不同矮化中间砧对‘瑞阳’苹果生长及果实品质的影响

樊娟 孙鲁龙 史涛 闫雷玉 朱佳顺 赵政阳

摘 要 为探究不同矮化中间砧对‘瑞阳苹果树体生长及果实品质的影响，以新疆野苹果为基砧，以M26、M9-T337、SH6和SC1为中间砧，嫁接‘瑞阳为试验材料。结果表明：SH6矮化性最强，可显著降低‘瑞阳的树高、干径和冠幅，新梢生长长度、主枝分枝树均最低，树势偏弱，M26、M9-T337中间砧对‘瑞阳的矮化效果接近，树势中庸，SC1砧木干径、冠幅、新梢生长长度、中短枝比例较低，矮化性较差；果实品质分析表明，单果质量以M26最大，达到350 g，SC1最小，为267 g，果形指数SC1最低，为0.83，其余组合差异不显著；硬度、可溶性固形物和可滴定酸均以SH6最高，硬度可达到7.98 kg·cm-2，可溶性固形物达到15.25%，L、b*值以SC1最高，M26最低，各砧穗组合的果实固酸比为47.29～50.37，总体无显著差异；香气方面，M26香气物质总含量达到443.48 μg·kg-1，M9-T337较低，SH6香气物质种类较少，为24种，少于其他3种组合，酯类物质在各组合中相对占比最高，M26、SH6中烯烃类物质含量高于醛类，M9-T337中醛类物质含量显著高于其他3种组合。通过隶属函数法综合评价得出不同砧穗组合在生长势和果实品质等方面的排序为M26>SH6> M9-T337>SC1。综上可得：甘肃陇东地区以新疆野苹果为基砧，以‘瑞阳为接穗品种，建议选用M26或者SH6作为中间砧最佳。

关键词  ‘瑞阳苹果；砧穗组合；矮化中间砧；生长特性；果实品质

矮化密植栽培是现代苹果栽培的主流模式，矮化砧木的选择与利用是实现矮化密植的关键[1]。近几年，中国苹果主产区以利用矮化中间砧为主[2-4]，合适的中间砧可以有效协调树体营养生长与生殖生长的关系，使枝类组成均衡，提高冠层内的平均光照分布，增强光能利用率，对树体生长和果实品质提升有很大影响[5-6]。近年来，国内在各苹果产区不同砧穗组合的适应性、生长特性、果实品质、香气和丰产性等方面进行大量的研究表明，不同的矮化中间砧能够在不同程度上影响树体的生长和果实品质[7-8]。王贵平等[9]研究发现矮化中间砧的类型与树体的致矮作用密切相关。闫树堂[10]研究发现不同矮化中间砧影响红富士果实大小，其中M26单果质量显著高于SH38、SH5。李民吉等[11]研究发现SH6的糖酸含量优于其他砧穗组合。赵玲玲等[8]研究表明砧木会影响‘红将军果实的香气和种类，其中以M26为中间砧果实的香气物质种类最多。因此开展砧木对苹果生长和果实品质的影响试验，对国内自主育成苹果新品种优质高效栽培具有重要意义。

‘瑞阳苹果是西北农林科技大学自主选育的新品种，具有果个大、结果早、易着色、丰产、品质优、耐贮藏、适应性强等特性，在甘肃陇东地区栽培表现良好，发展潜力大，具有广阔的生产推广应用前景[12-13]。甘肃陇东地区地处西北黄土高原，具有得天独厚的自然条件，是中国未来苹果产业发展中最具发展潜力和优势的核心苹果产区之一[14]，但该地区苹果发展长期以来存在品种单一、矮化栽培模式发展缓慢[15]等问题，因此开展‘瑞阳苹果砧穗组合筛选对于改善陇东地区苹果品种结构，推动矮化栽培模式发展具有重要的产业意义。研究表明，SH系和M26、M9-T337等砧木在甘肃陇东地区表现出较好的矮化栽培效果[16]，但其作为中间砧对‘瑞阳苹果生长及果实品质的影响尚未见报道。本研究以M26、M9-T337、SH6和SC1作为‘瑞阳苹果的矮化中间砧，比较其对‘瑞阳树体生长及果实品质的影响，以期筛选出适宜在甘肃陇东地区发展‘瑞阳苹果的矮化中间砧，为陇东地区苹果新品种及矮化栽培技术的推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验于2020年在西北农林科技大学庆城苹果试验示范站（36°0′13′′N，107°54′56′′E）进行。该站处于黄土高原中部地带，海拔1 285 m，年降雨量 420～670 mm，主要集中在夏季，年均温度 9.4  ℃，年均日照数2 130～2 637 h，属温带大陆性气候。园区土壤为黄绵土，pH 7.2～7.8。试验园苗木栽植后，利用水肥一体化系统进行灌溉，行内清耕并覆盖黑色地布，常规病虫害管理。

