5个矮化中间砧对‘沂水红’富士苹果生长、结果和叶片矿质元素积累的影响

何平，李林光，王海波，常源升

（山东省果树研究所，山东泰安 271000）

0 引言

【研究意义】苹果（Malus domestica Mill）属于蔷薇科（Rosaceae）苹果属（Malus），在世界上广泛栽培的果树，中国是世界上最大苹果生产国，面积和产量均占世界 50%左右[1]。矮砧栽培已成为世界苹果栽培发展方向，近年来，中国苹果矮化栽培面积也在不断扩大，其中，利用国外引进的M26等矮化中间砧的栽培模式占有相当大的比例[2-4]。但是，国外引进砧木的适应性存在风险，不能满足中国不同苹果产区的多样化需求。因此，系统评价国内选育的矮化砧木，对于满足不同产区的技术需求，保障中国苹果产业的健康可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】国外应用的苹果矮化砧木主要为由英国东茂林试验站育成的M系和MM系[5-7]，由俄罗斯米丘林大学选育的B系，由美国密执安大学选育的MAC系[8]和由波兰斯凯尔捏维采果树研究所育成的P系[8-9]，这些砧木已被世界各国广泛应用于生产或作为育种资源，发挥了重大作用。20世纪80年代，中国先后从国外引进优良砧木资源，开展了系统的推广应用和选育工作[10]，选育出一批适宜中国气候条件、土壤类型和栽植方式的苹果矮化中间砧木类型。SH系砧木是山西省农业科学院果树研究所培育的一系列苹果矮化砧木，该系列砧木具有适应范围广，易成花，结果早，抗冻力强，方便管理等特点[11]。在山西、河南和河北等苹果主产区试验均表现出抗寒性突出，适应性强，亲合力好[12-13]。青砧系列砧木为山东省青岛市农业科学院选育而成的具有无融合生殖特点的苹果砧木系列，种子繁殖的实生后代表现整齐一致，矮生，经多年区域性试验，结果表明适应性、嫁接亲和性、矮化效果、丰产性突出[14-15]。辽砧系列砧木为辽宁省果树科学研究所从助列涅特与 M9的杂交后代中选育出的一批矮化砧木，具有早果、丰产、亲和性好、抗寒性强等优点。在辽宁等地以辽砧2号为中间砧嫁接不同品种，表现抗性强，产量高、品质优良[16]。【本研究切入点】SH系、青砧系和辽砧系矮化砧木为具有自主知识产权的矮化砧木，适应中国的气候、土壤等生态条件，作为矮化中间砧在国内推广应用意义重大，但缺乏与国外优良砧的比较及砧穗组合的综合评价。【拟解决的关键问题】本研究以M26、SH6、青砧2号、辽砧2号和M9T337为中间砧的‘沂水红’富士苹果树（‘沂水红’富士/矮化中间砧/平邑甜茶）为试材，通过不同砧穗组合对树体生长发育情况和生长期内叶片矿质元素含量变化的测定分析，探讨不同中间砧对树体生长发育及营养水平、产量及果实性状的影响，为具有自主知识产权的苹果矮化砧木推广应用提供依据。

1 材料与方法

试验于 2014—2016年在山东省泰安市山东省果树研究所天平湖试验基地进行。

1.1 试验材料

2009年定植矮化中间砧苗木（‘沂水红’富士/M26、SH6、青砧2号、辽砧2号、M9T337/平邑甜茶），中间砧长度为20 cm，株行距为2.0 m×5.0 m，‘红珍珠’海棠为专业授粉树。试验园为丘陵梯田，沙壤土，pH为6.8—7.0，土壤有机质9 g·kg-1左右，碱解氮 5.8 mg·kg-1，速效磷 1.0—2.0 mg·kg-1，速效钾7.8—9.1 mg·kg-1。按照细纺锤树形整形修剪，常规管理，并保证试验条件一致。

