核桃專用肥對核桃園土壤養(yǎng)分及堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀的影響

朱建朝，張海燕，辛 國，趙 婷，汪 海，杜倩倩，徐 麗，秦 楷，張 波，趙 恒

（隴南市經(jīng)濟(jì)林研究院 a.核桃研究所；b.甘肅省核桃工程技術(shù)研究中心，甘肅 隴南 746000）

核桃Juglans regia是胡桃科Juglandaceae 核桃屬Juglans落葉喬木[1-2]，其堅(jiān)果營養(yǎng)成分豐富，對腦神經(jīng)[3]、心腦血管[4]具有保護(hù)作用，對衰老[5]和機(jī)體代謝具有改善作用，被譽(yù)為“21 世紀(jì)超級食品”[6]。相關(guān)研究結(jié)果表明，表型特征是核桃堅(jiān)果品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)之一，核桃堅(jiān)果的保健作用與其風(fēng)味及氨基酸和脂肪酸組成有關(guān)[7]。

目前，國內(nèi)學(xué)者對核桃的研究主要集中在豐產(chǎn)栽培[8]、物候期觀察[9-10]、光合特性[11]、堅(jiān)果營養(yǎng)成分分析[12]、主產(chǎn)區(qū)土壤肥力分析[13]、產(chǎn)品研發(fā)[14-16]、品種間親緣關(guān)系鑒定[17-18]、區(qū)域性種質(zhì)資源研究[19]等方面，有關(guān)核桃專用肥對核桃堅(jiān)果表型特征、風(fēng)味、營養(yǎng)物質(zhì)含量影響的研究鮮有報(bào)道。為給核桃優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供參考，本試驗(yàn)中在3個(gè)核桃種植地施用核桃專用肥后，研究其對核桃堅(jiān)果的表型特征、風(fēng)味物質(zhì)組成及含量、蛋白質(zhì)含量、氨基酸和脂肪酸組成的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

在甘肅省隴南市的武都區(qū)黃家壩、武都區(qū)兩水鎮(zhèn)、成縣城關(guān)鎮(zhèn)寧寨村的核桃園進(jìn)行試驗(yàn)。黃家壩試驗(yàn)地（104°50′46″E，33°25′1″N），海拔956 m，地勢平坦，年平均氣溫14.9 ℃，最高氣溫38.2 ℃，最低氣溫-7 ℃，無霜期220 d，降水量468 mm。兩水鎮(zhèn)試驗(yàn)地（104°50′42″E，33°25′0.8″N），海拔967 m，地勢平坦，年平均氣溫14.9 ℃，最高氣溫38.2 ℃，最低氣溫-7 ℃，無霜期220 d，降水量468 mm。寧寨村試驗(yàn)地（105°43′35″E，33°43′47″N），海拔1 080 m，半陽坡，年平均氣溫12.1 ℃，最高氣溫37 ℃，最低氣溫-15 ℃，無霜期208 d，降水量639 mm。

1.2 供試材料

黃家壩核桃園施肥區(qū)1 000 m2（100 m×10 m，2 行，38 棵樹），選擇8年生‘清香’品種植株作為研究對象；兩水鎮(zhèn)核桃園施肥區(qū)1 000 m2（50 m× 20 m，4 行，37 棵樹），選擇6 ～8年生‘清香’品種植株作為研究對象；寧寨村核桃園施肥區(qū) 1 200 m2（60 m×20 m，4 行，45 棵樹），選擇8年生‘清香’品種植株作為研究對象。核桃專用肥（N、P、K 質(zhì)量比為28∶16∶6）施用時(shí)間為每年11月上旬，用量0.311 kg/m2[20]。

1.3 測定方法

1.3.1 土壤肥力指標(biāo)

