苹果高质量发展技术创新途径*

赵德英，程存刚，仇贵生，董雅凤，张彩霞，李 壮，张怀江，胡国君，厉恩茂

（农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室，中国农业科学院果树研究所，辽宁兴城 125100）

苹果是我国最重要的温带落叶果树，是保障我国水果市场周年供应的大宗水果，对建设健康中国、美丽中国，助力乡村全面振兴具有重要意义[1]。我国是世界苹果起源中心之一，也是世界第一大苹果生产国[2]。据最新数据，2020 年我国苹果栽培面积208.852 万hm2，产量4 406.6 万t[3]，分别占世界苹果总面积的44.3%，总产量的50.5%。

苹果是保障人民生命健康的重要水果。俗话说“一日一苹果，医生远离我”[4]，苹果中富含原花青素、酚类、黄酮类和维生素C 等抗氧化物质，能有效消除自由基，降低癌症发生率[5]，含有纤维素及钾、铁、锌、镁、硼、锰等矿物质和17种氨基酸，能够预防结肠病，降压，减肥，补血，强化骨骼，溶解血栓，保护心脏，排毒养颜，延缓衰老。此外，苹果还具有生津解毒、益气和胃、补心润肺、醒酒平肝的功效[6]。

1 制约苹果产业发展的瓶颈问题

伴随着苹果产业的迅速发展—种植规模的盲目扩张和产量的迅速崛起，国际国内市场竞争压力空前，苹果价格持续下滑，加之受劳动力成本高等因素的影响，果农收入显著减少，制约产业可持续发展的瓶颈问题日益凸显，主要体现在以下6个方面。

1.1 品种结构单一，难以满足消费者多样化需求

我国苹果主栽品种以‘富士’独占鳌头，约占69.6%[1]，缺乏消费者需要的高品质、多样化、新奇特品种，单一品种集中上市，导致压价风险，果农增产不增收。我国选育的国产化品种有300 余个，但由于缺乏对新品种的区域适应性评价、系统的配套栽培技术、消费者市场调查和市场开发，作为主栽品种在生产中应用的屈指可数[7]。

1.2 苗木带毒率高，化学药剂难以防控

我国普通苹果园的病毒感染率在80%以上，特别是锈果病毒和花叶病毒，树体感染病毒后很难根除，且难以采用化学药剂进行有效防控[8]。染病树体整株带毒，生长发育受阻，树势变得衰弱，叶片出现失绿或畸形等症状，产量降低30%～50%，品质变劣，果实畸形，着色不良，甚至整株死亡，严重影响栽培效益[9]。

1.3 栽培模式落后，树体管理技术繁琐

栽培模式以乔化稀植为主，占80%以上，矮砧苹果栽培面积仅占全国苹果栽培总面积的10%～20%[10]。现有果园老化问题严重，树龄25～30 年的老龄果园占一半左右，树体结构复杂，冠层郁闭，整体生产能力下降，果品整齐度差，优质果率不高，农事操作困难，机械化程度低，管理成本高，市场竞争力弱[11]。

1.4 土肥水管理不科学，果园可持续生产能力有待提高

许多果园土壤管理的主要方式仍是清耕法，生草果园不足20%，导致土壤有机质不足、土壤酸化、中微量元素缺乏现象频发等问题。施肥管理盲目且不合理，过量施用现象严重，苹果园化肥消费量达217.3 万t，占全国化肥总消费量的3.7%，氮肥施用量是美国的2.5 倍[12]。灌溉以大水漫灌为主，方式落后，费工费力，肥水利用率低，水肥一体化技术仍未广泛应用，果园可持续生产能力不足。

1.5 花果管理繁杂，人工成本居高不下

疏花、疏果、套袋、摘袋、采收等环节以人工操作为主，技术繁琐费工，占生产总成本的60%以上。化学和机械疏花疏果技术尚不成熟，疏除效果不佳，缺乏科学的操作规范和技术标准，仅停留在小面积试验示范阶段，距离大面积推广应用还有一段距离[13]。无袋化栽培尚处于起步阶段，缺乏无袋栽培条件下系统科学的配套技术，真正实现苹果的无袋化栽培还需稳步推进[14]。

1.6 过分依赖化学农药，质量安全存在隐患

大部分果园年用药7～9 次，农药消费量高达14.1 万t，占全国农药总消费量的7.7%，农药单位面积施用量是美国的1.6 倍，农药过量施用和防效不断下降问题突出[12]。病虫害发生发展和流行规律知之甚少，缺乏科学预测预报的指导，适合不同生态区特点的苹果有害生物绿色综合防控体系不健全，导致用药成本增加，环境污染加重，果品质量存在安全隐患。

2 苹果高质量发展技术创新途径

为了解决制约苹果产业健康可持续发展的瓶颈问题，深入实施质量兴农和绿色兴农战略，构建与资源环境承载力相匹配、与生产生活生态相协调的苹果产业发展格局，把苹果产业打造成乡村振兴的希望产业、活力产业和富民产业，实现苹果产业高质量发展，在中国农业科学院科技创新工程支持下，中国农业科学院果树研究所于2016 年启动实施了苹果高质量发展技术创新与集成示范工作，并取得初步成效，具体做法如下。

