Relationship Between Fruit Quality of‘Fuji’Apple and Environmental Factors

doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0967

Acta Horticulturae Sinica ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (11): 2931-2942.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0967

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Relationship Between Fruit Quality of‘Fuji’Apple and Environmental Factors

WANG Sen, HE Ping, WANG Haibo, CHANG Yuansheng, HE Xiaowen, ZHENG Wenyan, Wang Yongxu, and LI Linguang^*()

Shandong Institute of Pomology， Tai’an， Shandong 271000， China

Received:2025-08-28 Revised:2025-10-17 Online:2025-11-26 Published:2025-11-26
Contact: and LI Linguang

Abstract

Abstract:

This study analyzed soil properties，climate conditions，and fruit quality of 87 Fuji apple orchards across 14 counties in Shandong Province from 2019 to 2021，and the differences between environmental factors and fruit quality were compared among counties. Correlation analysis and redundancy analysis（RDA）were used to screen the main environmental factors affecting fruit quality. The results showed that the average single fruit weight was 262.22 g，more than 60% of the orchards had single fruit weight above 250 g and less than 5% of the orchards had single fruit weight below 200 g. The fruit hardness was concentrated in the range from 6.5 to 7.5 kg · cm^-2. Fruit firmness mainly ranged between 6.5-7.5 kg · cm^-2. The average soluble solids content across counties was 14.45%，showing low variation. The content of titrable acid in Wendeng was the highest（0.32%），while the content in other areas was below 0.30%. Mengyin solid acid ratio was the highest，69.71% higher than the lowest Wenden，with nosignificant differences among other regions. The average pH of the orchard soil was 5.64，indicating an overall acidic nature. There were significant variations in nutrient content across different orchards，particularly in organic matter，available phosphorus，and available potassium，with coefficients of variation exceeding 50%. Correlation analysis showed that soil pH was negatively correlated with fruit quality indexes except titrable acid. Soil organic matter was positively correlated with solid-acid ratio，sucrose and sweetness value，and negatively correlated with titrable acid. Total nitrogen，available phosphorus，and available potassium negatively affected flavor components like sugar-acid ratio and soluble solids. Both average temperature and average temperature difference were significantly correlated with titrable acid and sugar-acid ratio. The results of RDA analysis showed that organic matter content，available P content，mean temperature difference and pH were the key factors affecting fruit quality.

Key words: apple, fruit quality, environmental factors, correlation

WANG Sen, HE Ping, WANG Haibo, CHANG Yuansheng, HE Xiaowen, ZHENG Wenyan, Wang Yongxu, and LI Linguang. Relationship Between Fruit Quality of‘Fuji’Apple and Environmental Factors[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(11): 2931-2942.

Figures/Tables 8

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指标 Index	范围 Range	均值 Mean	标准差 STD	变异系数/% CV
单果质量/g Single fruit weight（SW）	175.20 ~ 348.06	262.22	34.08	12.99
硬度/（kg · cm^-2）Fruit firmness（FF）	6.02 ~ 9.25	7.49	0.69	9.17
可溶性固形物/% Total soluble solids（TSS）	11.00 ~ 17.89	14.45	1.42	9.83
可滴定酸/% Titratable acid（TA）	0.12 ~ 0.47	0.23	0.08	34.78
固酸比TSS/TA	25.32 ~ 122.67	68.94	21.86	31.71
果糖/（mg · g^-1）Fructose（Fru）	37.60 ~ 96.26	64.28	11.96	18.60
葡萄糖/（mg · g^-1）Glucose（Glu）	8.20 ~ 37.62	22.32	6.73	30.14
蔗糖/（mg · g^-1）Sucrose（Suc）	7.12 ~ 49.40	30.35	9.48	31.24
甜度值Sweetness value（Sv）	98.63 ~ 226.48	158.41	26.83	16.93

