可替代性和補償性（吳光林， 1990）。 國內(nèi)外在生長環(huán)境與果品品質(zhì)關(guān)系方面做了大量工作，蘋果、梨、葡萄、桃、柑橘等都有研究 (張大鵬等， 1994；鮑降峰等， 2004；魯韌強(qiáng)等， 2003；徐勝利， 2004； 001； 2001； 1996 ； 1989； 1992 )，并且這些研究成果能彼此借鑒，為蘋 果產(chǎn)量和品質(zhì)的提高奠定了理論基礎(chǔ)。從 20 世紀(jì) 70 年代開始，在果樹區(qū)劃的基礎(chǔ)上，不少人把目光轉(zhuǎn)向氣候因子對果樹生理和品質(zhì)的研究，（ 1970； 1975； 1989； 1977； 1989）。通過調(diào)控栽培方式，研究不同葉幕結(jié)構(gòu)對環(huán)境氣候的過濾效應(yīng)，以及這種過濾效應(yīng)對果樹生理和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益方面的影響。栽植或者修剪方式?jīng)Q定葉幕形式，處在同一氣候條件下的不同葉幕形式，經(jīng)過對環(huán)境氣候條件不同形式的過濾過程，可以形成差異相當(dāng) 大的葉幕光溫微域氣候條件，即可以在同一生態(tài)條件下得到不同的葉幕水平上的微生態(tài)條件 (張大鵬， 1989， 1993， 1995； 1980)。這些研究一方面從理論上闡述葉幕微氣候變異對果樹群體生理的影響，以及對產(chǎn)量和品質(zhì)形成的作用機(jī)理，另一方面，從實踐上建立最佳葉幕結(jié)構(gòu)或栽培方式模型，為充分利用生態(tài)環(huán)境潛力和果樹生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、高效提供依據(jù)。（張大鵬， 1993；魏欽平， 1997，1998， 2003， 2004）。 象因子與蘋果生長發(fā)育和品質(zhì)的影響 度對蘋果生長發(fā)育的影響 溫度是蘋 果生存因子之一，它不但決定著蘋果的自然分布，同時溫度與蘋果的生長、發(fā)育以及花芽分化、花芽形成均有密切的關(guān)系 (曾襄， 1992 )。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 3 溫度對花芽分化，開花座果，果實生長的關(guān)系 有關(guān)在陜西省武功地區(qū)的研究認(rèn)為：要使花芽分化良好，在花芽分化的始期和盛期，必須有良好的高溫（ 22 27）良好的日照和足夠土壤水分 (吳光林， 1990)。蘋果花芽分化一般在初夏，正值蘋果果實發(fā)育初期，新梢停長，此時溫度對花芽分化的十分關(guān)鍵。如果溫度偏高，果樹營養(yǎng)生長旺盛，短枝率會降低，最終影響冠層結(jié)構(gòu)從而影響樹冠內(nèi)部的光照，花芽發(fā)育往往不 良，容易落果。相反，如果夏季溫度不足，樹體、枝、葉等營養(yǎng)生長量均會下降，從而影響果樹生殖生長，座果率往往下降，果實不能正常細(xì)胞分裂和膨大，進(jìn)而影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)。（吳光林， 1990）。 在溫帶地區(qū)，蘋果春季萌芽和開花期的早晚，主要與早春氣溫高低有關(guān) , 溫度到達(dá) 20左右時，新梢發(fā)生，花芽孕育（ 2001）。落葉果樹通過自然休眠后，遇到適宜的溫度就能萌芽開花，溫度愈高，萌芽開花愈早（ 1983） 。 開花期間的溫度與花粉發(fā)芽、花粉管生長、受精以及座果狀況有密切關(guān)系。在一定范圍 內(nèi)，日平均溫度較高，花粉管的生長就快，反之，就生長的慢。如果花粉管在有效授粉期之后才達(dá)到胚珠，則不可能正常受精，將導(dǎo)致花或者幼果脫落。 溫度對蘋果果實生長的影響，因不同發(fā)育時期和氣象條件變化而異。