劉春曉，苗慶選，懷婷婷，任愛芝，郭 滿，馬海林，李海云，司東霞*

（1．聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東 聊城 252059；2．山東省林業(yè)科學(xué)研究院，山東 濟(jì)南 250014）

核桃（Juglans regia L.）又名胡桃，屬胡桃科（Juglandaceae）胡桃屬（Juglans）植物，是世界范圍內(nèi)重要的堅(jiān)果和木本油料樹種，因其具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和較高的營(yíng)養(yǎng)及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被確定為我國(guó)國(guó)土生態(tài)綠化的優(yōu)良樹種和戰(zhàn)略性干果樹種之一。核桃仁是核桃的主要食用部分，含有豐富的脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、糖類、維生素和微量元素等[1-3］，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，名列四大干果之首[4］。其中，脂類是核桃仁含量最高的組分，且以油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸為主，對(duì)預(yù)防心腦血管疾病、降低膽固醇等有良好的作用[3，5-6］；蛋白質(zhì)含量15%左右，最高可達(dá)29.7%，核桃蛋白水解后有很好的抗氧化、抑菌、抑制血管緊張素轉(zhuǎn)化酶活性和抗腫瘤等作用[6-7］。因此，核桃仁的脂肪和蛋白質(zhì)含量常作為評(píng)價(jià)核桃食用品質(zhì)的重要指標(biāo)。

氮、磷、鉀是植物必需的大量元素，通過(guò)參與植物體內(nèi)的碳氮代謝等生理生化過(guò)程影響植物產(chǎn)品品質(zhì)的形成[8-10］。已有較多研究證明，適量供應(yīng)養(yǎng)分對(duì)提高蘋果（Maluspumila）[11］、棗（Ziziphusjujuba）[12］、葡萄（Vitisvinifera）[13］等經(jīng)濟(jì)林木的果實(shí)品質(zhì)具有重要作用。由此可見，合理施肥是提高核桃食用品質(zhì)的重要途徑[14］。目前，對(duì)核桃品質(zhì)方面的研究多集中于不同區(qū)域、不同品種之間或不同油料作物間果實(shí)組分的分析對(duì) 比[5，15］，關(guān)于不同肥料施用對(duì)核桃品質(zhì)影響的相關(guān)研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)以核桃為供試植物，在田間栽培條件下，研究氮肥、磷肥、鉀肥不同用量對(duì)核桃果仁脂肪和蛋白質(zhì)含量的影響，以期明確不同肥料施用對(duì)核桃品質(zhì)的影響，確定獲得較高核桃品質(zhì)的適宜肥料用量，為生產(chǎn)中合理進(jìn)行核桃養(yǎng)分管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

本研究于2018年4～10月在山東冠縣新青果蔬種植專業(yè)合作社核桃種植園進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)位于山東省聊城市冠縣煙莊（115°51′E，36°49′N），地處魯西北黃泛平原區(qū)，海拔高度44 m，屬溫帶季風(fēng)區(qū)域大陸性半干旱氣候，光照充足，四季分明，雨熱同季。年平均氣溫13.3℃，年平均降水量549.9 mm，年平均蒸發(fā)量2234 mm，年平均相對(duì)濕度66%，年無(wú)霜期日數(shù)198～227 d。

1.2 試驗(yàn)材料

供試核桃品種為‘香玲’，樹齡6年，自然圓頭樹形，株行距4.0 m×5.0 m，南北行向。試驗(yàn)用氮肥為尿素（N 46%），磷肥為過(guò)磷酸鈣（P2O512%），鉀肥為硫酸鉀（K2O 52%）。供試土壤為壤質(zhì)潮土，0～20和20～40 cm基本理化性狀見 表1。

