采收期对叶城县6个核桃品种品质影响初探

郝金莲 王如月 罗莎莎 陈 虹 虎海防

（1新疆农业大学林学与风景园林学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2新疆林业科学院， 新疆 乌鲁木齐 830062；3新疆佳木果树学国家长期科研基地， 新疆 阿克苏 843100）

核桃（Juglans regiaL.）为胡桃科植物，又称胡桃，与扁桃（Amygdalus communis）、腰果（Anacardium occidentale）和榛子（Corylus heterophyllaFisch.）并称为世界著名的“四大干果”［1-2］。新疆核桃主产区主要集中在塔里木盆地周边，其中和田、喀什和阿克苏地区为新疆核桃主产区，分别占新疆核桃总种植面积的30.0%、27.1%和37.5%［3-4］。新疆核桃的种植面积由2003年的9.8万公顷增至2020年的40.2万公顷，扩大了近4.1倍，核桃产量从2003年的185 kg·hm-²增加到2020年的5 636 kg·hm-²，该收入占农民年收入的40%以上，核桃产业已成为农民脱贫增收的支柱产业［5］。

在核桃生产过程中，核桃果实适时采收是非常重要的环节。核桃青皮与种仁的成熟期不一致，往往是种仁先熟，青皮后熟。核桃必须达到完全成熟期才能采收。采收过早，青皮不易剥离，果壳极易出现黑斑，种仁不饱满，出仁率低，加工时出油率低，味涩，商品率不高，形成“丰产不丰收”的现象，且不耐贮藏。采收过晚，果实易脱落，同时果实在青皮开裂后停留在树上的时间过长，部分核桃品种因缝合线不紧密，易受雨水影响而增加受霉菌感染的机会，导致坚果品质下降。

叶城县曾两次荣获“中国核桃之乡”的美誉，同时叶城县核桃也获得了“国家地理标志保护产品”称号。核桃种植作为叶城县的特色产业，对推动当地农业经济发展和促进农民增收具有重要作用。在核桃的实际生产中，由于核桃采收存在盲目性和随意性，存在农户过早采收果实的情况，在一定程度上影响了核桃品质，造成核桃经济效益受损。我国许多学者在南疆地区对核桃种植资源遗传多样性［6-7］、核桃育苗技术［8］、品种营养品质评价［9］和核桃品质［10］等方面进行了相关研究，但对于叶城县核桃适时采收期的研究报道仍较少。鉴于此，本研究以新疆南部喀什地区叶城县核桃主产区为试验区域，以叶城县核桃品种温185、新新2、新丰、扎343、新光和温179为研究对象，对不同采收期核桃品质进行测定，通过差异性分析比较各核桃品种不同采收期果实品质差异及其动态变化规律，通过相关性分析明确核桃青果开裂率与果实品质的关系，确定6个主栽品种核桃在叶城县的最佳采收期，以期为叶城县温185、新新2、新丰、扎343、新光和温179核桃的适时采收提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

叶城县是新疆喀什地区核桃种植面积最大的县市之一，栽培历史悠久。2021年核桃栽培面积为3.9×105hm2，占新疆核桃主栽培区面积的12.04%。该地区位于喀拉昆仑山北麓、塔里木盆地西南缘，属温带大陆性干旱气候，干旱少雨，蒸发强烈，四季分明，昼夜温差较大，日照时间长，多风沙浮尘天气，平均海拔高度1 350 m，年平均降水量54 mm，年平均蒸发量2 100 mm，年平均无霜期228 d［11］。

1.2 样地及试验材料

本次试验选用叶城县6个主栽品种的成龄核桃树，其中温185、新新2、新丰和扎343选自叶城县洛克乡叶城县核桃种质资源圃（75°55´80″E，37°86´68″N），以下简称A园；新光位于叶城县依提木孔乡代米村（77°38´91″E，37°92´26″N），以下简称B园；温179位于叶城县巴什巴仁乡（77°42´54″E，37°96´83″N），以下简称C园。果园均管理规范，土壤肥力中等。在A、B和C园内，各品种分别选取长势良好、健康无病虫害，且树势基本一致的3棵植株，作为试验样树（表1）。