1.2 试验材料与试验设计

试验所用的矮化中间砧分别M26、M9-T337、SH6和SC1（表1），基砧为新疆野苹果，嫁接品种为 ‘瑞阳，各砧穗组合名称以所用的矮化中间砧表示，株行距3 m×1 m，树形为细长纺锤形。2012年栽植砧木，2017年春季改接‘瑞阳品种，2020年选取长势一致、无病虫害的树进行生长势及果实品质的测定。试验设计采用随机区组，每个小区10株树，每个处理重复3次。

1.3 测定指标

1.3.1 树体结构指标的测定 2020年11月树体新梢停长后，选取健康且生长势基本一致的植株15株，测量树高、冠幅、品种干径、新梢生长量、枝类组成等树体指标[13]。

树高（cm）：2019年1月对试验树进行冬剪落头，根据树势落在树体3 m左右高度，落在直立旺条上，2020年在树体未落头之前进行樹高的测量。利用钢卷尺测量，测量范围为嫁接口至中心干顶梢；冠幅（cm）：利用卷尺测量树体最大树冠处东西长度和南北长度；品种干粗（mm）：利用数显游标卡尺对中间砧和品种嫁接口以上10 cm处的直径进行测量。

新梢生长量（cm）：每棵树随机选取5个主枝进行测量，利用钢卷尺测量新梢的长度；枝类组成（%）：在每株试验树上目测并选择有代表性的 3 个枝组，精确计数短枝、中枝、长枝数量，然后与相应主枝数相乘，得到整株树的各枝类估测值。各枝类的分级标准为：短枝：<5 cm；中枝：5～15 cm；长枝：15～30 cm。

主干分枝量：利用卷尺统计15 cm以上的主干分枝数。

1.3.2 果实品质指标的测定 2020年10月下旬‘瑞阳果实成熟后（利用淀粉染色确定各砧穗组合的成熟期），分别选取每种砧穗组合东南西北顶花芽结果的大小一致、无病虫害的果实各45个，重复3次，对果实品质指标进行测定。

单果质量（g）：利用百分之一天平称量果实单果质量[10]；果形指数（纵径/横径）：利用数显游标卡尺测量果实的纵径和横径[10]；果实色泽参数：参数中的L、a*、b*使用Minolta CR-400型色差计来测量果面（L：果皮亮度，a*：果皮红绿色度，b*：果皮黄蓝色度）；果实硬度（kg·cm-2）：利用GY-1型果实硬度计测定 [10]；可溶性固形物含量（%）：利用PR-100型数字糖度计测定[17]；可滴定酸含量（%）：利用FFRUIT ACIDZTY METER GMK-835型酸度计测定[10]。

固酸比：通过计算可溶性固形物含量与可滴定酸含量的比值来获得[17]；香气含量的测定：果实成熟期取不同中间砧的果实各10个，取其果肉的混合样品并迅速于液氮中冻存，并进行混样，保存在-80 ℃冰箱中用于挥发性香气含量的测定，重复3次（技术重复）。采用顶空固相微萃取法进行香气物质的提取[18]，利用液氮研磨机将果肉磨成粉末，依次加入1 g的氯化钠、5 g果肉样品、磁力搅拌器和10 μL内标物（3-壬酮，0.04 g·L-1）于50 mL样品瓶中，迅速用锡箔纸封口并盖紧瓶盖，于磁力搅拌加热板上平衡10 min，随后将萃取头插入样品瓶中吸附40 min，插入GC进样口（250 ℃），2.5 min后取出萃取头。果实香气成分利用GC-MSQP-2010[10]气相色谱-质谱联用仪测定。按照峰面积归一法求各成分百分含量。

