不同砧木對富士蘋果礦質(zhì)元素含量和品質(zhì)指標(biāo)的影響

張秀芝， 郭江云， 王永章， 劉成連， 原永兵

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院， 山東青島 266109)

蘋果矮化集約栽培具有結(jié)果早、 優(yōu)質(zhì)高效和便于機(jī)械化作業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)今世界蘋果生產(chǎn)的主要形式，也是我國蘋果產(chǎn)業(yè)調(diào)整的發(fā)展方向[1]。砧木作為果樹的重要組成部分，具有雙重調(diào)控作用： 一方面影響樹體對礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收、 運(yùn)轉(zhuǎn)和利用；另一方面對地上部樹體的生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)形成具有重要的調(diào)控作用[2]。近年來，眾多學(xué)者對不同蘋果砧木種類，尤其矮化砧木與蘋果礦質(zhì)營養(yǎng)、 果實(shí)品質(zhì)和生長發(fā)育的關(guān)系進(jìn)行了研究[2, 3]。白海霞等[4]發(fā)現(xiàn)，與M26矮化中間砧蘋果相比，M26矮化自根砧蘋果具有早果、 質(zhì)優(yōu)、 豐產(chǎn)、 抗病和樹勢強(qiáng)健等特點(diǎn)。薛曉敏[5]等研究了M26、 MM106、 M7、 M9和SH系做中間砧對富士蘋果生長發(fā)育、 產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響，結(jié)果表明， 以M26對蘋果樹體的矮化效應(yīng)好，具有早實(shí)、 豐產(chǎn)性強(qiáng)、 果實(shí)品質(zhì)優(yōu)等特點(diǎn)。徐康東等[6]以蘋果矮化砧木77-33和77-34作中間砧，發(fā)現(xiàn)蘋果樹體發(fā)育較好、 抗逆性較強(qiáng)、 早果性好，定植后4年開花株率達(dá)到或接近100%。張強(qiáng)等[7]通過典型相關(guān)分析方法篩選了影響果實(shí)品質(zhì)因素的主要礦質(zhì)營養(yǎng)因子，認(rèn)為礦質(zhì)營養(yǎng)元素種類對蘋果果實(shí)的單果質(zhì)量、 果實(shí)硬度和可溶性固形物含量的影響存在差異。由此表明蘋果的生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)形成受到砧木類型等多種因素的調(diào)控，但不同砧木對蘋果生長發(fā)育的影響尚不清楚。本研究分析了膠東地區(qū)不同砧木對富士蘋果葉片、 果實(shí)礦質(zhì)元素含量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響及其相關(guān)性，以期為優(yōu)化蘋果的葉營養(yǎng)診斷技術(shù)和科學(xué)指導(dǎo)施肥提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

1.1.2 果實(shí) 果實(shí)成熟時，分別從每株掛牌標(biāo)記蘋果樹樹冠外圍中部的東、 西、 南、 北四個方位取4個果，共10株樹，每個果園取40個果，裝箱密封。帶回實(shí)驗室測定果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)和礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量。

1.2 樣品處理

1.3 分析測定

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Microsoft Excel 2003和SAS 9.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，采用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧木對富士蘋果葉片礦質(zhì)元素含量的影響

在所有砧木中蘋果葉片大量元素，以SH中間砧的P、 Ca含量， M9-T337自根砧的K、 Ca含量， 喬化砧八棱海棠的N含量和蘋果實(shí)生苗的Mg含量最高；以山定子的P、 K、 Ca含量均為最低，而葉片的N、 Mg含量無明顯的規(guī)律可言。與喬化砧相比，矮化砧的P、 K、 Ca含量均高于喬化砧。與喬化砧平均相比，矮化砧平均P、 K、 Ca含量分別比喬化砧平均高20.00%、 13.49%、 9.09%，N、 Mg含量分別比喬化砧平均低3.20%、 8.57%(表1)。

表1 不同砧木嫁接的富士蘋果葉片大量元素含量 (g/kg)Table 1 The macronutrient contents in the leaves of Fuji apple grafted with different rootstocks

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

表2為微量元素分析結(jié)果。在所有砧木中蘋果葉片微量元素，以M9-T337自根砧的Mn、 Cu含量， 喬化砧八棱海棠的Fe含量和山定子的Zn、 B含量最高。以M26中間砧的Fe、 Mn含量， SH中間砧的Zn含量， M9-T337自根砧的B含量和山定子的Cu含量最低。矮化砧與喬化砧相比，除Cu含量比喬化砧平均高32.72%外，二者間的Fe、 Mn、 Zn、 B含量差異不大。與葉片大量元素相比，不同砧木富士蘋果葉片微量元素含量無明顯的規(guī)律可循。

