化肥減施對遼寧1 號核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的影響*

劉志月，龐立欣，高晰宇，安秀紅，籍 嬌，何富強(qiáng)，王紅霞，張 銳

（1 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)山區(qū)研究所，河北省山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新中心，國家北方山區(qū)農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心，保定 071001）（2 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院）（3 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)技術(shù)研究院）（4 武安市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局）（5 保定學(xué)院）（6 塔里木大學(xué)）

核桃（JuglansregiaL.）屬于胡桃科胡桃屬，又名胡桃，是我國重要的經(jīng)濟(jì)林樹種之一，同時也位列世界“四大干果”之一，營養(yǎng)價值豐富，且對人體健康具有顯著益處[1]。我國是世界上核桃起源中心之一，也是世界最大的核桃生產(chǎn)國，核桃栽植規(guī)模和總產(chǎn)量均居全球首位[2]，但栽植效益遠(yuǎn)低于美國[3]。因此若要保障我國核桃產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，就必須加快核桃品種優(yōu)化以及強(qiáng)化栽培管理，促使核桃高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)[4]。

化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的存在，無法被取代的原因在于其大大促進(jìn)了我國糧食增產(chǎn)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，但同時環(huán)境問題也隨之產(chǎn)生，如土壤鹽堿化、土壤酸化、大氣氮沉降、水質(zhì)污染等[5-6]。因此，我國的化肥減施勢在必行。謝榮淳等[7]研究表明，減施傳統(tǒng)復(fù)合肥，再配施有機(jī)肥，可以使香蕉增產(chǎn)并使產(chǎn)量構(gòu)成因素更加合理，提高香蕉品質(zhì)，進(jìn)而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。張杰等[8]研究表明，將短枝紅富士蘋果常用施肥量減少40%，并配施微生物肥料，不僅有效改善了土壤質(zhì)量，還使果園的凈利潤達(dá)到最大。劉紅明等[9]研究表明，云檸1 號檸檬在增施有機(jī)肥的情況下，化肥施用量只需通常的70%就可以加快檸檬樹體的生長，提高產(chǎn)量與品質(zhì)。鑒于目前化肥減施對核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的研究較少[10]，本研究以遼寧1 號核桃為試材，篩選高效施肥時期及施肥次數(shù)，為實現(xiàn)核桃節(jié)本增效、綠色可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗在河北省武安市智壽源林牧有限公司基地內(nèi)進(jìn)行，其地處太行山東麓，地理位置優(yōu)越，氣候適宜，氣候類型為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.5 ℃，四季分明，平均年降水量560 mm?；赝寥李愋蜑槿劳?，土壤基本農(nóng)化性狀為有機(jī)質(zhì)含量11 450 mg/kg，全氮含量1 240 mg/kg，速效磷含量14 mg/kg，速效鉀含量300 mg/kg，土壤pH 值7.8。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用樹齡15 年的遼寧1 號核桃，行距5 m，株距4 m，大水漫灌，無作物間作，采用差減法設(shè)計，共設(shè)置7 個不同的施肥處理，以不施肥為對照（CK）（表1）。每個處理5 次重復(fù)，共40 個小區(qū)。試驗區(qū)的管理與當(dāng)?shù)睾颂覉@管理一致。以樹干為中心，向外延伸設(shè)置2 m×2 m 的樹盤，散射狀穴施，各處理施肥策略見表1。養(yǎng)分投入量如下：每株樹每平方米全年追施有效肥用量45 g，4 月12 日萌芽期施肥占追肥量的50%，5 月12 日果實膨大期施肥占追肥量的30%，6 月12 日果實硬殼期施肥占追肥量的20%。供試肥料為尿素（N 46%）、磷酸鈣（P2O540%）、硫酸鉀（K2O 52%）。

表1 各試驗處理的肥料用量及施用時期

1.3 試驗方法

1.3.1 果實產(chǎn)量和外觀品質(zhì)測定

采收期統(tǒng)計每個試驗處理的單株產(chǎn)量。在每株樹東、南、西、北4 個方向隨機(jī)選取30 個果實作為樣品，按照趙悅平等[11]的方法測定外觀指標(biāo)。

