美國梨產業概況及砧穗組合評價與利用*

趙德英，閆 帥，徐 鍇，張少瑜，張海棠，侯桂學

（中國農業科學院果樹研究所，遼寧省落葉果樹礦質營養與肥料高效利用重點實驗室，農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧興城 125100）

美國是世界上僅次于中國的第二大梨生產國，面積是中國的2%，產量是中國的5%。由于缺乏以矮砧密植、早果豐產、省力節本為特征的現代栽培模式，樹體高大，樹冠郁閉，管理費工，經濟回報率較低，栽培面積正在逐年減少。培育致矮性強、早果性好、抗逆和抗病矮化砧木，進行矮砧密植栽培，快速收回投資、獲得經濟回報并保持盈利，生產出滿足消費需求的高品質梨果，才能提升美國梨產業的國內國際競爭力。2018—2019 年筆者作為高級訪問學者在美國康奈爾大學進行了為期1 年的培訓，對梨不同栽培模式和矮化砧木進行了系統調研和評價，現對美國梨產業的生產概況和砧穗組合評價與利用進行初步的分析，希望對我國梨產業的發展提供一些思考和借鑒。

1 美國梨生產概況

2019 年美國梨栽培面積為1.87 萬hm2，產量為80.5 萬t（表1）[1]，主要有6 個州生產梨，分別為加利福尼亞州、密歇根州、紐約州、俄勒岡州、賓夕法尼亞州和華盛頓州。梨商業生產主要集中在美國西北部，其中華盛頓州和俄勒岡州占總產量的大部分[2]。2019 年華盛頓州的梨產量為36 萬t，俄勒岡州的梨產量為26 萬t，這2 個州占美國梨總產量的77%[3]。2019 年梨出口量增至15 萬t，鮮梨出口目的國包括墨西哥、加拿大、俄羅斯和印度在內的頂級市場，腌制梨加工品出口最大市場是加拿大，其次是墨西哥和阿拉伯聯合酋長國。梨進口量達8萬t，主要來自于阿根廷、韓國和智利[4]。

表1 近年來美國梨產量、消費量和貿易情況 萬t

美國梨的銷售季節因產地和品種而異，在加利福尼亞州、俄勒岡州和華盛頓州，‘巴梨’（Bartlett）的銷售季節為7—12 月，其他梨品種則是從7 月到翌年6 月。除了以上3 個州以外，其他州梨的銷售季節為8—11 月。梨種植戶為了增加果品產值，通常采用U-pick 的方式，通過消費者在果園自采，讓消費者感覺更安全，更有產品的獲得感，或者果農會在農場的攤位提供已經采摘的梨果，供給那些沒有時間、不方便或不想自己采摘的消費者[5]。另一種使產品增值的方式是進入利基市場（Niche Market），果農根據自己的目標市場和消費者的切身需要，拾遺補缺或者見縫插針，有針對性地就消費者的要求進行產品開發，以“專、精、特”為風格，形成自身的競爭優勢。近年來，在美國由梨果加工成的各種甜點、沙拉醬、含酒精的梨飲料變得越來越流行[6]。

2 美國梨主栽品種

美國只有10 個主要梨品種在太平洋西北地區進行商業化種植，占美國鮮梨產量的80%。品種是基于產地的氣候條件和品種本身的質量性狀來進行選擇的。根據采收時間的不同，美國栽培的梨品種分為兩大類，一類是夏梨，采收期從8 月初開始；一類是冬梨，從8 月下旬開始采收，一直持續到9月。夏梨包括‘巴梨’（綠色和紅色）、‘紅茄梨’（Starkrimson）和‘Tosca’，其他歐洲梨都屬于冬梨類。美國還栽培部分亞洲梨，如‘長十郎’（Chojuro）、‘豐水’（Hosui）、‘Ichiban Nashi’‘菊水’（Kikusui）、‘Korean Giant’‘幸水’（Kosui）、‘二十世紀’（Nijisseiki）、‘新水’（Shinko）、‘新世紀’（Shinseiki）[7]。年產量高于1 000 t 的梨栽培品種有6 個（表2），分別為‘巴梨’‘安久’（Anjou）、‘博斯克’（Bosc）、‘紅安久’（Red Anjou）、‘考密斯’（Doyenne Du Comice）和‘塞克爾’（Seckel），這6 個品種占美國梨總產量的66.8%[8]。