表1 供試土壤基本理化性狀

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)包括氮、磷、鉀3個(gè)單因素田間試驗(yàn)，均為5個(gè)施肥水平，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。其中，氮肥試驗(yàn)的氮素用量分別為N 0、0.25、0.50、0.75、1.25 kg·株-1，各處理磷、鉀用量相同，均為P2O50.20 kg·株-1和K2O 0.30 kg·株-1；磷肥試驗(yàn)的磷素用量分別為P2O50、0.10、0.20、0.40、0.80 kg·株-1， 各處理氮、鉀用量相同，均為N 0.50 kg·株-1和K2O 0.30 kg·株-1；鉀肥試驗(yàn)的鉀素用量分別為K2O 0、0.15、0.30、0.60、1.20 kg·株-1，各處理氮、磷用量相同，均為N 0.50 kg·株-1和P2O50.20 kg·株-1。 共計(jì)15個(gè)處理，每處理重復(fù)4次（單株為1次重復(fù)）。氮肥、磷肥、鉀肥于2018年4月6日核桃萌芽期一次性施入，采用放射溝狀施肥，施肥深度 40 cm，施肥后灌水1次，每667 m2灌水量60 m3，其他管理方式同農(nóng)民常規(guī)管理方式。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

于2018年8月30日（核桃果實(shí)收獲期）每株隨機(jī)選擇代表性果實(shí)30個(gè)，果實(shí)去除青皮后風(fēng)干，取果仁，于70℃恒溫干燥箱中烘干至恒重，磨細(xì)過(guò)篩，測(cè)定蛋白質(zhì)和粗脂肪的含量。蛋白質(zhì)含量采用H2SO4-H2O2消煮，凱氏定氮法（GB/T 5009.5-2003）測(cè)定；粗脂肪采用石油醚浸提，索氏提取法（GB/T 5009.6-2003）測(cè)定。以核桃果仁的蛋白質(zhì)和粗脂肪含量作為評(píng)價(jià)核桃食用品質(zhì)的指標(biāo)，計(jì)算各處理果仁蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量的隸屬函數(shù)值，根據(jù)兩指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值對(duì)核桃品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、一元二次回歸分析和作圖，用SAS v8.0進(jìn)行線性加平臺(tái)模型分析，用SPSS 18.0進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA）和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮肥對(duì)核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響

氮肥用量對(duì)核桃果仁蛋白質(zhì)含量的影響不顯著，但顯著影響核桃果仁的粗脂肪含量（表2）。不同氮肥用量各處理核桃果仁蛋白質(zhì)含量為17.6%～19.1%，與不施氮對(duì)照相比，除氮肥用量N 0.5 kg·株-1的處理果仁蛋白質(zhì)含量降低2.2%外，其余各氮素處理的蛋白質(zhì)含量均有所增加，增加幅度在1.1%～6.1%之間，其中，氮肥用量為N 1.25 kg·株-1的情況下，蛋白質(zhì)含量最高，為19.1%；不同氮肥用量各處理之間核桃果仁蛋白質(zhì)含量差異未達(dá)顯著水平。不同氮肥用量各處理果仁粗脂肪含量為43.5%～61.8%，隨氮肥用量的增加，核桃果仁的粗脂肪含量呈上升的趨勢(shì)，與對(duì)照相比，各施氮處理的果仁粗脂肪含量增加13.8%～42.1%；氮肥用量為N 1.25和0.75 kg·株-1的2個(gè)處理粗脂肪含量較高，二者之間差異不顯著，但顯著高于氮肥用量N 0.25 kg·株-1的處理和對(duì)照，與N 0.50 kg·株-1的處理無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué) 差異。

表2 不同氮肥用量各處理核桃果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量

2.2 磷肥對(duì)核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響

磷肥用量對(duì)核桃果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響均不顯著（表3）。不同磷肥用量各處理的核桃果仁蛋白質(zhì)含量變幅在17.9%～19.4%之間，磷肥用量在P2O50.20 kg·株-1的情況下，蛋白質(zhì)含量最高；與對(duì)照相比，施用磷肥果仁蛋白質(zhì)含量增加0.5%～8.3%。各處理果仁粗脂肪含量變幅在59.0%～62.3%之間，施用磷肥果仁粗脂肪含量較對(duì)照增加3.1%～6.0%。不同磷肥用量各處理間果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量差異均未達(dá)顯著水平。

