不同树形对软儿梨光合特性、果实品质的影响

张茵桔，刘小利，李 沁,3

（1.青海大学农牧学院，青海西宁 810016；2.青海大学农林科学院，青海西宁 810016；3.青海高原林木遗传育种实验室，青海西宁 810016）

软儿梨是青海的特色梨品种，主要生长于甘肃部分地区与青海的河湟谷地[1]。软儿梨在青海的栽培历史已经超过700 年[2]，口感良好、味道鲜美，是该地区广泛栽培的梨品种[3-4]。软儿梨目前面临着栽培技术落后、标准化程度低等问题，导致软儿梨果实品质差、品质稳定性不佳，影响其健康价值和市场竞争力[5]。树形对果实品质有显著影响，果实品质由单果质量、果实色泽等外观品质与可溶性固形物、维生素C含量等内在品质共同决定。冠层结构作为树形的关键组成部分，与树冠内部光照分布紧密相连[6]，树形差异会直接影响冠层的光合产能[7]，光合产能与果实品质密切相关。因此，通过改造树形结构能有效改善果实品质[8]。张秀莉等对不同树形对苹果品质及产量的影响研究发现，主干形树形的可溶性固形物优于纺锤形[9]。张琦等开展不同树形对库尔勒香梨的果实品质影响研究，表明主干形结果量显著高于小冠疏层形[10]。目前关于果树树形及品质的研究主要从树体光合指标、果实外观及内在品质指标等方面进行研究，关于不同树形对软儿梨果实品质的影响方面的研究鲜有报道。因此，本研究选择小冠疏层形、纺锤形和主干形3 种树形对软儿梨树体进行改造，以不修剪的树形为对照（CK）。针对这4 种树形的光合参数、叶绿素含量、果实品质指标进行分析，并通过主成分分析进行综合评价，筛选出光照利用率高、果实品质优异、产量高的理想树形，以期探索软儿梨高光效树形，为提升软儿梨栽培技术提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于青海省海南藏族自治州贵德县河东乡查达村果树种植基地，属高原大陆性气候，平均海拔2 200 m，年均温7.3 ℃，年降雨量252 mm，≥0 ℃积温2 930 ℃，年无霜期166 d。属灌淤土，黏壤[11]。土层厚度60 cm 左右，肥力中等。试验地以酥梨作为软儿梨的授粉树，授粉品种与栽培品种按1∶5的比例进行配置，株行距为1.5 m×3 m，林下清耕。

1.2 试验材料

选择生长良好、长势一致、结果稳定的软儿梨树，在原有放任树形的基础上进行树形改造，以原有放任树形为对照。

1.3 试验方法

1.3.1 树形改造

试验于2022年春季树体萌芽前进行。将成年树按照主干形、纺锤形、小冠疏层形树形标准结构进行改造。单株小区，重复3次。

小冠疏层形的改造：在原有树主干50～80 cm 范围内选择不同方位、生长势均衡、粗度不超过主干粗度1/2 的3 个旺枝作为第一层主枝，主枝基角约80°，角度不够的进行拉枝；在第一层每个主枝上选留2 个侧枝，侧枝间距50～60 cm。在第一层主枝之上80～100 cm 处选留2 个不同方位的枝条作为第二层主枝，并与第一层主枝方位错位分布，主枝基角70°左右；在第二层每个主枝上选留1 个侧枝。在第二层之上60～70 cm 处选留一个侧生枝条作为第三层主枝，并“落头”。在不影响基本树形和光照的前提下，各层间可保留数个小辅养枝。选留的主枝延长枝根据长势进行中、轻度短截。除选留的主枝、侧枝和辅养枝外，其余枝条全部疏除。改造后的树体高度约2.5 m。

主干形的改造：在原有树形上选择一枝挺拔的中心干作为主干，在主干上选留不同方位的主枝8～10个，主枝间距25 cm，主枝基角为90°左右，角度不足进行拉枝。选留主枝的粗度不超过主干的1/5～1/3。在保证基本树形和光照前提下，树体中部可以保留若干小辅养枝，其余枝条全部疏除。在树体光秃带部位进行刻芽，刻芽间距约20 cm。改造后的树体高度约2.5 m。

