不同砧木对富士苹果矿质元素含量和品质指标的影响

张秀芝， 郭江云， 王永章， 刘成连， 原永兵

(青岛农业大学园艺学院， 山东青岛 266109)

苹果矮化集约栽培具有结果早、 优质高效和便于机械化作业等优点，已成为当今世界苹果生产的主要形式，也是我国苹果产业调整的发展方向[1]。砧木作为果树的重要组成部分，具有双重调控作用： 一方面影响树体对矿质营养元素的吸收、 运转和利用；另一方面对地上部树体的生长发育和果实品质形成具有重要的调控作用[2]。近年来，众多学者对不同苹果砧木种类，尤其矮化砧木与苹果矿质营养、 果实品质和生长发育的关系进行了研究[2, 3]。白海霞等[4]发现，与M26矮化中间砧苹果相比，M26矮化自根砧苹果具有早果、 质优、 丰产、 抗病和树势强健等特点。薛晓敏[5]等研究了M26、 MM106、 M7、 M9和SH系做中间砧对富士苹果生长发育、 产量和果实品质的影响，结果表明， 以M26对苹果树体的矮化效应好，具有早实、 丰产性强、 果实品质优等特点。徐康东等[6]以苹果矮化砧木77-33和77-34作中间砧，发现苹果树体发育较好、 抗逆性较强、 早果性好，定植后4年开花株率达到或接近100%。张强等[7]通过典型相关分析方法筛选了影响果实品质因素的主要矿质营养因子，认为矿质营养元素种类对苹果果实的单果质量、 果实硬度和可溶性固形物含量的影响存在差异。由此表明苹果的生长发育和果实品质形成受到砧木类型等多种因素的调控，但不同砧木对苹果生长发育的影响尚不清楚。本研究分析了胶东地区不同砧木对富士苹果叶片、 果实矿质元素含量和果实品质指标的影响及其相关性，以期为优化苹果的叶营养诊断技术和科学指导施肥提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

1.1.2 果实 果实成熟时，分别从每株挂牌标记苹果树树冠外围中部的东、 西、 南、 北四个方位取4个果，共10株树，每个果园取40个果，装箱密封。带回实验室测定果实品质指标和矿质营养元素含量。

1.2 样品处理

1.3 分析测定

1.4 数据处理

应用Microsoft Excel 2003和SAS 9.0进行数据统计和分析，采用LSD法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对富士苹果叶片矿质元素含量的影响

在所有砧木中苹果叶片大量元素，以SH中间砧的P、 Ca含量， M9-T337自根砧的K、 Ca含量， 乔化砧八棱海棠的N含量和苹果实生苗的Mg含量最高；以山定子的P、 K、 Ca含量均为最低，而叶片的N、 Mg含量无明显的规律可言。与乔化砧相比，矮化砧的P、 K、 Ca含量均高于乔化砧。与乔化砧平均相比，矮化砧平均P、 K、 Ca含量分别比乔化砧平均高20.00%、 13.49%、 9.09%，N、 Mg含量分别比乔化砧平均低3.20%、 8.57%(表1)。

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

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

表2为微量元素分析结果。在所有砧木中苹果叶片微量元素，以M9-T337自根砧的Mn、 Cu含量， 乔化砧八棱海棠的Fe含量和山定子的Zn、 B含量最高。以M26中间砧的Fe、 Mn含量， SH中间砧的Zn含量， M9-T337自根砧的B含量和山定子的Cu含量最低。矮化砧与乔化砧相比，除Cu含量比乔化砧平均高32.72%外，二者间的Fe、 Mn、 Zn、 B含量差异不大。与叶片大量元素相比，不同砧木富士苹果叶片微量元素含量无明显的规律可循。

表2 不同砧木对富士苹果叶片微量元素含量的影响 (mg/kg)Table 2 Effects of different rootstocks on trace nutrient contents in Fuji apple leaves

