張博勇，劉杜玲，彭少兵，楊 瑞

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵 712100)

核桃(Juglansregia)是我國重要的木本油料樹種，其果仁營養(yǎng)豐富，具有很高的食用價值和保健價值[1]。目前，核桃栽培已經(jīng)成為我國部分地區(qū)農(nóng)民脫貧致富的支柱產(chǎn)業(yè)，其栽培范圍不斷擴(kuò)大，栽培面積還在迅速增加。但核桃栽培管理仍然相對粗放，果實產(chǎn)量和品質(zhì)良莠不齊，這就極大地制約了核桃產(chǎn)業(yè)的效益和發(fā)展[2]。因此，如何提高核桃的產(chǎn)量和品質(zhì)是核桃集約栽培中面臨的亟待解決的技術(shù)問題?？茖W(xué)施肥是提高核桃產(chǎn)量和品質(zhì)的基礎(chǔ)。近年來，不少學(xué)者通過研究認(rèn)為科學(xué)的配方施肥，不僅可以提高核桃的樹勢，提高花芽分化質(zhì)量，從而提高果實的產(chǎn)量[3-6]。但對于提高核桃果實品質(zhì)施肥技術(shù)研究很少。

核桃含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，其中脂肪和蛋白質(zhì)是核桃品質(zhì)的2個主要指標(biāo)。核桃仁脂肪含量高達(dá)55%～75%，其中含有大量的軟脂酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和脂肪酸，對于降低膽固醇和血脂,預(yù)防心血管疾病具有重要的作用[7]。核桃蛋白質(zhì)含量達(dá)到12%～24%，人體容易消化，同時還含有18種氨基酸，對于人體具有重要的營養(yǎng)和保健價值[8-9]。

N、P、K是作物生長中需求量最多的基礎(chǔ)元素。適量施用N肥能夠提高果樹枝條和葉片生長，促進(jìn)花芽分化，增加單果重和產(chǎn)量。而過量施N導(dǎo)致會抑制核桃的光能轉(zhuǎn)化效率，從而減少營養(yǎng)的積累[10-11]。P肥能夠加速細(xì)胞分裂，促進(jìn)花芽的分化，使果實提早成熟；K肥能夠促進(jìn)植物光合作用和經(jīng)濟(jì)用水，提高植物對環(huán)境的適應(yīng)能力，同時K肥是果實的品質(zhì)元素，可以有效地提高果實有效成分的積累[12]。N、P、K配方施肥可以顯著的提高果實的品質(zhì)已經(jīng)在葡萄[13]、蘋果[14]、棗[15]、獼猴桃[16]、油茶[17]、草莓[18]等果樹上得到了研究和證實。隨著核桃栽植規(guī)模的擴(kuò)大和加工業(yè)的發(fā)展，迫切需要優(yōu)質(zhì)核桃的生產(chǎn)，以滿足市場的需求。本試驗以核桃8年生的早實核桃“遼核4號”為研究材料，布設(shè)N、P、K“3414” 最優(yōu)回歸設(shè)計試驗，研究配方施肥對于核桃總蛋白質(zhì)和總脂肪含量的影響，從而為生產(chǎn)上通過施肥提高核桃的品質(zhì)指標(biāo)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于陜西省眉縣，海拔442～3 767 m，年平均氣溫12.9℃，年平均降水609.5 mm，年平均日照2 015.2 h，年無霜期218 d。每年3-5月，溫度上升較快，秋季受冷空氣影響，晝夜溫差較為明顯，秋雨較多。

核桃園地為向陽臺田，臺高為4.0 m、寬24～30 m。土壤為粉沙壤。試驗前采集土壤樣品進(jìn)行土壤理化性狀測定。測定結(jié)果為土壤有機質(zhì)17.34 g/kg、速效N 76.84 mg/kg、速效P 20.56 mg/kg、速效K 70.48 mg/kg、pH值7.87。

1.2 材料

試驗樹為8年生遼核4號。栽培行間距5.0 m，株距為4.2 m，平均株高為4.1 m，樹體為疏散分層形，3層主枝，主枝8～10個。地徑為32.57 cm。樹形規(guī)范，大小一致，樹勢健壯，土肥水管理一致。

1.3 方法

1.3.1 施肥處理 采用N、P、K“3414” 最優(yōu)回歸設(shè)計,肥料因素為氮、磷、鉀，4個水平分別為0(不施肥)、1(常規(guī)施肥量的0.5倍)、2(常規(guī)施肥量)和3(常規(guī)施肥量的1.5倍),共14個處理,每個處理重復(fù)3次,共42個小區(qū)，隨機排列。每個小區(qū)選取5株樹，試驗選取的210株樹樹體大小、主枝分布及土壤、水分和修剪管理措施一致。供試肥料:尿素(N 46.4%)，過磷酸鈣(P2O516%),硫酸鉀(K2O 51%)。追肥3次，第1次在4月5-10日(萌芽期)，第2次在5月20-25日(幼果發(fā)育期)，第3次在6月15-20日(硬核期)。3次施肥量N肥為全年施肥量的50%、30%、 20%；P肥為40%、30%、30%；K肥為20%、30%、50%(表1)。條狀溝施，深度為30 cm。施肥后立即灌水。