3 美國梨常用砧木

美國最常用的梨砧木是從‘巴梨’實生苗中選擇的一些優系，北美常見的砧木是OH×F 系列。OH 代表Old Home，是俄勒岡州立大學Reimer F.E.教授在伊利諾伊州發現的‘巴梨’實生優系，抗火疫病，但自交不結實。F 代表伊利諾伊州的小鎮Farmingdale，Reimer 在該小鎮發現了第2 個‘巴梨’優系，它具有抗火疫病的能力，但自交結實。俄勒岡州的Brooks L.用Old Home 和Farmingdale 進行雜交，選育出了抗火疫病、自交結實、長勢強旺且抗寒的后代OH×F，1960 年發布并獲得專利[9]。這個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’應用最廣泛。Horner 系列砧木由俄勒岡州立大學的哥倫比亞中部農業研究和推廣中心（MCAREC）Dave Horner雜交選育而成[10]。華盛頓州立大學的Katherine Evans博士也開展了梨砧木育種工作，西弗吉尼亞州美國農業部農業研究組織（USDA-ARS）Richard Bell 博士開展了OH×F 和半矮化的抗火疫病品種‘US’系列的雜交選育工作[11]。

美國農業部國家種質資源庫（USDA-ARS NCGR）位于俄勒岡州科瓦利斯市，是世界最大的梨資源收集機構，利用現有的分子和基因技術對梨屬植物和相關屬種直接作為梨砧木或作為親本種質進行了專門的深度評價，他們從世界各地收集梨屬植物和相關屬種資源擴充到梨砧木育種計劃中，同時也和民間協會組織合作，加快種質資源的獲取和田間試驗[12]。除美國本土選育的梨砧木外，國際梨砧木育種組織選育的其他砧木也在美國開展了初步試驗，主要包括澳大利亞的西洋梨（P.communis）系列‘BM2000’、法國昂熱的雪梨（P.nivalis）系列Brossier、法國農業科學院選育的‘Pyriam’、意大利博洛尼亞大學的西洋梨Fox 系列‘Fox 11’和‘Fox 16’、德國的梨屬植物系列‘Pi-BU 2’和‘Pi-BU 3’、德國的西洋梨優系Pyro 2-33 和Pyrodwarf、英國東茂林試驗站選育的QR 系列‘708-36’，以及榅桲系列矮化砧木Adams、BA29、EMC、EMH、Sydo[11]。這些砧木雖然比實生砧更容易被生產者接受，但對樹體大小的控制能力和早果性還不能滿足高密度果園栽植系統的需求，還有許多砧木很難進行無性繁殖，不能被苗木生產者所接受[13-14]。苗木生產者要求砧木具備成活率很高、一致性較好、繁殖性能較高、嫁接親和力良好、固地性好和萌蘗較少的特點。

4 美國梨砧木育種及研究重點

美國梨砧木育種計劃聚焦于產量效率、早果性、豐產性和矮化性等方面，其他還包括嫁接親和性、果實品質和果個大小、對鹽堿土的耐受性、冬季的抗寒性、對炎熱或低溫的適應性、抗旱和抗鹽能力，以及對火疫病、衰退病和黑星病的抗性等方面[15]。因此，從生產和經濟需求角度出發，需要選育出能夠抵抗各種生物和非生物脅迫的砧木，如抗火疫病、衰退病，適應干旱或濕澇土壤、堿性或酸性土壤和抗寒性強的優良砧木，能夠生產高效并滿足不同梨產區的特定要求[16]。

砧木的基礎研究集中在砧木矮化效應分析，對樹體結構和結果習性的影響，矮化砧木在嫁接親和性、水分運輸、養分吸收、光合產物和碳水化合物的合成以及分配、內源激素代謝和運輸等方面的機制研究，關鍵性狀的遺傳特性和分子標記，優系的選擇標準（包括樹體結構、早果性、作為砧木性能的預測指標）等方面[17]。

應用研究的重點在于砧木的繁殖和果園栽植系統的建立。開發易于硬枝和綠枝扦插、壓條繁殖的砧木[18]，對于扦插生根能力差的砧木，通過組培快繁提高無性系砧木的成活率和生長勢。目前體細胞無性系突變體的遺傳轉化方面的研究相對較少，已開始相關研究的砧木是‘OH×F 333’[19]、‘BP10030’[20]、Pyrodwarf[21]和榅桲[22]。研究結果表明，‘Quince A’的無性系突變體對高pH 和NaCl具有較強的耐受性，但童期延長，生根能力也增強。嵌合體和遺傳不穩定也會導致體細胞突變[23]。