指标 Index	范围 Range	均值 Mean	标准差 STD	变异系数/% CV
单果质量/g Single fruit weight（SW）	175.20 ~ 348.06	262.22	34.08	12.99
硬度/（kg · cm^-2）Fruit firmness（FF）	6.02 ~ 9.25	7.49	0.69	9.17
可溶性固形物/% Total soluble solids（TSS）	11.00 ~ 17.89	14.45	1.42	9.83
可滴定酸/% Titratable acid（TA）	0.12 ~ 0.47	0.23	0.08	34.78
固酸比TSS/TA	25.32 ~ 122.67	68.94	21.86	31.71
果糖/（mg · g^-1）Fructose（Fru）	37.60 ~ 96.26	64.28	11.96	18.60
葡萄糖/（mg · g^-1）Glucose（Glu）	8.20 ~ 37.62	22.32	6.73	30.14
蔗糖/（mg · g^-1）Sucrose（Suc）	7.12 ~ 49.40	30.35	9.48	31.24
甜度值Sweetness value（Sv）	98.63 ~ 226.48	158.41	26.83	16.93

产地 Origin	单果质量/g SW		硬度/（kg · cm^-2） FF		可溶性固形物/% TSS		可滴定酸 TA		固酸比 TSS/TA
蒙阴Mengyin	221.40 ~ 310.16（270.33 abc）		6.57 ~ 8.15（7.29 bc）		13.00 ~ 15.08（14.12 abc）		0.12 ~ 0.20（0.17 b）		72.81 ~ 122.67（86.13 a）
沂源Yiyuan	241.88 ~ 331.61（276.98 abc）		6.90 ~ 8.64（7.52 abc）		11.31 ~ 15.40（13.79 abc）		0.14 ~ 0.34（0.22 ab）		33.73 ~ 99.43（69.04 ab）
沂水Yishui	239.21 ~ 288.86（261.54 abcd）		6.02 ~ 7.84（7.22 bc）		13.04 ~ 15.44（13.91 abc）		0.12 ~ 0.26（0.20 b）		50.46 ~ 117.67（75.36 ab）
乳山Rushan	261.64 ~ 313.96（290.18 a）		6.48 ~ 9.25（7.85 abc）		11.01 ~ 15.44（13.49 bc）		0.14 ~ 0.43（0.26 ab）		25.32 ~ 98.29（61.90 ab）
海阳Haiyang	209.17 ~ 329.69（264.34 abc）		6.75 ~ 8.49（7.47 abc）		11.66 ~ 15.56（14.48 abc）		0.14 ~ 0.44（0.27 ab）		35.34 ~ 107.00（61.27 ab）
文登Wendeng	229.15 ~ 340.38（281.99 ab）		7.20 ~ 8.16（7.74 abc）		12.27 ~ 17.89（14.69 abc）		0.21 ~ 0.47（0.32 a）		28.87 ~ 69.36（50.75 b）
荣成Rongcheng	217.59 ~ 294.18（260.58 abcd）		6.40 ~ 7.85（7.13 c）		11.00 ~ 14.80（13.01 c）		0.14 ~ 0.35（0.24 ab）		36.79 ~ 87.00（58.51 ab）
环翠Huancui	201.72 ~ 348.06（279.34 ab）		6.66 ~ 9.05（7.39 abc）		13.21 ~ 16.28（14.40 abc）		0.14 ~ 0.27（0.21 b）		48.86 ~ 102.50（71.79 ab）
莱州Laizhou	226.30 ~ 303.18（260.58 abcd）		6.32 ~ 7.94（7.41 abc）		13.63 ~ 17.22（15.14 ab）		0.17 ~ 0.40（0.26 ab）		40.16 ~ 85.89（64.78 ab）
龙口Longkou	175.20 ~ 265.96（220.12 d）		7.42 ~ 8.97（8.24 a）		15.83 ~ 15.24（15.63 a）		0.20 ~ 0.37（0.26 ab）		42.94 ~ 76.20（63.68 ab）
招远Zhaoyuan	230.63 ~ 325.58（271.57 abc）		6.08 ~ 7.96（7.29 bc）		13.50 ~ 16.53（15.10 ab）		0.13 ~ 0.31（0.21 b）		47.14 ~ 118.85（78.72 ab）
