【毕业学位论文】（Word原稿）苹果树冠微气候与果实品质关系研究果树生理生态硕士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 苹果树冠微气候与果实品质关系研究 on I 摘 要 本研究以 12 年生的宫藤富士苹果（ 为试材，系统研究了高干开心形树冠微气候因子 (光、温度、湿度 )的 动态变化与枝量和果实品质的关系，主要研究结果如下： （ 1）高干开心形红富士苹果亩枝量 条，长中短枝的比例为 12： 14： 74，树冠透光率年均值在 间，大于 30相对光照强度占树冠体积的 80以上，果实分布相对均匀，优质果率达 80以上。 （ 2）不同季节和不同冠层部位温度差异明显，总趋势是从下而上，由内到外温度逐渐升高， 5、 6月份冠层顶部与下部、外围与内膛的最大温差在 间，中期温差达 后期最大温差达 间。 （ 3）冠层不同部位的相对湿度是下 部大于上部，内膛大于外部，冠层内不同方位间在叶幕形成期和果实成熟期的差异要小于 7、 8 月份果实膨大期。 （ 4）应用多元统计分析的方法建立了冠层微气候因子与枝叶数量、果实品质关系的回归方程。建立了以冠层枝叶数量和分布预测冠层内相对光照强度分布、温度和相对湿度的数学模型；获得了冠层微气象因子对果实品质因素影响最佳方案，从而把冠层枝叶数量和分布 冠层微气候因子 果实品质因素等三方面有机结合。 （ 5）苹果品质因素与相对光照强度具有显著相关性，不同的品质因素对相对光照强度的要求各异，单果重适宜相对光照强度的范围 30 90，最佳值 46；果实硬度的最佳值为 70，可溶性固形物和固酸比的最适范围 60 90，最佳取值 80%；着色面积最适范围为 5090，最佳值为 78。综合分析苹果优质的最适相对光照强度在 40 80。 （ 6）果实品质对温度和相对湿度的要求在不同时期要求各异，果实细胞分裂期日均温度适宜范围 22 28，最佳温度 25；日均相对湿度以 35为最佳。果实迅速膨大期适宜温度是 28 38，最佳温度 32；日均相对湿度以 45 65为宜。果实成熟期日均温 25 32为宜， 28为最佳温度；相对湿度以 35 45为 宜。 关键词 ：红富士苹果，高干开心形，枝叶量，微气候，果实品质 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 录 第一章 绪 论 . 1 究背景 . 1 内外研究进展 . 2 . 2 . 2 . 4 . 6 . 7 . 7 . 7 . 8 究内容和拟解决的关键问题 . 9 . 9 . 10 . 10 第二章 试验材料与方法 . 11 . 11 . 11 . 11 湿度分布的测量 . 12 . 13 . 13 据的整理与分析 . 13 第三章 树冠微气候的动态变化及其分析 . 14 . 14 . 14 . 17 . 18 . 19 不同部位温度分布 . 19 . 22 层不同部位温度的季节变化 . 22 V . 24 . 24 . 27 层相对湿度分布的季节动态变化 . 27 . 27 第四章 冠层微气候与枝叶量分布、果实品质的关系研 究 . 29 量与叶面积系的关系 . 29 . 32 . 35 . 36 . 39 第五章 结 论 . 42 . 42 . 43 . 44 湿度分布与果实品质 . 44 第六章 讨 论与展望 . 45 . 45 响树冠 微气候的主要因素 . 46 叶关系 . 46 望 . 47 参 考 文献 . 48 致 谢 . 54 作 者 简 历 . 