核桃土壤養分水平與果實品質相關性分析

徐 麗，張海燕，辛 國，朱建朝，秦 楷，趙 恒，周鵬飛，鄭小平

（隴南市經濟林研究院 a.核桃研究所；b.甘肅省核桃工程技術研究中心，甘肅 隴南 746000）

核桃(juglans regiaL.)是世界上溫帶地區最廣泛栽培的食用堅果之一，也是我國常見的干果和木本油料植物[1-3]。核桃具有豐富的營養價值，蛋白質含量約15%～20%、碳水化合物含量約10%，油脂含量可高達60%～70%，尤以不飽和脂肪酸含量較豐富，可達到油脂含量的90%，是深受大眾歡迎的堅果類食品之一[4-6]。

核桃營養價值豐富，影響核桃果實品質的因素有很多，如品種、管理技術、立地條件以及土壤養分等，近年來，國內外對核桃的研究主要集中在品種、管理技術等方面，如通過對地方品種的品質指標進行分析，挑選出較高品質的品種形成地方特色種質資源，從而為品種篩選與產品開發提供參考[7-9]，或者通過主成分分析法[7-8,10]、聚類分析法[11]和隨機森林法[10,12]等數學計量學方法對核桃的品質進行定量分析和產地溯源，或者研究不同配比肥料對核桃樹產量和堅果品質的影響情況[2]。

土壤為農林作物生長提供必需的條件，其中，土壤養分是評價土壤的重要指標，代表能供應和協調植物生長的營養與環境條件[13-15]。目前，對土壤養分的研究主要集中在對核桃主產區進行土壤養分含量分析，進而為施肥管理提供理論依據[16]；或是通過數學方法對土壤養分狀況進行豐缺診斷和肥力綜合評價[17]。

目前，對土壤養分水平與果實品質之間關系的研究多集中在葡萄、蘋果、馬家柚等水果之間，如王銳[14]系統地研究了賀蘭山東麓土壤特征及其與釀酒葡萄生長品質關系，分析了土壤質量因子與釀酒葡萄生長發育、產量和品質形成的關系；張強等[18]探討了環渤海灣和黃土高原兩大蘋果產區土壤養分對‘富士’蘋果品質的影響；張涓涓等[19]研究了土壤養分狀況與馬家柚果實品質相關性的多元分析。但對核桃土壤養分水平與果實品質之間關系的研究較少。因此，本實驗對核桃的土壤養分和果實品質分別進行測定，并采用相關分析法分析核桃土壤養分水平與果實品質的相關性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以隴南市主栽品種之一的‘清香’核桃為研究對象，‘清香’核桃為嫁接苗，樹齡12 ～14 a。采樣核桃園基本概況見表1。各核桃園管理措施為：每年11月上旬施基肥，3月中旬施追肥，所用肥料均為核桃專用肥（N、P、K 質量比為28∶16∶6），每平方米樹冠投影面積的施肥量為0.311 kg。

表1 研究樣地基本概況Table 1 Basic characteristics of the sampling plots

當全樹堅果總苞有1/5 開裂時分別取土樣和堅果樣品，每個核桃園隨機選擇長勢中庸的5株樣樹，在所選樣樹的樹冠下距樹干1.5 ～2.0 m 處，用取土器取距地面60 cm 的土樣，在所選樣樹的東南西北方向各取樣0.5 kg，將采集的各樣點土壤混合均勻后按照四分法對角取兩份混合取樣1 kg 放在蔭涼干燥處待測[20-22]。同時，在所選樣樹的東南西北方向各采集10 顆堅果，將堅果混合均勻后堆放于陰涼通風處3 ～5 d，待青皮自行脫落后，用清水洗凈，放于通風、干燥處晾曬，使其干燥均勻。當堅果的含水量≤8%時，放于溫度為-18℃的冰箱內干燥、密閉保存，待測[20]。