表1 试验材料Table 1 Test materials

1.3 样品采集

根据温185、新新2、新丰、扎343、新光和温179的生物学特性及采摘经验，分别设置7个采收期（表2），每个采收期为一个处理（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ），采样期均为公历日期。采摘时每一处理按东南西北中五个方位上、中、下冠层部位采集大小均等，无伤、残及病虫害的20个青果，3个重复共计60个果实，带回实验室进行鲜单重指标测定以及青果照片采集。测定后将鲜果脱青皮置于干燥、空旷地。10 d后进行坚果三径均值、坚果单重、壳厚、单果仁重及脂肪、蛋白质、矿质元素、可溶性糖和维生素含量测定。

表2 采样设计Table 2 Sampling design

1.4 测定项目及方法

使用游标卡尺测量坚果纵径、横径、侧径以及果壳厚度，按公式（1）计算三径均值［12］。使用电子天平测量坚果单果重，分别按公式（2）、（3）、（4）、（5）计算含水率、出仁率（精确到0.01 g）、径仁率和青果开裂率。脂肪含量参照《GB 5009.6-2016食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》［13］采用索氏提取法测定。蛋白质含量参照《GB 5009.5-2016食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》［14］采用凯氏定氮法测定。氨基酸参照《GB 5009.124-2016食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》［15］采用高效液相色谱法测定。非金属元素P采用钼锑抗比色法［16］测定，金属元素K、Ca、Fe、Zn采用原子吸收光谱法［17］测定。维生素含量参照《GB 5009.88-2014食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》［18］采用酶－重量法测定。

1.5 数据处理

用Excel 2010对试验数据进行统计整理，SPSS 21.0软件对数据进行单因素方差分析和相关性分析，比较数组间的差异。其中方差分析采用单因素方差分析法（one-way ANOVA），多重比较采用最小显著差异法（least significant difference，LSD）和Duncan法。使用Origin 2019 Pro软件作图，图表中的数据均为3次重复的均值。用Photoshop 2020软件进行图版制作。

2 结果与分析

2.1 不同采收期对6个品种核桃形态动态变化的影响

由图1可知，温185、温179和新丰从采收期Ⅰ至采收期Ⅲ、扎343从采收期Ⅰ至采收期Ⅱ、新光从收期Ⅰ至采收期Ⅳ核桃种仁颜色均为浅白色，种皮颜色均为黄白色，青皮颜色为翠绿色。随采收期延后，各品种核桃逐渐成熟，种仁颜色由浅白色逐渐转变为黄白色；种皮颜色由浅加深，从黄白色最终转变为黄色，青皮颜色逐渐转为黄绿色，种仁趋于饱满。可见，提前采收的核桃仁色较浅，会影响其商品性。

图1 6个品种核桃不同采收期的形态变化Fig.1 Morphological changes of six varieties of walnut in different harvest time

由表3可知，随着采收期的延后，各品种核桃由于成熟度增加，全树青果自然开裂率也呈逐渐增加的趋势。由于各品种生物学特性与成熟期不一致，温185在采收期Ⅳ至Ⅴ，新新2分别在采收期Ⅰ至Ⅱ和采收期Ⅴ至Ⅵ，新丰在采收期Ⅴ至Ⅵ，扎343和温179在采收期Ⅰ至Ⅲ，新光在采收期Ⅰ至Ⅱ青果开裂率差异不显著（P>0.05），以上品种在其余各采收期之间存在显著性差异（P<0.05）。尤其扎343在采收期Ⅳ时才出现青皮开裂现象，说明扎343需要延迟采收。自然开裂的青果不仅加工容易，且果壳表面青皮残留物较少。

