美国梨产业概况及砧穗组合评价与利用*

赵德英，闫 帅，徐 锴，张少瑜，张海棠，侯桂学

（中国农业科学院果树研究所，辽宁省落叶果树矿质营养与肥料高效利用重点实验室，农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁兴城 125100）

美国是世界上仅次于中国的第二大梨生产国，面积是中国的2%，产量是中国的5%。由于缺乏以矮砧密植、早果丰产、省力节本为特征的现代栽培模式，树体高大，树冠郁闭，管理费工，经济回报率较低，栽培面积正在逐年减少。培育致矮性强、早果性好、抗逆和抗病矮化砧木，进行矮砧密植栽培，快速收回投资、获得经济回报并保持盈利，生产出满足消费需求的高品质梨果，才能提升美国梨产业的国内国际竞争力。2018—2019 年笔者作为高级访问学者在美国康奈尔大学进行了为期1 年的培训，对梨不同栽培模式和矮化砧木进行了系统调研和评价，现对美国梨产业的生产概况和砧穗组合评价与利用进行初步的分析，希望对我国梨产业的发展提供一些思考和借鉴。

1 美国梨生产概况

2019 年美国梨栽培面积为1.87 万hm2，产量为80.5 万t（表1）[1]，主要有6 个州生产梨，分别为加利福尼亚州、密歇根州、纽约州、俄勒冈州、宾夕法尼亚州和华盛顿州。梨商业生产主要集中在美国西北部，其中华盛顿州和俄勒冈州占总产量的大部分[2]。2019 年华盛顿州的梨产量为36 万t，俄勒冈州的梨产量为26 万t，这2 个州占美国梨总产量的77%[3]。2019 年梨出口量增至15 万t，鲜梨出口目的国包括墨西哥、加拿大、俄罗斯和印度在内的顶级市场，腌制梨加工品出口最大市场是加拿大，其次是墨西哥和阿拉伯联合酋长国。梨进口量达8万t，主要来自于阿根廷、韩国和智利[4]。

表1 近年来美国梨产量、消费量和贸易情况 万t

美国梨的销售季节因产地和品种而异，在加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州，‘巴梨’（Bartlett）的销售季节为7—12 月，其他梨品种则是从7 月到翌年6 月。除了以上3 个州以外，其他州梨的销售季节为8—11 月。梨种植户为了增加果品产值，通常采用U-pick 的方式，通过消费者在果园自采，让消费者感觉更安全，更有产品的获得感，或者果农会在农场的摊位提供已经采摘的梨果，供给那些没有时间、不方便或不想自己采摘的消费者[5]。另一种使产品增值的方式是进入利基市场（Niche Market），果农根据自己的目标市场和消费者的切身需要，拾遗补缺或者见缝插针，有针对性地就消费者的要求进行产品开发，以“专、精、特”为风格，形成自身的竞争优势。近年来，在美国由梨果加工成的各种甜点、沙拉酱、含酒精的梨饮料变得越来越流行[6]。

2 美国梨主栽品种

美国只有10 个主要梨品种在太平洋西北地区进行商业化种植，占美国鲜梨产量的80%。品种是基于产地的气候条件和品种本身的质量性状来进行选择的。根据采收时间的不同，美国栽培的梨品种分为两大类，一类是夏梨，采收期从8 月初开始；一类是冬梨，从8 月下旬开始采收，一直持续到9月。夏梨包括‘巴梨’（绿色和红色）、‘红茄梨’（Starkrimson）和‘Tosca’，其他欧洲梨都属于冬梨类。美国还栽培部分亚洲梨，如‘长十郎’（Chojuro）、‘丰水’（Hosui）、‘Ichiban Nashi’‘菊水’（Kikusui）、‘Korean Giant’‘幸水’（Kosui）、‘二十世纪’（Nijisseiki）、‘新水’（Shinko）、‘新世纪’（Shinseiki）[7]。年产量高于1 000 t 的梨栽培品种有6 个（表2），分别为‘巴梨’‘安久’（Anjou）、‘博斯克’（Bosc）、‘红安久’（Red Anjou）、‘考密斯’（Doyenne Du Comice）和‘塞克尔’（Seckel），这6 个品种占美国梨总产量的66.8%[8]。

