Analysis of photosynthetic capacity of four apple canopy structures in China

Abstract

光合作用是影响果树生长发育的重要因素, 果实的产量和品质主要取决于树冠内叶片的光合作用分布。本研究主要目的是利用三维树冠光合耦合模型模拟比较我国4种主要苹果树形(小冠疏层形、疏散分层形、纺锤形和开心形)光合能力的三维分布和日变化。试验于2010-2012年在富士苹果(<i>Malus domestica</i> Borkh. cv. "Fuji")园进行, 通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布, 根据不同辐射下叶片最大光合速率经验公式计算叶片净光合速率(<i>P</i>n)在三维树冠空间内的分布。结果表明, <i>P</i>n的三维分布和相对辐射相似, 在树冠上部变化平缓, 在树冠内随辐射的降低而急剧减少; 光合总量的分布主要取决于叶面积密度。通过对4种主要苹果树形光合能力分析研究发现, 当PAR=1 500 μmol·m^-2·s^-1时, 4种树形的Pn分别为: 小冠疏层形6.72 μmol·m^-2·s^-1、疏散分层形7.52 μmol·m^-2·s^-1、纺锤形7.24 μmol·m^-2·s^-1、开心形9.88 μmol·m^-2·s^-1。不同树形日光合总量的差异主要与叶面积指数相关; 在晴天, 单位地面上4种树形的日光合总量分别为: 小冠疏层形665.5 mmol·m^-2·d^-1、疏散分层形791.7 mmol·m^-2·d^-1、纺锤形752.6 mmol·m^-2·d^-1、开心形601.1 mmol·m^-2·d^-1。研究表明, 4种苹果树形中开心形树冠<i>P</i>n高, 有利于提高果实品质; 而其他3种树形的光合总量大, 有利于提高果实产量。