核桃土壤养分水平与果实品质相关性分析

徐 丽，张海燕，辛 国，朱建朝，秦 楷，赵 恒，周鹏飞，郑小平

（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 regiaL.)是世界上温带地区最广泛栽培的食用坚果之一，也是我国常见的干果和木本油料植物[1-3]。核桃具有丰富的营养价值，蛋白质含量约15%～20%、碳水化合物含量约10%，油脂含量可高达60%～70%，尤以不饱和脂肪酸含量较丰富，可达到油脂含量的90%，是深受大众欢迎的坚果类食品之一[4-6]。

核桃营养价值丰富，影响核桃果实品质的因素有很多，如品种、管理技术、立地条件以及土壤养分等，近年来，国内外对核桃的研究主要集中在品种、管理技术等方面，如通过对地方品种的品质指标进行分析，挑选出较高品质的品种形成地方特色种质资源，从而为品种筛选与产品开发提供参考[7-9]，或者通过主成分分析法[7-8,10]、聚类分析法[11]和随机森林法[10,12]等数学计量学方法对核桃的品质进行定量分析和产地溯源，或者研究不同配比肥料对核桃树产量和坚果品质的影响情况[2]。

土壤为农林作物生长提供必需的条件，其中，土壤养分是评价土壤的重要指标，代表能供应和协调植物生长的营养与环境条件[13-15]。目前，对土壤养分的研究主要集中在对核桃主产区进行土壤养分含量分析，进而为施肥管理提供理论依据[16]；或是通过数学方法对土壤养分状况进行丰缺诊断和肥力综合评价[17]。

目前，对土壤养分水平与果实品质之间关系的研究多集中在葡萄、苹果、马家柚等水果之间，如王锐[14]系统地研究了贺兰山东麓土壤特征及其与酿酒葡萄生长品质关系，分析了土壤质量因子与酿酒葡萄生长发育、产量和品质形成的关系；张强等[18]探讨了环渤海湾和黄土高原两大苹果产区土壤养分对‘富士’苹果品质的影响；张涓涓等[19]研究了土壤养分状况与马家柚果实品质相关性的多元分析。但对核桃土壤养分水平与果实品质之间关系的研究较少。因此，本实验对核桃的土壤养分和果实品质分别进行测定，并采用相关分析法分析核桃土壤养分水平与果实品质的相关性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以陇南市主栽品种之一的‘清香’核桃为研究对象，‘清香’核桃为嫁接苗，树龄12 ～14 a。采样核桃园基本概况见表1。各核桃园管理措施为：每年11月上旬施基肥，3月中旬施追肥，所用肥料均为核桃专用肥（N、P、K 质量比为28∶16∶6），每平方米树冠投影面积的施肥量为0.311 kg。

表1 研究样地基本概况Table 1 Basic characteristics of the sampling plots

当全树坚果总苞有1/5 开裂时分别取土样和坚果样品，每个核桃园随机选择长势中庸的5株样树，在所选样树的树冠下距树干1.5 ～2.0 m 处，用取土器取距地面60 cm 的土样，在所选样树的东南西北方向各取样0.5 kg，将采集的各样点土壤混合均匀后按照四分法对角取两份混合取样1 kg 放在荫凉干燥处待测[20-22]。同时，在所选样树的东南西北方向各采集10 颗坚果，将坚果混合均匀后堆放于阴凉通风处3 ～5 d，待青皮自行脱落后，用清水洗净，放于通风、干燥处晾晒，使其干燥均匀。当坚果的含水量≤8%时，放于温度为-18℃的冰箱内干燥、密闭保存，待测[20]。

1.2 试验方法

1.2.1 土壤养分的测定

参照鲍士旦的方法对土壤养分指标：pH 值、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量、速效钾含量、有效锌含量、有效锰含量、有效铜含量进行测定[21]。

1.2.2 果实品质的测定

产量的测定参照LY/T 3004.7—2018《中华人民共和国林业行业标准 核桃 第7 部分：核桃坚果丰产指标》[23]。平均单果质量、出仁率和横径的测定参照LY/T 3004.8—2018《中华人民共和国林业行业标准 核桃 第8 部分：核桃坚果质量及检测》[24]。含油率的测定：将鲜核桃种仁在105℃下烘干至恒质量，采用minispec 碳氢化合物含氢量测定仪测定含油率。

1.3 土壤养分及果实品质分级标准

参考赵瑞芬等[16]的方法，土壤pH 分级标准为：pH 值在5.6 ～6.5 时为弱酸性土壤，可以种植核桃；pH 值在6.6 ～7.5 时为中性土壤，最适宜核桃的生长；pH 值在7.5 ～8.5 时为微碱性土壤，比较适宜种植核桃；pH 值在8.5 ～9.0 时为碱性土壤，可以种植核桃，但产量会受影响。