許多研究表明，在蘋果發(fā)育初期，適當(dāng)?shù)娜崭邷啬艽龠M(jìn)細(xì)胞分裂，增加細(xì)胞數(shù)目，但座果期間對溫度比較敏感，一般在 22 25最有利于細(xì)胞的分裂，為中后期的細(xì)胞膨大和果實體積打下基 (2001； 1997)。 溫度對蘋果生長的影響，主要是通過影響呼吸，蒸騰及光合作用的效率而影響碳水化合物的分配 ( 1995； 1996)。果樹的呼吸作用溫度范圍很寬一般在 0 300C 的范圍內(nèi)，呼吸作用隨溫度的上升按指數(shù)增長，一般呼吸能夠進(jìn)行的溫度低于光合能夠進(jìn)行的溫度，另一方面，光合作用的最適溫度比呼吸的適溫低，所以在較高溫度下，光合作用受抑制，果樹由于呼吸消耗大于有機(jī)物質(zhì)積累而使生長受到抑制，進(jìn)而影響果樹營養(yǎng)和生殖生長。 溫度對蘋果生理代謝的影響 溫度對蘋果的生理代謝有多方面的影響，也是各生態(tài)因子中研究較多，較重要的因素。溫度主要是通過影響呼吸，蒸騰及光合作用的效率而影響碳水化合物 的分配和轉(zhuǎn)換。 溫度影響蘋果的光合作用。有研究表明 ( 1977 ; 郗榮庭， 1997 )，在飽和的光合有效輻射（ 件下蘋果的最大凈光合速率（ 現(xiàn)在 20 30之間，在 30 35時光合速率下降。在夏季，正值高溫干旱季節(jié)，葉面溫度一般會較高，會降低光合作用。但在樹冠內(nèi)空氣濕度和風(fēng)速適宜時， 能緩和因葉面溫度升高引起的有效光合下降。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 4 溫度也是對蘋果的呼吸和蒸騰作用有影響的重要環(huán)境因子之一。在果實生長發(fā)育的夏季，在溫度較高、相對濕度較小時，導(dǎo)致果樹蒸騰下降，呼吸作用往往大于光合作用 ，不但影響根系對礦質(zhì)的吸收，而且不能進(jìn)行有機(jī)物的積累而使生長受到抑制。 溫度對果實品質(zhì)的影響 溫度主要通過影響生理生化過程而最終影響產(chǎn)量和果實品質(zhì)。溫度主要是通過影響呼吸，蒸騰及光合作用的效率而影響碳水化合物的分配、轉(zhuǎn)換和代謝途徑，從而影響果實風(fēng)味，著色，果形指數(shù)等等一系列品質(zhì)指標(biāo)。 溫度對果實的成分與風(fēng)味有明顯的影響。李道高（ 1990）在控制環(huán)境中發(fā)現(xiàn)，成熟期的氣溫與錦橙果實的總含糖量、糖酸比、固酸比呈及其顯著的正相關(guān)，隨氣溫的升高，果實風(fēng)味與品質(zhì)變佳（郗榮庭， 1997）。前人在蘋果和櫻桃葡萄上研究，一致 認(rèn)為熱量較高地區(qū)，夏季晝溫不過高，日較差大，有利于光合作用，糖分積累多，有利于果實的著色和含糖量高，風(fēng)味足（張光論， 1994）。 溫度還影響蘋果果實的著色，除晝?nèi)諟夭畲?，日溫適當(dāng)?shù)臈l件下有利于果實著色外，發(fā)現(xiàn)溫度對蘋果著色效應(yīng)還與蘋果品種及成熟階段有關(guān)。 1988）在氣候室內(nèi)分15、 20、 25三種溫度處理誘導(dǎo)蘋果著色試驗，認(rèn)為果實成熟期間花青苷的積累主要受溫度影響，最佳積累溫度為 15 25，主要是在此溫度段，類胡蘿卜素的合成和葉綠素的分解隨溫度升高而增加。（張光論， 1994；李興軍， 1997）。 照對蘋果樹生長發(fā)育以及蘋果品質(zhì)的影響 蘋果是喜光果樹，光量、光質(zhì)和光強(qiáng)共同對蘋果的生長發(fā)育起重要作用 ( 1994; 1992)。栽植密度、行向、樹冠大小、形狀、結(jié)構(gòu)和葉面積系數(shù)等都會影響太陽輻射在冠層內(nèi)的分布，而樹冠內(nèi)光照條件的變化又影響著葉面積系數(shù)的變化和樹冠葉幕對光的截獲和利用，從而影響一系列與光有關(guān)的生理生化過程（ 1995, 2001）。 