1.2 試驗方法

1.2.1 土壤養分的測定

參照鮑士旦的方法對土壤養分指標：pH 值、有機質含量、堿解氮含量、有效磷含量、速效鉀含量、有效鋅含量、有效錳含量、有效銅含量進行測定[21]。

1.2.2 果實品質的測定

產量的測定參照LY/T 3004.7—2018《中華人民共和國林業行業標準 核桃 第7 部分：核桃堅果豐產指標》[23]。平均單果質量、出仁率和橫徑的測定參照LY/T 3004.8—2018《中華人民共和國林業行業標準 核桃 第8 部分：核桃堅果質量及檢測》[24]。含油率的測定：將鮮核桃種仁在105℃下烘干至恒質量，采用minispec 碳氫化合物含氫量測定儀測定含油率。

1.3 土壤養分及果實品質分級標準

參考趙瑞芬等[16]的方法，土壤pH 分級標準為：pH 值在5.6 ～6.5 時為弱酸性土壤，可以種植核桃；pH 值在6.6 ～7.5 時為中性土壤，最適宜核桃的生長；pH 值在7.5 ～8.5 時為微堿性土壤，比較適宜種植核桃；pH 值在8.5 ～9.0 時為堿性土壤，可以種植核桃，但產量會受影響。

有機質與其他養分分級標準如表2所示[16]。

表2 土壤養分分級標準Table 2 Classification standard of soil nutrient

核桃堅果質量分級標準如表3所示[24]

表3 核桃堅果質量分級標準Table 3 Classification standard of walnut quality

1.4 數據處理與分析

每組試驗重復3 次，其結果表示為：Mean±SD。試驗數據分析采用Microsoft Excel 2007、Origin 9.1、SPSS 21.0 分析軟件。采用Tukey 統計學分析方法進行差異顯著性分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 核桃園土壤養分分析

2.1.1 核桃園土壤pH 值與有機質含量

核桃適應性較強，可以在多種土壤條件下生長。從表4 中可以看出，9個核桃園的土壤pH值均在7.5 ～8.5 之間，為微堿性土壤，比較適宜種植核桃[16]。土壤有機質含量大小是反映土壤肥力高低最重要的指標之一，是土壤中各種營養元素特別是氮、磷的重要來源，其高低能夠反映當季土壤養分供應能力的大小[16,21]。從表4 中可以看出，9個核桃園的有機質含量在(8.86±0.05)～(16.2±0.17)g/kg 之間，不同地區之間有機質含量差異大。根據表2 土壤養分分級標準分級后發現：土壤有機質含量缺乏的比例占77.78%，很缺乏的占22.22%。

表4 核桃園土壤pH 值與有機質含量?Table 4 Soil pH and organic matter content of walnut orchard

2.1.2 核桃園土壤養分含量

從表5 中可以看出，9個核桃園的土壤養分存在差異。堿解氮的含量范圍為(61.87±0.4)～(205±1.73)mg/kg，有效磷的含量范圍為(10.73±0.12)～(109.33±2.89)mg/kg，速效鉀的含量范圍為(94±4.36)～(152±2.65)mg/kg，有效鋅含量范圍為(0.48±0.03)～(7.79±0.06)mg/kg，有效錳含量范圍為(14.6±0.26)～(33.67±0.58)mg/kg，有效銅含量范圍為(0.6±0)～(1.87±0.06)mg/kg。

表5 核桃園土壤養分含量?Table 5 Soil nutrient of walnut orchard mg/kg

根據表2 土壤養分分級標準分級后發現，堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效錳和有效銅含量分布在缺乏、適量、豐富、很豐富之中。其中，處于很豐富水平的核桃園土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效錳、有效銅的比例為55.56%、66.67%、11.11%、33.33%、11.11%、11.11%；處于豐富水平的核桃園土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效錳、有效銅的比例 為22.22%、22.22%、0%、33.33%、77.78%、55.56%；處于適量水平的核桃園土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效錳、有效銅的比例 為0%、11.11%、77.78%、22.22%、11.11%、33.33%；處于缺乏水平的核桃園土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有效鋅、有效錳、有效銅的比例為22.22%、0%、11.11%、11.11%、0%、0%。

