5個矮化中間砧對‘沂水紅’富士蘋果生長、結果和葉片礦質元素積累的影響

何平，李林光，王海波，常源升

（山東省果樹研究所，山東泰安 271000）

0 引言

【研究意義】蘋果（Malus domestica Mill）屬于薔薇科（Rosaceae）蘋果屬（Malus），在世界上廣泛栽培的果樹，中國是世界上最大蘋果生產國，面積和產量均占世界 50%左右[1]。矮砧栽培已成為世界蘋果栽培發展方向，近年來，中國蘋果矮化栽培面積也在不斷擴大，其中，利用國外引進的M26等矮化中間砧的栽培模式占有相當大的比例[2-4]。但是，國外引進砧木的適應性存在風險，不能滿足中國不同蘋果產區的多樣化需求。因此，系統評價國內選育的矮化砧木，對于滿足不同產區的技術需求，保障中國蘋果產業的健康可持續發展具有重要意義。【前人研究進展】國外應用的蘋果矮化砧木主要為由英國東茂林試驗站育成的M系和MM系[5-7]，由俄羅斯米丘林大學選育的B系，由美國密執安大學選育的MAC系[8]和由波蘭斯凱爾捏維采果樹研究所育成的P系[8-9]，這些砧木已被世界各國廣泛應用于生產或作為育種資源，發揮了重大作用。20世紀80年代，中國先后從國外引進優良砧木資源，開展了系統的推廣應用和選育工作[10]，選育出一批適宜中國氣候條件、土壤類型和栽植方式的蘋果矮化中間砧木類型。SH系砧木是山西省農業科學院果樹研究所培育的一系列蘋果矮化砧木，該系列砧木具有適應范圍廣，易成花，結果早，抗凍力強，方便管理等特點[11]。在山西、河南和河北等蘋果主產區試驗均表現出抗寒性突出，適應性強，親合力好[12-13]。青砧系列砧木為山東省青島市農業科學院選育而成的具有無融合生殖特點的蘋果砧木系列，種子繁殖的實生后代表現整齊一致，矮生，經多年區域性試驗，結果表明適應性、嫁接親和性、矮化效果、豐產性突出[14-15]。遼砧系列砧木為遼寧省果樹科學研究所從助列涅特與 M9的雜交后代中選育出的一批矮化砧木，具有早果、豐產、親和性好、抗寒性強等優點。在遼寧等地以遼砧2號為中間砧嫁接不同品種，表現抗性強，產量高、品質優良[16]。【本研究切入點】SH系、青砧系和遼砧系矮化砧木為具有自主知識產權的矮化砧木，適應中國的氣候、土壤等生態條件，作為矮化中間砧在國內推廣應用意義重大，但缺乏與國外優良砧的比較及砧穗組合的綜合評價。【擬解決的關鍵問題】本研究以M26、SH6、青砧2號、遼砧2號和M9T337為中間砧的‘沂水紅’富士蘋果樹（‘沂水紅’富士/矮化中間砧/平邑甜茶）為試材，通過不同砧穗組合對樹體生長發育情況和生長期內葉片礦質元素含量變化的測定分析，探討不同中間砧對樹體生長發育及營養水平、產量及果實性狀的影響，為具有自主知識產權的蘋果矮化砧木推廣應用提供依據。

1 材料與方法

試驗于 2014—2016年在山東省泰安市山東省果樹研究所天平湖試驗基地進行。

1.1 試驗材料

2009年定植矮化中間砧苗木（‘沂水紅’富士/M26、SH6、青砧2號、遼砧2號、M9T337/平邑甜茶），中間砧長度為20 cm，株行距為2.0 m×5.0 m，‘紅珍珠’海棠為專業授粉樹。試驗園為丘陵梯田，沙壤土，pH為6.8—7.0，土壤有機質9 g·kg-1左右，堿解氮 5.8 mg·kg-1，速效磷 1.0—2.0 mg·kg-1，速效鉀7.8—9.1 mg·kg-1。按照細紡錘樹形整形修剪，常規管理，并保證試驗條件一致。