1.3.3 砧穗组合的综合效果评价方法 根据试验结果，本研究结合变异系数法和隶属函数法对参评指标赋予不同权重并计算各砧穗组合综合评价指数[19]，依据综合指数大小对砧穗组合效果进行排序。计算公式如下：

权重系数：Wi=CVi/∑i=1（CVi），CVi代表i指标的变异系数;

隶属函数值：Xj=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin），其中 X表示测定指标的平均值，Xmin表示测定指标的最小值，Xmax表示测定指标的最大值。

综合评价指数：Pij=∑i=j（Wi×Xj）

1.4 数据处理

利用 Microsoft Office Excel 2013（Microsoft，Redmond，USA）和Origin v.9（OriginLab Corp.，Northampton，MA，USA）软件对所获得的数据进行处理和作图，并结合SPSS 22.0（SPSS，Inc.，Chicago，USA）软件对数据进行方差分析，统计分析采用单因素ANOVA的LSD比较处理间的差异显著性（P<0.05）。

2 結果与分析

2.1 不同矮化中间砧对树体生长的影响

2.1.1 不同矮化中间砧对树高、干径和冠幅的影响 树体的生长发育是进行砧穗组合评价的重要方面。由表2和图1可知，嫁接各矮化中间砧树高最低的为SH6，为313.67 cm，显著低于其他3种砧木（P<0.05），M26、M9-T337和SC1与‘瑞阳的组合树高为392.00～431.00 cm；SC1矮化中间砧树高最高，达到431.00 cm，而M9-T337、M26和瑞阳组合没有显著差异。

嫁接SC1的品种干径显著高于其他矮化中间砧，为78.62 mm，M9-T337与SH6和M26差异不显著，在57.99～67.20 mm，SH6砧木品种干径最低，为57.99 mm，与M26差异显著。

SH6砧木东西冠幅和南北冠幅都不足135.00 cm，显著低于其余3种矮化中间砧，M9-T337、M26、SC1的东西冠幅在192.30～221.33 cm，南北冠幅在208.33～242.33 cm，3种砧木之间差异不显著。

嫁接SC1的品种新梢生长长度显著高于其他矮化中间砧，为53.10 cm，M9-T337与SH6和M26差异不显著，在43.60～44.27 cm，SH6砧木新梢生长长度最低，为33.83 cm，与M26、M9-T337差异显著。

2.1.2 不同矮化中间砧对树体枝类组成的影响 由表3可知，在枝类组成中，嫁接M26、SH6矮化中间砧短果枝所占比例最高，达到44.33%，显著高于SC1。SH6砧木的中果枝比例显著高于其他3种矮化中间砧，达到41.33 %，分别比M9-T337、M26砧木高出了9.28 %，15.27 %左右，SC1和M26中果枝比例两者差异不显著。SH6的长果枝比例显著低于SC1、M26砧木，SC1的长果枝比例最高，为36.27 %。SC1矮化中间砧15  cm以上中心干分枝数最多，达到43.67，显著高于其他3种砧木，M26和T337中心干分枝数无显著差异，SH6最低，为30.00。

2.2 不同矮化中间砧对果实品质的影响

2.2.1 不同矮化中间砧对果实单果质量、果形指数和硬度的影响 由表3和图2可知，在单果质量方面，各砧穗组合中单果质量差异显著（表4）。M26、M9-T337的单果质量超过300 g，并显著高于SH6、SC1，SH6的单果质量最低，不足260g，与M26差异显著，降低了90 g左右，与SC1无显著差异。在果形指数方面，SC1果形指数为0.83，显著低于其他3种矮化中间砧，M9-T337、M26、SH6砧木之间果形指数无显著差异。SH6、SC1硬度较高，都达到7.73 kg·cm-2，显著高于M9-T337、M26显著，两者差异不显著，在6.33～6.57 kg·cm-2。

2.2.2 不同矮化中间砧对果实色泽的影响 由表5和图3可知，在果实色泽方面不同砧木果实的亮度参数L差异显著，其中SC1砧木的L值显著高于其他3种砧木，分别比T337和M26高了3.64%和7.4%，SH6的L值为33.76，与M9-T337、M26差异不显著； SH6的a*最大，为71.36，显著高于M26（P<0.05），与SC1、T337差异不显著；SC1的b*显著高于SH6、M9-T337和M26（P<0.05），同比高出了4.36%、2.62%和5.38%，M26的b*值最低，为21.12，显著低于T337，与SH6差异不显著。