表2 不同砧木對富士蘋果葉片微量元素含量的影響 (mg/kg)Table 2 Effects of different rootstocks on trace nutrient contents in Fuji apple leaves

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.2 不同砧木對富士蘋果果實(shí)礦質(zhì)元素含量的影響

由表3可以看出，砧木類型對富士蘋果果實(shí)的大量元素含量有顯著影響。在所有砧木富士蘋果果實(shí)中，以M9-T337自根砧的N、 P、 K、 Mg含量和喬化砧山定子的Ca含量最高；以蘋果實(shí)生苗的N、 P、 K、 Mg含量和M26中間砧的Ca含量最低。與喬化砧相比， M9-T337自根砧、 M26中間砧和SH中間砧的P、 K和Mg含量均高于喬化砧，且P含量與喬化砧相比差異顯著。與喬化砧平均相比，矮化砧平均N、 P、 K、 Mg含量均高于喬化砧平均，分別比喬化砧平均高39.46%、 46.30%、 19.13%、 9.68%。

表3 不同砧木對富士蘋果果實(shí)大量元素含量的影響 (g/kg)Table 3 Effects of different rootstocks on macro nutrient contents in Fuji apple fruits

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

表4表明， 在所有砧木富士蘋果果實(shí)中，以M9-T337自根砧的Fe、 Mn、 Cu含量和SH中間砧的B含量最高；以M9-T337中間砧的B含量、 喬化砧八棱海棠的Fe含量和山定子的Mn、 Cu含量最低。與喬化砧相比，矮化砧的Fe含量高于喬化砧，而Mn、 Cu和B含量無規(guī)律可循。與喬化砧平均相比，矮化砧平均Fe、 Mn、 Cu含量均高于喬化砧平均，分別比喬化砧平均高32.41%、 18.96%、 68.31%。矮化砧平均Cu含量比喬化砧平均低15.95%。

表4 不同砧木對富士蘋果果實(shí)微量元素含量的影響 (mg/kg)Table 4 Effects of different stocks on trace nutrient contents in Fuji apple fruits

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.3 不同砧木對富士蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響

表5表明，砧木類型與富士蘋果果實(shí)的品質(zhì)屬性指標(biāo)密切相關(guān)。在所有砧木中，以M26中間砧的單果重、 果實(shí)硬度、 可溶性固形物和可滴定酸含量最高，以喬化砧山定子的單果重、 可溶性固形物和可滴定酸含量最低。與喬化砧相比，矮化砧的單果重和可溶性固形物均較高。與喬化砧平均相比，矮化砧平均單果重、 可溶性固形物和可滴定酸分別比喬化砧平均高5.53%，5.25%，6.82%，由此表明，矮化砧蘋果果實(shí)個較大，綜合品質(zhì)較優(yōu)。

表5 不同砧木對富士蘋果果實(shí)品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different stocks on fruit quality of Fuji apple

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.4 富士蘋果葉片與果實(shí)礦質(zhì)元素間的相關(guān)性分析

從表6可以看出，蘋果葉片大量元素N、 P、 K、 Ca與果實(shí)部分礦質(zhì)營養(yǎng)元素間存在顯著的相關(guān)性，其中葉片N與果實(shí)Fe存在顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；葉片P與果實(shí)P、 Mg、 Cu，葉片K與果實(shí)N、 K、 Fe、 Mn、 Cu，葉片Ca與果實(shí)Mn、 Cu存在顯著的正相關(guān)關(guān)系；而葉片Mg與果實(shí)礦質(zhì)元素間均不存在相關(guān)性。葉片微量元素Fe、 Mn、 Zn和B與果實(shí)礦質(zhì)元素間均不存在顯著的相關(guān)性，僅葉片Cu與果實(shí)Cu間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。

表6 富士蘋果葉片與果實(shí)礦質(zhì)元素的相關(guān)性分析(n=25)Table 6 Correlative analysis of leaf and fruit mineral elements in Fuji apple

注(Note): 同列數(shù)值后不同字母表示P<0.05的顯著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