55 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪 论 究背景 苹果是世界四大水果（苹果，柑橘，葡萄，香蕉）之一， 自 1992 1997年间，我国苹果产量和栽培面积一直呈上升趋势 。 居农业贸易促进中心 的统计， 2004年全国苹果栽培面积为 量达 别占我国水果栽培面积和产量的 25和 占世界苹果栽培面积和产量的 40和 居海关总署的统计，近几年我国苹果出口量虽有上升，但也只有世界总产量的 2左右，这与我国苹果生产大国的地位是不相称的，其主要原因是果品的品质严重制约了我国苹果产业的发展和在国际市场的地位。 无论国际市场还是国内市场，消费者对鲜果的质量要求越来越高，不仅要求果实内在质量好、外观好看，而且要求果实无污染，这使得优质高档水果不仅价格高、销路好、 经济效益高，国际竞争力也强。 2004 年中国农业部农业贸易促进中心的统计，目前我国苹果优果率不到总产量的 10%，达到出口标准的高档果不足总产量的 5%，而其他苹果主要出口国的优果率高达 70%，可供出口的高档果品占总产量的 50%左右。 红富士是我国主栽苹果品种，目前红富士苹果的供求关系中，品质依然是影响价格和出口量的关键因素。由于我国的国情，在生产中往往强调产量而忽视质量，致使我国苹果产业栽培面积大、总产量高，但是单产水平低、品质差、出口严重受限 的尴尬局面。 所以提高果品质量是我国苹果产业面临的重要问题，也是解决我国 苹果产业走出困境、增强在国际市场的竞争力和提高经济效益的关键所在。 苹果果实品质由外观品质和内在品质构成，外观品质包括果实形状、大小、整齐度、光洁度、色泽等；内在品质指与食用目的有关的特性，包括风味（酸，甜，涩等）、糖酸比、香气、营养成分等（郗荣庭， 1995）。影响苹果品质的因素很多，除了品种的遗传特性外和大环境因素如光、温度、湿度、土壤水分外，果园微气候因素也是非常重要的。在法国和美国的葡萄栽培生态生理研究表明，处在同一气候条件下的不同叶幕形式，经过对环境气候条件的不同形式的过滤过程，可以形成差别相当大的 叶幕光温微气候条件，这些差异可以与不同气候类型的两个大生态区域的差异相比（张大鹏， 1995； 980）。果园冠层微气候因素的变化对果树生理诸多过程产生显著影响：如光合速率，叶片、枝条和果实的生长，花芽的分化和果实成熟，以及树体和果实中糖、有机酸和多酚类物质的代谢等。这就是为什么处在相同栽培区域，肥水管理相当，但由于果树冠形的不同而形成不同的果园微气候，苹果产量和品质差别相当大的原因。所以，果园的微气候因素是影响果实品质因素重要原因之一，研究苹果冠形与微气候关系及其生物学调控，是 充分利用生 态环境光热潜力，实现苹果优质并且高产的重要理论基础，也是苹果优质生产中急需解决的问题。 气候因子对苹果生长发育的影响，以前的很多研究大多集中在果树区划研究上，有关中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 2 生态因子对果树生长，发育，产量的影响报道很多，对品质方面的研究报道多是研究树冠内光照的分布以及对产量和品质的影响。前人多注重定型的描述或定量简单回归分析，难以反映出问题的全面性和真实性。目前综合树形 冠层枝叶数量和分布 冠层微气候 果实品质，这方面的研究还没有看到有关的报道，本试验研究综合四个方面进行研究，以求找出他们之间的和谐关系，为苹果高产优质 提供理论平台和实践技术支持。 内外研究进展 果园是一个复杂的人工生态系统，其生态环境是指生存空间一切因素的总和，包括气候条件（温度、水分、光照、风速等）、土壤条件、地形条件、生物因子（人为因素），其中对果树生长发育产生直接影响的温度、水分、光照、土壤等是果树生存不可缺少的必要条件，而其他的是间接起作用。