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无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国重要的生物质能源原料树种,为了提高无患子果实产量和品质,本研究以福建建宁经开区绿化带内的10年生无患子为试验材料,从不同类型枝条的结实习性和不同叶幕结构的微气候条件两个角度来阐释影响果实产量品质的原因,利用3D软件呈现微气候因子的时空分布和果实的空间分布,构建果实产量品质和微气候因子的回归模型,为生产实践提供理论和技术支持。将无患子一年生枝按照枝长枝粗聚类成长、中、短果枝和营养枝4种类型,对各类型枝条的叶片质量、光合生理和果实产量品质进行测定。结果显示:(1)长果枝叶片的叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比、组织紧密度均显著高于短果枝和营养枝,组织疏松度则相反;长果枝叶片的比叶重分别比短、中果枝和营养枝高16.545%、7.361%和 27.023%;短果枝叶片叶绿素 b 含量(1.000±0.290 mg.g-1)显著高于长果枝,中、长果枝叶片的叶绿素a/b显著高于短果枝和营养枝;中、长果枝叶片的Ca、Mg平均含量显著高于营养枝叶片;(2)中、长果枝叶片具有更高的光合效率。长果枝叶片的最大净光合速率高达14.107±0.281μmol·m-2.s-1,而暗呼吸速率(2.111±0.190μmol·m-2.s-1)最低;(3)长果枝果实数量和产量均显著高于中、短果枝;(4)叶片N、P、K和Mg含量、比叶重、叶绿素总量与净光合速率关系密切;(5)叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光响应最大净光合速率、CO2饱和点与产量呈显著正相关,胞间CO2浓度、光补偿点、暗呼吸速率则相反。对“自然圆头形”的叶幕各区域微气候因子、叶片性状和果实产量品质进行了研究。研究结果显示:(1)微气候因子在叶幕内的分布具有时空异质性,随着叶幕高度的降低以及叶幕由外到内,光强和温度均降低,相对湿度增加;(2)由下到上,由内到外,叶片更厚,表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比和组织紧密度都增加,而海绵组织厚度和组织疏松度降低,比叶重、非结构性碳水化合物和养分含量更高,叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量降低,叶绿素a/b和类胡萝卜素/叶绿素值增加;(3)上层叶片的日均净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显高于中、下层,光响应和CO2响应最大净光合速率均显著高于中、下层,上层叶片的暗呼吸速率显著低于下层;(4)产量主要集中在叶幕上层和外围,果品由下到上、由内到外均有所提高。光强是下层产量的限制因子,微气候因子的综合效应对中、上层果实产量品质影响较大,预测“自然圆头形”叶幕下、中、上层果实产量的最优回归模型分别为:Y=0.01X2-0.54X+28.04(8 月;Y,果实鲜重;X,光照)、Y=2.28X1+23.46X2+18.02X3-1920.71 和Y=221.05X1-285.10X2+100.39X3-15506.58(10 月;Y,果实鲜重;X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度);(5)微气候因子影响果实的关键期为7～10月,适宜果实优质丰产的微气候条件为:光强>71×103LUX,温度26～31℃,相对湿度63～76%。叶幕结构的优化能有效提高果实产量品质,表现在:(1)“Y字形”和“无主干开心形”均有效改善了枝类组成,长果枝比例分别较“自然圆头形”提高了 24.247%和9.980%;(2)有效改善了微气候条件,微气候因子的分布更加均匀;(3)改善了叶片的性状特征,使之具有更高的叶片厚度、栅栏组织厚度,栅海比和组织紧密度,能更有效的利用光照;(4)“Y字形”和“无主干开心形”叶片的比叶重分别比“自然圆头形”高11.282%和4.152%,叶绿素总量分别比“自然圆头形”高9.549%和9.526%,非结构性碳水化合物和养分含量也高于“自然圆头形”;(5)“Y字形”和“无主干开心形,”叶片的净光合速率较“自然圆头形,”分别提升了 17.385%和14.331%,蒸腾速率分别提升了 18.164%和14.111%;(6)“Y字形”和“无主干开心形”的单果干重分别比“自然圆头形”提高了 4.868%和2.658%,种子占果实的比例分别提高了 15.037%和5.330%,种子出仁率分别提高了 7.714%和5.283%,果实产量分别提高了 14.036%和23.385%,油产量分别提高了 36.125%和32.657%;(7)“Y字形”和“无主干开心形”果实产量与微气候因子的综合效应关系更密切,适合初步预测“无主干开心形”下、中、上层果实鲜重的回归方程分别为:Y=0.641X1-32.188X2-26.603X3+3132.382、Y=2.652X1-51.740X2-33.303X3+1884.524 和 Y=70.298X1-48.666X2-48.274X3-1925.031(10月,Y,果实鲜重;X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度);适合初步预测“Y字形”下、上层果实鲜重的方程为:Y=5.121X1+116.640X2+14.711X3-5146.856、Y=43.284X1+84.957X2+25.201X3-6848.105(10 月,X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度)。综上,枝类组成和微气候因子是影响无患子果实产量品质的重要因素,通过对叶幕结构优化可以较好的改善枝类组成和微气候因子的分布,从而提高果实产量品质,“Y字形”叶幕结构的光合效率最高,对果实品质的改善作用更大,“无主干开心形”叶幕结构对产量的提升更明显,两者都是较好的可用于实践生产的叶幕结构。