表3 采收期全树青果开裂率动态变化Table 3 Dynamic change of green fruit cracking rate of whole tree during harvest times /%

2.2 不同采收期对6个品种核桃坚果单重和三径均值的影响

由图2-A可知，随采收期延后，各品种坚果不断膨大。温185、新新2、新丰、扎343、新光和温179坚果三径均值从采收期Ⅰ至采收期Ⅶ分别增加了5.12%、3.83%、4.75%、4.09%、7.6%和3.8%。，说明各品种果实大小自成熟后基本定型。

由图2-B可知，各品种核桃坚果单重随采收期的推迟而增加，采收期Ⅶ坚果单重高于采收期Ⅰ。温185、新光和温179在7个采收期内差异不明显，新新2和扎343采收期Ⅳ至Ⅵ差异不明显，其余采收期间有明显差异，新丰各采收期之间均有明显差异。

图2 不同采收期各品种核桃坚果三径均值（A）、单重（B）动态变化Fig.2 Dynamic changes of three diameter mean （A） and single fruit weight （B） of walnut nuts in different harvest times

2.3 不同采收期对6个品种核桃出仁率和径仁率的影响

采收期出仁率变化结果见图3-A，果实越接近成熟，果实越饱满，不仅单果重增加，出仁率也同步增加。随着采收期的延迟，6个品种的坚果出仁率呈上升趋势，温185、新新2、温179、新光、新丰和扎343的出仁率从采收期Ⅰ至采收期Ⅶ分别增加了8.88、3.84、12.56、12.97、6.24和10.02个百分点。出仁率的增加主要是由核仁重量增加、果壳变薄导致的，可见适当推迟采收期对出仁率的提高有明显效果。

通常情况下核仁的充实度和饱满度判定标准为：以核仁充满坚壳内腔称为充实，子叶肥厚膨胀称为饱满，并没有更为具体的、数字化的表示方法。对此，本试验用径仁率来表示核桃坚果的饱满程度，即核桃单果仁重与其三径平均值之比。不同品种核桃坚果径仁率如图3-B所示，径仁率越大说明坚果越饱满。随着采收期的延后，6个品种的径仁率均呈逐渐上升趋势，采收期Ⅰ至采收期Ⅲ核仁填充较慢，采收期Ⅲ至采收期Ⅶ径仁率上升效果明显，且除新丰和扎343不同采收期径仁率变化不明显以外，其余4个品种在同品种不同采收期间有明显差异。

图3 不同采收期下各品种核桃坚果出仁率（A）、径仁率（B）动态变化Fig.3 Dynamic changes of kernel rate （A） and diameter kernel rate （B） of various walnut nut varieties in different harvest times

2.4 不同采收期对6个品种核桃壳厚和含水率的影响

由图4-A可知，6种核桃各采收期果壳厚度，按壳厚均值由高到低排列依次为扎343>新丰>新光>新新2>温185>温179。随着采收期的延迟，6个品种的坚果壳厚逐渐变薄，方差分析表明，各品种不同采收期间壳厚有明显变化。

本试验中各采收期间相隔5 d，因此，果实采收期早晚的差别代表了果实发育天数的差别。采收越晚，核桃含水率越小，反映出果实发育天数越长。由图4-B可知，随采收期的延后，核桃含水率从采收初期至末期呈逐渐下降趋势。6个核桃品种在采收期Ⅲ至Ⅳ的含水率下降较少，说明该时期是6种核桃生长发育所需水分较多的时期，之后含水率下降明显，核桃逐渐成熟。

图4 不同采收期下各品种核桃坚果壳厚（A）、含水率（B）动态变化Fig.4 Dynamic changes of shell thickness （A） and rate of water content （B） of various walnut varieties in different harvest times