栖霞Qixia	207.50 ~ 262.01（241.98 bcd）		6.09 ~ 8.26（7.45 abc）		13.27 ~ 17.44（14.91 ab）		0.14 ~ 0.36（0.21 ab）		39.69 ~ 102.59（77.19 ab）
蓬莱Penglai	217.08 ~ 267.04（243.21 bcd）		7.49 ~ 9.12（8.14 ab）		13.59 ~ 17.20（15.34 ab）		0.17 ~ 0.32（0.25 ab）		45.53 ~ 92.47（64.58 ab）
牟平Muping	178.90 ~ 264.34（233.31 cd）		6.15 ~ 8.13（6.98 c）		13.08 ~ 16.14（14.22 abc）		0.20 ~ 0.33（0.23 ab）		40.09 ~ 80.70（64.73 ab）
产地 Origin		果糖/（mg · g^-1） Fru		葡萄糖/（mg · g^-1） Glu		蔗糖/（mg · g^-1） Suc		甜度值 Sv
蒙阴Mengyin		56.50 ~ 85.20（68.15 bc）		13.90 ~ 27.42（19.92 ab）		17.82 ~ 35.50（27.46 ab）		136.72 ~ 200.14（160.66 bc）
沂源Yiyuan		55.70 ~ 73.44（66.05 bc）		19.50 ~ 37.00（25. 38 ab）		11.40 ~ 32.50（25.69 ab）		126.57 ~ 177.23（159.04 bc）
沂水Yishui		51.74 ~ 82.20（67.26 bc）		12.26 ~ 35.40（21.86 ab）		15.16 ~ 38.50（29.34 ab）		123.06 ~ 201.03（162.34 bc）
乳山Rushan		40.91 ~ 82.76（63.12 bc）		16.65 ~ 23.98（20.60 ab）		10.89 ~ 38.70（29.63 ab）		99.26 ~ 193.51（154.51 bc）
海阳Haiyang		40.30 ~ 64.16（55.42 bc）		17.60 ~ 31.85（24.28 ab）		15.63 ~ 43.16（30.03 ab）		122.05 ~ 177.72（144.02 bc）
文登Wendeng		52.80 ~ 88.10（65.56 bc）		10.14 ~ 29.30（16.92 b）		14.21 ~ 48.30（31.72 ab）		125.60 ~ 222.99（158.28 bc）
荣成Rongcheng		37.60 ~ 79.30（49.14 c）		11.90 ~ 26.50（21.02 ab）		11.90 ~ 26.50（21.33 b）		98.63 ~ 173.40（122.03 c）
环翠Huancui		38.13 ~ 80.20（56.04 bc）		13.20 ~ 21.64（17.51 ab）		22.38 ~ 44.70（34.57 ab）		116.56 ~ 192.20（144.89 bc）
莱州Laizhou		61.01 ~ 82.64（69.42 b）		15.89 ~ 37.62（26.07 ab）		23.07 ~ 49.40（33.90 ab）		160.00 ~ 198.45（173.63 b）
龙口Longkou		65.00 ~ 96.26（85.92 a）		16.40 ~ 36.20（26.57 a）		32.68 ~ 48.30（39.03 a）		161.33 ~ 226.48（202.15 a）
招远Zhaoyuan		43.93 ~ 76.40（65.11 bc）		13.90 ~ 31.28（21.24 ab）		7.12 ~ 48.68（30.65 ab）		107.49 ~ 180.54（159.46 bc）
栖霞Qixia		49.07 ~ 87.79（66.53 bc）		13.10 ~ 33.03（23.56 ab）		12.11 ~ 47.25（33.39 ab）		138.35 ~ 224.01（166.30 b）
蓬莱Penglai		58.80 ~ 69.51（62.92 bc）		15.70 ~ 29.42（21.73 ab）		18.90 ~ 39.54（31.04 ab）		138.20 ~ 178.98（156.37 bc）
牟平Muping		51.50 ~ 60.60（55.92 bc）		8.20 ~ 34.80（25.22 ab）		18.48 ~ 36.48（29.69 ab）		125.37 ~ 158.13（145.20 bc）

