第一节 苹果的生长发育特性
一、根系生长
图2-1 苹果的根系
(一) 根系生长特点
(1)苹果树根系(图2-1)。在一年中无自然休眠现象,只要条件合适,全年均可不断生长,或由停止生长状态迅速恢复到生长状态。根系生长温度苹果根在3℃时开始生长,7℃以上生长加快,20~24℃生长最好,小于3℃和大于30℃时,根系停止生长。
(2)根系生长动态与砧穗组合、树体生长结果状况、气候、土壤状况等密切相关。有机物与内源激素的积累可促进根的生长,冬季低温和夏季高温、干旱可抑制根系生长。在清耕和冬季低温影响下,根被迫休眠。
(3)根系生长高峰与枝梢生长高峰、果实发育高峰交错发生,每个时期只有一个营养中心。在一年中,苹果根系出现2~3次生长高峰,幼树多为3次,盛果期树一般为2次,健旺树也有3次生长高峰。第一次根系生长高峰在3 月上旬至4月中旬间出现,第二次根系生长高峰6月底至7月初出现,此期发根量最多、时间最长、生长最快。第三次根系生长高峰在9月上旬至11月下旬,此期正值苹果采后根系贮藏营养迅速增加,但随土温下降而结束。
(二) 影响根系生长的因素
影响根系生长的因素很多,一方面是由砧木和接穗亲和性有关,在丽江如用西府海棠为砧木或丽江山定子为砧木,嫁接苹果的亲和力都很好,寿命长。用西府海棠为砧木,须根发达,长势健壮;而用丽江山定子砧则细长根多,分枝稀疏。同时与树体营养水平关系密切,就是说根系生长与地上部营养水平密切相关。当结果过多、叶片受害、光合产物不足时,根系被抑制;如果严格控制产量,加强叶面追肥,则促进根系的生长。
另一方面与环境因素有关,而这些环境因素主要是温度、水分、通气性、养分等组成。
1. 土温
苹果根系当土温达1~2℃时开始生长。土温过高过低,都不利于根系吸收水分和无机盐,甚至能使根系死亡。
2. 土壤含水量
适于根系生长的土壤湿度是田间持水量的60%~80%,低于50%根系生长受阻,低于20%时,根停止生长。土壤水分过多,则通气不良,根系窒息死亡,或吸水不足呈生理干旱,造成落叶。
3. 土壤通气性
主要是土壤中氧和二氧化碳含量对根系生长发生重要影响。当土壤中氧含量在10%以上时,根才能正常活动;15%以上时,长出新根;低于5%时即停止生长。而当土壤中二氧化碳达10%时,根的代谢机能就会受到破坏。
4. 土壤养分
根系有趋肥性,即向肥料多的地方生长,尤其有机肥多时,土壤温度湿度、水、气、肥状况好,根系发生吸收根多,加长根系活动时间。适量增施氮、磷肥,可促进根系生长,但氮过多,枝叶徒长,不利于发根。
二、芽与萌芽
(一)芽的特性
苹果的芽按性质分为叶芽、花芽两种(图2-2)。
1. 叶芽
叶芽也可以看成枝芽,呈三角形,尖长而较直,展叶后长成枝,叫做新梢或营养枝。枝条按生长状况可分为:徒长枝、普通枝、纤细枝、叶丛枝。
芽是分化器官、长成枝干和树冠的基础。苹果树上芽的种类颇多,从着生部位上分为顶芽与侧芽,从芽质上分为饱满芽和秕芽、次饱满芽;按性质分为花芽和叶芽,按发生位置分为主芽和副芽,按发生时间分为隐芽、潜伏芽和早熟芽。这些类型的芽,在建造树冠和形成产量中,各有不同的作用。
2. 花芽