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.2 不同砧木对富士苹果果实矿质元素含量的影响

由表3可以看出，砧木类型对富士苹果果实的大量元素含量有显著影响。在所有砧木富士苹果果实中，以M9-T337自根砧的N、 P、 K、 Mg含量和乔化砧山定子的Ca含量最高；以苹果实生苗的N、 P、 K、 Mg含量和M26中间砧的Ca含量最低。与乔化砧相比， M9-T337自根砧、 M26中间砧和SH中间砧的P、 K和Mg含量均高于乔化砧，且P含量与乔化砧相比差异显著。与乔化砧平均相比，矮化砧平均N、 P、 K、 Mg含量均高于乔化砧平均，分别比乔化砧平均高39.46%、 46.30%、 19.13%、 9.68%。

表3 不同砧木对富士苹果果实大量元素含量的影响 (g/kg)Table 3 Effects of different rootstocks on macro nutrient contents in Fuji apple fruits

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

表4表明， 在所有砧木富士苹果果实中，以M9-T337自根砧的Fe、 Mn、 Cu含量和SH中间砧的B含量最高；以M9-T337中间砧的B含量、 乔化砧八棱海棠的Fe含量和山定子的Mn、 Cu含量最低。与乔化砧相比，矮化砧的Fe含量高于乔化砧，而Mn、 Cu和B含量无规律可循。与乔化砧平均相比，矮化砧平均Fe、 Mn、 Cu含量均高于乔化砧平均，分别比乔化砧平均高32.41%、 18.96%、 68.31%。矮化砧平均Cu含量比乔化砧平均低15.95%。

表4 不同砧木对富士苹果果实微量元素含量的影响 (mg/kg)Table 4 Effects of different stocks on trace nutrient contents in Fuji apple fruits

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.3 不同砧木对富士苹果果实品质的影响

表5表明，砧木类型与富士苹果果实的品质属性指标密切相关。在所有砧木中，以M26中间砧的单果重、 果实硬度、 可溶性固形物和可滴定酸含量最高，以乔化砧山定子的单果重、 可溶性固形物和可滴定酸含量最低。与乔化砧相比，矮化砧的单果重和可溶性固形物均较高。与乔化砧平均相比，矮化砧平均单果重、 可溶性固形物和可滴定酸分别比乔化砧平均高5.53%，5.25%，6.82%，由此表明，矮化砧苹果果实个较大，综合品质较优。

表5 不同砧木对富士苹果果实品质的影响Table 5 Effects of different stocks on fruit quality of Fuji apple

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

2.4 富士苹果叶片与果实矿质元素间的相关性分析

从表6可以看出，苹果叶片大量元素N、 P、 K、 Ca与果实部分矿质营养元素间存在显著的相关性，其中叶片N与果实Fe存在显著的负相关关系；叶片P与果实P、 Mg、 Cu，叶片K与果实N、 K、 Fe、 Mn、 Cu，叶片Ca与果实Mn、 Cu存在显著的正相关关系；而叶片Mg与果实矿质元素间均不存在相关性。叶片微量元素Fe、 Mn、 Zn和B与果实矿质元素间均不存在显著的相关性，仅叶片Cu与果实Cu间存在显著的正相关关系。

表6 富士苹果叶片与果实矿质元素的相关性分析(n=25)Table 6 Correlative analysis of leaf and fruit mineral elements in Fuji apple

注(Note): 同列数值后不同字母表示P<0.05的显著水平Values followed by different small letters mean significantly different within column atP<0.05 level.