表3 不同磷肥用量各處理核桃果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量

2.3 鉀肥對(duì)核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響

鉀肥用量對(duì)于核桃果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量均有顯著影響（表4）。不同鉀肥用量各處理果仁蛋白質(zhì)含量在16.6%～20.6%之間，鉀肥用量在K2O 0～0.60 kg·株-1之間的各鉀肥處理，蛋白質(zhì)含量差異不顯著，鉀肥用量為K2O 1.20 kg·株-1的情況下，蛋白質(zhì)含量顯著降低，比對(duì)照降低了17.4%，由此可見，過(guò)量施用鉀肥會(huì)顯著降低果仁的蛋白質(zhì)含量。各鉀肥處理果仁粗脂肪含量變幅在57.8%～62.8%之間，隨鉀肥用量的增加，果仁粗脂肪含量有升高的趨勢(shì)，鉀肥用量為K2O 1.20 kg·株-1時(shí)含量最高，比對(duì)照增加8.3%，顯著高于鉀肥用量K2O 0.15 kg·株-1和對(duì)照的2個(gè)處理，與鉀肥用量K2O 0.30和0.60 kg·株-1的2個(gè)處理差異不顯著。

表4 不同鉀肥用量各處理核桃果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量

2.4 施肥量與蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的相關(guān)性分析

對(duì)氮肥、磷肥、鉀肥用量與核桃果仁的蛋白質(zhì)以及粗脂肪含量2個(gè)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，氮肥、磷肥用量與核桃果仁蛋白質(zhì)含量相關(guān)性不顯著，鉀肥用量與果仁蛋白質(zhì)含量顯著相關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系可用一元二次函數(shù)方程 y=-5.2872x2+4.2009x+19.27模擬（0.001＜P＜0.01）（圖1）。由此函數(shù)方程計(jì)算可知，果仁蛋白質(zhì)含量最大值為20.1%，獲得最大蛋白質(zhì)含量的鉀肥用量為K2O 0.40 kg·株-1。

圖1 施鉀量與蛋白質(zhì)含量的相關(guān)性分析

磷肥用量與果仁粗脂肪含量無(wú)顯著相關(guān)性，氮肥和鉀肥用量與核桃果仁粗脂肪含量的相關(guān)性達(dá)顯著水平。氮肥和鉀肥用量與果仁粗脂肪含量的數(shù)學(xué)關(guān)系均符合直線加平臺(tái)數(shù)學(xué)模型（P＜0.001；0.001＜P＜0.01）（圖2），根據(jù)直線加平臺(tái)模型的模擬結(jié)果可得，氮肥施用量為N 0.68 kg·株-1時(shí)，核桃的粗脂肪含量達(dá)到最高，為61.1%；鉀肥用量為K2O 1.24 kg·株-1時(shí)，核桃的粗脂肪含量最高，為65.1%。由此分析，在對(duì)核桃進(jìn)行施肥管理，尤其是以粗脂肪為主要品質(zhì)指標(biāo)的情況下，氮肥和鉀肥的最佳施用量分別為N 0.68 kg·株-1和K2O 1.24 kg·株-1。

圖2 施肥量與粗脂肪含量的相關(guān)性分析

2.5 不同肥料施用核桃品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)