苹果的花芽是混合芽,苹果花芽除腋花芽外都在枝条顶端形成。混合芽萌发的结果是枝按枝条长度分为短果枝,其长度5cm以下;中果枝,其长度为5~15cm,节间较短,枝条较粗壮;长果枝,长度在15cm以上的果枝。长果枝与发育枝不易区分,可根据顶芽的饱满程度来判断。
图2-2 苹果芽的种类和形态
腋花芽,在当年生枝的叶腋处形成的芽,第二年能开花结果。
苹果的花芽分化,多数品种都是从6月上旬开始至入冬前完成,整个过程分为生理分化、形态分化和性细胞成熟三个时期。花芽为混合芽,花序为伞房状聚伞花序。每个花序开花5~8朵,多为5朵,中心花先开,边花后开,以中心花的质量最好,坐果稳,结果大,疏花疏果时应留中心花和中心果,多疏边花和边果。花芽先发叶后开花,并从果台上抽生副梢,果台副梢抽生的多少、长短随品种和结果母枝的营养条件而异。
(二)芽萌发条件
萌芽期苹果树萌芽又分为芽膨大期和芽开绽期。芽膨大期标准是芽开始膨大,鳞片开始松动,颜色变浅。芽开绽期标准是鳞片松开,芽先端露出幼叶叶尖。
1. 温度
苹果大多数芽在形成当年不萌发,经过自然休眠后,一般在日平均气温5℃以上、土温7~8℃,经10~15天,即开始萌芽。花芽萌动比叶芽早。
2. 水分
春季高温、干燥、天气晴朗,萌芽早而整齐,延续时间短;反之,低温、阴雨、潮湿则萌芽晚、持续时间长。生长季其他时期萌芽则取决于水分条件。雨水充足,萌芽较多;天气干旱则难以萌芽。可用调控水分,促进与抑制萌芽抽梢。
3. 品种与树势、枝势
芽的萌发与品种密切相关,如富士萌芽率比金冠高、金冠萌芽率比国光高;短枝型品种比普通型品种高。树势旺,枝势强,枝直立,芽萌发率低,局限于枝梢顶部或剪口下几个芽萌发。另外,树体贮藏营养充足者,萌芽早;树冠外围和顶部的强枝比内膛和下部的枝条萌芽早。同一枝条上顶部芽萌芽也早。在夏剪等刺激下,本来不会萌发的芽,也可提早萌发(如摘心、扭梢、秋剪等)。
三、开 花
从花的结构而言,花的雄蕊上着生花药,花药中有花粉囊,囊中装有花粉。雌蕊由花柱构成,顶端为柱头,下部有子房与胚珠(图2-3)。
苹果开花期因丽江各地气候不同而有一定差异。一般在4月上旬~4月下旬,每花芽有花3~7朵,且中心花先开。苹果是异花授粉植物,大部分品种自花不能结实。各类结果枝的比例因树龄、品种不同而有变化。通常是幼树的长果枝和中果枝较多,随着树龄的增大,短果枝比例迅速上升,及至盛果期,一般可达70%以上,衰老期几乎完全是短果枝。从品种上看,金帅等品种的长果枝与中果枝较多,新红星、红富士等品种的短果枝比例大,容易形成腋花芽。
(一)苹果开花期
开花过程必须顺序经过花芽膨大→芽开绽→花序伸出→花序(蕾)分离→初花→盛花→终花→谢花期等几个时期。
(1)初花期
全树有5%的花开始开放的时期。
(2)盛花期
图2-3 苹果花结构图
全树25%以上的花开放为盛花初期,50%的花开放为盛花期,75%以上的花开放为盛花末期。
(3)终花期
全部花已开放,并有部分花瓣脱落。
(4)谢花期
大量落花至落花完毕。
苹果开花,在一个花序内,中心花先开放,侧花顺次开放;在各类果枝中,短果枝花先开放,中、长果枝花随后,腋花芽开花最晚;不同年龄时期的苹果树相比,成龄树比初果期开花早,弱树比旺树开花早。实际上苹果花开放可分为三批花,第一批花多为中心花,第二批花为边花,第三批花为腋花芽花,发育弱的花。一般以第一批花质量好,坐果可靠,果形大而高桩。
