核桃专用肥对核桃园土壤养分及坚果经济性状的影响

朱建朝，张海燕，辛 国，赵 婷，汪 海，杜倩倩，徐 丽，秦 楷，张 波，赵 恒

（陇南市经济林研究院 a.核桃研究所；b.甘肃省核桃工程技术研究中心，甘肃 陇南 746000）

核桃Juglans regia是胡桃科Juglandaceae 核桃属Juglans落叶乔木[1-2]，其坚果营养成分丰富，对脑神经[3]、心脑血管[4]具有保护作用，对衰老[5]和机体代谢具有改善作用，被誉为“21 世纪超级食品”[6]。相关研究结果表明，表型特征是核桃坚果品质评价指标之一，核桃坚果的保健作用与其风味及氨基酸和脂肪酸组成有关[7]。

目前，国内学者对核桃的研究主要集中在丰产栽培[8]、物候期观察[9-10]、光合特性[11]、坚果营养成分分析[12]、主产区土壤肥力分析[13]、产品研发[14-16]、品种间亲缘关系鉴定[17-18]、区域性种质资源研究[19]等方面，有关核桃专用肥对核桃坚果表型特征、风味、营养物质含量影响的研究鲜有报道。为给核桃优质丰产提供参考，本试验中在3个核桃种植地施用核桃专用肥后，研究其对核桃坚果的表型特征、风味物质组成及含量、蛋白质含量、氨基酸和脂肪酸组成的影响。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

在甘肃省陇南市的武都区黄家坝、武都区两水镇、成县城关镇宁寨村的核桃园进行试验。黄家坝试验地（104°50′46″E，33°25′1″N），海拔956 m，地势平坦，年平均气温14.9 ℃，最高气温38.2 ℃，最低气温-7 ℃，无霜期220 d，降水量468 mm。两水镇试验地（104°50′42″E，33°25′0.8″N），海拔967 m，地势平坦，年平均气温14.9 ℃，最高气温38.2 ℃，最低气温-7 ℃，无霜期220 d，降水量468 mm。宁寨村试验地（105°43′35″E，33°43′47″N），海拔1 080 m，半阳坡，年平均气温12.1 ℃，最高气温37 ℃，最低气温-15 ℃，无霜期208 d，降水量639 mm。

1.2 供试材料

黄家坝核桃园施肥区1 000 m2（100 m×10 m，2 行，38 棵树），选择8年生‘清香’品种植株作为研究对象；两水镇核桃园施肥区1 000 m2（50 m× 20 m，4 行，37 棵树），选择6 ～8年生‘清香’品种植株作为研究对象；宁寨村核桃园施肥区 1 200 m2（60 m×20 m，4 行，45 棵树），选择8年生‘清香’品种植株作为研究对象。核桃专用肥（N、P、K 质量比为28∶16∶6）施用时间为每年11月上旬，用量0.311 kg/m2[20]。

1.3 测定方法

1.3.1 土壤肥力指标

核桃坚果成熟后，在干距（主干到树围边缘的距离）2/3 处深挖0.6 m 进行土壤取样，每棵树取样0.5 kg，混合均匀后按照四分法取样1 kg，进行土壤肥力分析。土壤肥力指标包括含水率、pH、有机质含量、铵态氮含量、硝态氮含量、有效磷含量、速效钾含量、交换性钙含量、交换性镁含量、有效硫含量、有效硅含量、有效硼含量、有效铜含量、有效锰含量、有效铁含量，参照文献[21]中的方法进行测定。

1.3.2 坚果经济性状指标

核桃坚果成熟后，自每棵树的东西南北向各采集10 颗坚果，将同一试验区的坚果混合均匀后，随机选取5 颗坚果进行检测。坚果表型特征、核桃仁含油率、核桃仁风味物质分析方法参照文 献[22]，核桃仁蛋白质含量参照文献[23]中的第一法“凯氏定氮法”进行测定，核桃仁氨基酸组成参照文献[24]中的方法进行检测，核桃仁脂肪酸组成参照文献[25]中的方法进行检测。

1.4 数据分析

数据以“平均值±标准差”的形式表示，使用Origin 9.0 软件作图，使用SPSS 20.0 软件进行单因素方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 核桃专用肥对核桃园土壤肥力状况的影响

核桃专用肥对采收坚果时核桃园土壤肥力状况的影响见表1。由表1 可知：施肥组土壤铵态氮含量为(1.04±0.14)～(1.17±0.14) mg/kg，比对照组高(0.10±0.02)～(0.14±0.01) mg/kg（P＜ 0.05）； 硝态氮含量为(4.66±0.36) ～(4.87± 0.21) mg/kg，比对照组高(0.55±0.04)～(0.86± 0.07) mg/kg（P＜0.05）；有效磷含量为(13.71± 0.75)～(13.98±0.54) mg/kg，比对照组高(0.35± 0.08)～(1.86±0.24) mg/kg（P＜0.05）；速效钾含量为(65.23±0.34)～(76.39±0.89) mg/kg，比对照组高(4.80±0.07)～(6.18±0.52) mg/kg（P＜0.05）； 其余土壤肥力指标与对照组相比较，差异不具有统计学意义（P＞0.05）。