表1 “3414”施肥處理和施肥量

1.3.2 總蛋白和總脂肪含量測定方法 果實成熟后，在樹冠外圍東西南北4個方位采集果實，混合采集果實，按四分法取出送檢樣品50個左右，搓洗掉果皮，采用電熱鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行干燥。30～35℃下烘15 h，然后在60℃下烘15 h。總蛋白含量采用凱氏定氮法(GB/T5009.5-2010)，總脂肪含量的測定采用索氏提取法(GB/T5009.6-2003)測定。

1.3.3 肥料效應(yīng)的回歸方程建立 應(yīng)用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件，模擬“3414”最優(yōu)回歸施肥試驗的肥料效應(yīng)函數(shù),并進(jìn)行回歸統(tǒng)計和方差分析[19]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥處理對核桃總蛋白和總脂肪含量的影響

施肥處理顯著地提高了核桃總蛋白的含量，平均比對照提高了3.81%，其中施肥處理6 的總蛋白含量最高，達(dá)到了21.43 g/100 g，比對照提高了6.03%。同時施肥處理也顯著地提高了核桃總脂肪的含量，平均比對照提高了4.94%，其中施肥處理6 的總蛋白含量最高，達(dá)69.39 g/100 g，比對照提高了9.81%(表2)。說明氮磷鉀配方施肥處理對提高核桃果實的品質(zhì)具有明顯的促進(jìn)作用。

表2 不同施肥處理下核仁總蛋白質(zhì)和總脂肪含量

2.2 配方施肥對于核仁總蛋白質(zhì)含量效應(yīng)函數(shù)的建立及適宜的施肥量

根據(jù)“3414”最優(yōu)回歸施肥試驗設(shè)計原理，以總蛋白含量為因變量y，以N、P、K施肥量為自變量建立三元二次回歸方程，對肥料效應(yīng)進(jìn)行擬合。擬合方程為：

y=15.461+2.844N+0.784P+3.584K+1.327NP-0.643NK+1.132PK-1.011N2-1.390P2-1.180K2

(1)

通過回歸分析，方程MultipleR=0.980216，說明N、P2O5和KO2量均與核桃仁總蛋白含量極其相關(guān)；RSquare= 0.960 387，AdjustedRSquare= 0.881 43，標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.763 72均說明回歸方程擬合程度高。通過方差分析F=11.74>F0.05(9.13)= 4.21，說明方程回歸模型的回歸效果較好。且方程一次項系數(shù)全為正值，二次項系數(shù)全為負(fù)值，符合肥料效益先增后減的規(guī)律并存在極值。通過對方程邊際分析計算極值可得核桃總蛋白含量最高的農(nóng)藝方案為N=2.17，P=2.11，K=1.94，相當(dāng)于N、P2O5和KO2施用量分別為1 082.01、513.26 g/株和434.65 g/株，此時，總蛋白質(zhì)含量達(dá)到了最大值23.56%。

從回歸模型(1)可以看出，鉀肥對總蛋白含量的影響最大，其次是氮肥，磷肥影響作用最小。即在眉縣臺田上N、P2O5和KO2肥施用量在1 082.01、513.26 g/株和434.65 g/株以下時隨著施肥量的增加核仁總蛋白含量增加。但當(dāng)施肥量繼續(xù)增加時，核仁的總蛋白含量會下降。氮、磷肥的最佳施肥水平都在 2 水平上， 磷肥則在 2 水平下。 從增加品質(zhì)的效應(yīng)來看，氮磷鉀3 因素對核桃總蛋白含量提高的主次順序為N>P>K。

2.3 配方施肥對于核仁總脂肪含量效應(yīng)函數(shù)的建立及適宜的施肥量

以總脂肪含量為因變量Z，以N、P、K施肥量的編碼值為自變量建立三元二次回歸方程，對肥料效應(yīng)進(jìn)行擬合。擬合方程為：

Z=59.634+5.505N+3.463P+1.190K+0.251NP+0.898NK+2.326PK-2.019N2-2.065P2-1.896K2

(2)