(二)开花条件
(1)温度
一般,日平均气温8℃以上时,花芽开始萌动,日平均气温15℃以上时,多数苹果品种开花。但不同地区开花期不同,主要与当地花前、花期气温有关。每个品种都需要一定的积温量才能开花。例如,对元帅来说,≥3℃的积温需要281~288℃,或≥5℃的积温达193~206℃。
多数品种花期适温为18℃左右。一朵单花开放历时2~6天,一个花序开完需7天左右,全树或全园花期一般为8~15天左右。
(2)品种
花期早晚,各品种相差较大,开花早的品种有甜黄魁、伏锦、红玉、祝光、鸡冠等,晚开花品种为国光。处于中间状态的为富士、元帅系等。
四、授粉、受精和坐果
(一)授 粉
花朵开放时,雄蕊花丝挺起,随后,花药开裂,散出花粉粒。花粉经昆虫和风传播落到雌蕊柱头上。在柱头上发芽,生出花粉管。花粉管钻入柱头并沿花柱伸向子房,完成受精。
花粉传播 苹果树是异花授粉树种,在自然环境中主要靠访花昆虫和风的共同作用,才能充分授粉。大部分苹果品种自花(同品种类)不能结实,或结实率不高,不能满足生产需要。在苹果花期管理中,缺少昆虫传粉时,单凭风传花粉,授粉效果很差。
在生产实践中,访花蜂类已成为苹果树授粉得力员工。例如,1只蜜蜂1h内可访花1000朵左右,通常一群蜂中,每天约有4000头工蜂外出访花,按1天活动4h计,则一群蜂1天就可访花1600万朵。667m2苹果园里平均有20万朵花,换算后,一群蜂可为80亩左右苹果园授粉。
近年来,我国从日本引进野生传粉昆虫——角额壁蜂、凹唇壁蜂,667m2苹果园只需释放80~100头壁蜂,这种蜂工作效率为蜜蜂70~80倍。其活动温度比蜜蜂低2~3℃,活动范围多在60m2范围内,若花源不足,可飞达100~150m。活动时间,苹果花期天气晴朗时早8点至下午6时,每天工作10~11 h。每头雌蜂每分钟能访花20~30朵并送粉一次,一天可访1万~1.2万朵花。
(二)花粉发芽
花粉的发芽率除受本身发育程度的影响外,授粉时的外界温度、湿度和柱头分泌物的状况都影响发芽强弱。正常花的花粉发芽力是相当高的,但在高温、高湿下,很快丧失其发芽力。苹果花粉在15.5~21℃时,发芽最好,受精最宜,在26.6℃以上时,花粉发芽受到明显抑制。
(三)授粉的亲和性
苹果自花花粉落在自花柱头上,往往不萌发,或即使萌发,花粉管也伸长很慢,不久逐渐萎缩,而异品种花粉,则能正常萌发并迅速长出花粉管进行受精。花粉在柱头上这种亲和力表现,是在长期系统发育中形成的一种特性;由此,能防止自花授粉,保持其后代优势。苹果品种间亲和力很不一致(表2-2),此表是配置授粉树最好的参考资料。
(四)花粉直感
花粉的遗传成分直接影响当代果实的发育,这种现象称为花粉直感。如杜习魁等报道(1981年),用红玉、大国光花粉授给秦冠和国光,果大、形正、色泽艳美、含糖量高;红玉花粉授给金冠,果实耐藏,不易皱皮;印度花粉给其他品种授粉,果形变异很大。
(五)坐果与落果
1. 坐 果
授粉的花朵能否使幼果坐住,关键是受精;坐的果能否长大,关键是营养。不同的苹果品种坐果率也有高低差异,花朵坐果率由高而低的顺序是:国光﹥烟红蜜﹥烟青﹥金冠﹥红光﹥玉霰﹥印度﹥富士﹥青香蕉﹥伏花皮﹥鸡冠﹥元帅。
2. 落花、落果
