采收期對葉城縣6個核桃品種品質影響初探

郝金蓮 王如月 羅莎莎 陳 虹 虎海防

（1新疆農業(yè)大學林學與風景園林學院，新疆 烏魯木齊 830052；2新疆林業(yè)科學院， 新疆 烏魯木齊 830062；3新疆佳木果樹學國家長期科研基地， 新疆 阿克蘇 843100）

核桃（Juglans regiaL.）為胡桃科植物，又稱胡桃，與扁桃（Amygdalus communis）、腰果（Anacardium occidentale）和榛子（Corylus heterophyllaFisch.）并稱為世界著名的“四大干果”［1-2］。新疆核桃主產區(qū)主要集中在塔里木盆地周邊，其中和田、喀什和阿克蘇地區(qū)為新疆核桃主產區(qū)，分別占新疆核桃總種植面積的30.0%、27.1%和37.5%［3-4］。新疆核桃的種植面積由2003年的9.8萬公頃增至2020年的40.2萬公頃，擴大了近4.1倍，核桃產量從2003年的185 kg·hm-2增加到2020年的5 636 kg·hm-2，該收入占農民年收入的40%以上，核桃產業(yè)已成為農民脫貧增收的支柱產業(yè)［5］。

在核桃生產過程中，核桃果實適時采收是非常重要的環(huán)節(jié)。核桃青皮與種仁的成熟期不一致，往往是種仁先熟，青皮后熟。核桃必須達到完全成熟期才能采收。采收過早，青皮不易剝離，果殼極易出現黑斑，種仁不飽滿，出仁率低，加工時出油率低，味澀，商品率不高，形成“豐產不豐收”的現象，且不耐貯藏。采收過晚，果實易脫落，同時果實在青皮開裂后停留在樹上的時間過長，部分核桃品種因縫合線不緊密，易受雨水影響而增加受霉菌感染的機會，導致堅果品質下降。

葉城縣曾兩次榮獲“中國核桃之鄉(xiāng)”的美譽，同時葉城縣核桃也獲得了“國家地理標志保護產品”稱號。核桃種植作為葉城縣的特色產業(yè)，對推動當地農業(yè)經濟發(fā)展和促進農民增收具有重要作用。在核桃的實際生產中，由于核桃采收存在盲目性和隨意性，存在農戶過早采收果實的情況，在一定程度上影響了核桃品質，造成核桃經濟效益受損。我國許多學者在南疆地區(qū)對核桃種植資源遺傳多樣性［6-7］、核桃育苗技術［8］、品種營養(yǎng)品質評價［9］和核桃品質［10］等方面進行了相關研究，但對于葉城縣核桃適時采收期的研究報道仍較少。鑒于此，本研究以新疆南部喀什地區(qū)葉城縣核桃主產區(qū)為試驗區(qū)域，以葉城縣核桃品種溫185、新新2、新豐、扎343、新光和溫179為研究對象，對不同采收期核桃品質進行測定，通過差異性分析比較各核桃品種不同采收期果實品質差異及其動態(tài)變化規(guī)律，通過相關性分析明確核桃青果開裂率與果實品質的關系，確定6個主栽品種核桃在葉城縣的最佳采收期，以期為葉城縣溫185、新新2、新豐、扎343、新光和溫179核桃的適時采收提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

葉城縣是新疆喀什地區(qū)核桃種植面積最大的縣市之一，栽培歷史悠久。2021年核桃栽培面積為3.9×105hm2，占新疆核桃主栽培區(qū)面積的12.04%。該地區(qū)位于喀拉昆侖山北麓、塔里木盆地西南緣，屬溫帶大陸性干旱氣候，干旱少雨，蒸發(fā)強烈，四季分明，晝夜溫差較大，日照時間長，多風沙浮塵天氣，平均海拔高度1 350 m，年平均降水量54 mm，年平均蒸發(fā)量2 100 mm，年平均無霜期228 d［11］。

1.2 樣地及試驗材料

本次試驗選用葉城縣6個主栽品種的成齡核桃樹，其中溫185、新新2、新豐和扎343選自葉城縣洛克鄉(xiāng)葉城縣核桃種質資源圃（75°55′80″E，37°86′68″N），以下簡稱A園；新光位于葉城縣依提木孔鄉(xiāng)代米村（77°38′91″E，37°92′26″N），以下簡稱B園；溫179位于葉城縣巴什巴仁鄉(xiāng)（77°42′54″E，37°96′83″N），以下簡稱C園。果園均管理規(guī)范，土壤肥力中等。在A、B和C園內，各品種分別選取長勢良好、健康無病蟲害，且樹勢基本一致的3棵植株，作為試驗樣樹（表1）。