2.2 核桃果實品質分析

由表6 可知，9個核桃園核桃堅果的產量、平均單果質量、出仁率、橫徑和含油率均存在一定差異。9個核桃園的核桃樹產量在(1353.18±164.83)～(1862.07±123.67)kg/hm2之間，其中有7個核桃園的產量高于中華人民共和國林業行業標準LY/T 3004.7—2018《核桃 第7 部分：核桃堅果豐產指標》中的豐產要求，實現堅果豐產[23]。

表6 核桃果實品質指標?Table 6 Quality index of walnut

核桃平均單果質量的含量范圍為(10.37±0.88)～(20.35±1.18)g，出仁率的含量范圍為(47.33±1.46)～(51.79±1.01)%，橫徑的含量范圍為(31.91±1.84)～(37.45±1.63)mm。根據表3 核桃堅果質量分級標準分級后發現，核桃果實中有33.33%的達到特級果的要求，55.56%的為一級果，11.11%的為二級果。

核桃含油率的含量范圍在(55.99±0.68)～(68.56±0.1)%之間，與辛國等[8]的研究發現隴南地區核桃含油量為(53.60±0.68)～(68.50±0.16)%相差不大。

2.3 核桃土壤養分與果實品質相關性分析

由表7 可以看出，產量與堿解氮、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)，與有效磷、有效錳呈顯著正相關(P＜0.05)。平均單果質量與堿解氮、有效錳呈極顯著正相關P＜0.01)。出仁率與速效鉀呈顯著正相關(P＜0.05)。橫徑與堿解氮、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)。含油率與堿解氮、有效磷、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)，與有效鋅、有效銅呈顯著正相關(P＜0.05)。

表7 核桃土壤養分與果實品質相關性分析?Table 7 Correlation analysis of walnut soil nutrients and fruit quality

設土壤養分中堿解氮為X1，有效磷為X2、速效鉀為X3、有效鋅為X4、有效錳為X5、有效銅為X6，果實品質指標中產量為Y1、平均單果質量為Y2、出仁率為Y3、橫徑為Y4、含油率為Y5。通過SPSS 軟件擬合得到土壤養分與核桃品質指標之間的回歸方程如下所示，調整R2都在0.7 以上，P值均小于0.05，擬合程度良好，表明土壤養分與核桃果實品質之間具有較強的相關性，通過控制土壤養分可以得到較高品質的核桃。