1.2 試驗方法

2014年開始，連續3年進行樹體生產情況調查。每個砧穗組合選取15株生長勢基本一致的試驗樹，5株為1個重復，3次重復。在4—11月，每株樹選10個新梢測量其長度，每隔15 d 測量一次；同時取外圍新梢的中部葉片，每株取20片葉測定礦質元素含量。氮含量用半微量凱氏定氮法，磷用釩鉬黃比色法，鉀用火焰光度計法測定，用原子吸收分光光度計法測定其他元素[17]。

落葉前調查不同砧穗組合的樹冠內不同類型當年生枝的枝條數量，枝條分類為：＜5 cm，5—15 cm，15—30 cm，＞30 cm；落葉后測定主干生長情況，包括：基砧與中間砧接口下部10 cm 處粗度，兩個接口之間粗度，接穗品種與中間砧接口上10 cm處的粗度。

產量以單株采收計算，每個砧穗組合，隨機選取共60個果實進行品質測定（包括單果質量、橫徑、縱徑、果實硬度和可溶性固形物和可滴定酸含量）。

1.3 數據處理與分析

應用SPSS和Excel等軟件進行數據統計分析及作圖。

2 結果

2.1 不同中間砧對主干生長的影響

嫁接樹（由基砧、中間砧和‘沂水紅’富士砧穗組合）的生長情況來看，中間砧遼砧2號與基砧生長一致性最好，比值接近 1，其他中間砧與基砧表現一定程度的‘小腳’現象，其中SH6和青砧2號稍輕點，與基砧的比值為1.06，而M9T337和M26與基砧的比值分別為1.09和1.14，明顯表現‘小腳’現象（表1）。

從接穗與中間砧干徑比值結果表明，遼砧2號為中間砧對沂水紅富士接穗主干增粗的影響較小，品種接穗與中間砧比值接近于 1，相對于其他砧穗組合表現親和性較好；而M26和M9T337對品種主干增粗影響較大（表1）。

表1 基砧、中間砧和接穗品種主干生長情況（2014—2016年均值）Table 1 The growth condition of rootstock，interstock and tree trunk (mean values from 2014 to 2016)

圖1 不同中間砧沂水紅富士樹體新梢生長的差異Fig. 1 Branches growth of five different dwarfing inetstock grafted Yishui Red Fuji apple trees during 2014-2016

2.2 不同中間砧對新梢生長的影響

不同中間砧的‘沂水紅’富士樹體新梢生長情況存在差異。整體來看，不同中間砧樹體新梢生長的年變化趨勢相同，進入結果期后，樹體新梢的年生長量呈現逐年下降的趨勢，進入穩定生產階段（圖1）。栽植前5年（2009—2013年）不同中間砧沂水紅富士樹體新梢生長動態差異顯著，年生長量上差異較大（數據未提供），到第6年（2014年），不同中間砧樹體開始呈現相同生長變化規律，且差異不顯著，但年生長量上還有一定差異。根據2014—2016三年的調查發現，SH6樹體的新梢年生長量始終處在較高水平，M26樹體的新梢生長量基本保持最低，遼砧2號與青砧2號樹體的新梢生長量相接近（圖1）。

2.3 不同中間砧對枝類組成的影響

不同矮化中間砧嫁接‘沂水紅’富士組合在樹體枝類組成上存在差異，如圖2所示。整體來看，不同中間砧對樹體枝類組成的影響趨勢相同。從定植到穩定結果期，不同中間砧樹體的枝類組成呈現明顯的逐年變化規律，即長枝比例不斷減少，短枝比例不斷增加，盛果期后，樹體枝類組成趨于穩定。綜合2014—2016年3年不同中間砧樹體的枝類組成數據，可以看出，M9T337作為中間砧，‘沂水紅’富士樹體短枝比例最高（65.2%），長枝比例最小（11.1%）。

