5個矮化中間砧對‘沂水紅’富士蘋果生長、結(jié)果和葉片礦質(zhì)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(chǎn)國，面積和產(chǎn)量均占世界 50%左右[1]。矮砧栽培已成為世界蘋果栽培發(fā)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(dāng)大的比例[2-4]。但是，國外引進砧木的適應(yīng)性存在風(fēng)險，不能滿足中國不同蘋果產(chǎn)區(qū)的多樣化需求。因此，系統(tǒng)評價國內(nèi)選育的矮化砧木，對于滿足不同產(chǎn)區(qū)的技術(shù)需求，保障中國蘋果產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】國外應(yīng)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(xué)選育的B系，由美國密執(zhí)安大學(xué)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(yīng)用于生產(chǎn)或作為育種資源，發(fā)揮了重大作用。20世紀80年代，中國先后從國外引進優(yōu)良砧木資源，開展了系統(tǒng)的推廣應(yīng)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(nóng)業(yè)科學(xué)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(yīng)范圍廣，易成花，結(jié)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(chǎn)區(qū)試驗均表現(xiàn)出抗寒性突出，適應(yīng)性強，親合力好[12-13]。青砧系列砧木為山東省青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)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(xiàn)整齊一致，矮生，經(jīng)多年區(qū)域性試驗，結(jié)果表明適應(yīng)性、嫁接親和性、矮化效果、豐產(chǎn)性突出[14-15]。遼砧系列砧木為遼寧省果樹科學(xué)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(chǎn)、親和性好、抗寒性強等優(yōu)點。在遼寧等地以遼砧2號為中間砧嫁接不同品種，表現(xiàn)抗性強，產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)良[16]?！颈狙芯壳腥朦c】SH系、青砧系和遼砧系矮化砧木為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的矮化砧木，適應(yīng)中國的氣候、土壤等生態(tài)條件，作為矮化中間砧在國內(nèi)推廣應(yīng)用意義重大，但缺乏與國外優(yōu)良砧的比較及砧穗組合的綜合評價。【擬解決的關(guān)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(fā)育情況和生長期內(nèi)葉片礦質(zhì)元素含量變化的測定分析，探討不同中間砧對樹體生長發(fā)育及營養(yǎng)水平、產(chǎn)量及果實性狀的影響，為具有自主知識產(chǎn)權(quán)的蘋果矮化砧木推廣應(yīng)用提供依據(jù)。

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(yè)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(zhì)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(guī)管理，并保證試驗條件一致。

1.2 試驗方法

2014年開始，連續(xù)3年進行樹體生產(chǎn)情況調(diào)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(fù)，3次重復(fù)。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(zhì)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(diào)查不同砧穗組合的樹冠內(nèi)不同類型當(dāng)年生枝的枝條數(shù)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(chǎn)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(zhì)測定（包括單果質(zhì)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(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用SPSS和Excel等軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及作圖。

2 結(jié)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(xiàn)一定程度的‘小腳’現(xiàn)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(xiàn)‘小腳’現(xiàn)象（表1）。

從接穗與中間砧干徑比值結(jié)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(xiàn)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(jié)果期后，樹體新梢的年生長量呈現(xiàn)逐年下降的趨勢，進入穩(wěn)定生產(chǎn)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(tài)差異顯著，年生長量上差異較大（數(shù)據(jù)未提供），到第6年（2014年），不同中間砧樹體開始呈現(xiàn)相同生長變化規(guī)律，且差異不顯著，但年生長量上還有一定差異。根據(jù)2014—2016三年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，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(wěn)定結(jié)果期，不同中間砧樹體的枝類組成呈現(xiàn)明顯的逐年變化規(guī)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(wěn)定。綜合2014—2016年3年不同中間砧樹體的枝類組成數(shù)據(jù)，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?。?1.1%）。

2.4 不同中間砧對果實產(chǎn)量和品質(zhì)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(chǎn)量，第5年，平均單株產(chǎn)量在30 kg左右（畝產(chǎn)約2 600 kg）。綜合2014—2016年3年的單株產(chǎn)量情況，3年累計單株產(chǎn)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(jù)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(chǎn)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(chǎn)量差異Table 2 Plant yield of five dwarfing interstock grafted Yishui Red Fuji apple trees

綜合2014—2016年的調(diào)查比較不同中間砧沂水紅富士果實品質(zhì)（表 3），結(jié)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(shù)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(shù)的變異系數(shù)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(xiàn)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(nèi)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(xù)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(nèi)大多處于較低狀態(tài)，這也可能是M9T337上的‘沂水紅’富士易成花，但單果質(zhì)量和單株產(chǎn)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(nèi)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(xù)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(zhì)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(nèi)葉片鉀含量表現(xiàn)為葉片生長前期上升，7月初開始呈現(xiàn)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(nèi)葉片鈣含量表現(xiàn)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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)相同的趨勢，生長期內(nèi)總體呈增加趨勢，含量在前期明顯處于較低水平，之后表現(xiàn)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(xiàn)為先期有所回落，在6月中旬上升，7月中旬達到生長期內(nèi)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(fù)合體是通過嫁接技術(shù)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(yīng)，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(yīng)用。前人研究發(fā)現(xiàn)，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(guān)[24-25]。本研究結(jié)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(fā)育和主干生長的影響存在明顯差異。

前人研究發(fā)現(xiàn)矮化砧可以顯著促進成花、結(jié)果，比喬砧提早 2—3年進入結(jié)果期。薛曉敏等[26]對山東地區(qū)的 M26矮化中間砧的蘋果樹產(chǎn)量和品質(zhì)性能進行了全面調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，矮化砧果樹早實性好、豐產(chǎn)性強，在著色指數(shù)、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(chǎn)量，第5年開始平均單株產(chǎn)量超過20 kg，而SH6產(chǎn)量穩(wěn)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(chǎn)量在30 kg左右，青砧2號產(chǎn)量較其他砧穗組合稍高；在果實品質(zhì)上，平均單果重、果形指數(shù)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(jié)論一致。

馬建軍和張立彬[28]在野生歐李的研究中發(fā)現(xiàn)，砧木通過影響接穗礦質(zhì)元素的吸收利用，來調(diào)控樹體的構(gòu)成。前人研究同樣得到不同砧穗組合對樹體礦質(zhì)元素含量存在差異的結(jié)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(nèi)葉片礦質(zhì)元素的檢測，結(jié)果表明M9T337上的葉片含氮量在生長期內(nèi)大多處于較低狀態(tài)，而磷、鉀元素含量多數(shù)時期居中，總體來看，M9T337短枝較多，但單果質(zhì)量和產(chǎn)量不高，這可能與該組合對氮、磷和鉀的吸收利用狀態(tài)有關(guān)。這一結(jié)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(chǎn)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(yǎng)分吸收利用。

4 結(jié)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(nèi)，嫁接樹體枝干生長、產(chǎn)量和礦質(zhì)元素含量變化等特性，SH6、青砧2號和遼砧2號表現(xiàn)良好，與‘沂水紅’富士親合性好，樹體小，枝類組成合理，產(chǎn)量穩(wěn)定，果實品質(zhì)優(yōu)良，可以結(jié)合產(chǎn)地情況推廣應(yīng)用。

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