各生态因子之间不是孤立的，作为一个动态平衡的生态系统，而是相互联系相互制约的，任何一个因子的变化，必将引起其他因子不同程度的变化，比如光照强度的变化必然引起空气温度和湿度的变化（张大鹏， 1995； 1970)。同时，在果树生长发育的不同阶段，每种生态因子所起的主导作用不同，这就是生态因子的阶段性，不可替代性和补偿性（吴光林， 1990）。 国内外在生长环境与果品品质关系方面做了大量工作，苹果、梨、葡萄、桃、柑橘等都有研究 (张大鹏等， 1994；鲍降峰等， 2004；鲁韧强等， 2003；徐胜利， 2004； 001； 2001； 1996 ； 1989； 1992 )，并且这些研究成果能彼此借鉴，为苹 果产量和品质的提高奠定了理论基础。从 20 世纪 70 年代开始，在果树区划的基础上，不少人把目光转向气候因子对果树生理和品质的研究，（ 1970； 1975； 1989； 1977； 1989）。通过调控栽培方式，研究不同叶幕结构对环境气候的过滤效应，以及这种过滤效应对果树生理和农业经济效益方面的影响。栽植或者修剪方式决定叶幕形式，处在同一气候条件下的不同叶幕形式，经过对环境气候条件不同形式的过滤过程，可以形成差异相当 大的叶幕光温微域气候条件，即可以在同一生态条件下得到不同的叶幕水平上的微生态条件 (张大鹏， 1989， 1993， 1995； 1980)。这些研究一方面从理论上阐述叶幕微气候变异对果树群体生理的影响，以及对产量和品质形成的作用机理，另一方面，从实践上建立最佳叶幕结构或栽培方式模型，为充分利用生态环境潜力和果树生产的优质、丰产、高效提供依据。（张大鹏， 1993；魏钦平， 1997，1998， 2003， 2004）。 象因子与苹果生长发育和品质的影响 度对苹果生长发育的影响 温度是苹 果生存因子之一，它不但决定着苹果的自然分布，同时温度与苹果的生长、发育以及花芽分化、花芽形成均有密切的关系 (曾襄， 1992 )。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 3 温度对花芽分化，开花座果，果实生长的关系 有关在陕西省武功地区的研究认为：要使花芽分化良好，在花芽分化的始期和盛期，必须有良好的高温（ 22 27）良好的日照和足够土壤水分 (吴光林， 1990)。苹果花芽分化一般在初夏，正值苹果果实发育初期，新梢停长，此时温度对花芽分化的十分关键。如果温度偏高，果树营养生长旺盛，短枝率会降低，最终影响冠层结构从而影响树冠内部的光照，花芽发育往往不 良，容易落果。相反，如果夏季温度不足，树体、枝、叶等营养生长量均会下降，从而影响果树生殖生长，座果率往往下降，果实不能正常细胞分裂和膨大，进而影响果实产量和品质。（吴光林， 1990）。 在温带地区，苹果春季萌芽和开花期的早晚，主要与早春气温高低有关 , 温度到达 20左右时，新梢发生，花芽孕育（ 2001）。落叶果树通过自然休眠后，遇到适宜的温度就能萌芽开花，温度愈高，萌芽开花愈早（ 1983） 。 开花期间的温度与花粉发芽、花粉管生长、受精以及座果状况有密切关系。在一定范围 内，日平均温度较高，花粉管的生长就快，反之，就生长的慢。如果花粉管在有效授粉期之后才达到胚珠，则不可能正常受精，将导致花或者幼果脱落。 温度对苹果果实生长的影响，因不同发育时期和气象条件变化而异。许多研究表明，在苹果发育初期，适当的日高温能促进细胞分裂，增加细胞数目，但座果期间对温度比较敏感，一般在 22 25最有利于细胞的分裂，为中后期的细胞膨大和果实体积打下基 (2001； 1997)。 温度对苹果生长的影响，主要是通过影响呼吸，蒸腾及光合作用的效率而影响碳水化合物的分配 ( 1995； 1996)。