2.4 不同中間砧對果實產量和品質的影響

不同矮化中間砧的‘沂水紅’富士，栽植第3年（2012年）開始有產量，第5年，平均單株產量在30 kg左右（畝產約2 600 kg）。綜合2014—2016年3年的單株產量情況，3年累計單株產量均超過100 kg，其中M9T337稍低，M26、青砧2號高，遼砧2號、SH6居中。根據果實單果重比較不同中間砧‘沂水紅’富士的果實分級情況，大果率（單果重＞200 g 的果實占總產量的比例）由高到低依次為：青砧2號＞遼砧2號＞SH6＞M9T337＞M26（表2）。

圖2 不同中間砧沂水紅富士樹體枝類組成差異（2014—2016年均值）Fig. 2 The proportion of different branches (%)in Yishui Red Fuji apple trees during 2014 to 2016

表2 不同中間砧沂水紅富士果實產量差異Table 2 Plant yield of five dwarfing interstock grafted Yishui Red Fuji apple trees

綜合2014—2016年的調查比較不同中間砧沂水紅富士果實品質（表 3），結果表明，不同中間砧‘沂水紅’富士果實的平均單果重、果形指數差異不顯著，M26可溶性固形物含量最高，遼砧2號果實硬度最大，青砧2號可滴定酸含量較低；其中M26作為中間砧果實果形指數的變異系數最小，果實一致性最好。青砧2號作為中間砧果實的固酸比最高，表現突出。

2.5 不同中間砧對樹體生長期葉片中大量元素含量的影響

不同砧木的‘沂水紅’富士樹體生長期內葉片氮含量變化趨勢相同，僅在5月中旬有一個上升高峰，6—9月的葉片含氮量持續下降，隨后在9月下旬10月初略有回升（圖3-A）。生長初期遼砧2號上葉片氮含量明顯高于其他砧，這與遼砧2號上‘沂水紅’富士新梢生長量前期明顯大于其他組合是一致的。與其他砧穗組合相比，M9T337上的葉片含氮量在生長期內大多處于較低狀態，這也可能是M9T337上的‘沂水紅’富士易成花，但單果質量和單株產量均相對較低的原因之一。

不同砧木的沂水紅富士樹體生長期內葉片磷含量變化趨勢與葉片氮含量變化趨勢相同，僅在5月中旬有一個上升高峰，6—8月末的葉片含氮量持續下降，隨后在9月略有回升，但10月又下降（圖3-B）。不同中間砧樹體生長期葉片磷含量變化雖有差異，但不顯著。

表3 不同中間砧沂水紅富士果實品質差異（2014-2016年均值）Table 3 Fruit quality of five different dwarfing interstock Yishui Red Fuji apple trees from 2014 to 2016

圖3 不同中間砧對沂水紅富士葉片大量元素含量的影響ig. 3 Effects of different interstocks on the major element contents in leaves of Yishui Red Fuji

不同砧木的‘沂水紅’富士樹體生長期內葉片鉀含量表現為葉片生長前期上升，7月初開始呈現下降趨勢，9月初有一個明顯回升，遼砧2號砧木上的‘沂水紅’富士樹體在中后期低于其他中間砧（圖3-C）。

不同砧木的‘沂水紅’富士樹體生長期內葉片鈣含量表現為生長前期隨著新梢生長而增加，在8月中旬達到高峰，隨后緩慢下降，落葉前達到最低點（圖3-D）。SH6中間砧的‘沂水紅’富士樹體鈣總體上是低于其他中間砧，青砧2號表現高些，各中間砧穗組合葉片鈣含量差異不顯著。

不同砧木的‘沂水紅’富士樹體生長期內葉片鎂含量（圖3-E）變化趨勢相似。6月中旬含量均較低，之后快速上升，9月末達到最高值，落葉前有所回落。

2.6 不同中間砧對樹體生長期葉片中微量元素含量的影響

生長期不同中間砧上的沂水紅富士葉片鐵含量及變化比較大（圖4-A）。SH6中間砧上的葉片鐵含量生長前期表現上升，在6月中旬達到高峰，之后開始下降，8月初含量最低，隨著二次生長的開始，又有所回升。其他中間砧上的葉片鐵含量表現出隨著生長而增加，相較他微量元素，保持在一個較高水平。