2.2.3 不同矮化中间砧对果实固酸比的影响 不同矮化中间砧对‘瑞阳果实可溶性固形物与可滴定酸含量有显著影响（P<0.05）。由表6可知，可溶性固形物含量以SH6砧木的最高，达到15.25%，其次是SC1，达到14.96%，M26和M9-T337含量最低，介于13.26%～13.64%，SH6与SC1可溶性固形物含量差异不显著（P>0.05）；SH6可滴定酸含量为0.34%，与其他3种砧木存在显著性差异，M26、M9-T337、SC1可滴定酸含量介于0.27%～0.30%，彼此无显著差异；4种矮化中间砧的固酸比在47.29～50.37，相互间差异不显著。

2.2.4 不同矮化中间砧对果实香气物质的影响 不同矮化中间砧嫁接‘瑞阳在香气物质的含量上存在差异，由表7可知，‘瑞阳苹果4种矮化中间砧共检测出26种香气物质，其中酯类13种，醛类物质6种，醇类3种，烯类1种，其他类3种，从香气的物质分类来看，SC1、M9-T337、M26香气物质种类最多，为24种，高于SH6的22种。 不同砧木间共有的香气成分有正己醛、2-己烯醛、（E）-2-辛烯醛、（E）-壬烯醛、壬醛、乙酸戊酯、乙酸己酯、丙酸丁酯、丙酸己酯、丁酸丁酯、丁酸己酯、己酸己酯、2-甲基丁酸丁酯、2-甲基丁酸己酯、2-甲基-1-丁基乙酸酯、2-甲基丁酸异戊酯、3-甲基-丁酸戊酯、正己醇、2-甲基-1-丁醇、α-法呢烯 、2-甲基-1-丁醇、草蒿脑等22种。

在‘瑞阳苹果4个矮化中间砧中酯类香气物质的含量都是最多的（表8），其中SH6（13种）含有的酯类物质香气种类最多，香气物质种类第2位的是醛类，其中SH6（5种）含有的醛类物质少于其他3种矮化中间砧（6种）。不同矮化中间砧‘瑞阳果实香气成分种类总含量差异显著。在M9-T337砧木的醛类物质总含量达到29.82 μg·kg-1，显著高于其他砧木的醛类物质相对含量，分别比SC1、M26砧木高出了20.01 μg·kg-1、12.73 μg·kg-1； SC1砧木的酯类香气成分含量最高，为386.87 μg·kg-1，显著高于其他3种矮化中间砧，T337的酯类香气成分含量最低，为266.48 μg·kg-1，分别比SC1和SH6降低了20.96 μg·kg-1和35.88 μg·kg-1；不同矮化中间砧醇类香气成分含量均有显著差异，M9-T337（11.77 μg·kg-1）的醇类物质含量显著高于M26（11.34 μg·kg-1）、SH6 （8.49 μg·kg-1）、SC1（7.34    μg·kg-1）；M26砧木中α-法呢烯的含量最高，显著高于其他砧木，分别是M9-T337、SC1的7.18倍、2.35倍，比SH6砧木高出7.52 μg·kg-1；SH6其他香气成分最低，不足1 μg·kg-1，显著低于其他矮化中间砧，M26、SC1、T337其他类香气成分差异不显著，在1.23～1.67 μg·kg-1。

由图4可知，酯类物质在4种矮化中间砧中相对含量的占比都是最高的，其他类物质占比最低；M26、SH6中烯烃类相比于醛类、醇类占比更大，高于M9-T337；M9-T337中除酯类物质以外，醛类物质相比于其他类香气物质占比最高，醛类物质明显高于其他3种矮化中间砧；SC1砧木中，醛类、酯类和醇类物质拥有同等的重要性，差异不大，4种砧穗组合中醇类物质相对占比差异不大。