遺傳轉化體系目前在美國市場應用方面還存在一定爭議。目前僅有提高生根能力的rolB基因轉入到‘OH×F 333’砧木和榅桲優系Lithuanian 中[20]。正向遺傳技術（Cisgenics）在梨砧木研究領域具有很好的發展需求，通過從生物所表現出的性狀出發來克隆控制該性狀的基因，但這種技術的成功應用取決于對控制樹形、致矮性和早果性的候選基因的識別，目前剛處于起步階段[24]。

5 梨砧穗組合評價與篩選

美國梨砧木的研究主要聚焦于梨砧木在不同地區（加利福尼亞州、紐約州、俄勒岡州和華盛頓州）的適應性評價，以及嫁接不同品種（‘巴梨’‘Golden Russet Bosc’‘Taylors Gold Cormice’‘Concorde’‘D’Anjou’）的性狀表現。砧木評價工作開始于1988 年，30 余年的持續試驗結果為苗木和梨果生產者提供了非常好的數據資料[25]。目前正在開展的砧木試驗包括俄勒岡州立大學哥倫比亞中部農業研究和推廣中心的Horner 系列、俄勒岡州立大學南俄勒岡研究和推廣中心（SORAC）的榅桲和西洋梨實生砧、加利福尼亞大學和華盛頓州立大學合作推廣中心的OH×F 系列、康奈爾大學紐約州日內瓦農業實驗站（NYSAES）的OH×F 系列、Pyrodwarf 和Pyro 2-33。砧木、栽植系統、栽植密度和品種之間的組合試驗已經在加利福尼亞州、俄勒岡州、紐約州和華盛頓州開展[11]。

梨砧木嫁接品種會影響樹體長勢、早果性、抗病性和抗寒性等。使用OH×F 或‘巴梨’實生砧木，梨樹體比較高大。榅桲用作砧木，樹體趨于矮化且早果性良好，但榅桲與許多梨品種嫁接不親和，如‘巴梨’‘博斯克’‘安久’‘Forelle’‘盤克漢姆’‘Triumph’‘Winter Nellis’和‘Eldorado’等品種，因此榅桲優系Adams、BA29、EMC、EMH和Sydo 在商業果園生產中使用有限，常用作矮化中間砧，雖然可能會增加一定的收益，但苗木生產者和果農不愿花更多的時間和成本來嫁接中間砧。目前榅桲砧木Quince BA29 主要用于商業果園品種‘考密斯’。榅桲系列砧木還有一些不太理想的園藝特征限制了其推廣應用，如在太平洋西北部地區的耐寒性、在加利福尼亞州的生長勢和豐產性，以及對枯萎病和石灰質土壤的抗性等[26]。

評價初步結果認為，美國最有發展前途的梨砧木是OH×F 系列和Pyro 2-33，特別是‘OH×F 87’和‘OH×F 97’，有些地方‘OH×F 69’表現也不錯[27-28]。‘OH×F 87’‘OH×F 69’、Pyro 2-33 和Pyrodwarf 嫁接品種后的樹體大小要高于榅桲系列，Pyro 2-33 和‘OH×F 87’上嫁接‘巴梨’的產量較高。Pyrodwarf 很容易發生萌蘗，在商業果園發展上受到限制。‘OH×F 97’樹體的大小則接近于西洋梨和杜梨的實生砧木，但早果性要更好一些。目前只有Pyro 2-33 有少量的推廣，其他砧木則因為較低的成活率、生長勢太強或太弱、表現出梨衰退病癥狀、嫁接親和力差等因素限制了其發展[17]。

6 梨砧木在高密度栽培中的應用

美國梨生產與蘋果生產相比相對落后，與現代集約化果園存在差距。美國梨園多數為稀植模式，栽植密度為每公頃500～1 800 株，修剪、疏果和采收方面需要耗費大量的時間和勞動力，藥劑防控方面需要很大的噴霧量才能覆蓋整個樹冠，噴藥效率低下且成本昂貴，因此這種樹體高大、樹冠郁閉的栽培模式獲得的經濟回報率較低，生產者也把梨作為一個長期投資但低盈利的樹種。美國梨園修剪、疏花疏果和采收工作的勞動力來源主要是墨西哥或中美洲的季節性移民，對勞動力的吸引力方面明顯弱于蘋果、櫻桃和葡萄，蘋果由于矮化砧木的使用降低了樹體高度，很大程度降低了勞動強度，提高了勞動效率。櫻桃由于矮化砧木、行人果園栽植系統和機械化的使用勞動效率也顯著提高[11]。