2.1 强化顶层设计，创新引领产业升级

为实现苹果产业的绿色高质量发展，针对我国苹果生产中存在的突出问题，提出“优质、安全、简约、多样、高效”的技术主攻方向，根据不同苹果优势产区的立地条件和制约因素，研发优质轻简高效栽培新品种、新模式、新技术、新产品，在品种结构优化、栽植模式构建、修剪技术轻简、肥水管理高效、病虫精准防控、花果管理省力和果实品质提升等技术方面进行创新和集成，构建区域性苹果优质轻简高效栽培技术体系，创新示范推广服务模式，在不同优势产区示范推广，实现苹果生产省力降本、提质增效。

2.2 优化系统布局，整体推进区域发展

本着“生态区域代表性、地方政府积极性、科技示范辐射性、乡村振兴带动性”的示范区布局原则，在苹果主产区建立研发中心、产业研究院、试验站、专家工作站和成果示范基地等“五类”基地。巩固优势产区，强化特色产区，在山东栖霞、甘肃静宁、辽宁绥中、新疆伊犁等苹果优势产区建立绿色提质增效核心示范基地200 余hm2；在河北承德、云南昭通等地建立了产业精准扶贫和乡村振兴核心示范基地70 余hm2，有力推动了我国不同区域苹果产业的提质增效和转型升级。

2.3 技术集成创新，构建高质量发展模式

本着“优质、安全、简约、多样、高效”的目标，系统创新和集成了“优化品种结构、无病毒苗木、无袋化栽培，负载量精准管理、水肥精量调控、病虫害精准防控、高光效修剪、高质量改土、高效益改园、高标准建园”（简称“一优两无三精四高”）10 项关键技术，构建了涵盖品种、栽培和植保领域的技术体系，分别在渤海湾产区、黄土高原产区和西南冷凉产区进行示范和辐射推广，实现了可复制、可推广的“省力降本、提质增效”苹果高质量发展新模式。

2.3.1 优新品种选育，满足多元化市场需求

以优质、抗病、抗逆、适宜轻简化生产等为育种目标，构建了苹果实用分子育种技术体系、消费者参与式育种技术体系、生产者参与式育种技术体系及第三方果品感官评价技术体系4 大育种技术体系，选育‘华红’‘华月’‘华苹’‘华妃’‘华蜜’‘华庆’等苹果新品种20 余个，涉及不同熟期、不同抗性及不同风味，现已在辽宁、山东等10多个苹果主产区推广应用。

2.3.2 无病毒苗木培育，构建良种苗木繁育体系

创新苹果重要病毒检测技术和高效脱毒技术，建立了6种苹果RT-PCR 快速检测方法，并在此基础上研发了多重RT-PCR、巢氏PCR、荧光定量PCR、RT-LAMP 等快速检测方法，培育38个苹果优新品种无病毒原种，在山东、陕西等10个主产区建立苹果无病毒苗木栽培试验示范基地7个，提供36个苹果品种无病毒原种苗木2.5 万株、无病毒接穗15 万芽，带动推广苹果无病毒苗2 300 万株，全国无病毒苹果苗木原种90%以上来源于中国农业科学院果树研究所，无病毒苗木较常规苗木增产15%～40%，优质果率提高10%～20%。

2.3.3 高标准建园，构建矮砧密植模式

根据新建果园的生态特征、地形地貌、土质条件和灌溉条件，筛选出矮化、抗逆、早果、丰产的苹果砧木及砧穗组合，创建宜机化的宽行密植栽培模式，集成大苗建园、立架栽培、高纺锤树形、促发分枝、行间生草、水肥一体化等关键技术，实现栽后第2 年见果、第3 年667 m2产量1 500 kg、第4 年667 m2产量3 000 kg 的目标。

2.3.4 高光效树形培养，优化冠层光照条件

针对新建果园，创新二维平面结果树形，优化高纺锤形等三维树体结构，配套化学修剪、机械化修剪、根系修剪等手段，建立以扶强中干、开张角度、单轴延伸、保持适宜枝干比为核心的轻简化整形修剪技术体系，有效平衡树势，优化冠层光能分配，构建丰产稳产叶幕结构，光能利用效率提高30%～40%，优质果率提高15%～20%，实现果园管理的轻简化、标准化和机械化。

2.3.5 高效益改园，有效提升果实品质

针对成龄果园，因地、因园、因树循序渐进更新改造，集成间伐、落头、开心、提干、疏大枝、培养下垂结果枝组等措施，建立以更新修剪、壮枝结果、瘦身通风为核心的省力化修剪技术体系，改善树体通风透光条件，优化枝类组成和空间分布，在保障适度产量的基础上，全面提高质量与效益，核心示范园产量提高15%～20%，优质果率提高15%以上。

