树形对巴旦木‘小软壳’冠层结构和果实产量及品质的影响

毛金梅，韩宏伟，刘凤兰，刘泉鑫，翟飞飞，祖力甫努尔·阿不都克力木

（1.新疆林业科学院 经济林研究所，新疆 乌鲁木齐 830063；2.新疆农业大学 林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐830052；3.河南理工大学 建筑与艺术设计学院，河南 焦作 454000；4.喀什地区林业技术推广站，新疆 喀什 844000）

巴旦木Amygdalus communis属蔷薇科Rosaceae李亚科Prunoideae桃属Amygdalus扁桃亚属Subgen.Amygdalus落叶乔木，是世界著名的优质木本油料和干果树种。巴旦木坚果仁营养价值极高，富含维生素E、单不饱和脂肪酸及多种矿质营养元素，主要被用于食品工业；巴旦木油不但是化妆品制造业的重要原料，而且因其具有明目、健脑、健胃的功效，也是治疗冠心病、高血压的药物成分，对肺炎、支气管炎疗效显著。此外，巴旦木仁的提取物还具有防癌、治癌的功效[1-2]。新疆喀什地区莎车县具有适宜巴旦木生长的气候、生态条件，是世界巴旦木的优势产区之一。然而，由于受传统种植生产模式的长期影响，新疆巴旦木整体栽培管理水平不高。巴旦木喜光，发枝力强，叶片多，容易造成树冠郁闭，内膛光照不足。树形是果树优质栽培的基础[3]，适宜的树形形成合理的冠层结构和冠层枝叶分布[4-5]，可有效改善冠层内的光照条件，对提高果实产量及品质具有重要意义。王刚等[6]研究了锥栗不同树形对冠层光照条件和坚果产量及品质的影响，结果表明开心形树冠整体光照条件良好，各冠层光照分布均匀，无效光区比例较低，坚果产量及品质高，增产潜力大，是合理树形。谭岷山等[5]通过研究‘华宁大砂壳核桃’3 种树形的树体结构、冠层特性和单株产量的差异及相关性，得出主干分层形植株的叶面积指数最高，该树形树冠层截获的总辐射能较开心形和自然圆头形分别增加了9.9%和9.2%，单株平均产量显著高于开心形和自然圆头形。龚鹏等[7]对扁桃3 种主要树形的光合特性及坚果产量进行了比较研究，结果表明扁桃修剪后树体的光合能力增强，主干分层形增幅最大，产量最高，是理想的丰产树形。

目前，有关巴旦木丰产栽培技术及果实品质的研究报道较多[7-11]，也有关于巴旦木丰产树形的研究报道[12-14]，但有关树形对巴旦木坚果产量和品质影响的研究报道较少。本研究中以3种树形（疏散分层形、开心形和自然圆头形）的巴旦木为研究对象，通过对3 种巴旦木树形的枝量及枝类空间分布、冠层叶功能性状（叶绿素含量、叶形指数、叶厚及干物质含量）、果实质量（单果质量、果形指数）及果实品质（脂肪、蛋白质、可溶性糖、还原糖、维生素E 的含量）的对比分析，研究适宜南疆巴旦木产业发展的树形结构，旨在为南疆巴旦木合理树形的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于新疆喀什地区莎车县吾达力克乡巴旦木园。该地区属暖温带大陆性干旱气候，夏季高温干燥少雨，日照长，水分蒸发量大。年平均气温11.4 ℃，气温日较差12 ～15 ℃，年日照2 965 h，年无霜期220 d 左右，年平均降水量56.6 mm，具有得天独厚的种植巴旦木的自然条件。试验地土壤类型为土质良好的砂壤土。该巴旦木园主栽品种‘小软壳’，东西行向栽植，树龄7 a，株行距3 m×7 m，灌溉方式为沟灌，年灌水量10 500 m3/hm2，其他施肥、整形修剪等措施采用当地常规管理方式。