3 美国梨常用砧木

美国最常用的梨砧木是从‘巴梨’实生苗中选择的一些优系，北美常见的砧木是OH×F 系列。OH 代表Old Home，是俄勒冈州立大学Reimer F.E.教授在伊利诺伊州发现的‘巴梨’实生优系，抗火疫病，但自交不结实。F 代表伊利诺伊州的小镇Farmingdale，Reimer 在该小镇发现了第2 个‘巴梨’优系，它具有抗火疫病的能力，但自交结实。俄勒冈州的Brooks L.用Old Home 和Farmingdale 进行杂交，选育出了抗火疫病、自交结实、长势强旺且抗寒的后代OH×F，1960 年发布并获得专利[9]。这个系列的砧木主要包括‘OH×F 69’‘OH×F 87’‘OH×F 97’‘OH×F 217’‘OH×F 333’和‘OH×F 513’，其中‘OH×F 87’和‘OH×F 97’应用最广泛。Horner 系列砧木由俄勒冈州立大学的哥伦比亚中部农业研究和推广中心（MCAREC）Dave Horner杂交选育而成[10]。华盛顿州立大学的Katherine Evans博士也开展了梨砧木育种工作，西弗吉尼亚州美国农业部农业研究组织（USDA-ARS）Richard Bell 博士开展了OH×F 和半矮化的抗火疫病品种‘US’系列的杂交选育工作[11]。

美国农业部国家种质资源库（USDA-ARS NCGR）位于俄勒冈州科瓦利斯市，是世界最大的梨资源收集机构，利用现有的分子和基因技术对梨属植物和相关属种直接作为梨砧木或作为亲本种质进行了专门的深度评价，他们从世界各地收集梨属植物和相关属种资源扩充到梨砧木育种计划中，同时也和民间协会组织合作，加快种质资源的获取和田间试验[12]。除美国本土选育的梨砧木外，国际梨砧木育种组织选育的其他砧木也在美国开展了初步试验，主要包括澳大利亚的西洋梨（P.communis）系列‘BM2000’、法国昂热的雪梨（P.nivalis）系列Brossier、法国农业科学院选育的‘Pyriam’、意大利博洛尼亚大学的西洋梨Fox 系列‘Fox 11’和‘Fox 16’、德国的梨属植物系列‘Pi-BU 2’和‘Pi-BU 3’、德国的西洋梨优系Pyro 2-33 和Pyrodwarf、英国东茂林试验站选育的QR 系列‘708-36’，以及榅桲系列矮化砧木Adams、BA29、EMC、EMH、Sydo[11]。这些砧木虽然比实生砧更容易被生产者接受，但对树体大小的控制能力和早果性还不能满足高密度果园栽植系统的需求，还有许多砧木很难进行无性繁殖，不能被苗木生产者所接受[13-14]。苗木生产者要求砧木具备成活率很高、一致性较好、繁殖性能较高、嫁接亲和力良好、固地性好和萌蘖较少的特点。

4 美国梨砧木育种及研究重点

美国梨砧木育种计划聚焦于产量效率、早果性、丰产性和矮化性等方面，其他还包括嫁接亲和性、果实品质和果个大小、对盐碱土的耐受性、冬季的抗寒性、对炎热或低温的适应性、抗旱和抗盐能力，以及对火疫病、衰退病和黑星病的抗性等方面[15]。因此，从生产和经济需求角度出发，需要选育出能够抵抗各种生物和非生物胁迫的砧木，如抗火疫病、衰退病，适应干旱或湿涝土壤、碱性或酸性土壤和抗寒性强的优良砧木，能够生产高效并满足不同梨产区的特定要求[16]。

砧木的基础研究集中在砧木矮化效应分析，对树体结构和结果习性的影响，矮化砧木在嫁接亲和性、水分运输、养分吸收、光合产物和碳水化合物的合成以及分配、内源激素代谢和运输等方面的机制研究，关键性状的遗传特性和分子标记，优系的选择标准（包括树体结构、早果性、作为砧木性能的预测指标）等方面[17]。