1.2 试验方法

2014年开始，连续3年进行树体生产情况调查。每个砧穗组合选取15株生长势基本一致的试验树，5株为1个重复，3次重复。在4—11月，每株树选10个新梢测量其长度，每隔15 d 测量一次；同时取外围新梢的中部叶片，每株取20片叶测定矿质元素含量。氮含量用半微量凯氏定氮法，磷用钒钼黄比色法，钾用火焰光度计法测定，用原子吸收分光光度计法测定其他元素[17]。

落叶前调查不同砧穗组合的树冠内不同类型当年生枝的枝条数量，枝条分类为：＜5 cm，5—15 cm，15—30 cm，＞30 cm；落叶后测定主干生长情况，包括：基砧与中间砧接口下部10 cm 处粗度，两个接口之间粗度，接穗品种与中间砧接口上10 cm处的粗度。

产量以单株采收计算，每个砧穗组合，随机选取共60个果实进行品质测定（包括单果质量、横径、纵径、果实硬度和可溶性固形物和可滴定酸含量）。

1.3 数据处理与分析

应用SPSS和Excel等软件进行数据统计分析及作图。

2 结果

2.1 不同中间砧对主干生长的影响

嫁接树（由基砧、中间砧和‘沂水红’富士砧穗组合）的生长情况来看，中间砧辽砧2号与基砧生长一致性最好，比值接近 1，其他中间砧与基砧表现一定程度的‘小脚’现象，其中SH6和青砧2号稍轻点，与基砧的比值为1.06，而M9T337和M26与基砧的比值分别为1.09和1.14，明显表现‘小脚’现象（表1）。

从接穗与中间砧干径比值结果表明，辽砧2号为中间砧对沂水红富士接穗主干增粗的影响较小，品种接穗与中间砧比值接近于 1，相对于其他砧穗组合表现亲和性较好；而M26和M9T337对品种主干增粗影响较大（表1）。

表1 基砧、中间砧和接穗品种主干生长情况（2014—2016年均值）Table 1 The growth condition of rootstock，interstock and tree trunk (mean values from 2014 to 2016)

图1 不同中间砧沂水红富士树体新梢生长的差异Fig. 1 Branches growth of five different dwarfing inetstock grafted Yishui Red Fuji apple trees during 2014-2016

2.2 不同中间砧对新梢生长的影响

不同中间砧的‘沂水红’富士树体新梢生长情况存在差异。整体来看，不同中间砧树体新梢生长的年变化趋势相同，进入结果期后，树体新梢的年生长量呈现逐年下降的趋势，进入稳定生产阶段（图1）。栽植前5年（2009—2013年）不同中间砧沂水红富士树体新梢生长动态差异显著，年生长量上差异较大（数据未提供），到第6年（2014年），不同中间砧树体开始呈现相同生长变化规律，且差异不显著，但年生长量上还有一定差异。根据2014—2016三年的调查发现，SH6树体的新梢年生长量始终处在较高水平，M26树体的新梢生长量基本保持最低，辽砧2号与青砧2号树体的新梢生长量相接近（图1）。

2.3 不同中间砧对枝类组成的影响

不同矮化中间砧嫁接‘沂水红’富士组合在树体枝类组成上存在差异，如图2所示。整体来看，不同中间砧对树体枝类组成的影响趋势相同。从定植到稳定结果期，不同中间砧树体的枝类组成呈现明显的逐年变化规律，即长枝比例不断减少，短枝比例不断增加，盛果期后，树体枝类组成趋于稳定。综合2014—2016年3年不同中间砧树体的枝类组成数据，可以看出，M9T337作为中间砧，‘沂水红’富士树体短枝比例最高（65.2%），长枝比例最小（11.1%）。