1.3.2 果實內(nèi)在營養(yǎng)物質(zhì)和礦質(zhì)元素含量測定

晾干后的堅果，將種仁磨碎用于內(nèi)含物的測定。蛋白質(zhì)含量測定采用流動分析儀法[12]，可溶性糖含量測定采用蒽酮比色法[13]，粗脂肪含量測定采用索氏提取法[14]，多酚含量測定采用Folin-Ciocalteu法[15]，黃酮含量測定采用分光光度計法[16]，礦質(zhì)元素含量測定采用原子吸收儀法[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2019 軟件整理，通過SPSS 20.0軟件采用Duncan’s 新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 化肥減施對核桃產(chǎn)量的影響

由表2 可知，化肥減施對核桃產(chǎn)量指標(biāo)有一定影響。3 次施肥處理L7 的株產(chǎn)、單果重、種仁重以及出仁率均最高，分別為9.39 kg、14.15 g、8.14 g和58.09%，但與2 次施肥處理L5、L6 差異均不顯著，三者均顯著高于其他處理。CK 的株產(chǎn)、單果重、種仁重以及出仁率均最低。相比于1 次施肥處理的L1、L2、L3，2 次施肥處理L5、L6 的株產(chǎn)、單果重、種仁重以及出仁率均顯著提高，說明在果實硬殼期施肥的基礎(chǔ)上，萌芽期或果實膨大期再追施1 次化肥即可提高果實株產(chǎn)、單果重、種仁重以及出仁率。L4 處理的種仁重和出仁率均顯著高于1次施肥處理，而株產(chǎn)和單果重與1 次施肥處理差異基本不顯著。

表2 不同施肥處理對遼寧1 號核桃產(chǎn)量的影響

2.2 化肥減施對果實外觀品質(zhì)的影響

由表3 可知，化肥減施可以顯著影響核桃的外觀品質(zhì)。3 次施肥處理L7 的果實縱徑、橫徑、側(cè)徑、殼厚和縫合力均最大，分別為36.81、35.90、35.99、1.28 mm 和316.11 N，其中果實縱徑、橫徑與2 次施肥處理L5、L6 差異不顯著，但顯著高于其他處理。2 次施肥處理L4 的果實縱徑、橫徑、側(cè)徑與1次施肥處理L1 差異均不顯著。隨著施肥次數(shù)的增加，殼厚和縫合線寬無明顯變化，各處理差異均不顯著。CK 的青皮率和縫合線寬均最大，分別為65.13%和6.70 mm，其中青皮率顯著高于各施肥處理。3 次施肥處理L7 的青皮率最小，為60.51%，與2 次施肥處理L5、L6 無顯著差異，但顯著低于1次施肥處理L1、L2、L3，說明在果實硬殼期施肥的前提下，2 次施肥就可以保證果實的正常發(fā)育。

表3 不同施肥處理對遼寧1 號核桃外觀品質(zhì)的影響

2.3 化肥減施對果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表4 可知，化肥減施對核桃內(nèi)在品質(zhì)有一定影響。3 次施肥處理L7 的蛋白質(zhì)、可溶性糖、多酚、黃酮含量均最高，分別為18.29%、2.43%、7.05 mg/g、9.23 mg/g，且L7 處理蛋白質(zhì)、可溶性糖、黃酮含量均顯著高于1 次施肥處理L1、L2、L3 以及2 次施肥處理L4。施肥處理L1～L7 可溶性糖含量均高于CK，分別較CK 提高6.97%、5.47%、3.98%、8.96%、9.95%、11.94%、20.90%。3 次施肥處理L7 的蛋白質(zhì)、粗脂肪、多酚含量與2 次施肥處理L5、L6 差異均不顯著；黃酮含量與之類似，3 次施肥處理L7與2 次施肥處理L6 差異不顯著，由此說明，以果實硬殼期施肥為基礎(chǔ)，增加1 次萌芽期或果實膨大期的施肥處理，可以提高核桃的內(nèi)在品質(zhì)。

表4 不同施肥處理對遼寧1 號核桃內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4 化肥減施對果實礦質(zhì)元素含量的影響

由表5 可知，化肥減施可顯著影響果實部分礦質(zhì)元素含量。其中，3 次施肥處理L7 的氮、磷、鉀、鈣、鎂元素含量均高于其他處理，分別為2 927.02、3 784.07、10 651.61、2 943.11、2 179.54 mg/kg。2次施肥處理L5、L6 的氮、磷、鈣、鎂元素含量均顯著高于1 次施肥處理L1、L2、L3 和CK。3 次施肥處理L7 的鎂、鐵、錳元素含量均最高，但鎂元素與2 次施肥處理L5、L6 差異不顯著，鐵元素與2次施肥處理L4、L5 差異不顯著，錳元素與2 次施肥處理L6 差異不顯著，由此說明，2 次施肥即可顯著提高核桃部分礦質(zhì)元素含量。各處理銅、鋅元素含量均較低，無顯著性差異。