有机质与其他养分分级标准如表2所示[16]。

表2 土壤养分分级标准Table 2 Classification standard of soil nutrient

核桃坚果质量分级标准如表3所示[24]

表3 核桃坚果质量分级标准Table 3 Classification standard of walnut quality

1.4 数据处理与分析

每组试验重复3 次，其结果表示为：Mean±SD。试验数据分析采用Microsoft Excel 2007、Origin 9.1、SPSS 21.0 分析软件。采用Tukey 统计学分析方法进行差异显著性分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 核桃园土壤养分分析

2.1.1 核桃园土壤pH 值与有机质含量

核桃适应性较强，可以在多种土壤条件下生长。从表4 中可以看出，9个核桃园的土壤pH值均在7.5 ～8.5 之间，为微碱性土壤，比较适宜种植核桃[16]。土壤有机质含量大小是反映土壤肥力高低最重要的指标之一，是土壤中各种营养元素特别是氮、磷的重要来源，其高低能够反映当季土壤养分供应能力的大小[16,21]。从表4 中可以看出，9个核桃园的有机质含量在(8.86±0.05)～(16.2±0.17)g/kg 之间，不同地区之间有机质含量差异大。根据表2 土壤养分分级标准分级后发现：土壤有机质含量缺乏的比例占77.78%，很缺乏的占22.22%。

表4 核桃园土壤pH 值与有机质含量†Table 4 Soil pH and organic matter content of walnut orchard

2.1.2 核桃园土壤养分含量

从表5 中可以看出，9个核桃园的土壤养分存在差异。碱解氮的含量范围为(61.87±0.4)～(205±1.73)mg/kg，有效磷的含量范围为(10.73±0.12)～(109.33±2.89)mg/kg，速效钾的含量范围为(94±4.36)～(152±2.65)mg/kg，有效锌含量范围为(0.48±0.03)～(7.79±0.06)mg/kg，有效锰含量范围为(14.6±0.26)～(33.67±0.58)mg/kg，有效铜含量范围为(0.6±0)～(1.87±0.06)mg/kg。

表5 核桃园土壤养分含量†Table 5 Soil nutrient of walnut orchard mg/kg

根据表2 土壤养分分级标准分级后发现，碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰和有效铜含量分布在缺乏、适量、丰富、很丰富之中。其中，处于很丰富水平的核桃园土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜的比例为55.56%、66.67%、11.11%、33.33%、11.11%、11.11%；处于丰富水平的核桃园土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜的比例 为22.22%、22.22%、0%、33.33%、77.78%、55.56%；处于适量水平的核桃园土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜的比例 为0%、11.11%、77.78%、22.22%、11.11%、33.33%；处于缺乏水平的核桃园土壤碱解氮、有效磷、速效钾、有效锌、有效锰、有效铜的比例为22.22%、0%、11.11%、11.11%、0%、0%。

2.2 核桃果实品质分析

由表6 可知，9个核桃园核桃坚果的产量、平均单果质量、出仁率、横径和含油率均存在一定差异。9个核桃园的核桃树产量在(1353.18±164.83)～(1862.07±123.67)kg/hm2之间，其中有7个核桃园的产量高于中华人民共和国林业行业标准LY/T 3004.7—2018《核桃 第7 部分：核桃坚果丰产指标》中的丰产要求，实现坚果丰产[23]。

表6 核桃果实品质指标†Table 6 Quality index of walnut

核桃平均单果质量的含量范围为(10.37±0.88)～(20.35±1.18)g，出仁率的含量范围为(47.33±1.46)～(51.79±1.01)%，横径的含量范围为(31.91±1.84)～(37.45±1.63)mm。根据表3 核桃坚果质量分级标准分级后发现，核桃果实中有33.33%的达到特级果的要求，55.56%的为一级果，11.11%的为二级果。

核桃含油率的含量范围在(55.99±0.68)～(68.56±0.1)%之间，与辛国等[8]的研究发现陇南地区核桃含油量为(53.60±0.68)～(68.50±0.16)%相差不大。

2.3 核桃土壤养分与果实品质相关性分析

由表7 可以看出，产量与碱解氮、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)，与有效磷、有效锰呈显著正相关(P＜0.05)。平均单果质量与碱解氮、有效锰呈极显著正相关P＜0.01)。出仁率与速效钾呈显著正相关(P＜0.05)。横径与碱解氮、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)。含油率与碱解氮、有效磷、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)，与有效锌、有效铜呈显著正相关(P＜0.05)。

表7 核桃土壤养分与果实品质相关性分析†Table 7 Correlation analysis of walnut soil nutrients and fruit quality