未受精、受精不良和营养供应不及时的花和幼果出现几次脱落现象。
(1)第一次出现在盛花后9~16天,落掉的是未受精的幼子房。
(2)第二次在盛花后21~28天,果实直径0.5~0.7cm时,落掉的是初步发育的幼果,原因是受精不良和营养不足所致。
(3)第三次在盛花后37~43天,即幼果直径1cm左右时,落果原因是幼果营养不良所致。
表2-1 丽江苹果主产区的物候期
(4)第四次,有些品种(旭、红玉、元帅、津轻等)在采前1个月左右出现落果,多数因成熟不一致、霉心病等所致。
上述4次落果中,第一次落果数量最多,第二次较多,第三次较少,第四次最少。后两次落果对产量、质量损失较大。元帅落果率最高可达50%。
五、果实发育
(一)果实发育日期
不同苹果品种的果实从落瓣开始到果实成熟,需要不同的天数,这就关系到早熟、中熟、晚熟苹果品种。
(二)果实生长
苹果从小到大需要经过几个时期。
1. 第一生长期 幼果期
也称果实生长前期或蛋白质营养期。此期主要是细胞迅速分裂。它始于花原始体形成后,开花时暂时停止。经授粉受精后,又继续分裂,一直延续3~4周,个别品种达5~6周。此期的果实纵径增长较快,其后,细胞停止分裂。此时,树体贮藏营养的多少(主要需要较多的蛋白质)、坐果数量、新梢长势等直接影响细胞分裂的速度和数量,从而最后影响果形指数和果个大小。此期内细胞富含原生质,新陈代谢旺盛,角质层厚,气孔发达,蒸腾较强,对养分、水分要求较高。
2. 第二生长期 膨大期
也称果实生长后期,主要是细胞体积的增大。体积增大是从花后细胞旺盛分裂开始,直至果实成熟。此期主要是需要碳水化合物和水分,以充实果肉细胞,增大体积。但果肉细胞体积增大较慢,因细胞基本停止分裂,胚开始发育,种子硬化。早熟品种此期比晚熟品种短。
3. 第三生长期 成熟期
此期细胞体积迅速增大,开始进入成熟期,内含物迅速转化,含水量越来越多,淀粉转化为糖,苹果酸减少,原果胶转为可溶性果胶,因而果实变软,果面着色,香味增加,种子成熟,达到本品种固有的经济性状(图2-4)。
图2-4 苹果的果子结构
六、花芽分化
花芽分化是苹果年周期中的重要物候期。花芽分化与幼树早实丰产和结果树稳产优质密切相关。
(一)花芽分化时期
从当年新的生长点(长、中、短梢)形成到下一年发芽前,只要条件合适,随时可分化为花芽。但一年内有2个集中分化期,即6~7月份春梢停长后和8~9月份秋梢停长后。前期主要是短枝和部 分中枝顶芽成花,后期则主要是秋梢成花(包括腋花芽在内),以及摘心、秋剪后2~3次枝、拉枝、捋枝后促发的短枝顶芽成花。
表2-2 苹果授粉亲和性
(二)花芽分化过程
花芽分化进程可分为以下3个重要时期:
1. 生理分化期
花芽的生理分化是在适宜条件下,芽生长点由叶芽向花芽方向质变的过程。一般出现在春梢缓慢生长和停止生长的时期,最先从短枝开始,然后是中、长枝。花芽生理分化时间是5月下旬至10月中旬。花芽生理分化期要比形态分化期早30~40天。
2. 形态分化期
苹果花芽形态分化是从6月至9月间陆续分化的。生理分化后1~7周出现形态分化。
3. 性细胞形成期
此期在越冬休眠后至开化前发育成正常健康的花朵。性细胞的形成过程是靠头年秋季树体贮藏营养进行的。
七、枝梢的生长