表5 不同施肥處理對遼寧1 號核桃礦質(zhì)元素含量的影響 mg/kg

3 討論與結(jié)論

核桃是典型的喜肥作物，在核桃生產(chǎn)過程中，種植戶會因過分追求產(chǎn)量而過量施用化肥，進(jìn)而對樹體生長和環(huán)境造成影響，若要保證核桃樹高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，科學(xué)施肥是最重要的措施之一[18]。本研究表明，合理的氮肥減施，再配施磷鉀肥，不僅達(dá)到了化肥減施的目的，也促進(jìn)了遼寧1 號核桃的生長發(fā)育，試驗中各施肥處理與CK 相比果實的產(chǎn)量和品質(zhì)顯著提高，遼寧1 號核桃出仁率、單果重、種仁重以及果實橫徑、縱徑、側(cè)徑均隨施肥量和施肥次數(shù)的增加而增加，青皮率則降低；同時種仁蛋白質(zhì)、可溶性糖、粗脂肪、多酚、黃酮含量以及部分礦質(zhì)元素含量也均有所增加。梁智等[19]研究表明，氮磷鉀肥聯(lián)合平衡施用對核桃葉片中的氮、磷、鉀元素含量有顯著提升作用，并與施肥量呈二次多項式模式，提高了核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)。張博勇等[20]研究表明，通過設(shè)置基肥和增加肥料用量這2 種方式，可使核桃總脂肪和總蛋白的含量明顯提高，氮磷鉀配方施肥也有利于核桃花芽分化，進(jìn)而提高核桃結(jié)果率。Gray 等[21]研究發(fā)現(xiàn)，相比不施肥處理，少量施加氮肥后黑核桃雌花形成率提高，核桃果實產(chǎn)量增加了2.9～4.8 倍，與本試驗得出的1 次施肥處理多項指標(biāo)顯著優(yōu)于不施肥處理的結(jié)論一致。本試驗中減少1 次施肥并沒有造成減產(chǎn)，果實品質(zhì)差異也不顯著。王益明等[22]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)施肥量達(dá)到600 mg/株時，生物指標(biāo)的數(shù)值達(dá)到最大，但繼續(xù)增加氮肥濃度后，核桃各項生物指標(biāo)開始下降。

相較于上述研究，本試驗的側(cè)重點在于探究化肥減施次數(shù)的差異對核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。遼寧1 號核桃在萌芽期、果實硬殼期或果實膨大期、果實硬殼期進(jìn)行的2 次施肥處理和在萌芽期、果實膨大期、果實硬殼期進(jìn)行的3 次施肥處理皆可顯著提高核桃產(chǎn)量和果實品質(zhì)，二者差異不顯著，該結(jié)果與趙書崗等[10]在清香核桃上的研究一致。趙書崗等[10]還指出，若只進(jìn)行1 次施肥，以萌芽期或果實硬殼期施用最佳，與本試驗得出的結(jié)論一致。周樂[23]研究表明，選擇在萌芽期和果實膨大期施氮可以最大程度地促進(jìn)蘋果樹新梢和根系的生長以及提高氮肥利用率，因為這2 個時期施氮對蘋果樹莖尖和細(xì)根內(nèi)源激素含量的影響最大。因此，實際生產(chǎn)中可根據(jù)實際情況將3 次施肥處理進(jìn)行縮減，來獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和更長效的綠色發(fā)展。綜上所述，在遼寧1 號核桃生產(chǎn)過程中，可根據(jù)需肥規(guī)律進(jìn)行合理追肥，以達(dá)到節(jié)本增效的目的，并且可以避免因過度施肥而引起的土壤污染和環(huán)境問題。

適時適量施肥對核桃增產(chǎn)提質(zhì)有明顯作用。綜合考慮核桃產(chǎn)量、果實品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益，以顯著提高核桃的果實品質(zhì)和產(chǎn)量為目的，得出最佳施肥方案為2 次施肥，可在萌芽期和果實硬殼期或果實膨大期和果實硬殼期進(jìn)行施肥。1 次施肥處理相比于不施肥處理，多項指標(biāo)顯著提高。遼寧1 號核桃實際生產(chǎn)中可進(jìn)行化肥減施，以達(dá)到降低成本和保護(hù)環(huán)境的目的。