光照與蘋果營養(yǎng)生長和生殖生長的關(guān)系 光照強(qiáng)度對蘋果樹冠內(nèi)枝葉生長發(fā)育產(chǎn)生重要影 響，有研究表明（ 1998; 2001），光照強(qiáng)時容易形成短枝，頂芽枝向上生長較弱，側(cè)芽生長分枝較強(qiáng)，樹體表現(xiàn)開張。光照不足時，枝條加長和加粗生長明顯，樹體增加，容易形成葉幕郁蔽。 光照強(qiáng)度與蘋果花芽分化有密切關(guān)系，因為光照強(qiáng)度決定光合作用的強(qiáng)弱和同化養(yǎng)分積累的多少，而足夠的同化養(yǎng)分積累是果樹花芽分化條件之一。如果光照不足，葉片光合產(chǎn)物減少，對花芽分化和形成均產(chǎn)生不利影響（吳光林， 1992.， 1991）， 1980)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 5 等人進(jìn)行全樹蔽蔭處理時，發(fā)現(xiàn)花芽 分化數(shù)量與光照強(qiáng)度呈正比，陳立松，劉星輝（ 2003）的研究也認(rèn)為花芽形成的數(shù)量隨著光合作用的降低而減少。 (1990) 和 1998)等人的研究也證實，如果在花芽分化前連續(xù)蔽光或者陰天，花芽分化不良，在蔽蔭條件下，相對光照低于 30時基本不能形成花芽。蘋果樹冠的內(nèi)膛由于外圍枝葉的蔽蔭往往光照不足而形成無效區(qū)，座果率減少 16 40。 光照與蘋果品質(zhì) 光照是蘋果光合作用的能源，光照狀況直接影響蘋果果實品質(zhì)。魏欽平等對探討光照與果實品質(zhì)的定量關(guān)系，做了大量的工作。他們以品質(zhì)指標(biāo)為目標(biāo)函 數(shù)，相對光輻射量為自變量，建立了紅富士果實品質(zhì)指標(biāo)與相對光照強(qiáng)度的回歸方程，并結(jié)合試驗結(jié)果求出了各優(yōu)質(zhì)品質(zhì)指標(biāo)的適宜相對光照強(qiáng)度取值，指出果實品質(zhì)構(gòu)成因素不同，對相對光照強(qiáng)度的要求也各異，除果形指數(shù)和果實可滴定酸的相對光照強(qiáng)度的最小取值小于 30外，其他各品質(zhì)因素的最小值均在 30以上， 40 80的相對光照是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的最適取值。（魏欽平等， 1997；1996； 2004 ；劉業(yè)好， 2004），這與 S. 等人（ 1996）的研究結(jié)果相似。孫建設(shè)（ 2000）研究了光對蘋果色澤影響，發(fā) 現(xiàn)在相對光照度在 40 80時，果皮花青苷吸光度隨光照強(qiáng)度增加而升高。 1991)等認(rèn)為，紅色蘋果品種中，果實著色和可溶性固形物隨樹冠透光率的增加而上升，最大著色度和最大可溶性固形物含量分別產(chǎn)生于 7080和 60的相對光照區(qū)域。楊振偉（ 1999）從光質(zhì)的角度研究了不同樹冠形對紅富士蘋果品質(zhì)的影響，認(rèn)為五主雙層開心形冠內(nèi)透光性好，特別是自然光經(jīng)過冠層過濾，其紫外光的透射好，促進(jìn)了成花和座果，提高 含量，有利于著色和果實成熟。 許多研究結(jié)果表明，果實中可溶性固形物、總糖、著色度、固酸比與 光照成正相關(guān)(1994)。而果實的酸度、硬度以及果實中花青苷的含量，由于試驗的條件不同，結(jié)果不一致。 1990) 的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，樹冠中光照條件好的上部和外圍的果實硬度高于光照條件差的下部和內(nèi)堂的果實， 1983） 認(rèn)為蔽蔭降低了果實縱橫徑，果實可容性固形物含量，但提高了果實的硬度和酸度 , 1989） 則認(rèn)為光環(huán)境對果形指數(shù)無明顯影響。徐勝利（ 1999）的研究認(rèn)為樹冠內(nèi)不同部位光照條件明顯不同，果實品質(zhì)差異顯著，但蘋果果實單果重， 果實硬度，可溶性固形物含量和花青苷與光照的垂直分布成極顯著正相關(guān)。 