2.3 砧穗组合综合效果排序

变异系数法是一种能有效衡量指标变异程度的赋权法。选择定植第4年的不同矮化中间砧品种，以树高、干径、冠幅为生长指标；果实品质指标包括果实的单果质量、果形指数、色泽指数（L、a*、b*）、硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量和固酸比等。通过变异系数法对指标赋予不同权重，同时计算各指标的隶属函数值（表9）。通过隶属函数综合评价法得出‘瑞阳苹果4种矮化中间砧组合的综合评价指数排序为M26>SH6> M9-T337>SC1，最终结果还需参照香气指标。

3 讨  论

3.1 矮化中间砧对树体生长的影响

矮化中间砧通过影响树体营养，激素水平以及水分运输等来阻碍接穗品种的生长，降低树体的高度，减少干径的横截面积，从而影响树高、冠幅和干径，达到致矮的效果[19]。董铁等[20]通过对8种不同矮化砧对树体生长的影响研究表明，M9、M9-T337、M26砧木在树体高度、冠幅上显著低于其他矮化中间砧，矮化效果较强，SH38的矮化性最差。赵同生等[21]研究表明，不同矮化中间砧嫁接短枝富士品种，SH38、SH6砧木在树高、冠径上显著高于‘Mark‘辽砧2号，但总体差异不顯著。在本研究中，SH6砧木在树高、冠幅、干径、新梢生长量、主枝分枝数方面较其他矮化中间砧明显降低，矮化性最强，M9-T337、M26的矮化性居中，SC1的矮化性最差，该结果与前人研究存在较大不同，但其机理有待进一步研究，其中可能涉及复杂的砧穗互作机理。

枝类组成可以反映出树体的生长情况和结果能力强弱，苹果树主要以短果枝结果为主。王来平等[22]研究表明，树势越矮化，短枝率越高，越有利用矮砧苹果树营养物质的积累，容易形成花芽，实现优质丰产。本研究中，SH6矮化中间砧的短枝比例较高而长枝比例最低，这与李民吉等[11]的研究结果一致，SC1的短枝比例不足40%，长枝比例最高，这可能是基砧、中间砧和接穗三者之间共同的作用，根系的营养在运输过程中由于中间砧的存在致使光合产物积累的营养物质受到阻碍，从而减弱了植株的长势，矮化效果越明显[20]。

3.2 矮化中间砧对果实品质的影响

果实大小和色泽参数是衡量果实外观品质的重要指标，不同矮化中间砧会通过影响细胞数目、大小和细胞间隙从而影响果实的体积[12，22]。刘国荣[23]通过探究不同矮化中间砧对红富士果实生长变化的分析，不同矮化中间砧果实大小B9>M26>SH38>SH5，在本研究中，从果实的果形指数来看，SH6、M9-T337、M26果形指数差异不大，SC1果形指数显著低于其他砧木，可能是不同砧木中内源激素不一致，导致细胞数目不同，使果实的纵横径存在差异；孟蕊[24]利用主成分分析和相关性分析法分析了果实色泽的相关指标，最终提出果实色泽判断的基本方法，反映L值的光泽明亮度为最基本参数，同时将反映绿色饱和度的 a*值和反映黄色饱和度的b*值作为主要的参考指标。本研究中，SC1砧木的L值与b*最高，绿色饱和度a*较低；而M26与SC1砧木的L、a*、b*正好相反，这可能与苹果果实中色素的种类（花青苷、叶绿素、胡萝卜素）、含量以及分布情况有关[24]。

果实内在品质是果实商品性能的重要组成部分，砧木会通过影响果实的单果质量、硬度、可溶性固形物和可滴定酸的含量来影响果实的商品性。董铁等[20]通过研究8种矮化中间砧对‘长富2号果实品质影响试验，表明M9、M9-T337和M26在单果质量、硬度以及可溶性固形物含量上明显高于其他矮化中间砧，可滴定酸含量显著降低；刘国荣[23]通过比较不同矮化中间砧对红富士果实品质的影响，结果发现SH5和SH38砧木嫁接红富士品种，在糖酸比、可溶性固形物含量等方面显著高于M26砧木，SH38砧木的单果质量显著低于M26矮化中间砧。在本试验中，M26、M9-T337砧木的单果质量显著高于SH6、SC1矮化中间砧，这与闫树堂等[25]的研究结果一致。SH6砧木的果实硬度、可溶性固形物和可滴定酸含量显著高于M26和M9-T337，这可能与同化物的分配在矮化中间砧中存在差异有关[26] 。