产地 Origin	单果质量/g SW		硬度/（kg · cm^-2） FF		可溶性固形物/% TSS		可滴定酸 TA		固酸比 TSS/TA
蒙阴Mengyin	221.40 ~ 310.16（270.33 abc）		6.57 ~ 8.15（7.29 bc）		13.00 ~ 15.08（14.12 abc）		0.12 ~ 0.20（0.17 b）		72.81 ~ 122.67（86.13 a）
沂源Yiyuan	241.88 ~ 331.61（276.98 abc）		6.90 ~ 8.64（7.52 abc）		11.31 ~ 15.40（13.79 abc）		0.14 ~ 0.34（0.22 ab）		33.73 ~ 99.43（69.04 ab）
沂水Yishui	239.21 ~ 288.86（261.54 abcd）		6.02 ~ 7.84（7.22 bc）		13.04 ~ 15.44（13.91 abc）		0.12 ~ 0.26（0.20 b）		50.46 ~ 117.67（75.36 ab）
乳山Rushan	261.64 ~ 313.96（290.18 a）		6.48 ~ 9.25（7.85 abc）		11.01 ~ 15.44（13.49 bc）		0.14 ~ 0.43（0.26 ab）		25.32 ~ 98.29（61.90 ab）
海阳Haiyang	209.17 ~ 329.69（264.34 abc）		6.75 ~ 8.49（7.47 abc）		11.66 ~ 15.56（14.48 abc）		0.14 ~ 0.44（0.27 ab）		35.34 ~ 107.00（61.27 ab）
文登Wendeng	229.15 ~ 340.38（281.99 ab）		7.20 ~ 8.16（7.74 abc）		12.27 ~ 17.89（14.69 abc）		0.21 ~ 0.47（0.32 a）		28.87 ~ 69.36（50.75 b）
荣成Rongcheng	217.59 ~ 294.18（260.58 abcd）		6.40 ~ 7.85（7.13 c）		11.00 ~ 14.80（13.01 c）		0.14 ~ 0.35（0.24 ab）		36.79 ~ 87.00（58.51 ab）
环翠Huancui	201.72 ~ 348.06（279.34 ab）		6.66 ~ 9.05（7.39 abc）		13.21 ~ 16.28（14.40 abc）		0.14 ~ 0.27（0.21 b）		48.86 ~ 102.50（71.79 ab）
莱州Laizhou	226.30 ~ 303.18（260.58 abcd）		6.32 ~ 7.94（7.41 abc）		13.63 ~ 17.22（15.14 ab）		0.17 ~ 0.40（0.26 ab）		40.16 ~ 85.89（64.78 ab）
龙口Longkou	175.20 ~ 265.96（220.12 d）		7.42 ~ 8.97（8.24 a）		15.83 ~ 15.24（15.63 a）		0.20 ~ 0.37（0.26 ab）		42.94 ~ 76.20（63.68 ab）
招远Zhaoyuan	230.63 ~ 325.58（271.57 abc）		6.08 ~ 7.96（7.29 bc）		13.50 ~ 16.53（15.10 ab）		0.13 ~ 0.31（0.21 b）		47.14 ~ 118.85（78.72 ab）
栖霞Qixia	207.50 ~ 262.01（241.98 bcd）		6.09 ~ 8.26（7.45 abc）		13.27 ~ 17.44（14.91 ab）		0.14 ~ 0.36（0.21 ab）		39.69 ~ 102.59（77.19 ab）
蓬莱Penglai	217.08 ~ 267.04（243.21 bcd）		7.49 ~ 9.12（8.14 ab）		13.59 ~ 17.20（15.34 ab）		0.17 ~ 0.32（0.25 ab）		45.53 ~ 92.47（64.58 ab）