枝梢是构成树冠的主体,它不但是着生芽、叶、花、果的母体,还是营养、水分的运输通道和贮藏器官。
(一)干枝梢种类及其特性
主干是从根颈到第一个主枝之间的一段树干,起支撑树冠、负载果实和输导的作用。(图2-5)
1. 树 干
由主干向上延伸的中心枝,又叫中心枝或中央领导干。
2. 主 枝
着生在树干上的大枝。
3. 侧 枝
着生在主枝上的大枝。
4. 辅养枝
着生在树干上的临时性大枝,起辅导生长和结果的作用。
5. 结果枝组
着生在骨干枝或辅养枝上,是果树的结果单位。
6. 结果母枝
着生结果枝的枝条。
7. 根颈
根与茎的交界处叫“根颈” 。
8. 徒长枝
徒长枝是一种生长特旺、特长的,组织不充实的枝条。
9. 营养枝
营养枝指只着生叶芽,而不能开花结果的当年生枝条,其作用是营养枝上长出的叶片进行光合作用,制造养分补给树体生长和果子发育、膨大、成熟,大部营养枝为来年转化成结果母枝奠定了基础。
10. 骨干枝
树干、主枝和侧枝 是构成树体骨架的骨干,故统称为骨干枝,起着生各类枝条、负载果实和输导作用。
11. 生长枝
依其长短,分为长、中、短和叶丛枝4种。
图2-5 苹果树体结构图
(1)长枝长度30cm以上。通常可分为春梢和秋梢两部分。春秋梢交界处有1~2cm长的一段盲节。旺壮新梢几乎无盲节,春秋梢界限不明显。只是交界处的叶片稍小、节间较短,腋芽也较小。秋梢多从6月下旬至7月上旬开始生长,到8~9月份停止生长,历时80~90天。长枝生长期长,前期消耗养分多,但后期光合产物生产量大,除自身需要外,还分配到周围枝干中和回流到根部。因此,苹果树要保留部分长枝,盛果期树长枝数以占总枝量10%~15%为宜。但是长枝太多,营养中心在枝梢生长处,会造成落花、落果,也会抑制花芽形成。
徒长枝,多由潜伏芽萌生而来。其抽生时间晚,但生长快、节间长,不充实,多直立,消耗养分多,一般多疏除,或拉平改造为枝组。
(2)中枝长度5~15cm,有饱满的顶芽。从萌芽到停长历时50~60天,全年光合日数140~150天,其光合产物可供给本枝、周围顶花芽和侧花芽以及长枝。由于其积累养分多,本身易成花,或次年能形成较多的短枝或短果枝。盛果期中枝占总枝量以20%左右为宜。
(3)短枝长度0.5~5cm,有饱满的顶芽,全枝5~8片叶。其生长期短,4月下旬至5月上旬即停长并出现顶芽,全年光合日数150~180天,其光合产物优先供应本枝和顶芽,基本不外运,易成花,是结果枝的主要组成部分。短枝型品种以及盛果期苹果树上,短枝比例在80%~90%以上。
(4)叶丛枝长度小于0.5cm,只有顶芽,叶片只有3~5片,3片以下为无效枝,叶片呈叶丛状分布。叶丛枝易转化为短枝、短果枝,在强刺激下,也能抽生中、长枝。
12. 结果枝
根据其长度,分为长果枝、中果枝、短果枝和腋花芽果枝4种。(图2-6)
(1)短果枝 长度在5cm以下。
(2)中果枝 长度在5~15cm之间。
(3)长果枝 长度在15cm以上。
(4)腋花芽果枝即生长在健壮长枝秋梢部分的侧芽为花芽者。有腋花芽结果能力的品种,如富士、秦冠等,易于早实丰产。
苹果各类果枝比例,因品种、树龄、气候等而有变化。初果期树以中、长果枝结果为主,盛果期树以短果枝结果为主;短枝型品种一开始结果,就以短果枝结果为主。在气候干旱条件下,树势弱,易形成中、短果枝。