核桃堅(jiān)果成熟后，在干距（主干到樹圍邊緣的距離）2/3 處深挖0.6 m 進(jìn)行土壤取樣，每棵樹取樣0.5 kg，混合均勻后按照四分法取樣1 kg，進(jìn)行土壤肥力分析。土壤肥力指標(biāo)包括含水率、pH、有機(jī)質(zhì)含量、銨態(tài)氮含量、硝態(tài)氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、交換性鈣含量、交換性鎂含量、有效硫含量、有效硅含量、有效硼含量、有效銅含量、有效錳含量、有效鐵含量，參照文獻(xiàn)[21]中的方法進(jìn)行測定。

1.3.2 堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀指標(biāo)

核桃堅(jiān)果成熟后，自每棵樹的東西南北向各采集10 顆堅(jiān)果，將同一試驗(yàn)區(qū)的堅(jiān)果混合均勻后，隨機(jī)選取5 顆堅(jiān)果進(jìn)行檢測。堅(jiān)果表型特征、核桃仁含油率、核桃仁風(fēng)味物質(zhì)分析方法參照文 獻(xiàn)[22]，核桃仁蛋白質(zhì)含量參照文獻(xiàn)[23]中的第一法“凱氏定氮法”進(jìn)行測定，核桃仁氨基酸組成參照文獻(xiàn)[24]中的方法進(jìn)行檢測，核桃仁脂肪酸組成參照文獻(xiàn)[25]中的方法進(jìn)行檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示，使用Origin 9.0 軟件作圖，使用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 核桃專用肥對核桃園土壤肥力狀況的影響

核桃專用肥對采收堅(jiān)果時(shí)核桃園土壤肥力狀況的影響見表1。由表1 可知：施肥組土壤銨態(tài)氮含量為(1.04±0.14)～(1.17±0.14) mg/kg，比對照組高(0.10±0.02)～(0.14±0.01) mg/kg（P＜ 0.05）； 硝態(tài)氮含量為(4.66±0.36) ～(4.87± 0.21) mg/kg，比對照組高(0.55±0.04)～(0.86± 0.07) mg/kg（P＜0.05）；有效磷含量為(13.71± 0.75)～(13.98±0.54) mg/kg，比對照組高(0.35± 0.08)～(1.86±0.24) mg/kg（P＜0.05）；速效鉀含量為(65.23±0.34)～(76.39±0.89) mg/kg，比對照組高(4.80±0.07)～(6.18±0.52) mg/kg（P＜0.05）； 其余土壤肥力指標(biāo)與對照組相比較，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表1 核桃專用肥對采收堅(jiān)果時(shí)核桃園土壤肥力狀況的影響?Table 1 Effect of walnut special fertilizer on soil fertility of walnut orchard during nut harvest

2.2 核桃專用肥對核桃堅(jiān)果經(jīng)濟(jì)性狀的影響

2.2.1 對核桃堅(jiān)果表型特征的影響

核桃專用肥對核桃堅(jiān)果表型特征的影響見表2。由表2 可知：與對照組相比較，施肥組核桃堅(jiān)果的縱徑為(4.58±0.11)～(4.66±0.12) cm，增加了(0.40±0.01) ～(0.61±0.28) cm（P＜0.05）；橫徑為(3.69±0.14) ～(3.77±0.13) cm，增加了(0.40±0.04) ～(0.47±0.01) cm（P＜0.05）；側(cè)徑為(3.59±0.12) ～(3.69±0.16) cm，增加了(0.29±0.01) ～(0.48±0.10) cm（P＜0.05）； 單果質(zhì)量為(16.71±0.22)～(16.82±0.11) g，增加了(0.56±0.04)～(0.69±0.10) g（P＜0.05）；核桃仁質(zhì)量為(8.82±0.15)～(8.99±0.11) g，增加了(0.66±0.01) ～(0.91±0.10) g（P＜0.05）；果殼厚度無顯著差異（P＞0.05）；出仁率為(51.75±2.16)% ～(53.27±0.42)%，增加了(1.33±0.76)～(1.84±0.01)個(gè)百分點(diǎn)（P＜0.05）。結(jié)果表明核桃專用肥對核桃堅(jiān)果表型特征的影響顯著。