1.2 试验材料

选取疏散分层形、自然圆头形和开心形3 种树形的7年生‘小软壳’植株作为样树，每种树形重复5 次，共15 株，分别挂牌标记。所选各树形样树的树形相对一致，生长健壮，结果稳定，栽培管理方式相对一致。

1.3 指标测定方法

1.3.1 树体指标

用钢卷尺测量每株树的树高、主干高、干径、冠幅，计算平均值。

1.3.2 枝量和枝类组成

将树冠垂直分为3 层，即下层（距地面小于1.5 m）、中层（距地面1.5 ～3.0 m）和上层（距地面大于3.0 m）。将枝条分为3 类，长枝为长度大于30 cm，中枝为长度15 ～30 cm，短枝为长度小于15 cm[1]。分别统计各树形冠层的枝量和枝类。

1.3.3 叶片指标

2019年6—7月，选择天气晴朗的上午，使用便携式叶绿素计（SPAD-502 Plus）测定各冠层叶片的相对叶绿素含量（SPAD）。选取3 种树形每株树各冠层东、南、西、北4个方向各20 片叶，使用直尺测量每枚叶片的最长长度（Ll）和最宽宽度（Wl），使用数显游标卡尺测定叶片厚度，每指标各重复5 次。然后将叶片置于水中，在5 ℃的黑暗环境中放置12 h，取出后迅速用吸水纸吸去表面水分，称量叶饱和鲜质量（mfs）；最后将叶片置于105 ℃烘箱内杀青20 min，85 ℃烘干至恒质量后，使用电子天平（精度0.000 1 g）称量叶干质量（md）[14]。计算叶形指数（I）、叶干物质含量（ωdm）。

I=Ll/Wl。

ωdm=(md/mfs)×100%。

1.3.4 果实产量和外观品质

2019年8月中旬，分别采收15 株样株的坚果，称量单株坚果质量，计算单粒质量（坚果质量除以坚果数量）；每株选20 粒果实，使用游标卡尺测量坚果及仁的纵横径和厚度。

1.3.5 果实内在品质

巴旦木果仁脂肪含量的测定参照文献[15]，蛋白质含量的测定参照文献[16]，可溶性糖含量的测定参照文献[17]，还原糖含量的测定参照文献[18]，维生素E 含量的测定参照文献[19]。

1.4 数据处理

使用Excel 2010 软件整理数据，数据为5 次重复的“平均值±标准误”。使用SPSS 19.0 软件进行统计检验。

2 结果与分析

2.1 巴旦木不同树形植株的基本特征

巴旦木3 种树形植株的基本特征见表1。

表1 巴旦木3 种树形植株的基本特征Table 1 Basic characteristics of three tree shapes of almond

2.2 巴旦木不同树形植株各冠层的枝量和枝类空间分布

巴旦木3 种树形植株各冠层的枝量和枝类组成见表2。由表2 可知，3 种树形各冠层的枝量和枝类的空间分布有一定差异。从不同树形各冠层枝量的分布比例来看，3 种树形的枝量主要集中在上层，自然圆头形树冠上层枝量最多，占69%，疏散分层形和开心形树冠上层枝量占51%～55.3%；其次，树冠中层枝量分布较多，占26%～34%；树冠下层枝量最少。从不同树形的总枝量来看，疏散分层形单株总枝量最多，达3 240，分别是开心形、圆头形总枝量的1.15、1.63 倍。从枝类分布来看，短枝所占比例最大，占90.9%～94.3%，中枝占3.3%～4.0%，长枝占2.3%～2.5%。各冠层不同类型枝条的数量由高到低均为短枝、中枝、长枝。

表2 巴旦木3 种树形植株各冠层的枝量和枝类组成†Table 2 The branch number and species composition of three tree shapes for almond

从巴旦木冠层间枝量来看，在树冠上层，开心形、疏散分层形、圆头形植株长枝数量分别为32、19、11，开心形植株长枝量分别是疏散分层形和圆头形的1.68、2.90 倍，三者具有差异显著（P＜0.05）。在树冠上层，圆头形植株中枝数量最少（34），与之相比，疏散分层形树冠上层中枝增多9.80%，开心形树冠上层增多35.29%，三者之间差异显著（P＜0.05）。在树冠上层，圆头形植株短枝数量为1 336，与之相比，疏散分层形树冠上层短枝增多19.54%，开心形树冠上层增多11.17%，三者之间差异显著（P＜0.05）。