3 討論與結(jié)論

葉片為蘋果樹體對土壤礦質(zhì)元素反應(yīng)最敏感的器官之一，其養(yǎng)分含量常用于樹體的營養(yǎng)水平診斷[10]。蘋果葉片礦質(zhì)營養(yǎng)含量受到砧木種類、 品種類型、 產(chǎn)量水平、 土壤質(zhì)地、 施肥狀況和栽培管理制度等眾多因素的影響[3, 5, 10]。Fallahi等的研究結(jié)果也表明， 葉營養(yǎng)分析雖可作為果樹礦質(zhì)營養(yǎng)狀況評價的主要手段，但葉片礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性較差[11]。本研究結(jié)果表明，蘋果葉片N、 P、 K和Ca含量與果實(shí)中部分礦質(zhì)元素存在顯著的相關(guān)性，除葉片Cu和果實(shí)Cu顯著相關(guān)外，葉片大量元素Mg， 微量元素Fe、 Mn、 Cu、 Zn和B與果實(shí)礦質(zhì)元素間均不存在顯著的相關(guān)性，進(jìn)一步佐證了葉片礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)礦質(zhì)元素間的相關(guān)性較差。本試驗富士蘋果葉片礦質(zhì)營養(yǎng)中，M26中間砧、 SH中間砧和M9-T337自根砧的蘋果葉片P、 K、 Ca含量均高于喬化砧，說明砧木類型影響富士蘋果對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)。從本試驗結(jié)果還可以看出，不同砧木種類對蘋果葉片、 果實(shí)礦質(zhì)元素含量及果實(shí)品質(zhì)均有不同程度的影響。其中，砧木種類對果實(shí)礦質(zhì)含量及果實(shí)品質(zhì)影響較明顯，矮化砧富士蘋果果實(shí)的P、 K、 Mg和Fe含量均高于喬化砧。與喬化砧相比，矮化砧富士蘋果具有較高的單果重、 可溶性固形物和可滴定酸含量。因此，篩選適宜的矮化砧木對蘋果的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)具有重要意義。目前，美國、 英國、 法國、 荷蘭等國已普遍采用以M26和M9為砧木的矮化集約栽培體制[12]，意大利主要采用從M9中選育出的矮化砧木優(yōu)系。目前世界各國廣泛應(yīng)用的矮化砧木主要包括T337、 M26、 MM106、 CG10、 CG26、 Mark、 O2等[13]。這些砧木矮化性狀好，早果性強(qiáng)，為蘋果的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

蘋果套袋栽培顯著提高果實(shí)的外觀品質(zhì)，目前已成為我國蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的主要技術(shù)手段[14]。然而，由于套袋栽培改變了果實(shí)生長發(fā)育所處的溫、 濕、 光等微域環(huán)境[15]，進(jìn)而影響果實(shí)對礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，從而易出現(xiàn)一些生理代謝障礙[14, 16]，其中，較為突出的是由于鈣素營養(yǎng)代謝失調(diào)導(dǎo)致的黑點(diǎn)病和苦痘病[14]。對比分析本試驗的蘋果葉片和果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)，可以看出富士蘋果果實(shí)的N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Mn、 Cu和B含量分別為葉片含量的10.85%、 40.30%、 62.15%、 1.58%、 9.70%、 8.51%、 1.81%、 2.50%和56.77%。其中Ca的相對含量僅為1.58%，是所測礦質(zhì)元素中相對含量最低的。可能原因在于蘋果果實(shí)對鈣素的吸收以被動吸收為主[14]，蘋果套袋后，由于雙層紙袋的影響，果實(shí)表面的水分蒸騰量減小，進(jìn)而影響蘋果果實(shí)對鈣的吸收[14, 16]。與套袋果實(shí)相比，蘋果葉面積大，蒸騰量高，在木質(zhì)部中靠水分蒸騰拉力運(yùn)轉(zhuǎn)的Ca大部分被葉片所吸收。東忠方等[16]的同位素示蹤試驗結(jié)果表明， 套袋及果袋種類影響富士蘋果果實(shí)對鈣素的吸收，未套袋果實(shí)對鈣素的吸收能力最大，套塑膜袋果實(shí)次之，套紙袋果實(shí)對鈣素的吸收能力最小。此外，已進(jìn)入蘋果果實(shí)的鈣素存在“倒流”現(xiàn)象[16]，可再分配到樹體的其它部位，如生長發(fā)育中的新梢或葉片，致使套袋果實(shí)鈣素的相對含量進(jìn)一步降低，從而導(dǎo)致套袋蘋果果實(shí)苦痘病、 黑點(diǎn)病的發(fā)生率較高。依據(jù)本試驗結(jié)果，與已發(fā)表的蘋果葉營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)值相比較[17]，可以看出膠東地區(qū)富士蘋果葉片的Fe、 Zn含量較低，而Mn、 Cu含量則明顯偏高，甚至在部分果園出現(xiàn)Mn中毒現(xiàn)象，可能與當(dāng)?shù)赝寥蕾|(zhì)地、 土壤酸化、 不合理施肥和用藥密切相關(guān)[18]，具體原因有待進(jìn)一步研究。