2.4 不同中间砧对果实产量和品质的影响

不同矮化中间砧的‘沂水红’富士，栽植第3年（2012年）开始有产量，第5年，平均单株产量在30 kg左右（亩产约2 600 kg）。综合2014—2016年3年的单株产量情况，3年累计单株产量均超过100 kg，其中M9T337稍低，M26、青砧2号高，辽砧2号、SH6居中。根据果实单果重比较不同中间砧‘沂水红’富士的果实分级情况，大果率（单果重＞200 g 的果实占总产量的比例）由高到低依次为：青砧2号＞辽砧2号＞SH6＞M9T337＞M26（表2）。

图2 不同中间砧沂水红富士树体枝类组成差异（2014—2016年均值）Fig. 2 The proportion of different branches (%)in Yishui Red Fuji apple trees during 2014 to 2016

表2 不同中间砧沂水红富士果实产量差异Table 2 Plant yield of five dwarfing interstock grafted Yishui Red Fuji apple trees

综合2014—2016年的调查比较不同中间砧沂水红富士果实品质（表 3），结果表明，不同中间砧‘沂水红’富士果实的平均单果重、果形指数差异不显著，M26可溶性固形物含量最高，辽砧2号果实硬度最大，青砧2号可滴定酸含量较低；其中M26作为中间砧果实果形指数的变异系数最小，果实一致性最好。青砧2号作为中间砧果实的固酸比最高，表现突出。

2.5 不同中间砧对树体生长期叶片中大量元素含量的影响

不同砧木的‘沂水红’富士树体生长期内叶片氮含量变化趋势相同，仅在5月中旬有一个上升高峰，6—9月的叶片含氮量持续下降，随后在9月下旬10月初略有回升（图3-A）。生长初期辽砧2号上叶片氮含量明显高于其他砧，这与辽砧2号上‘沂水红’富士新梢生长量前期明显大于其他组合是一致的。与其他砧穗组合相比，M9T337上的叶片含氮量在生长期内大多处于较低状态，这也可能是M9T337上的‘沂水红’富士易成花，但单果质量和单株产量均相对较低的原因之一。

不同砧木的沂水红富士树体生长期内叶片磷含量变化趋势与叶片氮含量变化趋势相同，仅在5月中旬有一个上升高峰，6—8月末的叶片含氮量持续下降，随后在9月略有回升，但10月又下降（图3-B）。不同中间砧树体生长期叶片磷含量变化虽有差异，但不显著。

表3 不同中间砧沂水红富士果实品质差异（2014-2016年均值）Table 3 Fruit quality of five different dwarfing interstock Yishui Red Fuji apple trees from 2014 to 2016

图3 不同中间砧对沂水红富士叶片大量元素含量的影响ig. 3 Effects of different interstocks on the major element contents in leaves of Yishui Red Fuji

不同砧木的‘沂水红’富士树体生长期内叶片钾含量表现为叶片生长前期上升，7月初开始呈现下降趋势，9月初有一个明显回升，辽砧2号砧木上的‘沂水红’富士树体在中后期低于其他中间砧（图3-C）。

不同砧木的‘沂水红’富士树体生长期内叶片钙含量表现为生长前期随着新梢生长而增加，在8月中旬达到高峰，随后缓慢下降，落叶前达到最低点（图3-D）。SH6中间砧的‘沂水红’富士树体钙总体上是低于其他中间砧，青砧2号表现高些，各中间砧穗组合叶片钙含量差异不显著。

不同砧木的‘沂水红’富士树体生长期内叶片镁含量（图3-E）变化趋势相似。6月中旬含量均较低，之后快速上升，9月末达到最高值，落叶前有所回落。

2.6 不同中间砧对树体生长期叶片中微量元素含量的影响

生长期不同中间砧上的沂水红富士叶片铁含量及变化比较大（图4-A）。SH6中间砧上的叶片铁含量生长前期表现上升，在6月中旬达到高峰，之后开始下降，8月初含量最低，随着二次生长的开始，又有所回升。其他中间砧上的叶片铁含量表现出随着生长而增加，相较他微量元素，保持在一个较高水平。