2.5 各采收期对6种核桃内在品质的影响

2.5.1 核仁脂肪含量变化动态 由图5-A可知，随着采收期的延迟，6个核桃品种核仁脂肪含量均表现出先升高后下降的趋势。核仁中平均脂肪含量由高到低依次为新新2>扎343>温185>新光>温179>新丰。新新2、扎343、新丰、温185、新光和温179从采收期Ⅰ至Ⅳ核仁脂肪日均增长量分别为1.05、1.17、0.8、0.8、1.25和0.60个百分点，且在采收期Ⅵ达到峰值。

图5 不同采收期下各品种核桃脂肪（A）、蛋白质（B）含量动态变化Fig.5 Dynamic changes of fat （A） and protein （B） contents of various walnut varieties in different harvest times

2.5.2 核仁蛋白质含量变化动态 由图5-B可知，随着采收期的推迟，核仁蛋白质含量呈逐渐增加趋势，6种核桃各采收期均差异显著（P<0.05），新新2、扎343、新丰、温185、新光和温179采收期Ⅰ至Ⅴ的核仁蛋白质日均增长量分别为0.12、0.10、0.08、0.08、0.06和0.09 g·100 g-1，采收期Ⅴ至Ⅶ增长趋于稳定。温179和新光，扎343和新丰由于采收期一致，各品种间蛋白质含量无明显差异，其余品种间蛋白质含量差异明显。

2.5.3 核仁可溶性糖含量变化动态 由图6-A可知，随着采收期的推迟，6个品种核桃核仁可溶性糖含量表现为先升高后下降最后逐渐上升的变化趋势，6种核桃各采收期均存在明显差异。在采收期Ⅰ至Ⅲ可溶性糖含量明显上升，温185、新丰、扎343、新光、温179和新新2的日均增加量分别为6.74、2.21、9.60、8.42、10.27和6.58 mg·g-1。

2.5.4 核仁维生素E含量变化动态 由图6-B可知，随着采收期的延迟，6种核桃核仁维生素E含量呈逐渐增加趋势，采收期Ⅶ的核仁维生素E含量明显高于采收期Ⅰ。新新2、扎343、新丰、温185、新光和温179采收期Ⅰ至采收期Ⅵ的日均增长量分别为41.24、28.51、40.31、19.01、37.91和56.51 mg·L-1，随后核仁维生素E含量增长变缓，从采收期Ⅵ到采收期Ⅶ6种核桃VE含 量 日 均 增 长 量 分 别 为3.86、0.35、0.17、11.79、1.05和0.35 mg·L-1。6种核桃中不同采收期维生素E均值含量由高到低的顺序依次为新新2>新丰>温185>温179>新光>扎343。

图6 不同采收期下各品种核桃可溶性糖（A）、VE（B）含量动态变化Fig.6 Dynamic changes of soluble sugar （A） and VE （B） contents of various walnut varieties in different harvest times

2.5.5 核仁矿质元素含量变化动态 由图7-A可知，随着采收期的推迟，6种核桃核仁Ca含量均呈先下降后上升趋势，新新2、扎343、新丰、温185、新光和温179采收期Ⅰ的桃核仁Ca含量分别为8.07、8.89、9.78、10.22、10.38和9.99 mg·g-1，至采收期Ⅳ分别下降到7.19、6.80、6.89、8.27、7.37和7.25 mg·g-1，随后至采收期Ⅶ呈上升趋势。

图7 不同采收期下各品种核桃矿质元素含量动态变化Fig.7 Different varieties of walnut in different harvest time mineral elements content dynamicall

由图7-B可知，随着采收期的推迟，6种核桃核仁内K含量呈先下降后上升趋势，采收初期种仁内积累了大量K，温185、新新2、扎343、新丰、新光和温179分别为16.35、13.37、15.24、16.15、14.66和16.15 mg·g-1，随着果实的发育，核仁中的K出现下降趋势，从采收期Ⅳ后K含量逐渐增加，于采收期Ⅶ趋于稳定。除新丰核仁内K含量在各采收期间无明显差异外，其余品种核仁内K含量在各采收期间均有明显差异。