表2 核桃專用肥對核桃堅(jiān)果表型特征的影響?Table 2 Effect of special fertilizer for walnut on nut phenotypic characteristics

2.2.2 對核桃堅(jiān)果風(fēng)味物質(zhì)的影響

核桃專用肥對核桃仁風(fēng)味物質(zhì)的影響如圖1所示。由圖1 可見，核桃專用肥對核桃仁風(fēng)味物質(zhì)成分種類無影響，主要種類是氮氧化合物、烷烴類化合物、含硫有機(jī)化合物、含氯有機(jī)化合物，醇類及醛酮類化合物。黃家壩、兩水鎮(zhèn)、寧寨村核桃園核桃仁的氮氧化合物含量分別為(2.04±0.31)、(1.98±0.32)、(2.32±0.14) mV，烷烴類化合物含量分別為(1.75±0.51)、(1.06±0.16)、(1.96± 0.24) mV，含硫有機(jī)化合物含量分別為(3.07± 0.36)、(2.77±0.21)、(3.47±0.29) mV，含氯有機(jī)化合物含量分別為(2.27±0.54)、(2.1365±0.26)、(2.65±0.29) mV，醇類及醛酮類化合物含量分別為(1.73±0.11)、(1.53±0.34)、(1.96±0.31) mV。與對照組相比較，核桃仁風(fēng)味物質(zhì)氮氧化合物、烷烴類化合物、含硫有機(jī)化合物、含氯有機(jī)化合物、醇類及醛酮類化合物含量均顯著增加（P＜0.05），說明施用核桃專用肥能夠增加核桃仁風(fēng)味物質(zhì)含量，提高核桃仁的品質(zhì)。

圖1 核桃專用肥對核桃仁風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig.1 Flavor analysis of walnut kernel

2.2.3 對核桃仁蛋白質(zhì)含量及氨基酸組成的影響

核桃專用肥對核桃仁蛋白質(zhì)含量及氨基酸組成的影響見表3。由表3 可知，與對照組相比較，施肥組核桃仁蛋白質(zhì)含量為(235.41± 12.31) ～(248.91±13.51) mg/g，增加了(55.49± 4.58)～(64.49±3.74) mg/g（P＜0.05），說明施用 核桃專用肥能夠提高核桃仁的蛋白質(zhì)含量，提高其營養(yǎng)價(jià)值。

表3 核桃專用肥對核桃仁蛋白質(zhì)含量及氨基酸組成的影響?Table 3 Determination results of protein content and amino acid composition mg/g

與對照組相比較，施肥組核桃仁氨基酸總含量為(70.14±2.76)～(74.62±0.57) mg/g，增加了(2.66±0.01)～(6.24±0.34) mg/g（P＜0.05）；必 需氨基酸含量(19.31±0.56)～(21.50±0.58) mg/g，增加了(1.51±0.02) ～(2.13±0.32) mg/g（P＜ 0.05）；非必需氨基酸含量(50.83±2.22)～(53.11± 0.49) mg/g，增加了(1.04±0.06)～(3.86±0.51) mg/g （P＜0.05）。雖然施肥組與對照組核桃仁中均含有17 種氨基酸，但是與對照組相比較，施肥組核桃仁天冬氨酸含量(6.03±0.21)～(7.83±0.29) mg/g， 增加了(0.44±0.02)～(1.53±0.07) mg/g（P＜0.05）， 谷氨酸含量(14.90±0.56)～(16.80±0.55) mg/g， 增加了(0.70±0.12)～(1.23±0.05) mg/g（P＜0.05）， 亮氨酸含量(3.99±0.10)～(6.29±0.25) mg/g，增加了(0.50±0.01)～(0.74±0.03) mg/g（P＜0.05），精氨酸含量(7.82±0.08)～(8.15±0.52) mg/g，增加了(0.62±0.05)～(1.67±0.90) mg/g（P＜0.05），其余氨基酸含量與對照組的差異均不顯著（P＞0.05）。結(jié)果表明施用核桃專用肥后，核桃仁天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸含量增加，核桃仁總氨基酸含量增加。