果树的呼吸作用温度范围很宽一般在 0 300C 的范围内，呼吸作用随温度的上升按指数增长，一般呼吸能够进行的温度低于光合能够进行的温度，另一方面，光合作用的最适温度比呼吸的适温低，所以在较高温度下，光合作用受抑制，果树由于呼吸消耗大于有机物质积累而使生长受到抑制，进而影响果树营养和生殖生长。 温度对苹果生理代谢的影响 温度对苹果的生理代谢有多方面的影响，也是各生态因子中研究较多，较重要的因素。温度主要是通过影响呼吸，蒸腾及光合作用的效率而影响碳水化合物 的分配和转换。 温度影响苹果的光合作用。有研究表明 ( 1977 ; 郗荣庭， 1997 )，在饱和的光合有效辐射（ 件下苹果的最大净光合速率（ 现在 20 30之间，在 30 35时光合速率下降。在夏季，正值高温干旱季节，叶面温度一般会较高，会降低光合作用。但在树冠内空气湿度和风速适宜时， 能缓和因叶面温度升高引起的有效光合下降。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 4 温度也是对苹果的呼吸和蒸腾作用有影响的重要环境因子之一。在果实生长发育的夏季，在温度较高、相对湿度较小时，导致果树蒸腾下降，呼吸作用往往大于光合作用 ，不但影响根系对矿质的吸收，而且不能进行有机物的积累而使生长受到抑制。 温度对果实品质的影响 温度主要通过影响生理生化过程而最终影响产量和果实品质。温度主要是通过影响呼吸，蒸腾及光合作用的效率而影响碳水化合物的分配、转换和代谢途径，从而影响果实风味，着色，果形指数等等一系列品质指标。 温度对果实的成分与风味有明显的影响。李道高（ 1990）在控制环境中发现，成熟期的气温与锦橙果实的总含糖量、糖酸比、固酸比呈及其显著的正相关，随气温的升高，果实风味与品质变佳（郗荣庭， 1997）。前人在苹果和樱桃葡萄上研究，一致 认为热量较高地区，夏季昼温不过高，日较差大，有利于光合作用，糖分积累多，有利于果实的着色和含糖量高，风味足（张光论， 1994）。 温度还影响苹果果实的着色，除昼日温差大，日温适当的条件下有利于果实着色外，发现温度对苹果着色效应还与苹果品种及成熟阶段有关。 1988）在气候室内分15、 20、 25三种温度处理诱导苹果着色试验，认为果实成熟期间花青苷的积累主要受温度影响，最佳积累温度为 15 25，主要是在此温度段，类胡萝卜素的合成和叶绿素的分解随温度升高而增加。（张光论， 1994；李兴军， 1997）。 照对苹果树生长发育以及苹果品质的影响 苹果是喜光果树，光量、光质和光强共同对苹果的生长发育起重要作用 ( 1994; 1992)。栽植密度、行向、树冠大小、形状、结构和叶面积系数等都会影响太阳辐射在冠层内的分布，而树冠内光照条件的变化又影响着叶面积系数的变化和树冠叶幕对光的截获和利用，从而影响一系列与光有关的生理生化过程（ 1995, 2001）。 光照与苹果营养生长和生殖生长的关系 光照强度对苹果树冠内枝叶生长发育产生重要影 响，有研究表明（ 1998; 2001），光照强时容易形成短枝，顶芽枝向上生长较弱，侧芽生长分枝较强，树体表现开张。光照不足时，枝条加长和加粗生长明显，树体增加，容易形成叶幕郁蔽。 光照强度与苹果花芽分化有密切关系，因为光照强度决定光合作用的强弱和同化养分积累的多少，而足够的同化养分积累是果树花芽分化条件之一。如果光照不足，叶片光合产物减少，对花芽分化和形成均产生不利影响（吴光林， 1992.， 1991）， 1980)中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 5 等人进行全树蔽荫处理时，发现花芽 分化数量与光照强度呈正比，陈立松，刘星辉（ 2003）的研究也认为花芽形成的数量随着光合作用的降低而减少。 (1990) 和 1998)等人的研究也证实，如果在花芽分化前连续蔽光或者阴天，花芽分化不良，在蔽荫条件下，相对光照低于 30时基本不能形成花芽。苹果树冠的内膛由于外围枝叶的蔽荫往往光照不足而形成无效区，座果率减少 16 40。 光照与苹果品质 光照是苹果光合作用的能源，光照状况直接影响苹果果实品质。魏钦平等对探讨光照与果实品质的定量关系，做了大量的工作。他们以品质指标为目标函 数，相对光辐射量为自变量，建立了红富士果实品质指标与相对光照强度的回归方程，并结合试验结果求出了各优质品质指标的适宜相对光照强度取值，指出果实品质构成因素不同，对相对光照强度的要求也各异，除果形指数和果实可滴定酸的相对光照强度的最小取值小于 30外，其他各品质因素的最小值均在 30以上， 40 80的相对光照是实现优质的最适取值。（魏钦平等， 1997；1996； 2004 ；刘业好， 2004），这与 S. 等人（ 1996）的研究结果相似。孙建设（ 2000）研究了光对苹果色泽影响，发 现在相对光照度在 40 80时，果皮花青苷吸光度随光照强度增加而升高。 1991)等认为，红色苹果品种中，果实着色和可溶性固形物随树冠透光率的增加而上升，最大着色度和最大可溶性固形物含量分别产生于 7080和 60的相对光照区域。杨振伟（ 1999）从光质的角度研究了不同树冠形对红富士苹果品质的影响，认为五主双层开心形冠内透光性好，特别是自然光经过冠层过滤，其紫外光的透射好，促进了成花和座果，提高 含量，有利于着色和果实成熟。 许多研究结果表明，果实中可溶性固形物、总糖、着色度、固酸比与 光照成正相关(1994)。而果实的酸度、硬度以及果实中花青苷的含量，由于试验的条件不同，结果不一致。 1990) 的研究结果发现，树冠中光照条件好的上部和外围的果实硬度高于光照条件差的下部和内堂的果实， 1983） 认为蔽荫降低了果实纵横径，果实可容性固形物含量，但提高了果实的硬度和酸度 , 1989） 则认为光环境对果形指数无明显影响。徐胜利（ 1999）的研究认为树冠内不同部位光照条件明显不同，果实品质差异显著，但苹果果实单果重， 果实硬度，可溶性固形物含量和花青苷与光照的垂直分布成极显著正相关。 叶幕对光的截获和光在冠层内的分布特性 叶幕是果树叶片群体的总称，叶幕结构即叶幕的空间几何结构 , 包括果树个体大小、形状和群体密度。其主要限定因素是：栽植密度以及平面上排列的几何形状、株行间宽度、行向、叶幕的高度、宽度、开张度、叶面积系数和叶面积密度。（张大鹏， 1993; 2001; 2001）。 1991) , 1988）和 1980)等人根据对树形的研究，均认为在果园 的幼期，冠层对光的截获主要受密度和叶面积指数的影响，在成熟果园，光的截中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 6 获主要与冠形和冠层内各枝类分布和比例有关，但总趋势是光的截获与叶面积指数成正相关。但是树体的叶面积系数大不一定对太阳吸收辐射有利，如果叶面积指数超过临界值，叶片将相互重叠，蔽荫，影响有效受光面积，进而影响到光有效截获（ 1995）。 许多的试验研究表明，树冠内部光照强度随叶幕厚度的增加而减弱，光照强度从顶部到底部，从树冠外围到内膛逐渐减弱 (李丽等， 1981； 1991； 1996 ）。 不同时期和在不同品种苹果树上的许多研究者认为，对于成龄果园，在栽植位置、行向、密度和栽培管理措施相同的情况下，冠层中的光照分布主要与树形有关（ 1996）。 