本試驗(yàn)氮肥、磷肥、鉀肥不同用量條件下，選用核桃果仁蛋白質(zhì)含量和粗脂肪含量2個(gè)指標(biāo)，采用隸屬函數(shù)法對(duì)核桃品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)（表5）。由表5可知，不同氮肥處理核桃果仁2個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值隨氮肥用量的增加而增加，表明增施氮肥有助于核桃綜合品質(zhì)的提高，氮肥用量為N 1.25 kg·株-1時(shí)，核桃果仁的綜合品質(zhì)最好。不同磷肥處理中，磷肥用量為P2O50.20 kg·株-1的情況下，平均隸屬函數(shù)值最大，果仁品質(zhì)最高，其次是P2O50.80 kg·株-1的處理，不施磷肥的對(duì)照品質(zhì)最差。不同鉀肥各處理中，鉀肥用量為K2O 0.60 kg·株-1時(shí)，平均隸屬函數(shù)值最大，核桃果仁的綜合品質(zhì)最好。

表5 不同肥料用量各處理核桃品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

3 討論

3.1 核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量及其影響因素

核桃果仁營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值。蛋白質(zhì)和粗脂肪是核桃果仁的主要組分，也是評(píng)價(jià)核桃食用品質(zhì)的重要指標(biāo)。核桃果仁中蛋白質(zhì)和粗脂肪含量受到核桃品種、環(huán)境條件、土壤肥力水平和栽培管理措施等多種因素的影響[5，7，16-18］。毛曉英等[1］和宋巖等[19］對(duì)新疆核桃的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定結(jié)果表明，核桃果仁脂肪含量為35.3%～59.9%，薄皮核桃仁蛋白質(zhì)含量達(dá)17.7%，不同核桃品種間存在較大差異。周紅等[20］報(bào)道，新疆野核桃蛋白質(zhì)含量為 17.9%～19.9%，脂肪含量在54.6%～72.2%之間，進(jìn)一步證明核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量不同品種之間的差異性。耿樹香等[15］選擇全國(guó)6個(gè)核桃主產(chǎn)區(qū)的22個(gè)核桃品種進(jìn)行了主要營(yíng)養(yǎng)成分的分析與評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，蛋白質(zhì)含量為12.6%～15.4%，粗脂肪含量55.3%～61.2%，不同栽培區(qū)域之間差異顯著。本試驗(yàn)氮、磷、鉀不同養(yǎng)分管理模式下，6年生‘香玲’核桃果仁的蛋白質(zhì)含量為16.6%～20.6%，平均為18.7%；粗脂肪含量43.5%～65.3%，平均為58.8%，蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的變異系數(shù)分別為5.7%和9.4%，其差異主要來(lái)自肥料施用。

3.2 氮磷鉀肥料施用與核桃蛋白質(zhì)和粗脂肪含量

合理施肥對(duì)核桃的生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)節(jié)作用，可以促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)器官建成，提高核桃的產(chǎn)量和果實(shí)品 質(zhì)[21-25］。氮、磷、鉀作為植物必需的大量元素，直接參與或間接影響植物的氮素代謝和脂肪代謝過(guò)程，進(jìn)而在不同程度上對(duì)植物的蛋白質(zhì)和粗脂肪含量產(chǎn)生影響。梁智等[26］以9～10年生‘溫185’為試驗(yàn)材料，研究了氮肥、磷肥和鉀肥對(duì)核桃品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，3種肥料不同用量顯著影響核桃果仁的蛋白質(zhì)含量，對(duì)粗脂肪含量的影響未達(dá)顯著水平。胡淵等[27］報(bào)道，在中等土壤養(yǎng)分條件下，根施氮、磷、鉀肥對(duì)11年生‘新溫185號(hào)’核桃堅(jiān)果粗脂肪含量的影響表現(xiàn)不同，氮肥施用量對(duì)堅(jiān)果粗脂肪含量效應(yīng)不顯著，當(dāng)磷肥施用量小于P2O50.484 kg·株-1和鉀肥施用量小于K2O 0.198 kg·株-1時(shí)，對(duì)堅(jiān)果粗脂肪含量的影響均存在正效應(yīng)，反之則存在負(fù)效應(yīng)。成艷霞等[28］研究表明，隨氮肥、鉀肥用量的增加，10年生‘香玲’核桃仁中蛋白質(zhì)含量均呈遞增趨勢(shì)，不同含量氮、磷、鉀配方的施肥方案，對(duì)核桃果仁中總脂肪含量的影響差異較大，不施氮肥處理的桃果果仁脂肪含量顯著降低。