由圖4-B、C可以看出，不同中間砧上的‘沂水紅’富士葉片錳和鋅表現相同的趨勢，生長期內總體呈增加趨勢，含量在前期明顯處于較低水平，之后表現出隨著生長而一直上升，不同中間砧間差異不顯著。

圖4-D表明，不同中間砧上的‘沂水紅’富士葉片中銅含量及變化趨勢表現為先期有所回落，在6月中旬上升，7月中旬達到生長期內高峰，之后緩慢減少。不同中間砧樹體以遼砧2號在整個生長季葉片中銅含量一直高于其他中間砧樹休。

圖4 不同中間砧對‘沂水紅’富士葉片微量元素含量的影響Fig. 4 Effects of different interstocks on the trace element contents in leaves of Yishui Red Fuji

3 討論

嫁接復合體是通過嫁接技術將砧木、中間砧和接穗組合成一個單元，在這個單元中，3部分相互影響、相互制約、相互適應，又相互依靠，保持著各部分的特性[18-19]。李開花等[20]對新疆野蘋果的砧木研究中報道中間砧不僅影響嫁接體樹干的生長，同時對接穗品種的生長也有影響。因此，在蘋果[20]、櫻桃[21]、柿[22]和梨[23]等樹種上利用中間砧來控制果樹的生長情況得到廣泛應用。前人研究發現，中間砧影響的大小與砧木本身的遺傳特性和砧穗組合的親合性相關[24-25]。本研究結果表明，M26、SH6、青砧2號、遼砧2號、M9T337中間砧與基砧平邑甜茶和接穗‘沂水紅’富士具有良好的親合性，但對樹體生長發育和主干生長的影響存在明顯差異。

前人研究發現矮化砧可以顯著促進成花、結果，比喬砧提早 2—3年進入結果期。薛曉敏等[26]對山東地區的 M26矮化中間砧的蘋果樹產量和品質性能進行了全面調查，結果發現，矮化砧果樹早實性好、豐產性強，在著色指數、果面光潔度、果實的可溶性固形物含量上，矮砧樹高于喬砧樹。李民吉等[27]對5個SH系矮化中間砧研究表明，栽植第4年開始有產量，第5年開始平均單株產量超過20 kg，而SH6產量穩定性最好。本研究中，5個不同中間砧的‘沂水紅’富士在定植第5年平均單株產量在30 kg左右，青砧2號產量較其他砧穗組合稍高；在果實品質上，平均單果重、果形指數差異不顯著，M26可溶性固形物含量最高，遼砧2號果實硬度最大，青砧2號可滴定酸含量較低，基本與前人研究結論一致。

馬建軍和張立彬[28]在野生歐李的研究中發現，砧木通過影響接穗礦質元素的吸收利用，來調控樹體的構成。前人研究同樣得到不同砧穗組合對樹體礦質元素含量存在差異的結論[29-30]。本研究通過對 M26、SH6、青砧2號、遼砧2號、M9T337中間砧‘沂水紅’富士樹體生長期內葉片礦質元素的檢測，結果表明M9T337上的葉片含氮量在生長期內大多處于較低狀態，而磷、鉀元素含量多數時期居中，總體來看，M9T337短枝較多，但單果質量和產量不高，這可能與該組合對氮、磷和鉀的吸收利用狀態有關。這一結果與前人得出的葉片中氮、磷和鉀元素含量的高低是影響果樹產量的重要因素[31-33]相一致。另外，SH6中間砧上的葉片鐵含量隨新梢的生長而增加，在新梢停長之前基本處于較高水平，遼砧2號中間砧上的接穗葉片鐵含量在整個生長期也保持了比較高的水平，這有利于改善樹體養分吸收利用。

4 結論

綜合M26、SH6、青砧2號、遼砧2號、M9T337中間砧嫁接‘沂水紅’富士生長期內，嫁接樹體枝干生長、產量和礦質元素含量變化等特性，SH6、青砧2號和遼砧2號表現良好，與‘沂水紅’富士親合性好，樹體小，枝類組成合理，產量穩定，果實品質優良，可以結合產地情況推廣應用。

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