1996）对成龄苹果多种树形光分布特征研究，发现开心形其光的截获最高，在冠层的分布较为均匀，无效光区小与整个树体的 30。 人 (2001) 的研究认为，光在冠层内的分布和利用效率与短枝比例和分布成正相关，苹果的产量和质量主要受短枝截获的光能和短枝的叶面积系数影响，而树冠开张的树形正是保持短 枝发良好的基础。 果树冠相对空气湿度分布及其对苹果生长发育的生态影响 空气湿度，特别是相对空气湿度对苹果树的发育、产量和品质等皆有重要作用。相对湿度在果园中的分布与变化，取决于绝对湿度和温度的变化。相对湿度随温度的升高而减小，随温度的降低而增大。相对湿度降低，树体蒸腾作用增强，影响体内水分平衡，从而影响多种生理作用。许多研究表明（杨朝选， 2002; 999; 1985），水分对苹果的光合作用有明显的影响，其光合效率不同，空气湿度过低，蒸腾作用会大幅上升，容 易引起气孔关闭，降低光合效率。空气湿度过高，会使果树呼吸作用加强，影响碳水化合物的积累，严重时还会导致病原微生物的大量繁殖。 张光论（ 1994）研究中国多生态型区空气相对湿度对苹果、柑桔的综合效应表明，苹果生育期相对湿度以 70以下为宜，过大则果面光洁度差，着色、香气、耐储性差，病虫害较重。以金冠苹果为例，在果实生育期相对湿度为 62的四川小金地区，其所产果实色艳、光洁、芳香优质，可溶性固形物可达 18 21，而相邻的汉源黄木湿暖山区，相对湿度平均 90，果面锈斑多，香、色、味俱差，可溶性固形物仅达 9 12。 苹果不同生育期对相对湿度的要求也不同，一般花期、花芽分化期和果实成熟期要求空气相对湿度相对较低，过高会使授粉受精不良，花芽分化不良，风味差，而在新梢生长期和果实膨大期对湿度的要求高些。 果园中相对湿度的分布比较复杂，除了受温度的巨大影响外，还受果园土壤状况、降水、光照状况、风速和冠形等因素影响。杨振伟（ 1998）对富士苹果 5 主开心形和自然园头形两种冠形的微气候研究发现，两种树形在冠层相对湿度差异显著，而且同一冠形不同不同方位其相对湿度也差异显著。冠层内枝条分布方向、密度、角度、着生的部位、叶幕的厚度和 叶面积系数均与微域气候有关。目前国内外对冠层内湿度分布研究的报道不是很多，这方中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 7 面的研究还有待加强。 果树形与树冠微气候的相互关系 果树冠形的演化 生产上人们总是从经济效益的角度，尽可能的充分利用生态环境资源获得最大的经济效益。因此苹果树形也经历了一系列的演变过程。近 20 年来，为了提早结果，增加土地和光热资源的利用，苹果栽培由大冠稀植逐步向小冠密植型发展，树形由适合大冠的自然园头形、扁圆形等向适合密植的小冠疏层形、自然纺锤形、细长纺锤行、壁篱形和开心形等转变。大冠树形成缓慢，达到丰 产所需的树冠体积指标晚，早期光能利用效率低，结果晚，在中后期枝干增多，冠内枝叶密度和叶幕厚度加大，但有效容积和有效叶面积反而减少，受光不足，光合产物分配到果实比的例少，产量和品质都会下降（束怀瑞， 1993; 2001; 1999）。小冠形苹果树体发育快、结果早、对土地和光热资源利用率高。但是这种树形大都采用轻剪长放和多留枝等修剪方法，因此成龄果园在中后期出现树体枝量偏多、树冠郁闭、内膛光照恶化、管理困难，致使苹果品质下降。 近年来发展形成的开心形在苹果高产优质生产中显示出明显 的优势，这种树形最初是从葡萄借鉴而来。 （ 1966）首先在葡萄上提出了叶幕开张的概念，他们发现叶幕内叶片对光能的竞争是提高光合产量，改善品质的限制因素。