应用研究的重点在于砧木的繁殖和果园栽植系统的建立。开发易于硬枝和绿枝扦插、压条繁殖的砧木[18]，对于扦插生根能力差的砧木，通过组培快繁提高无性系砧木的成活率和生长势。目前体细胞无性系突变体的遗传转化方面的研究相对较少，已开始相关研究的砧木是‘OH×F 333’[19]、‘BP10030’[20]、Pyrodwarf[21]和榅桲[22]。研究结果表明，‘Quince A’的无性系突变体对高pH 和NaCl具有较强的耐受性，但童期延长，生根能力也增强。嵌合体和遗传不稳定也会导致体细胞突变[23]。

遗传转化体系目前在美国市场应用方面还存在一定争议。目前仅有提高生根能力的rolB基因转入到‘OH×F 333’砧木和榅桲优系Lithuanian 中[20]。正向遗传技术（Cisgenics）在梨砧木研究领域具有很好的发展需求，通过从生物所表现出的性状出发来克隆控制该性状的基因，但这种技术的成功应用取决于对控制树形、致矮性和早果性的候选基因的识别，目前刚处于起步阶段[24]。

5 梨砧穗组合评价与筛选

美国梨砧木的研究主要聚焦于梨砧木在不同地区（加利福尼亚州、纽约州、俄勒冈州和华盛顿州）的适应性评价，以及嫁接不同品种（‘巴梨’‘Golden Russet Bosc’‘Taylors Gold Cormice’‘Concorde’‘D’Anjou’）的性状表现。砧木评价工作开始于1988 年，30 余年的持续试验结果为苗木和梨果生产者提供了非常好的数据资料[25]。目前正在开展的砧木试验包括俄勒冈州立大学哥伦比亚中部农业研究和推广中心的Horner 系列、俄勒冈州立大学南俄勒冈研究和推广中心（SORAC）的榅桲和西洋梨实生砧、加利福尼亚大学和华盛顿州立大学合作推广中心的OH×F 系列、康奈尔大学纽约州日内瓦农业实验站（NYSAES）的OH×F 系列、Pyrodwarf 和Pyro 2-33。砧木、栽植系统、栽植密度和品种之间的组合试验已经在加利福尼亚州、俄勒冈州、纽约州和华盛顿州开展[11]。

梨砧木嫁接品种会影响树体长势、早果性、抗病性和抗寒性等。使用OH×F 或‘巴梨’实生砧木，梨树体比较高大。榅桲用作砧木，树体趋于矮化且早果性良好，但榅桲与许多梨品种嫁接不亲和，如‘巴梨’‘博斯克’‘安久’‘Forelle’‘盘克汉姆’‘Triumph’‘Winter Nellis’和‘Eldorado’等品种，因此榅桲优系Adams、BA29、EMC、EMH和Sydo 在商业果园生产中使用有限，常用作矮化中间砧，虽然可能会增加一定的收益，但苗木生产者和果农不愿花更多的时间和成本来嫁接中间砧。目前榅桲砧木Quince BA29 主要用于商业果园品种‘考密斯’。榅桲系列砧木还有一些不太理想的园艺特征限制了其推广应用，如在太平洋西北部地区的耐寒性、在加利福尼亚州的生长势和丰产性，以及对枯萎病和石灰质土壤的抗性等[26]。

评价初步结果认为，美国最有发展前途的梨砧木是OH×F 系列和Pyro 2-33，特别是‘OH×F 87’和‘OH×F 97’，有些地方‘OH×F 69’表现也不错[27-28]。‘OH×F 87’‘OH×F 69’、Pyro 2-33 和Pyrodwarf 嫁接品种后的树体大小要高于榅桲系列，Pyro 2-33 和‘OH×F 87’上嫁接‘巴梨’的产量较高。Pyrodwarf 很容易发生萌蘖，在商业果园发展上受到限制。‘OH×F 97’树体的大小则接近于西洋梨和杜梨的实生砧木，但早果性要更好一些。目前只有Pyro 2-33 有少量的推广，其他砧木则因为较低的成活率、生长势太强或太弱、表现出梨衰退病症状、嫁接亲和力差等因素限制了其发展[17]。