由图4-B、C可以看出，不同中间砧上的‘沂水红’富士叶片锰和锌表现相同的趋势，生长期内总体呈增加趋势，含量在前期明显处于较低水平，之后表现出随着生长而一直上升，不同中间砧间差异不显著。

图4-D表明，不同中间砧上的‘沂水红’富士叶片中铜含量及变化趋势表现为先期有所回落，在6月中旬上升，7月中旬达到生长期内高峰，之后缓慢减少。不同中间砧树体以辽砧2号在整个生长季叶片中铜含量一直高于其他中间砧树休。

图4 不同中间砧对‘沂水红’富士叶片微量元素含量的影响Fig. 4 Effects of different interstocks on the trace element contents in leaves of Yishui Red Fuji

3 讨论

嫁接复合体是通过嫁接技术将砧木、中间砧和接穗组合成一个单元，在这个单元中，3部分相互影响、相互制约、相互适应，又相互依靠，保持着各部分的特性[18-19]。李开花等[20]对新疆野苹果的砧木研究中报道中间砧不仅影响嫁接体树干的生长，同时对接穗品种的生长也有影响。因此，在苹果[20]、樱桃[21]、柿[22]和梨[23]等树种上利用中间砧来控制果树的生长情况得到广泛应用。前人研究发现，中间砧影响的大小与砧木本身的遗传特性和砧穗组合的亲合性相关[24-25]。本研究结果表明，M26、SH6、青砧2号、辽砧2号、M9T337中间砧与基砧平邑甜茶和接穗‘沂水红’富士具有良好的亲合性，但对树体生长发育和主干生长的影响存在明显差异。

前人研究发现矮化砧可以显著促进成花、结果，比乔砧提早 2—3年进入结果期。薛晓敏等[26]对山东地区的 M26矮化中间砧的苹果树产量和品质性能进行了全面调查，结果发现，矮化砧果树早实性好、丰产性强，在着色指数、果面光洁度、果实的可溶性固形物含量上，矮砧树高于乔砧树。李民吉等[27]对5个SH系矮化中间砧研究表明，栽植第4年开始有产量，第5年开始平均单株产量超过20 kg，而SH6产量稳定性最好。本研究中，5个不同中间砧的‘沂水红’富士在定植第5年平均单株产量在30 kg左右，青砧2号产量较其他砧穗组合稍高；在果实品质上，平均单果重、果形指数差异不显著，M26可溶性固形物含量最高，辽砧2号果实硬度最大，青砧2号可滴定酸含量较低，基本与前人研究结论一致。

马建军和张立彬[28]在野生欧李的研究中发现，砧木通过影响接穗矿质元素的吸收利用，来调控树体的构成。前人研究同样得到不同砧穗组合对树体矿质元素含量存在差异的结论[29-30]。本研究通过对 M26、SH6、青砧2号、辽砧2号、M9T337中间砧‘沂水红’富士树体生长期内叶片矿质元素的检测，结果表明M9T337上的叶片含氮量在生长期内大多处于较低状态，而磷、钾元素含量多数时期居中，总体来看，M9T337短枝较多，但单果质量和产量不高，这可能与该组合对氮、磷和钾的吸收利用状态有关。这一结果与前人得出的叶片中氮、磷和钾元素含量的高低是影响果树产量的重要因素[31-33]相一致。另外，SH6中间砧上的叶片铁含量随新梢的生长而增加，在新梢停长之前基本处于较高水平，辽砧2号中间砧上的接穗叶片铁含量在整个生长期也保持了比较高的水平，这有利于改善树体养分吸收利用。

4 结论

综合M26、SH6、青砧2号、辽砧2号、M9T337中间砧嫁接‘沂水红’富士生长期内，嫁接树体枝干生长、产量和矿质元素含量变化等特性，SH6、青砧2号和辽砧2号表现良好，与‘沂水红’富士亲合性好，树体小，枝类组成合理，产量稳定，果实品质优良，可以结合产地情况推广应用。

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