Influence of pruning intensity on light penetration and leaf physiology in high-density orchards of mango trees

¹  Central Institute of Post Harvest Engineering and Technology, Abohar-152-116, India
²  Division of Fruits and Horticultural Technology, Indian Agricultural Research Institute, New Delhi-110 012, India

Corresponding author: rrs_fht@rediffmail.com

Received: 7 January 2005
Accepted: 28 September 2005

Abstract

Introduction. High–density orchards of ‘Amrapali’ mango trees become overcrowded and show progressive decline in yield after 14–15 years of planting; hence, trees require pruning for sustainable production. Reduction in yield in such orchards is due to poor light interception and a low photosynthetic rate, which influence vegetative growth, flower initiation, fruit set and, thereby, the fruit yield. Hence, to help design a tree canopy for optimum plant growth and yield, we studied the effect of pruning on light interception and on different leaf physiological parameters of ‘Amrapali’ mango trees under high density. Materials and methods. Sixteen-year-old trees of an ‘Amrapali’ mango high-density orchard were subjected to tipping and light, moderate and heavy pruning; un-pruned trees were used as control. The available photosynthetic photon flux (PPF) and leaf physiological parameters such as rate of photosynthesis, specific leaf weight (SLW) and leaf chlorophyll (Chl) content were measured in pruned and un-pruned tree canopies, following standard procedures. Results and discussion. The percent available PPF was greater in all pruned tree canopies than in un-pruned tree canopies; this could be due to tree openness caused by pruning. The light interception was lower at the lowest height of the tree canopy, probably because the center of the tree canopy was partially blocked by new growth or criss-cross branches. The rate of photosynthesis was greater in leaves that developed in pruned tree canopies than in those developed in un-pruned tree canopies, although there was no difference in SLW; this could be due to better light interception in pruned trees. In contrast, total leaf chlorophyll content was the highest in leaves that developed in un-pruned and tipped tree canopies; this may be due to increased shade owing to overlapping or crowding of tree canopies in these trees, indicating that mango leaves that developed in shade appeared to be more physiologically efficient at synthesizing chlorophyll than leaves that grew in the sun or on the sunny side. Conclusions. The studies indicated that pruning ‘Amrapali’ mango trees by removing about 10–15 cm of the top from old branches improves light penetration, which influences the leaf physiology considerably. Hence, it would be useful for designing high-density ‘Amrapali’ mango orchards to maximize productivity, although it requires additional studies to recommend a particular pruning intensity.

Résumé

Introduction. Les vergers de manguiers ‘Amrapali’ plantés à forte densité deviennent surchargés en feuilles et leur rendement baisse progressivement après 14–15 ans de plantation ; les arbres doivent donc être taillés pour assurer une production durable. La réduction du rendement dans de tels vergers est due à une faible interception de la lumière dans l’arbre et à un faible taux de photosynthèse qui influence la croissance végétative, l’initiation florale, la nouaison et, de ce fait, le rendement en fruits. Afin de déterminer quelle est la frondaison optimale pour la croissance des plantes et leur production, nous avons étudié l’effet de la taille sur l’interception de la lumière et sur différents paramètres physiologiques de feuilles de manguiers Amrapali plantés à forte densité. Matériel et méthodes. Des manguiers Amrapali âgés de 16 ans, plantés en verger à haute densité, ont été soumis à différents types de taille : pincements des rameaux apicaux ou taille légère, modérée ou lourde des arbres ; des manguiers non taillés ont été utilisés comme témoins. Le flux de photons photosynthétiques (FPP) disponibles et les paramètres physiologiques de la feuille comme le taux de photosynthèse, le poids spécifique de feuille (PSF) et la teneur en chlorophylle de la feuille (Chl) ont été mesurés selon des procédures standards dans les frondaisons de manguiers taillés et non taillés. Résultats et discussion. Le taux de PPF disponible a été supérieur dans toutes les frondaisons des arbres taillés, par rapport à celles des arbres non taillés ; cela pourrait être dû à l’éclaircissement de la frondaison provoquée par la taille des arbres. L’interception de la lumière a été plus faible dans les parties inférieures des arbres parce que le centre des frondaisons a été partiellement protégé par la croissance des nouveaux rameaux ou par l’entrecroisement des branches. Le taux de photosynthèse a été plus grand dans les feuilles des arbres taillés que dans celles développées dans les frondaisons d’arbres non taillés, bien qu’il n’y ait eu aucune différence dans PSF ; cela pourrait être dû à une meilleure interception de la lumière dans les arbres taillés. En revanche, Chl a été la plus importante dans les feuilles qui se sont développées dans les frondaisons non taillées et dans celles ayant subi un simple pincement des rameaux ; cela pourrait être dû à un ombrage accru résultant du recouvrement ou de l’encombrement des frondaisons de ces arbres, indiquant que les feuilles de manguiers développées à l’ombre seraient physiologiquement plus efficaces pour synthétiser de la chlorophylle que les feuilles développées au soleil ou dans des zones ensoleillées. Conclusions. Les études ont indiqué que la taille des manguiers Amrapali par suppression d’environ de (10 à 15) cm de vieilles branches améliorait la pénétration de la lumière qui influence considérablement la physiologie de la feuille. Cette taille serait donc utile pour maximiser la productivité de vergers de manguiers Amrapali en forte densité, bien qu’il soit nécessaire d’effectuer des études complémentaires avant de recommander une intensité de taille particulière.