葉幕對光的截獲和光在冠層內(nèi)的分布特性 葉幕是果樹葉片群體的總稱，葉幕結(jié)構(gòu)即葉幕的空間幾何結(jié)構(gòu) , 包括果樹個體大小、形狀和群體密度。其主要限定因素是：栽植密度以及平面上排列的幾何形狀、株行間寬度、行向、葉幕的高度、寬度、開張度、葉面積系數(shù)和葉面積密度。（張大鵬， 1993; 2001; 2001）。 1991) , 1988）和 1980)等人根據(jù)對樹形的研究，均認(rèn)為在果園 的幼期，冠層對光的截獲主要受密度和葉面積指數(shù)的影響，在成熟果園，光的截中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 6 獲主要與冠形和冠層內(nèi)各枝類分布和比例有關(guān)，但總趨勢是光的截獲與葉面積指數(shù)成正相關(guān)。但是樹體的葉面積系數(shù)大不一定對太陽吸收輻射有利，如果葉面積指數(shù)超過臨界值，葉片將相互重疊，蔽蔭，影響有效受光面積，進(jìn)而影響到光有效截獲（ 1995）。 許多的試驗研究表明，樹冠內(nèi)部光照強(qiáng)度隨葉幕厚度的增加而減弱，光照強(qiáng)度從頂部到底部，從樹冠外圍到內(nèi)膛逐漸減弱 (李麗等， 1981； 1991； 1996 ）。 不同時期和在不同品種蘋果樹上的許多研究者認(rèn)為，對于成齡果園，在栽植位置、行向、密度和栽培管理措施相同的情況下，冠層中的光照分布主要與樹形有關(guān)（ 1996）。 1996）對成齡蘋果多種樹形光分布特征研究，發(fā)現(xiàn)開心形其光的截獲最高，在冠層的分布較為均勻，無效光區(qū)小與整個樹體的 30。 人 (2001) 的研究認(rèn)為，光在冠層內(nèi)的分布和利用效率與短枝比例和分布成正相關(guān)，蘋果的產(chǎn)量和質(zhì)量主要受短枝截獲的光能和短枝的葉面積系數(shù)影響，而樹冠開張的樹形正是保持短 枝發(fā)良好的基礎(chǔ)。 果樹冠相對空氣濕度分布及其對蘋果生長發(fā)育的生態(tài)影響 空氣濕度，特別是相對空氣濕度對蘋果樹的發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)等皆有重要作用。相對濕度在果園中的分布與變化，取決于絕對濕度和溫度的變化。相對濕度隨溫度的升高而減小，隨溫度的降低而增大。相對濕度降低，樹體蒸騰作用增強(qiáng)，影響體內(nèi)水分平衡，從而影響多種生理作用。許多研究表明（楊朝選， 2002; 999; 1985），水分對蘋果的光合作用有明顯的影響，其光合效率不同，空氣濕度過低，蒸騰作用會大幅上升，容 易引起氣孔關(guān)閉，降低光合效率。空氣濕度過高，會使果樹呼吸作用加強(qiáng)，影響碳水化合物的積累，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致病原微生物的大量繁殖。 張光論（ 1994）研究中國多生態(tài)型區(qū)空氣相對濕度對蘋果、柑桔的綜合效應(yīng)表明，蘋果生育期相對濕度以 70以下為宜，過大則果面光潔度差，著色、香氣、耐儲性差，病蟲害較重。以金冠蘋果為例，在果實生育期相對濕度為 62的四川小金地區(qū)，其所產(chǎn)果實色艷、光潔、芳香優(yōu)質(zhì)，可溶性固形物可達(dá) 18 21，而相鄰的漢源黃木濕暖山區(qū)，相對濕度平均 90，果面銹斑多，香、色、味俱差，可溶性固形物僅達(dá) 9 12。 蘋果不同生育期對相對濕度的要求也不同，一般花期、花芽分化期和果實成熟期要求空氣相對濕度相對較低，過高會使授粉受精不良，花芽分化不良，風(fēng)味差，而在新梢生長期和果實膨大期對濕度的要求高些。 果園中相對濕度的分布比較復(fù)雜，除了受溫度的巨大影響外，還受果園土壤狀況、降水、光照狀況、風(fēng)速和冠形等因素影響。楊振偉（ 1998）對富士蘋果 5 主開心形和自然園頭形兩種冠形的微氣候研究發(fā)現(xiàn)，兩種樹形在冠層相對濕度差異顯著，而且同一冠形不同不同方位其相對濕度也差異顯著。