由图7-C、D可知，随着采收期的推迟，P和Na含量总体呈上升趋势，各品种在采收期Ⅰ至采收期Ⅴ快速增加，采收期Ⅴ至采收期Ⅶ缓慢增加，温185、新新2、扎343、新丰、新光和温179的P含量日增长量分别为10、7、9、9、3和8 µg·g-1，Na含量日增长量分别为5、7、6、7、3和6 µg·g-1。

由图7-E、F可知，随着采收期的延迟，6种核桃Fe和Zn含量均呈逐渐增加趋势，采收期Ⅶ的Fe和Zn含量明显高于采收期Ⅰ。温185、新新2、扎343、新丰、新光和温179的Fe含量日增长量分别为0.66、0.67、0.65、0.64、0.65和0.66 µg·g-1，Zn含量日增长量分别为0.36、0.20、0.27、0.30、0.26和0.37 µg·g-1。

综上所述，6种核桃核仁矿质元素含量随采收期延后整体呈上升趋势，过早采收会降低核桃营养物质。

2.6 采收期6个品种核桃品质与青果开裂率相关性评价

由表4可知，温185的坚果三径均值、坚果单重、出仁率、径仁率、蛋白质含量、Zn含量与青果开裂率呈极显著正相关，青果开裂率与含水率呈极显著负相关；新丰的坚果三径均值、坚果单重、出仁率、径仁率、蛋白质、VE、P、Na和Zn含量与青果开裂率呈极显著正相关，青果开裂率与含水率、壳厚呈极显著负相关，青果开裂率与可溶性糖含量呈显著负相关；扎343的三径均值、坚果单重、出仁率、径仁率、蛋白质、P、Na、Fe和Zn含量与青果开裂率呈显著或极显著正相关，青果开裂率与含水率和壳厚呈显著负相关；温179的坚果单重、径仁率、蛋白质、Na、Fe和Zn与青果开裂率呈极显著正相关，青果开裂率与出仁率呈显著正相关，与含水率和壳厚呈极显著和显著负相关；新光的出仁率、蛋白质、Na、Zn含量与青果开裂率呈极显著正相关，青果开裂率与坚果单重、Fe含量呈显著正相关，与含水率、壳厚呈呈极显著负相关；新新2的坚果三径均值、出仁率、维生素E、P和Zn含量与青果开裂率呈极显著正相关，青果开裂率与坚果单重、蛋白质、Na含量呈显著正相关，与含水率、壳厚极显著负相关。综上所述，果实成熟度增加对果实品质有较为明显的影响，青果开裂率可以作为评价叶城县6种核桃是否进入适宜采收期的重要标志。

表4 青果开裂率与核桃坚果品质各指标之间的相关性Table 4 Correlation between green nut cracking rate and various indicators of walnut nut quality

3 讨论

采收是核桃生产中的关键技术环节之一，果农可根据果实成熟度确定果实采收期［19-20］。众多研究结果表明，核桃坚果直径、坚果单重、出仁率随着采收期的推迟表现为先显著增加后基本保持平稳上升的趋势［21-22］。但核桃果实的成熟期因气候和品种不同而存在明显差异［23］，仅用具体日期无法作为核桃采收期的唯一标准。本研究发现，随着采收期的推迟，新疆叶城县6种核桃外观和内在营养物质均发生不同程度变化，如出仁率和仁重上升，含水率下降。过早采收核桃发育不成熟，果实较小，重量较低，青皮难以剥离，同时使脂肪、蛋白质等营养物质含量降低，影响核桃的商品性。前人研究发现，当果实在成熟时，核桃的青皮（总苞）颜色由深绿逐渐转变为黄绿，果实内部核仁硬化，幼胚成熟［24］。本研究中，随着采收期的推迟，6个核桃品种鲜（坚）果三径均值、坚果单重、出仁率、径仁率均呈逐渐上升趋势，在采收期Ⅶ趋于稳定，壳厚和含水率逐渐降低，同时随着成熟度的增加，核桃的青皮颜色由青绿转变为黄绿色，部分果实表皮顶部出现裂缝，易剥离，果实内部核仁硬化，幼胚成熟，核壳坚硬呈黄白色，核仁由乳白色逐渐转变为黄白色，这与陈新乐等［25］对商洛核桃、李彦平［21］对山西核桃的研究结果一致。