南美洲梨園由于成功利用了無性系矮化砧木‘Beurre Hardy’和‘Old Home’，已實現每公頃栽植3 000 株的高密度栽培，最高栽植密度每公頃超過10 000 株，而高密度果園早果豐產性好，農藥漂移減少，利用率也高，節約農藥和水分，投資回報快。果園采用窄冠的V 形或結果墻栽植系統，栽培管理可以在地面或借助管理平臺、0.6～1.8 m 高的梯子來完成，為工人們創造了一個輕松、便捷和高效的工作環境。美國的梨產業界（包括生產者、苗圃和科研機構）都已經達成了廣泛的共識，采用早果豐產的矮化砧木，進行高密度栽植，生產者可以很快地收回投資，消費者也可以盡早品嘗到品質和性狀獨特的新品種，對于刺激梨果消費、降低成本、實現美國梨果產業經濟可持續發展和保持美國梨產業在國內和國際的競爭力至關重要。

采用高密度栽植大大提高了梨產量和品質，但梨樹的早果性無法達到像蘋果砧木‘M9’那樣在第2 年就開始結果，大多數情況下在定植后3～5 年開花結果，因此早果性仍然是美國梨產業的主要挑戰之一。采用2 年生帶分枝的大苗建園可以提高梨園的早果性和盈利能力。美國康奈爾大學Robinson 教授近10 年來致力于梨樹高密度栽培模式的試驗和推廣工作，認為‘巴梨’適宜的栽植密度為每公頃5 500 株，‘博斯克’適宜的栽植密度為每公頃1 900株，高密度栽培常用的樹形為高紡錘形（Tall Spindle）、V 形（V trellis）和雙干平面樹形（Bi-Axis）（圖1）。高紡錘形的栽植行株距為3.75 m×1.25 m，每公頃栽植2 133 株，適宜采用的砧木為‘OH×F 87’和Pyro 2-33；V 形的栽植行株距為3.75 m×0.5 m，每公頃栽植5 333 株，適宜采用的砧木為‘OH×F 87’和Pyro 2-33；雙干平面樹形的栽植行株距為3.75 m×1.5 m，每公頃栽植1 779 株，適宜采用的砧木為‘OH×F 87’和‘Sydo Quince’[29]。V 形梨樹產量高，但是需要進行大量的初期投資；高紡錘形早果性最好，生產成本和生產效率居中；雙干平面樹形使側生分枝的數量翻倍，并使其長度減少了一半，更有利于對樹體長勢的控制，減少修剪勞動力投入，便于機械化疏花疏果、修剪和采收，樹體冠幅和高度降低，優化了冠層內果實的分布，果實干物質積累量增加[30]。

圖1 美國梨主要高密度栽培樹形（從左到右依次為高紡錘形、V 形和雙干平面樹形）

由于梨樹對氣候和土壤具有獨特的適應能力，美國梨生產區域主要集中在西北部的某些州和市，在美國農業生產中扮演著獨特的歷史、文化和經濟角色。但美國梨產值（4.29 億美元）遠遠小于蘋果（30.1 億美元），梨種植面積、單產和消費量都呈現下降趨勢，隨著進口梨的沖擊，國內鮮食梨和加工品（罐頭、果干、果汁）占有份額逐漸減少。隨著梨生產和勞動力成本的快速上漲，生產者采用舊的栽培模式能夠獲得的利潤已經很少。選育和利用早果、豐產和抗性強的矮化砧木，進行高密度栽植，使生產者能夠迅速收回投資成本，快速獲得經濟回報并保持盈利，生產出滿足消費需求的高品質梨果，才能促進美國梨產業的現代化進程。否則美國梨產業將不可避免地走向衰退，并成為小宗果樹作物，從亞洲、澳大利亞、歐洲、新西蘭、南美和南非進口的鮮食梨和加工品將進一步主導美國市場。