6 梨砧木在高密度栽培中的应用

美国梨生产与苹果生产相比相对落后，与现代集约化果园存在差距。美国梨园多数为稀植模式，栽植密度为每公顷500～1 800 株，修剪、疏果和采收方面需要耗费大量的时间和劳动力，药剂防控方面需要很大的喷雾量才能覆盖整个树冠，喷药效率低下且成本昂贵，因此这种树体高大、树冠郁闭的栽培模式获得的经济回报率较低，生产者也把梨作为一个长期投资但低盈利的树种。美国梨园修剪、疏花疏果和采收工作的劳动力来源主要是墨西哥或中美洲的季节性移民，对劳动力的吸引力方面明显弱于苹果、樱桃和葡萄，苹果由于矮化砧木的使用降低了树体高度，很大程度降低了劳动强度，提高了劳动效率。樱桃由于矮化砧木、行人果园栽植系统和机械化的使用劳动效率也显著提高[11]。

南美洲梨园由于成功利用了无性系矮化砧木‘Beurre Hardy’和‘Old Home’，已实现每公顷栽植3 000 株的高密度栽培，最高栽植密度每公顷超过10 000 株，而高密度果园早果丰产性好，农药漂移减少，利用率也高，节约农药和水分，投资回报快。果园采用窄冠的V 形或结果墙栽植系统，栽培管理可以在地面或借助管理平台、0.6～1.8 m 高的梯子来完成，为工人们创造了一个轻松、便捷和高效的工作环境。美国的梨产业界（包括生产者、苗圃和科研机构）都已经达成了广泛的共识，采用早果丰产的矮化砧木，进行高密度栽植，生产者可以很快地收回投资，消费者也可以尽早品尝到品质和性状独特的新品种，对于刺激梨果消费、降低成本、实现美国梨果产业经济可持续发展和保持美国梨产业在国内和国际的竞争力至关重要。

采用高密度栽植大大提高了梨产量和品质，但梨树的早果性无法达到像苹果砧木‘M9’那样在第2 年就开始结果，大多数情况下在定植后3～5 年开花结果，因此早果性仍然是美国梨产业的主要挑战之一。采用2 年生带分枝的大苗建园可以提高梨园的早果性和盈利能力。美国康奈尔大学Robinson 教授近10 年来致力于梨树高密度栽培模式的试验和推广工作，认为‘巴梨’适宜的栽植密度为每公顷5 500 株，‘博斯克’适宜的栽植密度为每公顷1 900株，高密度栽培常用的树形为高纺锤形（Tall Spindle）、V 形（V trellis）和双干平面树形（Bi-Axis）（图1）。高纺锤形的栽植行株距为3.75 m×1.25 m，每公顷栽植2 133 株，适宜采用的砧木为‘OH×F 87’和Pyro 2-33；V 形的栽植行株距为3.75 m×0.5 m，每公顷栽植5 333 株，适宜采用的砧木为‘OH×F 87’和Pyro 2-33；双干平面树形的栽植行株距为3.75 m×1.5 m，每公顷栽植1 779 株，适宜采用的砧木为‘OH×F 87’和‘Sydo Quince’[29]。V 形梨树产量高，但是需要进行大量的初期投资；高纺锤形早果性最好，生产成本和生产效率居中；双干平面树形使侧生分枝的数量翻倍，并使其长度减少了一半，更有利于对树体长势的控制，减少修剪劳动力投入，便于机械化疏花疏果、修剪和采收，树体冠幅和高度降低，优化了冠层内果实的分布，果实干物质积累量增加[30]。

图1 美国梨主要高密度栽培树形（从左到右依次为高纺锤形、V 形和双干平面树形）

由于梨树对气候和土壤具有独特的适应能力，美国梨生产区域主要集中在西北部的某些州和市，在美国农业生产中扮演着独特的历史、文化和经济角色。但美国梨产值（4.29 亿美元）远远小于苹果（30.1 亿美元），梨种植面积、单产和消费量都呈现下降趋势，随着进口梨的冲击，国内鲜食梨和加工品（罐头、果干、果汁）占有份额逐渐减少。随着梨生产和劳动力成本的快速上涨，生产者采用旧的栽培模式能够获得的利润已经很少。选育和利用早果、丰产和抗性强的矮化砧木，进行高密度栽植，使生产者能够迅速收回投资成本，快速获得经济回报并保持盈利，生产出满足消费需求的高品质梨果，才能促进美国梨产业的现代化进程。否则美国梨产业将不可避免地走向衰退，并成为小宗果树作物，从亚洲、澳大利亚、欧洲、新西兰、南美和南非进口的鲜食梨和加工品将进一步主导美国市场。