纺锤形：在原有放任树的基础上保留1 枝生长健壮的直立树干作为中心干，在中心干上留下不同方位的15～20 个枝组，枝组之间的间距为15～20 cm，枝组基角约80°，侧枝与主枝粗度的比例约为1∶3。在保证基本树形和光照前提下，树体中部可以保留数个小辅养枝，除选留的主枝和辅养枝外，其余枝条全部疏除。在树体光秃带部位进行刻芽，刻芽间距为20 cm。改造后的树体高度约2.5 m。

1.3.2 光合作用参数及叶绿素含量的测定

于当年7月的晴天进行，09:00—11:00选取东南方向、外围枝条成熟叶片，用LI-6400P型便携式光合仪测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(GS)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。按照垂直高度分为下层（0～0.8 m）、中层（0.8～1.6 m）和上层（1.6～2.4 m），每层按照东南西北4 个方向采集叶片并带回实验室，按照张宪政[12]的方法计算叶绿素含量。

1.3.3 果实品质指标的测定

于当年10月果实成熟时，按照树冠外围东西南北4 个方向采果，每株采集30 个果实带回实验室，测定品质指标。

外观品质：参照《果树种质资源描述符》[13]选择单果质量、果实色泽、果实形状、果面光洁度4 项指标进行测定。

内在品质：可溶性固形物用手持糖度计测定；维生素C 含量采用2,6-二氯靛酚钠法测定[14]；可溶性糖含量按刘海英等[15]的方法进行测定；硬度用硬度计进行测定，在果实的对立面分别削去1 cm2左右的果皮，测量果肉硬度[16]；可滴定酸采用酸碱中和滴定法进行测定[17]；石细胞含量用冷冻分离烘干称重法测定[18]；单宁含量参照李静等[19]的方法进行测定。

1.3.4 统计分析方法

用Excel 2009 汇总并处理数据，采用SPSS 26.0 软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同树形的光合指标及叶绿素含量比较

光合指标和叶片叶绿素含量体现树体吸收利用光能并将其转化积累为营养物质的能力。从表1可见，不同树形对净光合速率影响较大，但3种树形间差异不显著，其中以主干形树形最高，为16.92 μmol·m-2·s-1，CK 最低，为13.52 μmol·m-2·s-1，主干形、纺锤形、小冠疏层形三者差异不显著，主干形与CK 差异显著。气孔导度从高到低依次为主干形、CK、纺锤形、小冠疏层形，主干形与小冠疏层形存在显著性差异，纺锤形、CK 与主干形、小冠疏层形差异不显著。胞间CO2浓度无明显规律，主干形最高，显著高于小冠疏层形和CK，其次为纺锤形、小冠疏层形，CK 最低。蒸腾速率方面，从大到小依次为主干形、纺锤形、小冠疏层形、CK，主干形显著高于小冠疏层形、CK。主干形、纺锤形树形的叶绿素含量显著高于小冠疏层形、CK。

表1 不同树形软儿梨的光合指标及叶绿素含量比较

2.2 不同树形对果实外观品质的影响

从表2 可以看出，4 种树形单果质量差异不显著。主干形果实果面光滑，而其他3 种树形的果面光洁度均为中等。主干形、纺锤形果实呈绿黄色，小冠疏层形和CK 呈黄绿色。主干形、纺锤形的果实均匀，小冠疏层形和CK果实较均匀。

表2 4种树形果实的外观品质指标

根据蒲慎[13]的《果树种质资源描述符》中对果实的外观综合评价的标准，主干形、小冠疏层形、纺锤形、CK的外观综合评分分别为好、好、中等、中等。

2.3 不同树形对果实内在品质及产量的影响

从表3 可知，不同树形果实的内在品质存在差异性。果实可溶性固形物含量方面：主干形比纺锤形提高5.5%，二者之间差异显著，纺锤形与小冠疏层形差异不显著，主干形与纺锤形显著高于CK。果实可溶性糖方面：主干形与纺锤形显著高于小冠疏层形与CK，小冠疏层形与CK 差异不显著。果实可滴定酸含量方面：主干形与纺锤形、小冠疏层形差异不显著，纺锤形与CK 差异显著，主干形较纺锤形、小冠疏层形、CK 分别提高5.7%、12.17%、25.24%。4 种树形的果肉硬度差异不显著。果实维生素C 含量方面：主干形、纺锤形、小冠疏层形、CK 间均呈显著差异，主干形较纺锤形、小冠疏层形、CK 树形分别提高14.2%、33.3%、60%。石细胞含量方面：CK 含量最高，主干形、纺锤形、小冠疏层形均显著低于CK 树形。不同树形产量从高到低依次为小冠疏层形＞纺锤形＞主干形＞CK；小冠疏层形与CK差异显著。