綜合本試驗結(jié)果可以看出，不同砧穗組合影響蘋果對礦質(zhì)元素的吸收運(yùn)轉(zhuǎn)和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。目前世界上主要蘋果生產(chǎn)國已廣泛應(yīng)用矮砧集約栽培模式，如意大利、 法國、 荷蘭、 美國、 英國等國達(dá)到蘋果總面積的80%以上[13]，特別是新建園，基本全部是矮砧集約栽培。矮化自根砧和矮化中間砧是矮化集約栽培的主要方式[3]，目前我國蘋果的矮化集約栽培主要以中間砧為主，但近幾年采用M9T337矮化自根砧的高紡錘形立架栽培模式發(fā)展迅速[1, 13]。依據(jù)我國國情和多年研究結(jié)果，篩選的適宜蘋果矮化砧木以M9、 M26、 SH、 MM106及其優(yōu)系為主[3, 13]。綜上所述，加強(qiáng)蘋果礦質(zhì)營養(yǎng)研究，尤其是不同砧穗組合間的營養(yǎng)需求機(jī)理和調(diào)控機(jī)制，明確礦質(zhì)營養(yǎng)與果樹生長發(fā)育和品質(zhì)形成的關(guān)系是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)和保障。

參考文獻(xiàn):

[1] 原永兵, 劉成連, 王永章, 等. 現(xiàn)代蘋果矮化密植栽培技術(shù)研究[J]. 落葉果樹, 2011, 43(6): 1-6.

Yuan Y B, Liu C L, Wang Y Zetal. Studies on the modern cultivation techniques of dwarf apple with high density[J]. Deciduous Fruits, 2011, 43(6): 1-6.

[2] 陳學(xué)森, 韓明玉, 蘇桂林, 等. 當(dāng)今世界蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及我國蘋果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展意見[J]. 果樹學(xué)報, 2010, 27(4): 598-604.

Chen X S, Han M Y, Su G Letal. Discussion on today’s world apple industry trends and the suggestions on sustainable and efficient development of apple industry in China[J]. J. Fruit Sci., 2010, 27(4): 598-604.

[3] 馬寶焜, 徐繼忠, 孫建設(shè). 關(guān)于我國蘋果矮化密植栽培的思考[J]. 果樹學(xué)報, 2010, 27(1): 105-109.

Ma B K, Xu J Z, Sun J S. Consideration for high density planting with dwarf rootstocks in apple in China[J]. J. Fruit Sci., 2010, 27(1): 105-109.

[4] 白海霞, 高彥, 高鵬, 等. M26自根砧與中間砧蘋果樹栽培表現(xiàn)初報[J]. 山西果樹, 2007, 11(6): 10-11.

Bai H X, Gao Y, Gao Petal. The preliminary study of cultivation performance of M26 self-rooted rootstock and interstocks apple[J]. Shanxi Fruit Sci., 2007, 11(6): 10-11.

[5] 薛曉敏, 路超, 王金政, 等. 矮化中間砧對蘋果樹生長結(jié)果及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 落葉果樹,2012, 44(1): 5-7.

Xue X M, Lu C, Wang J Zetal. Impacts of dwarf interstocks on growth and fruit quality of apple trees[J]. Deciduous Fruits, 2012, 44(1): 5-7.

[6] 徐康東, 榮志祥, 郝春波, 等. 不同矮化中間砧對蘋果栽培品種生長發(fā)育的影響[J]. 北方果樹, 2005, 5: 14-15.

Xu K D, Rong Z X, Hao C Betal. The effect of different dwarfing interstocks on the growth and development of apple cultivars[J]. North. Fruits, 2005, 5: 14-15.

[7] 張強(qiáng), 魏欽平, 蔣瑞山, 等. 富士蘋果礦質(zhì)營養(yǎng)含量與幾個主要品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析[J]. 園藝學(xué)報, 2011, 38(10): 1963-1968.