冠層內(nèi)枝條分布方向、密度、角度、著生的部位、葉幕的厚度和 葉面積系數(shù)均與微域氣候有關(guān)。目前國內(nèi)外對冠層內(nèi)濕度分布研究的報道不是很多，這方中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 7 面的研究還有待加強(qiáng)。 果樹形與樹冠微氣候的相互關(guān)系 果樹冠形的演化 生產(chǎn)上人們總是從經(jīng)濟(jì)效益的角度，盡可能的充分利用生態(tài)環(huán)境資源獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。因此蘋果樹形也經(jīng)歷了一系列的演變過程。近 20 年來，為了提早結(jié)果，增加土地和光熱資源的利用，蘋果栽培由大冠稀植逐步向小冠密植型發(fā)展，樹形由適合大冠的自然園頭形、扁圓形等向適合密植的小冠疏層形、自然紡錘形、細(xì)長紡錘行、壁籬形和開心形等轉(zhuǎn)變。大冠樹形成緩慢，達(dá)到豐 產(chǎn)所需的樹冠體積指標(biāo)晚，早期光能利用效率低，結(jié)果晚，在中后期枝干增多，冠內(nèi)枝葉密度和葉幕厚度加大，但有效容積和有效葉面積反而減少，受光不足，光合產(chǎn)物分配到果實比的例少，產(chǎn)量和品質(zhì)都會下降（束懷瑞， 1993; 2001; 1999）。小冠形蘋果樹體發(fā)育快、結(jié)果早、對土地和光熱資源利用率高。但是這種樹形大都采用輕剪長放和多留枝等修剪方法，因此成齡果園在中后期出現(xiàn)樹體枝量偏多、樹冠郁閉、內(nèi)膛光照惡化、管理困難，致使蘋果品質(zhì)下降。 近年來發(fā)展形成的開心形在蘋果高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)中顯示出明顯 的優(yōu)勢，這種樹形最初是從葡萄借鑒而來。 （ 1966）首先在葡萄上提出了葉幕開張的概念，他們發(fā)現(xiàn)葉幕內(nèi)葉片對光能的競爭是提高光合產(chǎn)量，改善品質(zhì)的限制因素。為了改善光能在葉幕中的分配，可將葉幕一分為二，從而提出了雙簾自然下垂的 葉幕（ 這一思路在日本蘋果栽培上得到應(yīng)用，形成了現(xiàn)在的開心形（徐勝利等， 1999）。這種樹形的特點是樹冠開張 , 主枝單層排列，主枝上不留側(cè)枝，只留結(jié)果枝組，樹形結(jié)構(gòu)呈平面化，枝組松散下垂立體化。這種樹形大大提高了冠層內(nèi)部 的受光條件，同時改善了冠層內(nèi)的微氣候環(huán)境，并且良好的微氣候環(huán)境與冠層內(nèi)枝葉果的協(xié)調(diào)發(fā)展相互影響（張顯川等， 1999），枝量大大的減少，但是果品的產(chǎn)量和質(zhì)量卻大大提高。蘋果開心形樹形不但適合密植，而且避免了小冠疏層形和紡錘形等樹形在成齡后期樹體出現(xiàn)枝量偏多、樹冠郁閉和內(nèi)膛光照惡化等缺點。高干開心形是我國借鑒日本的開心形的基礎(chǔ)上結(jié)合中國蘋果生產(chǎn)的實際形成的一種新樹形，在生產(chǎn)中的面積逐年擴(kuò)大。 果冠形與微氣候的關(guān)系及其生物學(xué)調(diào)控 果園是個復(fù)雜得人工生態(tài)系統(tǒng)，各個生態(tài)因子之間不是孤立的，而是相互制約 相互聯(lián)系，作為人工生態(tài)系統(tǒng)，在受果樹品種遺傳特性的限定外，又強(qiáng)烈的受到人為的管理措施影響，比如修剪，整形等 ( 1998)。許多研究表明，不同冠形微域氣候特征與樹體結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，這就是為什么在同一塊地上，肥水管理、樹齡和其他管理基本一致的相同品種，因樹形、枝葉密度、空間分布以及角度不同，表現(xiàn)出截然不同的微氣候特征，而且這種氣候資源對蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)有明顯的影響 (王成良等， 1995)。