(二)枝梢生长动态
1. 加长生长
叶芽萌发后,新梢开始生长,直至秋梢停长,要经过以下四个时期。
(1)叶簇期 叶片簇生,枝轴不明显加长,一般保持7~10天。有的不再生长,形成顶芽,变成叶丛枝或长一段(2~5cm)再形成顶芽,便成为短枝。此期主要是利用上年贮藏营养。
(2)旺盛生长期 叶簇期后,有的枝梢伸长速度明显加快,节间拉长,叶片增大,节上叶腋中出现充实的侧芽,又有部分新梢形成顶芽,不再伸长,成为中枝、短枝。其余新梢继续旺长。此期树对肥、水需求量大,称为营养临界期。仔细观察,从新梢基算起,第12至第13片叶变小,再往上又大些,这说明12~13片叶以下主要用去年秋天的贮备营养,在12~13片叶以上是用当年叶片刚制造的营养。此期营养和水分供应不足,新梢(春梢)短,中、短枝质量差。
图2-6 苹果枝条类型
(3)缓慢生长期 旺长后,部分新梢生长速度减缓,或停止形成顶芽,变成中、长枝,或继续缓慢生长一段时间(春秋梢不明显)。
(4)秋梢生长期 6~7月份,秋梢开始生长,有的从短枝上发生,有的从中、长枝顶芽上发生,也有的从枝干上潜伏芽发生。秋梢多,消耗养分多,对越冬不利。应尽可能控秋梢、促春梢,健壮枝体,有利于成花结果。
2. 加粗生长
长在枝条加长生长高峰以后,由于形成层的活动,开始加粗生长。
八、叶片生长
(一)叶
叶是由芽内叶原基或生长点分化而形成的。随枝轴伸长,叶片不断展平、长大(图2-7)。叶原基在芽内分化的程度越深,展叶速度越快,叶面积也越大。一般枝条基部的叶用5~10天全展叶后,叶面积仅2~10cm2;中部大叶,生长延续15~25天,叶面积可达45~60cm2。各品种叶面积不同,红富士平均叶面积28.3cm2,红星22.3cm2,国光36.1cm2。各种枝上叶面积也不同,如新红星短枝平均叶面积为20.3cm2,中枝18.6cm2,长枝21.2cm2,长发育枝20.2cm2。
新梢上不同叶龄的叶片对新梢生长有不同的作用。幼嫩叶内会有类似赤霉素物质,使新梢继续延伸和增加节位数。中部成龄叶制造光合产物并与生长点的生长素一起,促进新梢延长生长,成龄叶还能生产脱落酸,起到抑制嫩叶中形成的赤霉素的作用。如果去掉成龄叶,虽能促进新梢加长生长,但不会增加节数和叶数。可见,新梢正常生长是成龄叶、嫩叶合成物质综合作用来维持的。所以,一定要保好叶片。
图2-7 苹果叶片结构图
(二)叶 幕
叶片数量大,在全树构成叶幕,叶幕大小常用叶面积系数来表示。一般苹果叶面积系数3~5为宜,既有利于增产,又有利于增质。叶幕厚度以1.5~2m为宜,叶幕间距以50~60cm左右合适。就全树来说,叶幕开始形成较慢,然后逐渐加快,80%以上的叶片是在中、长枝顶芽形成前长成。
叶片的光合作用强弱与诸多因素有关。除光照条件外,与叶片着生部位、叶龄和枝条类别有关。例如,长枝叶光合作用能力常大于中、短枝叶,树冠外围短枝叶比内膛叶高2~7倍,同一枝梢上,秋梢叶光合强度强于春梢。同一叶片,其光合能力随叶龄增长而提高,停长后刚成熟的叶片,光合强度最高,以后随叶龄继续增大而衰弱。
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