2.2.4 對核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相對含量的影響

核桃專用肥對核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相對含量的影響見表4。由表4 可知，與對照組相比較，施肥組核桃仁含油率(66.45±1.33)%～ (72.21±0.65)%， 增 加 了(3.22±0.02) ～(7.90± 0.42)個(gè)百分點(diǎn)（P＜0.05）。核桃仁脂肪酸主要成分一致，其主要成分按相對含量由高到低排列依次為亞油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、亞麻酸（C18:3）、棕櫚酸（C16:0）、硬酯酸（C18:0），且相對含量與對照組相比較差異均不顯著（P＞0.05）。飽和脂肪酸相對含量為(8.71±0.84)%～(8.86±0.87)%，不飽和脂肪酸相對含量為(89.01±0.26)%～(90.4±0.20)%，說明施用核桃專用肥能夠提高核桃仁含油率，但是對核桃仁脂肪酸主要成分及相對含量無顯著影響。

表4 核桃專用肥對核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相對含量的影響?Table 4 Analysis of walnut kernel oil rate and fatty acid main components %

3 結(jié)論與討論

本研究中選擇3 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行研究，即甘肅省隴南市的武都區(qū)黃家壩核桃園、武都區(qū)兩水鎮(zhèn)核桃園、成縣城關(guān)鎮(zhèn)寧寨村核桃園。研究結(jié)果表明，核桃堅(jiān)果成熟采收時(shí)，施肥組土壤N、P、K 元素含量明顯高于對照組，施用核桃專用肥對核桃堅(jiān)果表型特征和核桃仁風(fēng)味物質(zhì)、蛋白質(zhì)、氨基酸（特別是天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸）的含量及含油率影響較大，對氨基酸組成種類、脂肪酸主要成分種類和含量無顯著影響，施肥組核桃堅(jiān)果表現(xiàn)出果大、味美、營養(yǎng)豐富等特性。綜合分析結(jié)果表明，核桃堅(jiān)果在成熟過程中，使用含N、P、K 元素的核桃專用肥，能夠提高核桃堅(jiān)果的品質(zhì)和產(chǎn)量。

核桃堅(jiān)果成熟采收時(shí)，施肥組土壤N、P、K 元素含量高于對照組，銨態(tài)氮含量高出(0.10±0.02)～(0.14±0.01) mg/kg，硝態(tài)氮含量高出(0.55±0.04)～(0.86±0.07) mg/kg，有效磷含量高出(0.35±0.08)～(1.86±0.24) mg/kg，速效鉀含量高出(4.80±0.07)～(6.18±0.52) mg/kg，且均與對照組差異顯著（P＜0.05），說明本研究中所施用核桃專用肥能夠提高核桃園土壤肥力。

與對照相比較，施肥組堅(jiān)果表型特征指標(biāo)中，縱徑增加了(0.40±0.01)～(0.61±0.28) cm（P＜ 0.05），橫徑增加了(0.40±0.04)～(0.47±0.01) cm （P＜0.05），側(cè)徑增加了(0.29±0.01)～(0.48± 0.10) cm（P＜0.05），單果質(zhì)量增加了(0.56± 0.04)～(0.69±0.10) g（P＜0.05），核仁質(zhì)量增加了(0.66±0.01)～(0.91±0.10) g（P＜0.05），果殼厚度與對照組無顯著差異（P＞0.05），出仁率增加了(1.33±0.76)～(1.84±0.01)個(gè)百分點(diǎn)（P＜ 0.05），說明本研究中所施用的核桃專用肥能夠改變核桃表型特征（單果大、出仁率高）。這是因?yàn)楹颂覉?jiān)果生長過程中，特別是在堅(jiān)果膨大期，核桃專用肥為其生長提供了所需的模式肥料[26]，使其生長迅速。