设土壤养分中碱解氮为X1，有效磷为X2、速效钾为X3、有效锌为X4、有效锰为X5、有效铜为X6，果实品质指标中产量为Y1、平均单果质量为Y2、出仁率为Y3、横径为Y4、含油率为Y5。通过SPSS 软件拟合得到土壤养分与核桃品质指标之间的回归方程如下所示，调整R2都在0.7 以上，P值均小于0.05，拟合程度良好，表明土壤养分与核桃果实品质之间具有较强的相关性，通过控制土壤养分可以得到较高品质的核桃。

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

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

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

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

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

3 结论与讨论

3.1 讨 论

植物的营养取决于土壤中宏观和微观营养物质的供应和吸收[25]。矿质营养是果树生长发育、产量形成和品质提高的物质基础，是影响其生长发育的重要因子。在本研究中，碱解氮和速效钾是对核桃坚果影响最明显的矿质元素，合理增施这两种矿质元素，可以显著的影响核桃坚果品质。氮在作物产量和品质形成中起着关键作用[26-27]。氮主要影响叶面积的生长，进而影响植物的光合作用，是施肥中的主要矿物元素[25]。因此，土壤中过高或过低的氮素都会对植物产生不良影响，过高会使作物的倒伏和病虫害概率增加，而过低则会影响产量[26]。本文中碱解氮与产量、平均单果质量、横径和含油率均呈极显著正相关，说明合理增施氮肥可以提高核桃果实品质。速效钾能够很快地被植物吸收利用，也是反应土壤肥力高低的指标之一[28]。植株的生长发育需要大量氮钾营养供应，钾对碳水化合物的运转、储存，淀粉的形成，蛋白质的合成都起着重要的促进作用，尤其是在种仁充实期供应充足的钾对核桃果实品质的形成起着重要作用[29]。本文中，速效钾与产量、出仁率、横径和含油率均呈显著正相关，说明合理增施钾肥可以提高核桃果实品质。

目前，我国大多数核桃树种植在山地区，土壤养分差异大、养分元素比例不平衡等问题突出。本研究中仅以陇南市‘清香’核桃为研究对象，其结果适用范围有限，为给不同地区核桃的优质丰产提供参考，应该扩大采样区域，增加采样品种，细化土壤类型，进一步制定适合不同区域的核桃开发方案和种植计划以及土壤改良措施。

3.2 结 论

核桃园土壤pH 值在7.5 ～8.5 之间，为微碱性土壤，比较适宜种植核桃。有机质含量在(8.86±0.05)～(16.2±0.17)g/kg 之间，且不同核桃园之间有机质含量差异大，其中有77.78%的核桃园有机质含量处于缺乏水平，22.22%的核桃园有机质含量处于很缺乏水平。

核桃园的碱解氮的含量范围为(61.87±0.4)～(205±1.73)mg/kg， 有效磷的含量范围为(10.73±0.12)～(109.33±2.89)mg/kg，速效钾的含量范围为(94±4.36)～(152±2.65)mg/kg，有效锌含量范围为(0.48±0.03)～(7.79±0.06)mg/kg，有效锰含量范围为(14.6±0.26)～(33.67±0.58)mg/kg，有效铜含量范围为(0.6±0)～(1.87±0.06)mg/kg。其中，大多数核桃园的土壤碱解氮、有效磷处于很丰富水平，大多数核桃园的土壤有效锰、有效铜处于丰富水平，大多数核桃园的土壤速效钾处于适量水平，有效锌处于很丰富水平和丰富水平的各占33.33%。

核桃园产量在(1353.18±164.83)～(1862.07±123.67)kg/hm2之间，核桃平均单果质量的含量范围为(10.37±0.88)～(20.35±1.18)g，出仁率的含量范围为(47.33%±1.46%)～(51.79%±1.01%)，横径的含量范围为(31.91±1.84)～(37.45±1.63)mm。其中，核桃果实中有33.33%达到特级果的要求，55.56%的为一级果，11.11%的为二级果。核桃含油率在(55.99±0.68)%～(68.56±0.1)%之间。

通过相关性分析发现：产量与碱解氮、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)，与有效磷、有效锰呈显著正相关(P＜0.05)。平均单果质量与碱解氮、有效锰呈极显著正相关(P＜0.01)。出仁率与速效钾呈显著正相关(P＜0.05)。横径与碱解氮、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)。含油率与碱解氮、有效磷、速效钾呈极显著正相关(P＜0.01)，与有效锌、有效铜呈显著正相关(P＜0.05)。通过SPSS 软件拟合得到土壤养分与核桃品质指标之间的回归方程，调整R2都在0.7 以上，P值均小于0.05，拟合程度良好。综上所述：土壤养分与核桃品质之间具有较强的相关性，通过控制土壤养分可以得到较高品质的核桃。