3 讨论与结论

叶片为苹果树体对土壤矿质元素反应最敏感的器官之一，其养分含量常用于树体的营养水平诊断[10]。苹果叶片矿质营养含量受到砧木种类、 品种类型、 产量水平、 土壤质地、 施肥状况和栽培管理制度等众多因素的影响[3, 5, 10]。Fallahi等的研究结果也表明， 叶营养分析虽可作为果树矿质营养状况评价的主要手段，但叶片矿质营养与果实品质指标的相关性较差[11]。本研究结果表明，苹果叶片N、 P、 K和Ca含量与果实中部分矿质元素存在显著的相关性，除叶片Cu和果实Cu显著相关外，叶片大量元素Mg， 微量元素Fe、 Mn、 Cu、 Zn和B与果实矿质元素间均不存在显著的相关性，进一步佐证了叶片矿质营养与果实矿质元素间的相关性较差。本试验富士苹果叶片矿质营养中，M26中间砧、 SH中间砧和M9-T337自根砧的苹果叶片P、 K、 Ca含量均高于乔化砧，说明砧木类型影响富士苹果对矿质元素的吸收和运转。从本试验结果还可以看出，不同砧木种类对苹果叶片、 果实矿质元素含量及果实品质均有不同程度的影响。其中，砧木种类对果实矿质含量及果实品质影响较明显，矮化砧富士苹果果实的P、 K、 Mg和Fe含量均高于乔化砧。与乔化砧相比，矮化砧富士苹果具有较高的单果重、 可溶性固形物和可滴定酸含量。因此，筛选适宜的矮化砧木对苹果的优质高效生产具有重要意义。目前，美国、 英国、 法国、 荷兰等国已普遍采用以M26和M9为砧木的矮化集约栽培体制[12]，意大利主要采用从M9中选育出的矮化砧木优系。目前世界各国广泛应用的矮化砧木主要包括T337、 M26、 MM106、 CG10、 CG26、 Mark、 O2等[13]。这些砧木矮化性状好，早果性强，为苹果的优质高效生产奠定了基础。

苹果套袋栽培显著提高果实的外观品质，目前已成为我国苹果产业优质高效生产的主要技术手段[14]。然而，由于套袋栽培改变了果实生长发育所处的温、 湿、 光等微域环境[15]，进而影响果实对矿质元素的吸收和运转，从而易出现一些生理代谢障碍[14, 16]，其中，较为突出的是由于钙素营养代谢失调导致的黑点病和苦痘病[14]。对比分析本试验的苹果叶片和果实矿质营养，可以看出富士苹果果实的N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Mn、 Cu和B含量分别为叶片含量的10.85%、 40.30%、 62.15%、 1.58%、 9.70%、 8.51%、 1.81%、 2.50%和56.77%。其中Ca的相对含量仅为1.58%，是所测矿质元素中相对含量最低的。可能原因在于苹果果实对钙素的吸收以被动吸收为主[14]，苹果套袋后，由于双层纸袋的影响，果实表面的水分蒸腾量减小，进而影响苹果果实对钙的吸收[14, 16]。与套袋果实相比，苹果叶面积大，蒸腾量高，在木质部中靠水分蒸腾拉力运转的Ca大部分被叶片所吸收。东忠方等[16]的同位素示踪试验结果表明， 套袋及果袋种类影响富士苹果果实对钙素的吸收，未套袋果实对钙素的吸收能力最大，套塑膜袋果实次之，套纸袋果实对钙素的吸收能力最小。此外，已进入苹果果实的钙素存在“倒流”现象[16]，可再分配到树体的其它部位，如生长发育中的新梢或叶片，致使套袋果实钙素的相对含量进一步降低，从而导致套袋苹果果实苦痘病、 黑点病的发生率较高。依据本试验结果，与已发表的苹果叶营养标准值相比较[17]，可以看出胶东地区富士苹果叶片的Fe、 Zn含量较低，而Mn、 Cu含量则明显偏高，甚至在部分果园出现Mn中毒现象，可能与当地土壤质地、 土壤酸化、 不合理施肥和用药密切相关[18]，具体原因有待进一步研究。

综合本试验结果可以看出，不同砧穗组合影响苹果对矿质元素的吸收运转和果实品质指标。目前世界上主要苹果生产国已广泛应用矮砧集约栽培模式，如意大利、 法国、 荷兰、 美国、 英国等国达到苹果总面积的80%以上[13]，特别是新建园，基本全部是矮砧集约栽培。矮化自根砧和矮化中间砧是矮化集约栽培的主要方式[3]，目前我国苹果的矮化集约栽培主要以中间砧为主，但近几年采用M9T337矮化自根砧的高纺锤形立架栽培模式发展迅速[1, 13]。依据我国国情和多年研究结果，筛选的适宜苹果矮化砧木以M9、 M26、 SH、 MM106及其优系为主[3, 13]。综上所述，加强苹果矿质营养研究，尤其是不同砧穗组合间的营养需求机理和调控机制，明确矿质营养与果树生长发育和品质形成的关系是实现优质高效生产的基础和保障。

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