風(fēng)味是核桃仁品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)之一。相關(guān)研究結(jié)果表明，核桃仁主要風(fēng)味物質(zhì)種類是氮氧化合物、烷烴類化合物、含硫有機(jī)化合物、含氯有機(jī)化合物、醇類及醛酮類化合物。本研究結(jié)果表明，核桃專用肥對核桃仁風(fēng)味物質(zhì)種類無影響，但是對核桃仁各風(fēng)味物質(zhì)種類的含量影響顯著（P＜ 0.05），說明本研究中所施用的核桃專用肥能夠使‘清香’核桃仁更加芳香可口。

核桃仁蛋白質(zhì)對心血管疾病、肥胖癥、糖尿病等多種疾病具有預(yù)防作用[27-28]。本研究結(jié)果表明，施肥組核桃仁蛋白質(zhì)含量為(235.41± 12.31) ～(248.91±13.51) mg/g，高于云南‘ 龍佳’核桃仁蛋白質(zhì)含量（162.00 mg/g）[29]和薄殼山核桃仁蛋白質(zhì)含量（49.80 ～105.20 mg/g）[30]， 這主要是核桃品種、生境不同導(dǎo)致的[31]，與對照組相比較，施肥組核桃仁蛋白質(zhì)含量增加了(55.49±4.58)～(64.49±3.74) mg/g（P＜0.05），說明施用核桃專用肥能夠提高核桃堅(jiān)果營養(yǎng)成分含量。氨基酸是蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物，核桃仁中氨基酸種類齊全，保健價(jià)值高[32]。與對照組相比較，施肥組核桃仁氨基酸總含量增加了(2.66±0.01) ～(6.24±0.34) mg/g（P＜0.05），必需氨基酸含量增加了(1.51±0.02)～(2.13± 0.32) mg/g（P＜0.05），非必需氨基酸含量增加了(1.04±0.06)～(3.86±0.51) mg/g（P＜0.05），與常君等[32]的研究結(jié)果相似。施肥組和對照組核桃仁均含17 種氨基酸，這是由于核桃仁氨基酸種類與核桃品種有關(guān)，氨基酸含量取決于生境等因素[33-34]。與對照組相比較，施肥組核桃仁中天冬氨酸含量增加了(0.44±0.02) ～(1.53± 0.07) mg/g，谷氨酸含量增加了(0.70±0.12) ～ (1.23±0.05) mg/g，亮氨酸含量增加了(0.50± 0.01) ～(0.74±0.03) mg/g，精氨酸含量增加了(0.62±0.05)～(1.67±0.90) mg/g，其余氨基酸含量與對照組的差異均不顯著（P＞0.05），說明施用核桃專用肥能夠增加核桃仁氨基酸含量，主要是增加天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸的含量。

核桃油是一種營養(yǎng)豐富的保健食用油[35]。本研究結(jié)果表明，施用核桃專用肥能夠增加核桃仁的含油率(3.22±0.02) ～(7.90±0.42) 個(gè)百分點(diǎn) （P＞0.05），其主要脂肪酸成分為亞油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、亞麻酸（C18:3）、棕櫚酸（C16:0）、硬酯酸（C18:0），飽和脂肪酸相對含量為(8.71±0.84)%～(8.86±0.87)%，不飽和脂肪酸相對含量為(89.01±0.26)%～(90.4±0.20)%，且其相對含量與周張濤等[36]的研究結(jié)果相似，說明施用核桃專用肥能夠提高核桃仁的含油率，但是對核桃仁的脂肪酸成分組成及其相對含量無影響，這是因?yàn)楹颂胰实闹舅峤M成及其相對含量由核桃仁的遺傳性質(zhì)決定[12]。

本研究中僅以‘清香’核桃為研究對象，其結(jié)果適用范圍有限，為給不同核桃品種的優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供參考，應(yīng)進(jìn)一步研究核桃專用肥對不同核桃品種的影響。