砧木通过控制果树树体影响物质的吸收和运输，从而影响苹果果实生长发育期间有机物质的代谢和积累[27]，香气物质是评价鲜食苹果果实风味品质的重要内在指标[28]，目前已鉴定出苹果中香气物质达到300多种，其中呈香物质主要为酯类、醛类和醇类，这些物质主要由脂肪酸、氨基酸和次生代谢物产生[29]，陶茹等[30]从9种砧穗组合的嘎啦果实中共检测出64种香气成分，香气物质种类最多的是T337，香气的总含量、酯类物质总含量均以M26最高。在本研究中，M9-T337的香气种类数最多，M26在香气总含量、酯类物质总含量均为最高，这与前人的研究结果基本一致。于年文等[28]从 ‘寒富苹果6种砧穗组合中共检测出32种香气物质，以酯类、醇类为主。本试验中，‘瑞阳苹果嫁接不同矮化中间砧共检测出26种香气成分，均以酯类物质最高。M26、SH6中烯烃类物质高于醛类和醇类物质，而M9-T337中醛类物质的含量要显著高于其他类香气物质，SC1中醇类、醛类、烯烃类物质所占比例差异不大，说明不同砧木间苹果香气的种类，含量差异较大，与前人的研究结果[10，31]基本相似。

4 结  论

本研究利用变异系数法确立了‘瑞阳苹果各砧穗组合评价指标的权重系数，并应用隶属函数法对‘瑞阳苹果不同矮化中间砧的生长及果实品质基本指标进行了综合评价。结果表明各砧穗组合综合的评价指数排序为M26>SH6> M9-T337>SC1。通过对各砧穗组合香气成分及含量的分析，M26、SH6、SC1酯类物质、醇类、烯烃类物质含量更高，香气更浓；在甘肃陇东地区，不同矮化中间砧与‘瑞陽组合后，根据树体生长和果实品质指标综合评价，M26、SH6作为中间砧可有效促进‘瑞阳苹果树体生长发育，改善果实品质，在陇东地区建议推广应用。

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Abstract To explore the effects of different dwarfing interstocks on the growth and fruit quality of ‘Ruiyang apple，Xinjiang wild apple was used as the base stock，M26，M9-T337，SH6 and SC1 as the intermediate stock，grafted ‘Ruiyang as experimental material. The results showed that SH6 was significantly lower than other rootstock combinations in terms of tree height，stem diameter，and crown width. The length of shoot growth and main branch were the lowest，and the tree strength was weak. The rootstocks M26 and M9-T337 had similar dwarfing effect on ‘Ruiyang，and the tree strength was moderate. SC1 rootstock had lower stem diameter，crown width，length of shoot growth，and medium and short branch proportion，and the dwarfing effect was poor. In the aspect of fruit quality indicators，the single fruit  mass  was the largest in M26，being 350 g，SC1 was the smallest，being 267 g，and the fruit shape index of SC1 was the lowest，being 0.83，and the other combinations had little difference. The hardness，soluble solids，and titratable acid were the highest in SH6，the hardness reached 7.98 kg·cm-2 and the soluble solids reached 15.25%. The L value and b* value were the highest in SC1，and M26 was the lowest. There was no significant difference in the ratio of solid to acid of each stock and ear combination，which was between 47.29  and 50.37. In the aspect of aroma substances，the total relative content of M26 aroma substances was the highest，being 443.48 μg·kg-1，M9-T337 was the lowest，and SH6 aroma substances were the least，being 24 species，which was less than the other three combinations. The relative proportion of esters in each combination was the highest，the relative content of olefins in M26 and SH6 was higher than that of aldehydes，and the relative content of aldehydes in M9-T337 was significantly higher than the other three combinations. According to the membership function method，the comprehensive rankings of different rootstock combinations in terms of growth potential and basic fruit quality were：M26>SH6>M9-T337>SC1. In summary，in Longdong area of Gansu  province，Xinjiang wild apple is used as the base stock and ‘Ruiyang is used as the scion variety. M26 or SH6 is recommended as the best intermediate stock.

Key words ‘Ruiyang apple; Rootstock-scion combination; Dwarf interstocks; Growth characteristic; Fruit quality