表3 4种树形果实的内在品质指标及产量

2.4 主成分分析及树形筛选

将体现不同树形光合特性及产量品质的共16 项指标进行主成分分析，得到相关指标的各因子载荷矩阵（见表4），根据各因子的相关性程度，得到5 项公因子F1、F2、F3、F4、F5（特征值均大于1），方差贡献率分别为39.758%、14.579%、10.659%、10.597%、7.856%（见表5），累计方差贡献率为95.674%，即可反映初始指标95.674%的信息，可以作为评价不同树形的综合指标。F1、F2、F3、F4、F5分别代表第一主成分、第二主成分、第三主成分、第四主成分、第五主成分，以每个主成分的贡献率作为权重比例，得到综合评分主成分模型：

表4 各因子载荷矩阵

表5 主成分分析结果

根据上述模型计算出4 种不同树形果实品质的综合评分。从表6 中可以看出，主干形综合评分最高，排名第一；其次为纺锤形，第三为小冠疏层形，CK最低，排名第四。

表6 不同树形果实品质的综合评分

3 结论与讨论

3.1 冠层结构对光合参数及叶绿素含量的影响

叶片受到太阳辐射多少是影响植物光合作用强度的主要因素，在外界环境相同的条件下，树冠结构是影响树冠内部光照分布的重要因素，改良冠层结构是提升树体光合作用强度的主要方法。姜晓艳等认为“V”字形、圆柱形梨树冠层可接受更多光照，叶片积累光合产物的能力更强，可作为生产优质梨果适宜的树形[20]；刘珊珊等研究表明，砀山酥梨的“Y”字形冠层开度更高，净光合速率高，产量也较高[21]。本研究结果表明，主干形的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量均高于其他树形。王文军等在灰枣上的研究结果表明，主干形光合利用率、气孔导度均高于小冠疏层形，与本研究结果一致[22]。主干形相较于纺锤形、小冠疏层形和CK 树形对光照的利用率更高，积累的营养物质更多。主干形、纺锤形、小冠疏层形的净光合速率比CK树形分别高25.14%、16.42%、10%，主干形净光合速率提升最大，表明主干形冠层截获光照更多，树体结构更合理。

3.2 冠层结构对果实产量及品质的影响

通过构建合理的树形结构提升果实产量、品质，以获得更高收益，是树体整形修剪的目的。本研究中，主干形、纺锤形、小冠疏层形的产量均高于500 kg/667 m2，主干形产量显著高于CK 树形，CK 树形最低。根据前人试验可知，软儿梨的单果质量在90～130 g[23]，本试验的单果质量在100～160 g 之间，差异不大，与前人试验结果接近。主干形可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量显著高于其他树形，主干形、纺锤形可滴定酸含量显著高于小冠疏层形和CK，CK树形的石细胞含量最高，与其余树形差异显著，果个越大，石细胞含量越高，与前人研究结果一致[23]。不同树形的果实果肉硬度无明显差异，说明光照对此因素的影响不大，这与姜晓艳等[20]的研究结果一致。

试验结果表明，树形结构对软儿梨的光合参数、果实品质及产量有显著影响，主干形光合参数最高，叶绿素含量最高，产量最高，综合评分最高；纺锤形果实品质较高，光合参数较高，产量较高；小冠疏层形光合参数、产量及品质处于中等水平；CK 树形光合速率低、产量低、果实品质差。4 种树形对比，主干形树形结构简单，光照率高，果实品质好、产量高，可作为青海省梨园的高光效树形。本试验是软儿梨果实第一年稳定挂果时完成，后续年份主干形的高光效、高品质、高产量的优势是否能延续，需进一步研究。