在巴旦木树冠中层，疏散分层形与开心形植株的长枝、短枝数量的差异均不显著，但与圆头形植株的长枝、短枝数量均具有显著差异。圆头形植株树冠中层的短枝数量为455，疏散分层形和开心形植株树冠中层的短枝数量分别比圆头形植株显著增多69.74%和56.60%（P＜0.05）。在树冠中层，3 种树形的中枝数量具有显著差异，开心形植株树冠中层的中枝数量为17，疏散分层形植株为53，圆头形植株为38，疏散分层形和圆头形植株树冠中层的中枝数量分别是开心形植株的3.12、2.24 倍（P＜0.05）。

巴旦木树冠下层枝量所占比例最少，3 种树形植株的长、中、短枝数量均具有显著差异，枝量由大到小依次为疏散分层形、开心形、圆头形。

2.3 巴旦木不同树形植株各冠层叶片的功能性状

不同树形植株冠层间光照分布的差异会直接影响叶片的功能性状。巴旦木3 种树形植株各冠层叶片的功能性状见表3。叶形指数是反映叶片功能特征的一个重要指标，可以用来研究叶片的生长状况及生长规律[20-21]。由表3 可知，巴旦木3 种树形植株各冠层的叶形指数值由高到低依次均为自然圆头形、开心形、疏散分层形，且疏散分层形和开心形植株的叶形指数与自然圆头形植株有显著差异，但疏散分层形和开心形植株两者之间差异不显著。与自然圆头形相比，疏散分层形和开心形植株树冠上层的叶形指数分别降低了18.97%、14.94%，树冠中层分别降低了19.20%、12.20%，树冠下层分别降低了19.47%、15.63%（P＜0.05）。巴旦木各冠层叶片的厚度略有差异，由高到低大致依次为上层、中层、下层。自然圆头形植株3个冠层的叶片厚度均最小，在树冠下层疏散分层形植株的叶片厚度比开心形植株略厚，在树冠上、中层疏散分层形植株的叶片厚度与开心形植株无显著差异。

叶干物质含量可以反映植物获取资源的能力。由表3 可知，在巴旦木树冠上层，开心形植株的叶干物质含量比疏散分层形和自然圆头形植株分别高13.64%和11.57%（P＜0.05）；在树冠中层，开心形植株的叶干物质含量高于疏散分层形和自然圆头形植株，但不显著（P＞0.05）；在树冠下层，疏散分层形和开心形植株的叶干物质含量分别比自然圆头形高14.54%、13.27%（P＜0.05），但疏散分层形和开心形植株两者之间差异不显著（P＞0.05）。

表3 巴旦木3 种树形植株各冠层叶片的功能性状†Table 3 The canopy leaves functional traits of three tree shapes for almond

叶绿素是植物进行光合作用的主要载体，其相对含量是反映植物营养胁迫、光合作用能力和植物发育阶段的主要指标。SPAD 值是衡量植物叶片叶绿素相对含量及绿色程度的重要参数[20,22]。在巴旦木3 种树形中，自然圆头形植株的叶片SPAD值最小，疏散分层形和开心形植株叶片SPAD 值的差异不显著。从各冠层的4个方向来看，疏散分层形和开心形植株树冠东部的中、下层及西、南部上层的叶片SPAD 值显著高于自然圆头形植株（P＜0.05）。

综上所述，自然圆头形植株的叶形指数最大，叶片厚度、SPAD 值和叶干物质含量最小，叶片品质最差；开心形植株树冠上、中层的叶干物质含量最大；疏散分层形植株的叶形指数最小，树冠中、下层叶片厚度略高。