表1 核桃专用肥对采收坚果时核桃园土壤肥力状况的影响†Table 1 Effect of walnut special fertilizer on soil fertility of walnut orchard during nut harvest

2.2 核桃专用肥对核桃坚果经济性状的影响

2.2.1 对核桃坚果表型特征的影响

核桃专用肥对核桃坚果表型特征的影响见表2。由表2 可知：与对照组相比较，施肥组核桃坚果的纵径为(4.58±0.11)～(4.66±0.12) cm，增加了(0.40±0.01) ～(0.61±0.28) cm（P＜0.05）；横径为(3.69±0.14) ～(3.77±0.13) cm，增加了(0.40±0.04) ～(0.47±0.01) cm（P＜0.05）；侧径为(3.59±0.12) ～(3.69±0.16) cm，增加了(0.29±0.01) ～(0.48±0.10) cm（P＜0.05）； 单果质量为(16.71±0.22)～(16.82±0.11) g，增加了(0.56±0.04)～(0.69±0.10) g（P＜0.05）；核桃仁质量为(8.82±0.15)～(8.99±0.11) g，增加了(0.66±0.01) ～(0.91±0.10) g（P＜0.05）；果壳厚度无显著差异（P＞0.05）；出仁率为(51.75±2.16)% ～(53.27±0.42)%，增加了(1.33±0.76)～(1.84±0.01)个百分点（P＜0.05）。结果表明核桃专用肥对核桃坚果表型特征的影响显著。

表2 核桃专用肥对核桃坚果表型特征的影响†Table 2 Effect of special fertilizer for walnut on nut phenotypic characteristics

2.2.2 对核桃坚果风味物质的影响

核桃专用肥对核桃仁风味物质的影响如图1所示。由图1 可见，核桃专用肥对核桃仁风味物质成分种类无影响，主要种类是氮氧化合物、烷烃类化合物、含硫有机化合物、含氯有机化合物，醇类及醛酮类化合物。黄家坝、两水镇、宁寨村核桃园核桃仁的氮氧化合物含量分别为(2.04±0.31)、(1.98±0.32)、(2.32±0.14) mV，烷烃类化合物含量分别为(1.75±0.51)、(1.06±0.16)、(1.96± 0.24) mV，含硫有机化合物含量分别为(3.07± 0.36)、(2.77±0.21)、(3.47±0.29) mV，含氯有机化合物含量分别为(2.27±0.54)、(2.1365±0.26)、(2.65±0.29) mV，醇类及醛酮类化合物含量分别为(1.73±0.11)、(1.53±0.34)、(1.96±0.31) mV。与对照组相比较，核桃仁风味物质氮氧化合物、烷烃类化合物、含硫有机化合物、含氯有机化合物、醇类及醛酮类化合物含量均显著增加（P＜0.05），说明施用核桃专用肥能够增加核桃仁风味物质含量，提高核桃仁的品质。

图1 核桃专用肥对核桃仁风味物质的影响Fig.1 Flavor analysis of walnut kernel

2.2.3 对核桃仁蛋白质含量及氨基酸组成的影响

核桃专用肥对核桃仁蛋白质含量及氨基酸组成的影响见表3。由表3 可知，与对照组相比较，施肥组核桃仁蛋白质含量为(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），说明施用 核桃专用肥能够提高核桃仁的蛋白质含量，提高其营养价值。

表3 核桃专用肥对核桃仁蛋白质含量及氨基酸组成的影响†Table 3 Determination results of protein content and amino acid composition mg/g

与对照组相比较，施肥组核桃仁氨基酸总含量为(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）。虽然施肥组与对照组核桃仁中均含有17 种氨基酸，但是与对照组相比较，施肥组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），其余氨基酸含量与对照组的差异均不显著（P＞0.05）。结果表明施用核桃专用肥后，核桃仁天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸含量增加，核桃仁总氨基酸含量增加。

2.2.4 对核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相对含量的影响

核桃专用肥对核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相对含量的影响见表4。由表4 可知，与对照组相比较，施肥组核桃仁含油率(66.45±1.33)%～ (72.21±0.65)%， 增 加 了(3.22±0.02) ～(7.90± 0.42)个百分点（P＜0.05）。核桃仁脂肪酸主要成分一致，其主要成分按相对含量由高到低排列依次为亚油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、亚麻酸（C18:3）、棕榈酸（C16:0）、硬酯酸（C18:0），且相对含量与对照组相比较差异均不显著（P＞0.05）。饱和脂肪酸相对含量为(8.71±0.84)%～(8.86±0.87)%，不饱和脂肪酸相对含量为(89.01±0.26)%～(90.4±0.20)%，说明施用核桃专用肥能够提高核桃仁含油率，但是对核桃仁脂肪酸主要成分及相对含量无显著影响。