Y1=355.766+3.433X1-8.701X2+8.336X3+67.431X4調整R2=0.787P=0.032 ＜0.05

Y2=-1.668+0.047X1-0.082X2+0.081X3+0.213X5調整R2=0.936P=0.003 ＜0.01

Y3=0.437-0.001X2+0.001X3+0.008X4-0.002X5調整R2=0.909P=0.021 ＜0.01

Y4=21.988+0.038X1-0.088X2+0.087X3+0.522X4-0.029X5調整R2=0.982P=0.002 ＜0.01

Y5=34.791+0.082X1-0.180X2+0.188X3+1.913X4-2.594X6調整R2=0.976P=0.003 ＜0.01

3 結論與討論

3.1 討 論

植物的營養取決于土壤中宏觀和微觀營養物質的供應和吸收[25]。礦質營養是果樹生長發育、產量形成和品質提高的物質基礎，是影響其生長發育的重要因子。在本研究中，堿解氮和速效鉀是對核桃堅果影響最明顯的礦質元素，合理增施這兩種礦質元素，可以顯著的影響核桃堅果品質。氮在作物產量和品質形成中起著關鍵作用[26-27]。氮主要影響葉面積的生長，進而影響植物的光合作用，是施肥中的主要礦物元素[25]。因此，土壤中過高或過低的氮素都會對植物產生不良影響，過高會使作物的倒伏和病蟲害概率增加，而過低則會影響產量[26]。本文中堿解氮與產量、平均單果質量、橫徑和含油率均呈極顯著正相關，說明合理增施氮肥可以提高核桃果實品質。速效鉀能夠很快地被植物吸收利用，也是反應土壤肥力高低的指標之一[28]。植株的生長發育需要大量氮鉀營養供應，鉀對碳水化合物的運轉、儲存，淀粉的形成，蛋白質的合成都起著重要的促進作用，尤其是在種仁充實期供應充足的鉀對核桃果實品質的形成起著重要作用[29]。本文中，速效鉀與產量、出仁率、橫徑和含油率均呈顯著正相關，說明合理增施鉀肥可以提高核桃果實品質。

目前，我國大多數核桃樹種植在山地區，土壤養分差異大、養分元素比例不平衡等問題突出。本研究中僅以隴南市‘清香’核桃為研究對象，其結果適用范圍有限，為給不同地區核桃的優質豐產提供參考，應該擴大采樣區域，增加采樣品種，細化土壤類型，進一步制定適合不同區域的核桃開發方案和種植計劃以及土壤改良措施。

3.2 結 論

核桃園土壤pH 值在7.5 ～8.5 之間，為微堿性土壤，比較適宜種植核桃。有機質含量在(8.86±0.05)～(16.2±0.17)g/kg 之間，且不同核桃園之間有機質含量差異大，其中有77.78%的核桃園有機質含量處于缺乏水平，22.22%的核桃園有機質含量處于很缺乏水平。

核桃園的堿解氮的含量范圍為(61.87±0.4)～(205±1.73)mg/kg， 有效磷的含量范圍為(10.73±0.12)～(109.33±2.89)mg/kg，速效鉀的含量范圍為(94±4.36)～(152±2.65)mg/kg，有效鋅含量范圍為(0.48±0.03)～(7.79±0.06)mg/kg，有效錳含量范圍為(14.6±0.26)～(33.67±0.58)mg/kg，有效銅含量范圍為(0.6±0)～(1.87±0.06)mg/kg。其中，大多數核桃園的土壤堿解氮、有效磷處于很豐富水平，大多數核桃園的土壤有效錳、有效銅處于豐富水平，大多數核桃園的土壤速效鉀處于適量水平，有效鋅處于很豐富水平和豐富水平的各占33.33%。

核桃園產量在(1353.18±164.83)～(1862.07±123.67)kg/hm2之間，核桃平均單果質量的含量范圍為(10.37±0.88)～(20.35±1.18)g，出仁率的含量范圍為(47.33%±1.46%)～(51.79%±1.01%)，橫徑的含量范圍為(31.91±1.84)～(37.45±1.63)mm。其中，核桃果實中有33.33%達到特級果的要求，55.56%的為一級果，11.11%的為二級果。核桃含油率在(55.99±0.68)%～(68.56±0.1)%之間。

通過相關性分析發現：產量與堿解氮、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)，與有效磷、有效錳呈顯著正相關(P＜0.05)。平均單果質量與堿解氮、有效錳呈極顯著正相關(P＜0.01)。出仁率與速效鉀呈顯著正相關(P＜0.05)。橫徑與堿解氮、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)。含油率與堿解氮、有效磷、速效鉀呈極顯著正相關(P＜0.01)，與有效鋅、有效銅呈顯著正相關(P＜0.05)。通過SPSS 軟件擬合得到土壤養分與核桃品質指標之間的回歸方程，調整R2都在0.7 以上，P值均小于0.05，擬合程度良好。綜上所述：土壤養分與核桃品質之間具有較強的相關性，通過控制土壤養分可以得到較高品質的核桃。