通過回歸分析，方程MultipleR=0.976 543，說明氮磷鉀施肥量與核桃仁總脂肪含量極其相關(guān)；RSquare=0.952 318，AdjustedRSquare=0.911 455，標(biāo)準(zhǔn)誤為1.068 21均說明回歸方程擬合程度高。通過方差分析F=13.62>F0.05(9.13)=3.67，說明方程回歸模型的回歸效果較好，可以用方程進(jìn)行預(yù)測。方程中一次項系數(shù)全為正值，二次項系數(shù)全為負(fù)值，符合肥料效應(yīng)先增后減規(guī)律。通過對方程邊際分析計算極值可得核桃總脂肪含量最高的農(nóng)藝方案為N=1.96，P=2.13，K=2.09，相當(dāng)于N、P2O5和KO2施用量分別為869.31 g/株、522.50 g/株和504.65 g/株，此時，總脂肪含量達(dá)到了最大值72.41%。

從回歸模型(2)可以看出，N肥對總脂肪含量的影響最大，其次是磷肥，鉀肥影響作用最小。即在眉縣臺田上N、P2O5和KO2肥施用量在869.31、522.50 g/株和504.02 g/株以下時隨著施肥量的增加核仁總脂肪含量增加，但當(dāng)施肥量超過時，核仁的總脂肪含量會下降。P、K肥的最佳施肥水平都在 2 水平上，氮肥則在 2 水平下。 從增加品質(zhì)的效應(yīng)來看，N、P、K 3因素對核桃總蛋白含量提高的主次順序為P>K>N。

2.4 兼顧核仁的總蛋白和總脂肪含量的最適宜施肥量

兼顧到有效提高核桃的總蛋白和總脂肪酸含量，確定最佳的N施用量在869.31～1 082.01 g/株，P2O5施用量在513.26～522.50 g/株，KO2施用量在434.65～504.65 g/株。

3 結(jié)論與討論

核桃樹樹體高大，每年既要通過生長構(gòu)建自身骨架，還要大量開花結(jié)實，需要通過施肥措施來保證大量的營養(yǎng)需求。研究表明，核桃樹在不同的生育期內(nèi)各個器官均需要一定量的N、P、K元素的貯量來完成生長和發(fā)育的代謝過程[10]，同時完成果實成熟階段大分子營養(yǎng)成分的轉(zhuǎn)化和積累[9]。噴施一定5.9 g/L的尿素，并結(jié)合微肥，可提高核桃粗脂肪含量[20]。噴施K肥能夠提高核桃堅果產(chǎn)量和種仁油脂含量[21]，這2個肥料單因素試驗結(jié)果表明N元素和K元素的施用均可以提高核桃中脂肪的含量，與本試驗研究結(jié)果一致，但缺少N、P、K配方研究。梁智[22]等在新疆南疆的棕漠土核桃園里通過N、P、K配方施肥研究，認(rèn)為施肥量為3 kg/株尿素、3 kg/株三料P肥和1.5 kg/株的硫酸K組合可以顯著提高核桃的總蛋白和脂肪的含量。肥料增質(zhì)效應(yīng)的研究結(jié)果與本研究基本一致。

“3414”肥料效應(yīng)試驗方案是農(nóng)業(yè)部《測土配方施肥技術(shù)規(guī)范(試行)修訂稿》中推薦采用的方案設(shè)計，處理少，效率高，符合肥料試驗和施肥決策的專業(yè)要求[23]。目前多應(yīng)用于小麥、玉米、大豆等1年生糧食作物中[24]。本研究以多年生高大果樹核桃為材料進(jìn)行試驗，發(fā)現(xiàn)需要控制的試驗因素很多。一是常規(guī)施肥量的確定，果農(nóng)施肥粗放，施肥量隨意，所以必須在大量調(diào)查多個核桃園施肥的基礎(chǔ)上，并結(jié)合園地土壤養(yǎng)分測定，綜合確定，以減少施肥量設(shè)計的誤差；二是參與試驗樹的選擇，必須盡量選擇品種一致、樹齡一致、樹形規(guī)整的植株作為試驗樹，保證試驗對象個體一致性；三是保證其他管理措施的控制，如修剪、灌溉和病蟲害防治措施要基本一致，避免由于非試驗因素造成試驗的誤差。

對于初果期早實核桃遼核4號，在關(guān)中眉縣土壤為粉沙壤的向陽臺田上，N、P、K配方施肥可以明顯地提高果實總蛋白和總脂肪的含量。推薦全年最佳的N施用量在869.31～1 082.01 g/株，P2O5施用量在513.26～522.50 g/株，KO2施用量在434.65～504.65 g/株；具體施肥時期和施肥量的分配是：在核桃樹生長的萌芽期，N、P2O5和KO2分別施用全年的50%、40%和20%；幼果發(fā)育期，N、P2O5和KO2分別施用全年的30%、30%和30%；硬核期，N、P2O5和KO2分別施用全年的20%、30%和50%。