2.4 巴旦木不同树形植株果实的产量和品质

2.4.1 巴旦木不同树形植株果实的产量

巴旦木3 种树形植株果实的产量见表4。

表4 巴旦木3 种树形植株果实的产量†Table 4 Yield of three tree shapes in almond fruit

由表4 可知，3 种树形植株的单株产量由高到低依次为开心形、疏散分层形、圆头形。疏散分层形、开心形、圆头形植株的单株产量分别为1.18、1.34、0.96 kg，与圆头形植株相比，疏散分层形和开心形植株的单株产量分别显著增高了23.02%和40.25%（P＜0.05）。开心形植株的单株产量高于疏散分层形植株，但两者之间无显著差异（P＞0.05）。巴旦木3 种树形植株的单位面积产量由高到低依次为开心形、疏散分层形、圆头形。开心形植株的单位面积产量（643.60 kg/hm2）比疏散分层形植株（564.50 kg/hm2）显著增大了14.01%（P＜0.05），比圆头形植株（459.31 kg/hm2）显著增大了40.12%（P＜0.05）。

2.4.2 巴旦木不同树形植株果实的外在品质

巴旦木3 种树形植株果实的外观品质见表5。由表5 可知，疏散分层形和开心形植株的单果质量和仁质量与圆头形植株的这2 指标均具有显著差异。与圆头形植株相比，疏散分层形和开心形植株的单果质量分别显著增长20.56%和25.82%（P＜0.05），仁质量分别显著增长22.11%和23.73%（P＜0.05），开心形植株的单果质量略大于疏散分层形植株（P＞0.05）。3 种树形植株坚果纵径的差异不显著，横径的差异显著，纵横径由大到小依次均为开心形、疏散分层形、圆头形（P＜0.05）。圆头形植株坚果的厚度最小，与开心形植株有显著差异（P＜0.05），疏散分层形与开心形植株坚果厚度的差异不显著（P＞0.05）。疏散分层形和开心形植株坚果仁的纵横径比圆头形植株显著增大（P＜0.05），但疏散分层形和开心形植株两者之间差异不显著（P＞0.05）。3 种树形植株坚果仁的厚度无显著差异。综上所述，圆头形植株果实的外在品质劣于疏散分层形和开心形植株；开心形植株的单果质量和仁质量略高于疏散分层形植株，但不显著，开心形植株的坚果横径大于疏散分层形植株。

表5 巴旦木3 种树形植株果实的外观品质†Table 5 Appearance quality of three tree shapes in almond fruit

2.4.3 巴旦木不同树形植株果实的内在品质

巴旦木3 种树形植株果实的内在品质见表6。由表6 可知，3 种树形植株果仁的可溶性糖、还原糖、脂肪和维生素E 的含量之间无显著差异（P＞0.05）；疏散分层形与开心形植株果仁的蛋白质含量无显著差异（P＞0.05），但均显著高于圆头形植株。

表6 巴旦木3 种树形植株果实的内在品质†Table 6 Internal quality of three tree shapes in almond fruit

3 结论与讨论

良好的树形和树体结构是巴旦木优质丰产的必要条件。本研究结果表明在3 种巴旦木树形中开心形树形最合理。开心形巴旦木植株的主枝数少，树冠开张，枝量总数仅次于疏散分层形，叶干物质含量最多。按照果实单位面积产量、株产、单果质量、仁质量和坚果横径由高到低排序，3 种巴旦木树形依次均为开心形、疏散分层形、圆头形。美国等巴旦木生产出口大国在生产中主要采用开心形树形。该树形上、中、下部各类枝条分布相对合理，树冠通风透光，利于坚果正常生长和成熟开裂，另外树体高度适中，便于人工和机械修剪等生产管理，为巴旦木优质丰产创造了良好的树体结构和空间环境条件[6]，与本研究中得出的结论基本一致。目前，新疆巴旦木产区生产中以开心形、疏散分层形树形居多，圆头形树形较少。根据本研究结果并结合产区实际，建议今后巴旦木生产中宜推广应用开心形树形。