牟平Muping	178.90 ~ 264.34（233.31 cd）		6.15 ~ 8.13（6.98 c）		13.08 ~ 16.14（14.22 abc）		0.20 ~ 0.33（0.23 ab）		40.09 ~ 80.70（64.73 ab）
产地 Origin		果糖/（mg · g^-1） Fru		葡萄糖/（mg · g^-1） Glu		蔗糖/（mg · g^-1） Suc		甜度值 Sv
蒙阴Mengyin		56.50 ~ 85.20（68.15 bc）		13.90 ~ 27.42（19.92 ab）		17.82 ~ 35.50（27.46 ab）		136.72 ~ 200.14（160.66 bc）
沂源Yiyuan		55.70 ~ 73.44（66.05 bc）		19.50 ~ 37.00（25. 38 ab）		11.40 ~ 32.50（25.69 ab）		126.57 ~ 177.23（159.04 bc）
沂水Yishui		51.74 ~ 82.20（67.26 bc）		12.26 ~ 35.40（21.86 ab）		15.16 ~ 38.50（29.34 ab）		123.06 ~ 201.03（162.34 bc）
乳山Rushan		40.91 ~ 82.76（63.12 bc）		16.65 ~ 23.98（20.60 ab）		10.89 ~ 38.70（29.63 ab）		99.26 ~ 193.51（154.51 bc）
海阳Haiyang		40.30 ~ 64.16（55.42 bc）		17.60 ~ 31.85（24.28 ab）		15.63 ~ 43.16（30.03 ab）		122.05 ~ 177.72（144.02 bc）
文登Wendeng		52.80 ~ 88.10（65.56 bc）		10.14 ~ 29.30（16.92 b）		14.21 ~ 48.30（31.72 ab）		125.60 ~ 222.99（158.28 bc）
荣成Rongcheng		37.60 ~ 79.30（49.14 c）		11.90 ~ 26.50（21.02 ab）		11.90 ~ 26.50（21.33 b）		98.63 ~ 173.40（122.03 c）
环翠Huancui		38.13 ~ 80.20（56.04 bc）		13.20 ~ 21.64（17.51 ab）		22.38 ~ 44.70（34.57 ab）		116.56 ~ 192.20（144.89 bc）
莱州Laizhou		61.01 ~ 82.64（69.42 b）		15.89 ~ 37.62（26.07 ab）		23.07 ~ 49.40（33.90 ab）		160.00 ~ 198.45（173.63 b）
龙口Longkou		65.00 ~ 96.26（85.92 a）		16.40 ~ 36.20（26.57 a）		32.68 ~ 48.30（39.03 a）		161.33 ~ 226.48（202.15 a）
招远Zhaoyuan		43.93 ~ 76.40（65.11 bc）		13.90 ~ 31.28（21.24 ab）		7.12 ~ 48.68（30.65 ab）		107.49 ~ 180.54（159.46 bc）
栖霞Qixia		49.07 ~ 87.79（66.53 bc）		13.10 ~ 33.03（23.56 ab）		12.11 ~ 47.25（33.39 ab）		138.35 ~ 224.01（166.30 b）
蓬莱Penglai		58.80 ~ 69.51（62.92 bc）		15.70 ~ 29.42（21.73 ab）		18.90 ~ 39.54（31.04 ab）		138.20 ~ 178.98（156.37 bc）
牟平Muping		51.50 ~ 60.60（55.92 bc）		8.20 ~ 34.80（25.22 ab）		18.48 ~ 36.48（29.69 ab）		125.37 ~ 158.13（145.20 bc）