Zhang Q, Wei Q P, Jiang R Setal. Correlation analysis of fruit mineral nutrition contents with several key quality indicators in‘Fuji’apple[J]. Acta Hort. Sin., 2011, 38(10): 1963-1968.

[8] 李港麗. 葉分析在果樹礦質(zhì)營養(yǎng)診斷中的應(yīng)用[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報, 1987, 5: 12-14.

Li G L. Leaf analysis application in fruit tree mineral nutrition diagnosis[J]. China Agric. Sci. Bull., 1987, 5: 12-14.

[9] 魏永生, 寧堅剛, 鄭敏燕. 微波消解-ICP-OES法分析測定狹葉紅景天中的礦質(zhì)元素[J]. 應(yīng)用化工, 2011, 40(4): 728-730.

Wei Y S, Ning J G, Zheng M Y. Determination of mineral elements ofrhodiolakirilowiiby the method of microwave digestion and ICP-OES[J]. Appl. Chem. Ind., 2011, 40(4): 728-730.

[10] 李港麗, 蘇潤宇, 沈雋. 幾種落葉果樹葉內(nèi)礦質(zhì)元素含量標(biāo)準(zhǔn)值的研究[J]. 園藝學(xué)報, 1987, 14(2): 80-89.

Li G L, Shu R Y, Shen J. Studies on the nutritional ranges in some deciduous fruit trees[J]. Acta Hort. Sin., 1987, 14(2): 80-89.

[11] Fallahi E, Brenda R Simons. Interrelations among leaf and fruit mineral nutrients and fruit quality in ‘Delicious’ apples[J]. J. Tree Fruit Prod., 1996, 1(1): 15-25.

[12] 朱樹華, 郁松林, 權(quán)俊萍. 世界蘋果矮化砧木研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 石河子大學(xué)學(xué)報, 2003, 7(4): 327-331.

Zhu S H, Yu S L, Quan J Petal. The status of the research and application of apple dwarfing rootstocks of the world[J]. J. Shihezi Univ., 2003, 7(4): 327-331.

[13] 鄢新民, 李學(xué)營, 郝婕, 等. 蘋果矮化砧木的應(yīng)用[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報, 2012, 24(4): 57-59.

Yan X M, Li X Y, Hao Jetal. Application of apple dwarf rootstock[J]. Acta Agri. Jiangxi, 2012, 24(4): 57-59.

[14] 李方杰, 王磊, 劉成連, 等. 套袋對蘋果果實(shí)鈣素吸收與分布的影響[J]. 果樹學(xué)報, 2007, 24(4): 517-520.

Li F J, Wang L, Liu C Letal. Effects of bagging on calcium absorption and distribution in apple fruit[J]. J. Fruit Sci., 2007, 24(4): 517-520.

[15] 張建光, 王惠英, 王梅, 等. 套袋對蘋果果實(shí)微域生態(tài)環(huán)境的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報, 2005, 25(5): 1082-1087.

Zhang J G, Wang H Y, Wang Metal. Effect of bagging on microenvironments of apple fruits[J]. Acta Ecol. Sin., 2005, 25(5): 1082-1087.

[16] 東忠方, 王永章, 王磊, 等. 不同套袋處理對‘紅富士’蘋果果實(shí)鈣素吸收的影響[J]. 園藝學(xué)報, 2007, 34(4): 835-840.

Dong Z F, Wang Y Z, Wang Letal. Effects of different bag treatments on the absorption of calcium in ‘Red Fuji’ apple fruit[J]. Acta Hort. Sin., 2007, 34(4): 835-840.

[17] 安貴陽, 史聯(lián)讓, 杜志輝, 等. 陜西地區(qū)蘋果葉營養(yǎng)元素標(biāo)準(zhǔn)范圍的確定[J]. 園藝學(xué)報, 2004, 31(1): 81-83.

An G Y, Shi L R, Du Z Hetal. Studies on the standard range of apple leaf nutritional elements in Shanxi province[J]. Acta Hort. Sin., 2004, 31(1): 81-84.

[18] 李慶軍, 田利光, 劉慶花, 等. 山東省果園土壤酸化狀況及酸化原因分析[J]. 山東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 10: 57-59.

Li Q J, Tian L G, Liu Q Hetal. Acidification status and cause analysis in Shandong Province orchard soil[J]. Shandong Agri. Sci., 2011, 10: 57-59.