3.1 冠层结构对巴旦木枝量和枝类分布的影响

不同树形果树的冠层结构也不相同，冠层结构影响果树枝量和通风透光，因此合理的冠层结构是果园丰产的必要条件[23-25]。本研究结果表明，3 种树形的巴旦木植株各冠层总枝量分布比例由高到低依次均为上层、中层、下层，3 种树形植株的总枝量由大到小排序依次为疏散分层形、开心形、圆头形；从枝类分布来看，短枝所占比例最高，3 种树形的上、中、下冠层中按比例由高到低排序依次均为短枝（93.36%～94.34%）、中枝（3.29%～4.03%）、长枝（2.28%～2.62%）。树形结构与枝叶分布密切相关。疏散分层形树体高大，主枝数量最多，分布在树冠上、中、下三层，枝量最多，但枝叶茂密，透光性不足；开心形植株的主枝数量相对最少，树冠开张，树体通风透光状况良好，枝量主要集中分布在树冠上、中层，枝量总数仅次于疏散分层形；圆头形植株的主枝数量略大于开心形，但枝量主要分布在冠层上部，中部有少部分枝条，下层几乎无枝条，所以圆头形植株总枝量最少。这与江振斌等[3]和王刚等[6]的研究结果一致。因此，通过合理修剪，可有效改善树体枝量及其空间分布，改善树冠内通风透光状况，为果树增产提供条件。

3.2 冠层结构对巴旦木叶片品质的影响

树体的光照水平与叶片品质密切相关。叶形指数、叶干物质含量、叶绿素含量等是叶片发育和生理功能状况的重要指标[25]。同时，树体的光合性能对干物质积累和产量有重要影响[26]。本研究结果显示，在3 种树形中，疏散分层形植株树冠上、中、下层叶片的叶形指数均最小，在树冠中、下层的叶片略厚，但叶片SPAD 值与开心形植株无显著差异（P＞0.05），树冠东部中、下层和西、南部上层叶片的SPAD 值显著高于自然圆头形植株（P＜0.05）。这可能是由于东向和南向光照足，枝叶生长繁密[27]。此外，疏散分层形植株树冠上、中层叶片的干物质含量显著小于开心形植株，下层叶片的干物质含量显著高于自然圆头形植株（P＜0.05）；自然圆头形植株叶片的叶形指数最大，叶片最薄，叶片SPAD 值和叶干物质含量最小（P＜0.05）。3 种树形植株的叶片品质由优到劣排序依次为开心形、疏散分层形、自然圆头形。在冠层各区域光照强度的差异显著，南向平均光照强度最高，且同一冠层条件下，西向和北向的光照强度均小于东向和南向，夏季应适当对东、南方向的枝叶进行修剪，保证树体受光均匀[22]。

3.3 冠层结构对巴旦木果实产量及品质的影响

果树栽培管理水平和整形直接影响果实的产量和品质。按照单位面积产量、株产、单果质量、仁质量和坚果横径由高到低排序，3 种巴旦木树形依次为开心形、疏散分层形、圆头形。3 种树形果仁的可溶性糖、还原糖、脂肪和维生素E 含量之间无显著差异（P＞0.05），疏散分层形和开心形植株果仁的蛋白质含量显著高于圆头形植株（P＜0.05）。王刚等[6]通过研究发现，3 种树形锥栗的单粒质量、可溶性糖含量、还原糖含量及淀粉含量与光照分布规律相似，按冠层呈现自上而下逐渐降低的趋势。本研究中，3 种树形巴旦木植株果实内在品质的差异不大，可能是与试验期短或果实采收未按冠层采收有关。龚鹏等[7]的研究结果表明，在主干分层形、开心形和自然生长树形3 种扁桃树形中，主干分层形植株的株产和单位面积产量增幅最大，这与本研究结果有所不同，可能与研究侧重角度、巴旦木品种类型、栽培及施肥管理水平、树势等有关。

影响果树果实产量和品质的因素较多，如施肥管理水平、整形修剪标准化程度等。本试验仅开展了1年，为了达到更准确的效果，应补充光照强度等相关指标，连续多年进行试验。