2.3.6 负载量精准调控，实现果园连年丰产

根据不同品种、树龄、树势和管理水平，以主枝的干截面积为基准确定适宜的负载量，通过花前复剪技术，根据预定目标产量选留适宜的花芽。筛选适宜的花果疏除化学药剂，筛选最佳的施用时期和浓度，优化适宜不同品种的化学疏花疏果技术，实现花果的精准调控和连年丰产。示范区单、双果率为70%～75%，每667 m2可节省疏花疏果成本800～1 000 元。

2.3.7 肥水精量控制，提高水肥利用效率

根据树体养分需求特性结合营养测试分析结果，定制生长发育同步营养肥。根据不同品种和树龄的树体需肥特点，不同生育期的需水规律，通过水肥一体化系统实施肥水用量的时空精准调控，达到壮树早果、优质丰产以及果园效益的优化协同，大幅度增加水肥利用效率、生产效率，降低化肥用量和环境压力，较传统灌溉模式节水60%、节肥30%，每667 m2产量提高10%以上。

2.3.8 高质量土壤改良，提升果园综合生产能力

根据果园土壤地力条件和土壤测定分析结果，选择乡土草种、鼠茅草、白三叶和紫花苜蓿等进行果园生草；应用玉米秸秆、小麦秸秆、果树枝条和棉毡等覆盖材料进行树盘覆盖；采用农家肥、商品有机肥、生物有机肥、土壤改良剂等进行有机肥替代，调节根域土壤理化性状和果树根系结构，构建基于果园生草、树盘覆盖和有机肥替代化肥为核心的果园土壤有机培肥技术体系，达到增加树势、化肥减施、提升地力、增强可持续生产能力的目的，土壤有机质含量提升0.3%～0.4%，化肥减施50%以上。

2.3.9 病虫害精准绿色防控，有效减少化学农药投入

建立以科学监测、正确选药、合理混配、适时用药、恰当施药于一体的病虫精准绿色高效防控技术，以农业防治为基础，以病虫害预测预报为前提、以非化学防治措施替代农药的病虫害综合治理策略，在保证防效的前提下，采用理化诱控压低病虫基数，适时应用生物防治替代化学农药，通过减少防治中药剂的种类而降低农药用量，将有害生物控制在经济允许的危害水平之下。示范区内主要害虫数量降低21%，生长季内农药用量减少39%，每667 m2减少农药投入58 元、减少劳力投入30 元，在主产区示范推广7.3 万hm2。

2.3.10 果实无袋化栽培，实现省工降本

选择适宜无袋栽培的黄绿色品种或易着色红色品种，摸清无袋栽培条件下梨小食心虫、桃小食心虫、棉铃虫、苹果轮纹病和苹果炭疽病的发病规律和防控适期，构建基于品种选育、宽行高干栽培模式、果园微生态环境调控和病虫害综合防控为核心的免套袋栽培技术体系，通过增加光截获、光质调控等技术手段促进果实着色，大幅度降低苹果生产成本，减少病虫果率，提高果实内在品质，每667 m2节约成本40%～50%，果实可溶性固形物含量提高3%～4%。

2.4 创立创新五位一体协同转化科技成果模式

创立创新五位一体协同转化科技成果模式，形成科研单位＋地方政府＋龙头企业＋基层农户＋国外专家的五方协作利益共同体。科研单位为地方主导产业提供全方位的科技支撑，地方政府给予基础设施和资金等配套保障，龙头企业进行典型示范，辐射带动周边基层农户提质增效和增收致富，加大国际交流合作，引进国外专家的先进管理技术和理念，助力产业做大做强[15]。按照此模式，先后与山东栖霞、山东荣成、山东诸城、河北承德、西藏林芝、新疆伊犁等10 多个地方政府签署了长期科技合作协议，与山东通达现代农业集团有限公司、承德嘉沃生态农业科技有限公司、山东青大种苗有限公司、伊犁惠远明珠农业科技发展有限公司等20 多家企业签订技术服务协议，累计培训农民技术员12 900 余人次，培训果农10 余万人次。在河北打造科技扶贫“承德模式”，从示范园建设到全产业链条帮扶，提升了果品的核心竞争力和市场价值，增强了河北、新疆、四川等革命老区、民族地区、边疆地区、贫困地区种植苹果的热情和信心。

3 小 结

2021 年是“十四五”开局之年，是全面推进乡村振兴的开端之年，是实现巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的关键之年，我们将继续围绕总书记“四个面向”指示和“果业强、果乡美、果农富”要求，牢牢把握高质量发展的根本要求，依托“一新”驱动、“两优”先行、“三产”融合、“四品”提升、“五减”支撑、“六化”同步的果业高质量发展路径[16]，加强新品种、新技术、新产品的科技创新，服务好吃、好看、好种、好卖、好想等“五好”苹果产业需求，为果业增产增效，为果乡增绿添彩，为果农增收致富，为国家创造财富，为人民创造美好，为社会创造价值。