品质级别 Grade of fruit quality	单果质量/g SW		硬度/（kg · cm^-2） FF		可溶性固形物/% TSS		可滴定酸 TA		固酸比 TSS/TA		甜度值 Sv
品质级别 Grade of fruit quality	范围 Range	比例/% Ratio	范围 Range	比例/% Ratio	范围 Range	比例/% Ratio	范围 Range	比例/% Ratio	范围 Range	比例/% Ratio	范围 Range	比例/% Ratio
1	> 300	12.64	> 8.5	8.05	> 17	4.60	> 0.4	4.60	> 90	14.94	> 180	14.94
2	250 ~ 300	49.43	7.5 ~ 8.5	37.93	15 ~ 17	28.74	0.3 ~ 0.4	17.24	70 ~ 90	37.93	150 ~ 180	48.28
3	200 ~ 250	35.63	6.5 ~ 7.5	45.98	13 ~ 15	56.32	0.2 ~ 0.3	39.08	50 ~ 70	24.14	120 ~ 150	29.89
4	< 200	2.30	< 6.5	8.05	< 13	10.34	< 0.2	39.08	< 50	22.99	< 120	6.90

Relationship Between Fruit Quality of‘Fuji’Apple and Environmental Factors

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指标 Indexs	范围 Range	均值 Mean	标准差 STD	变异系数/% CV
pH	4.06 ~ 7.50	5.64	0.84	14.88
有机质/（g · kg^-1）Soil organic matter（SOM）	7.33 ~ 59.62	21.97	11.17	50.82
全氮/（g · kg^-1）Total nitrogen（TN）	0.10 ~ 2.13	0.82	0.39	47.62
有效磷/（mg · kg^-1）Available phosphorus（AP）	15.03 ~ 320.96	72.16	54.02	74.87
有效钾/（mg · kg^-1）Available potassium（AK）	94.73 ~ 604.63	218.42	114.80	52.56
降水量/mm Precipitation（PRE）	213.80 ~ 1079.60	639.03	250.94	39.45
日照时数/h Sunshine duration（SSD）	1 128.00 ~ 1 904.80	1 400.97	178.80	12.77
平均温度/℃ Average temperature（ATEM）	18.87 ~ 22.11	20.29	0.82	4.06
平均温差/℃ Mean temperature difference（DTEM）	6.46 ~ 11.60	8.95	1.23	13.71

[1]	DU Yinan, JI Zhirui, CONG Jialin, ZHOU Zongshan. A New Early-Ripening Apple Cultivar‘Huayu 1’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 1-2.
[2]	DU Yinan, CONG Jialin, JI Zhirui, ZHOU Zongshan. A New Mid-Ripening Apple Cultivar‘Huayang’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 3-4.
[3]	ZHU Yu, LIU Xiaofeng, ZHOU Jia, LI Jing, WANG Qiang. A New Apple Cultivar‘Huayou Beihong’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 5-6.
[4]	HAN Xiaolei, MA Songya, KANG Liqun, ZHANG Caixia. A New Apple Cultivar‘Zhongping Zaohong 4’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 7-8.
[5]	MA Songya, ZHANG Caixia, HAN Xiaolei, TIAN Yufeng, KANG Liqun. A High-Quality Small Apple Cultivar‘Pingyou 3’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 9-10.
[6]	MA Songya, ZHANG Caixia, HAN Xiaolei, YANG An, KANG Liqun. A New Small Apple Cultivar‘Pingyou 4’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S2): 11-12.
[7]	ZHANG Zongying, WANG Nan, LIU Wenjun, ZOU Qi, WANG Ping, MA Mingfu, XU Yuehua, CHEN Xiaoliu, MAO Zhiquan, CHEN Xuesen. A New Purple-Red Bud Apple Cultivar‘Baxian Xinfu’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S1): 1-2.
[8]	ZHU Yu, LIU Xiaofeng, ZHOU Jia, LI Jing, WANG Qiang. A New Apple Cultivar‘Huayou Baofeng’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S1): 3-4.
[9]	SUN Jilu, ZHANG Ruifen, SHA Guangli, MA Rongqun, HUANG Yue, WANG Xiongwei, MA Minxia, GE Hongjuan. A New Ornamental Crabapple Cultivar‘Datang Laofeng’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S1): 227-228.
[10]	ZHANG Ruifen, SUN Jilu, GE Hongjuan, MA Rongqun, HUANG Yue, SUN Hongtao, SHA Guangli. A New Ornamental Crabapple Cultivar‘Ziyu’ [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(S1): 229-230.
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[12]	TANG Jiayi, MIAO Chouyu, YIN Haojie, WU Mingyue, CAO Xiangmin, ZHANG Huimin, JIN Yan, LU Xiaopeng, ZHU Yichi, LI Dazhi, SHENG Ling. The Effect of Exogenous Oxalic Acid Treatment on the Fruit Quality and Anthocyanin Metabolism of Postharvest Blood Orange Fruit [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(9): 2425-2438.
[13]	XU Gongxun, YAN Shuai, HE Meiqi, MA Huaiyu, LÜ Deguo, QIN Sijun, CHENG Cungang, ZHAO Deying. Advances in the Research on Cold Resistance of Apple [J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(8): 2021-2045.
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