不同采收期会对核桃内在营养物质产生一定影响，黄玉华［26］和武静［27］发现随采收期推迟，核仁脂肪含量呈逐渐增加趋势，与本研究结果一致。本研究发现，采收期脂肪含量呈先上升后下降趋势，究其原因可能是采收期Ⅰ至Ⅵ的6个核桃品种核仁处于果实快速填充期，脂肪积累迅速，随后在采收期Ⅵ出现轻微下降趋势，可能是由于气温和光照时间有所下降，光合转化速率降低［28］。本研究表明，随采收期推迟，叶城县6个核桃品种核仁维生素E含量呈逐渐增加趋势，与王建友等［29］和余春莲［28］研究结果相似。本研究发现6个核桃品种核仁可溶性糖含量随采收期的推迟呈先下降后上升趋势，采收初期糖含量呈增加趋势是由于高浓度的糖能够为种仁幼胚提供充足的活力，之后随着核桃果实的成熟，可溶性糖含量缓慢下降，此时糖类物质在种仁内逐渐转化为脂肪，至最后时期有上升趋势，究其原因可能是后期胚逐渐成熟，核仁水分含量逐渐下降，呼吸能力也有所下降，导致极少的养料被消耗。辛洪河［30］和段红喜［31］对不同采收期叶片和果实矿质元素研究发现，采收初期由于核仁内积累了大量的K和Ca元素，随着果实发育，核仁内K和Ca会不断的向果实其他部分转移而呈现下降趋势，之后随着核仁逐渐成熟，K和Ca含量逐渐增加，这支持了本研究结果，即核仁K和Ga含量随采收期的推迟呈先下降后上升趋势。

青果开裂率是果农进行核桃采收的一项重要参考标准，青果开裂率在一定程度上反映了核桃的成熟度［21］。由于每年气候等因素存在一定的差异，根据具体的日期无法准确判断核桃果实采收期，因此本研究通过分析果实青果开裂率与果实品质间的关系来明确各品种核桃适宜采收的青果开裂程度。布妈热娅木·艾山等［32］对不同成熟度的青皮核桃研究发现，随着成熟度的增加，青果开裂率显著增加，且与青皮核桃果实硬度呈显著负相关。本研究对青果开裂率与果实品质进行相关性分析发现，随着青果开裂率增加，6种核桃中除温185的维生素E、Na、和Fe含量逐渐降低外，其余核桃品种的坚果三径均值、坚果单重、出仁率、径仁率及脂肪、蛋白质、维生素E、Na、P、Fe和Zn含量均逐渐增加，含水率和壳厚逐渐下降。研究结果进一步表明青果开裂率是果实成熟的重要标志，果实青果开裂率可作为判断叶城县6个核桃品种进入适宜采收期的重要依据。

4 结论

本研究对2021年叶城县6个核桃品种进行不同采收期品质分析，结果表明，青果开裂率与果实品质密切相关，青果开裂率越大，则果实越大、内在营养物质含量越高，过早过晚采收均会对其商品价值产生影响，青果开裂率可作为判断叶城县六个核桃品种进入适宜采收期的重要依据。叶城县温185、新新2达到75%、新丰新先和温179的青果开裂率达到75%，扎343的青果开裂率达到55%时为适宜采收期。