为了改善光能在叶幕中的分配，可将叶幕一分为二，从而提出了双帘自然下垂的 叶幕（ 这一思路在日本苹果栽培上得到应用，形成了现在的开心形（徐胜利等， 1999）。这种树形的特点是树冠开张 , 主枝单层排列，主枝上不留侧枝，只留结果枝组，树形结构呈平面化，枝组松散下垂立体化。这种树形大大提高了冠层内部 的受光条件，同时改善了冠层内的微气候环境，并且良好的微气候环境与冠层内枝叶果的协调发展相互影响（张显川等， 1999），枝量大大的减少，但是果品的产量和质量却大大提高。苹果开心形树形不但适合密植，而且避免了小冠疏层形和纺锤形等树形在成龄后期树体出现枝量偏多、树冠郁闭和内膛光照恶化等缺点。高干开心形是我国借鉴日本的开心形的基础上结合中国苹果生产的实际形成的一种新树形，在生产中的面积逐年扩大。 果冠形与微气候的关系及其生物学调控 果园是个复杂得人工生态系统，各个生态因子之间不是孤立的，而是相互制约 相互联系，作为人工生态系统，在受果树品种遗传特性的限定外，又强烈的受到人为的管理措施影响，比如修剪，整形等 ( 1998)。许多研究表明，不同冠形微域气候特征与树体结构有密切关系，这就是为什么在同一块地上，肥水管理、树龄和其他管理基本一致的相同品种，因树形、枝叶密度、空间分布以及角度不同，表现出截然不同的微气候特征，而且这种气候资源对苹果产量和品质有明显的影响 (王成良等， 1995)。这就是叶幕的生物学调控的结果。 中国农业科学院硕士学位论文 第一章 绪论 8 杨振伟（ 1999）从不同冠形条件下的苹果产量和质量的测定结果来看，同一品种， 同一块田地，在同一栽培条件下，仅以冠形不同，微气候特征值变化不同，即会导致叶温、果温、产量和品质方面的显著差异。这说明了不同的冠形对大气候因子的过滤产生了不同的生物效应。 1992）研究发现，不同的苹果树形形成不同的冠层微域气候，不同的树冠微气候对苹果叶片光合作用、短枝与长枝比例、碳水化合物在果实与枝梢间的分配、果实分布等有显著影响。从生理和生态的角度， 人在葡萄上进行了冠形与微气候交互作用研究（ 2000） , 通过葡萄几种不同的冠形研究，也得出相似结论。树冠微气候是在整个大气候及树体 本身生命活动，即生理生态共同作用下产生的，因此，它不仅受大气候的影响，随大气候的条件的改变而改变，同时也与树体结构有关。气候因子对苹果生长发育的影响，以前的很多研究大多集中在果树区划研究上，有关生态因子对果树生长，发育，产量的影响报道多，对品质方面的研究报道多是研究树冠内光照的分布以及对产量和产量的影响。综合树形 冠层枝叶分布和结构 冠层微域小气候 果实品质的研究，是当前苹果生产和科研面临的基础而重要问题之一。 果生产与数字化农业 随着计算机信息技术在农业上的应用，目前果树科研和生产管理也在 面向数字化、智能化，科研与生产中应用计算机技术从不同的角度对苹果生理生化、生长发育、叶幕结构等等进行了数学模拟，许多的果树数学模型和专家系统被被建立起来，用于指导生产和科研，如生育期的预测，病虫害的控制，树形与果树生产力关系等用精确的数学模型表达出来，形成了高产优质和智能化栽培管理技术措施（孙忠富， 2003； 1992； 1994） 。预测苹果物候事件的开花模型，能很好预测苹果的开花和盛花期时间。以苹果生理生化为建模的理论基础的生理模型，把植物的生理生化过程用数学表达式精确的表达， 使内在的生理过程与外界的生态环境相互统一起来，包括光合模型，水分的运输模型，果实发育及光合产物分配模型等（ 1992 ; 1995 ; 2002）。 形态的模拟是苹果模型的重要组成部分，模拟苹果在三维空间的生长发育状况，以可视化的方式反应苹果叶幕结构和动态变化规律，对于果树的修剪、整形、果树冠层对光的截获量、果园管理等具有重要的意义。 1997）等人在冠层