表4 核桃专用肥对核桃仁含油率和脂肪酸主要成分相对含量的影响†Table 4 Analysis of walnut kernel oil rate and fatty acid main components %

3 结论与讨论

本研究中选择3 个试验点进行研究，即甘肃省陇南市的武都区黄家坝核桃园、武都区两水镇核桃园、成县城关镇宁寨村核桃园。研究结果表明，核桃坚果成熟采收时，施肥组土壤N、P、K 元素含量明显高于对照组，施用核桃专用肥对核桃坚果表型特征和核桃仁风味物质、蛋白质、氨基酸（特别是天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸）的含量及含油率影响较大，对氨基酸组成种类、脂肪酸主要成分种类和含量无显著影响，施肥组核桃坚果表现出果大、味美、营养丰富等特性。综合分析结果表明，核桃坚果在成熟过程中，使用含N、P、K 元素的核桃专用肥，能够提高核桃坚果的品质和产量。

核桃坚果成熟采收时，施肥组土壤N、P、K 元素含量高于对照组，铵态氮含量高出(0.10±0.02)～(0.14±0.01) mg/kg，硝态氮含量高出(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，速效钾含量高出(4.80±0.07)～(6.18±0.52) mg/kg，且均与对照组差异显著（P＜0.05），说明本研究中所施用核桃专用肥能够提高核桃园土壤肥力。

与对照相比较，施肥组坚果表型特征指标中，纵径增加了(0.40±0.01)～(0.61±0.28) cm（P＜ 0.05），横径增加了(0.40±0.04)～(0.47±0.01) cm （P＜0.05），侧径增加了(0.29±0.01)～(0.48± 0.10) cm（P＜0.05），单果质量增加了(0.56± 0.04)～(0.69±0.10) g（P＜0.05），核仁质量增加了(0.66±0.01)～(0.91±0.10) g（P＜0.05），果壳厚度与对照组无显著差异（P＞0.05），出仁率增加了(1.33±0.76)～(1.84±0.01)个百分点（P＜ 0.05），说明本研究中所施用的核桃专用肥能够改变核桃表型特征（单果大、出仁率高）。这是因为核桃坚果生长过程中，特别是在坚果膨大期，核桃专用肥为其生长提供了所需的模式肥料[26]，使其生长迅速。

风味是核桃仁品质评价指标之一。相关研究结果表明，核桃仁主要风味物质种类是氮氧化合物、烷烃类化合物、含硫有机化合物、含氯有机化合物、醇类及醛酮类化合物。本研究结果表明，核桃专用肥对核桃仁风味物质种类无影响，但是对核桃仁各风味物质种类的含量影响显著（P＜ 0.05），说明本研究中所施用的核桃专用肥能够使‘清香’核桃仁更加芳香可口。

核桃仁蛋白质对心血管疾病、肥胖症、糖尿病等多种疾病具有预防作用[27-28]。本研究结果表明，施肥组核桃仁蛋白质含量为(235.41± 12.31) ～(248.91±13.51) mg/g，高于云南‘ 龙佳’核桃仁蛋白质含量（162.00 mg/g）[29]和薄壳山核桃仁蛋白质含量（49.80 ～105.20 mg/g）[30]， 这主要是核桃品种、生境不同导致的[31]，与对照组相比较，施肥组核桃仁蛋白质含量增加了(55.49±4.58)～(64.49±3.74) mg/g（P＜0.05），说明施用核桃专用肥能够提高核桃坚果营养成分含量。氨基酸是蛋白质的水解产物，核桃仁中氨基酸种类齐全，保健价值高[32]。与对照组相比较，施肥组核桃仁氨基酸总含量增加了(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），与常君等[32]的研究结果相似。施肥组和对照组核桃仁均含17 种氨基酸，这是由于核桃仁氨基酸种类与核桃品种有关，氨基酸含量取决于生境等因素[33-34]。与对照组相比较，施肥组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，其余氨基酸含量与对照组的差异均不显著（P＞0.05），说明施用核桃专用肥能够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。

核桃油是一种营养丰富的保健食用油[35]。本研究结果表明，施用核桃专用肥能够增加核桃仁的含油率(3.22±0.02) ～(7.90±0.42) 个百分点 （P＞0.05），其主要脂肪酸成分为亚油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、亚麻酸（C18:3）、棕榈酸（C16:0）、硬酯酸（C18:0），饱和脂肪酸相对含量为(8.71±0.84)%～(8.86±0.87)%，不饱和脂肪酸相对含量为(89.01±0.26)%～(90.4±0.20)%，且其相对含量与周张涛等[36]的研究结果相似，说明施用核桃专用肥能够提高核桃仁的含油率，但是对核桃仁的脂肪酸成分组成及其相对含量无影响，这是因为核桃仁的脂肪酸组成及其相对含量由核桃仁的遗传性质决定[12]。

本研究中仅以‘清香’核桃为研究对象，其结果适用范围有限，为给不同核桃品种的优质丰产提供参考，应进一步研究核桃专用肥对不同核桃品种的影响。