分析前人的研究結(jié)果可知，肥料施用對(duì)核桃果仁品質(zhì)的影響存在差異，果仁蛋白質(zhì)和脂肪含量對(duì)施肥反應(yīng)的差異性或者不確定性與核桃品種的遺傳特性及土壤基礎(chǔ)肥力水平等因素有關(guān)。本試驗(yàn)中等土壤肥力水平條件下，氮肥用量對(duì)6年生‘香玲’核桃果仁蛋白質(zhì)含量的影響不顯著，對(duì)粗脂肪含量影響達(dá)極顯著水平，且二者的相關(guān)性符合直線加平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，獲得最大粗脂肪含量的最佳氮肥用量為N 0.68 kg·株-1；磷肥用量對(duì)果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響均不顯著；鉀肥用量對(duì)蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的影響均達(dá)顯著水平，其數(shù)學(xué)關(guān)系分別符合一元二次函數(shù)方程和直線加平臺(tái)模型，獲得最大蛋白質(zhì)含量和最大粗脂肪含量的最佳鉀肥用量分別為K2O 0.40和1.24 kg·株-1，而過(guò)量施用鉀肥果仁蛋白質(zhì)含量則會(huì)降低。

3.3 核桃果實(shí)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)與施肥推薦

植物產(chǎn)品品質(zhì)是多指標(biāo)的綜合反映。在進(jìn)行果實(shí)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)，可以根據(jù)人們對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求進(jìn)行單一指標(biāo)的評(píng)價(jià)，也可采用模糊識(shí)別 法[29］、主成分分析與綜合評(píng)價(jià)法[15］、隸屬函數(shù)法和加權(quán)平均法[30-31］等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本研究采用隸屬函數(shù)法計(jì)算果仁蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的平均隸屬函數(shù)值，根據(jù)平均隸屬函數(shù)值的大小進(jìn)行核桃品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)，同時(shí)，平均隸屬函數(shù)值最大處理的肥料用量也可用于施肥推薦。以鉀肥試驗(yàn)為例，根據(jù)鉀肥用量與果仁蛋白質(zhì)含量和粗脂肪含量的相關(guān)性分析及核桃果仁品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，最大蛋白質(zhì)含量的鉀肥用量為K2O 0.40 kg·株-1，最大粗脂肪含量的鉀肥用量為K2O 1.24 kg·株-1，對(duì)不同鉀肥用量各處理果仁的蛋白質(zhì)和粗脂肪含量的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，鉀肥用量為K2O 0.60 kg·株-1時(shí)，平均隸屬函數(shù)值最大，核桃果仁的綜合品質(zhì)最好。因此，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行合理施肥量的 推薦。

4 結(jié)論

施肥是決定核桃品質(zhì)的重要因素之一，不同肥料施用對(duì)核桃各品質(zhì)指標(biāo)的影響存在差異。本試驗(yàn)條件下，核桃果仁的蛋白質(zhì)含量對(duì)氮肥和磷肥的施用反應(yīng)不敏感，但隨鉀肥用量的增加呈先升后降的變化趨勢(shì)，大量施用鉀肥果仁蛋白質(zhì)含量會(huì)有所降低；適量施用氮肥和鉀肥可獲得較高的果仁粗脂肪含量，磷肥施用對(duì)粗脂肪含量影響不顯著。由此可見，生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥婪柿顩r和人們對(duì)果實(shí)品質(zhì)的要求，抓住影響核桃各品質(zhì)指標(biāo)的主要矛盾進(jìn)行施肥推薦，才有助于核桃產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)綠色 生產(chǎn)。