這就是葉幕的生物學(xué)調(diào)控的結(jié)果。 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第一章 緒論 8 楊振偉（ 1999）從不同冠形條件下的蘋果產(chǎn)量和質(zhì)量的測定結(jié)果來看，同一品種， 同一塊田地，在同一栽培條件下，僅以冠形不同，微氣候特征值變化不同，即會導(dǎo)致葉溫、果溫、產(chǎn)量和品質(zhì)方面的顯著差異。這說明了不同的冠形對大氣候因子的過濾產(chǎn)生了不同的生物效應(yīng)。 1992）研究發(fā)現(xiàn)，不同的蘋果樹形形成不同的冠層微域氣候，不同的樹冠微氣候?qū)μO果葉片光合作用、短枝與長枝比例、碳水化合物在果實與枝梢間的分配、果實分布等有顯著影響。從生理和生態(tài)的角度， 人在葡萄上進(jìn)行了冠形與微氣候交互作用研究（ 2000） , 通過葡萄幾種不同的冠形研究，也得出相似結(jié)論。樹冠微氣候是在整個大氣候及樹體 本身生命活動，即生理生態(tài)共同作用下產(chǎn)生的，因此，它不僅受大氣候的影響，隨大氣候的條件的改變而改變，同時也與樹體結(jié)構(gòu)有關(guān)。氣候因子對蘋果生長發(fā)育的影響，以前的很多研究大多集中在果樹區(qū)劃研究上，有關(guān)生態(tài)因子對果樹生長，發(fā)育，產(chǎn)量的影響報道多，對品質(zhì)方面的研究報道多是研究樹冠內(nèi)光照的分布以及對產(chǎn)量和產(chǎn)量的影響。綜合樹形 冠層枝葉分布和結(jié)構(gòu) 冠層微域小氣候 果實品質(zhì)的研究，是當(dāng)前蘋果生產(chǎn)和科研面臨的基礎(chǔ)而重要問題之一。 果生產(chǎn)與數(shù)字化農(nóng)業(yè) 隨著計算機(jī)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，目前果樹科研和生產(chǎn)管理也在 面向數(shù)字化、智能化，科研與生產(chǎn)中應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)從不同的角度對蘋果生理生化、生長發(fā)育、葉幕結(jié)構(gòu)等等進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，許多的果樹數(shù)學(xué)模型和專家系統(tǒng)被被建立起來，用于指導(dǎo)生產(chǎn)和科研，如生育期的預(yù)測，病蟲害的控制，樹形與果樹生產(chǎn)力關(guān)系等用精確的數(shù)學(xué)模型表達(dá)出來，形成了高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和智能化栽培管理技術(shù)措施（孫忠富， 2003； 1992； 1994） 。預(yù)測蘋果物候事件的開花模型，能很好預(yù)測蘋果的開花和盛花期時間。以蘋果生理生化為建模的理論基礎(chǔ)的生理模型，把植物的生理生化過程用數(shù)學(xué)表達(dá)式精確的表達(dá)， 使內(nèi)在的生理過程與外界的生態(tài)環(huán)境相互統(tǒng)一起來，包括光合模型，水分的運輸模型，果實發(fā)育及光合產(chǎn)物分配模型等（ 1992 ; 1995 ; 2002）。 形態(tài)的模擬是蘋果模型的重要組成部分，模擬蘋果在三維空間的生長發(fā)育狀況，以可視化的方式反應(yīng)蘋果葉幕結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化規(guī)律，對于果樹的修剪、整形、果樹冠層對光的截獲量、果園管理等具有重要的意義。 1997）等人在冠層