表1 試驗材料Table 1 Test materials

1.3 樣品采集

根據溫185、新新2、新豐、扎343、新光和溫179的生物學特性及采摘經驗，分別設置7個采收期（表2），每個采收期為一個處理（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ），采樣期均為公歷日期。采摘時每一處理按東南西北中五個方位上、中、下冠層部位采集大小均等，無傷、殘及病蟲害的20個青果，3個重復共計60個果實，帶回實驗室進行鮮單重指標測定以及青果照片采集。測定后將鮮果脫青皮置于干燥、空曠地。10 d后進行堅果三徑均值、堅果單重、殼厚、單果仁重及脂肪、蛋白質、礦質元素、可溶性糖和維生素含量測定。

表2 采樣設計Table 2 Sampling design

1.4 測定項目及方法

使用游標卡尺測量堅果縱徑、橫徑、側徑以及果殼厚度，按公式（1）計算三徑均值［12］。使用電子天平測量堅果單果重，分別按公式（2）、（3）、（4）、（5）計算含水率、出仁率（精確到0.01 g）、徑仁率和青果開裂率。脂肪含量參照《GB 5009.6-2016食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》［13］采用索氏提取法測定。蛋白質含量參照《GB 5009.5-2016食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》［14］采用凱氏定氮法測定。氨基酸參照《GB 5009.124-2016食品安全國家標準 食品中氨基酸的測定》［15］采用高效液相色譜法測定。非金屬元素P采用鉬銻抗比色法［16］測定，金屬元素K、Ca、Fe、Zn采用原子吸收光譜法［17］測定。維生素含量參照《GB 5009.88-2014食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定》［18］采用酶－重量法測定。

1.5 數據處理

用Excel 2010對試驗數據進行統(tǒng)計整理，SPSS 21.0軟件對數據進行單因素方差分析和相關性分析，比較數組間的差異。其中方差分析采用單因素方差分析法（one-way ANOVA），多重比較采用最小顯著差異法（least significant difference，LSD）和Duncan法。使用Origin 2019 Pro軟件作圖，圖表中的數據均為3次重復的均值。用Photoshop 2020軟件進行圖版制作。

2 結果與分析

2.1 不同采收期對6個品種核桃形態(tài)動態(tài)變化的影響

由圖1可知，溫185、溫179和新豐從采收期Ⅰ至采收期Ⅲ、扎343從采收期Ⅰ至采收期Ⅱ、新光從收期Ⅰ至采收期Ⅳ核桃種仁顏色均為淺白色，種皮顏色均為黃白色，青皮顏色為翠綠色。隨采收期延后，各品種核桃逐漸成熟，種仁顏色由淺白色逐漸轉變?yōu)辄S白色；種皮顏色由淺加深，從黃白色最終轉變?yōu)辄S色，青皮顏色逐漸轉為黃綠色，種仁趨于飽滿?？梢姡崆安墒盏暮颂胰噬^淺，會影響其商品性。

圖1 6個品種核桃不同采收期的形態(tài)變化Fig.1 Morphological changes of six varieties of walnut in different harvest time

由表3可知，隨著采收期的延后，各品種核桃由于成熟度增加，全樹青果自然開裂率也呈逐漸增加的趨勢。由于各品種生物學特性與成熟期不一致，溫185在采收期Ⅳ至Ⅴ，新新2分別在采收期Ⅰ至Ⅱ和采收期Ⅴ至Ⅵ，新豐在采收期Ⅴ至Ⅵ，扎343和溫179在采收期Ⅰ至Ⅲ，新光在采收期Ⅰ至Ⅱ青果開裂率差異不顯著（P>0.05），以上品種在其余各采收期之間存在顯著性差異（P<0.05）。尤其扎343在采收期Ⅳ時才出現青皮開裂現象，說明扎343需要延遲采收。自然開裂的青果不僅加工容易，且果殼表面青皮殘留物較少。

表3 采收期全樹青果開裂率動態(tài)變化Table 3 Dynamic change of green fruit cracking rate of whole tree during harvest times /%

2.2 不同采收期對6個品種核桃堅果單重和三徑均值的影響

由圖2-A可知，隨采收期延后，各品種堅果不斷膨大。溫185、新新2、新豐、扎343、新光和溫179堅果三徑均值從采收期Ⅰ至采收期Ⅶ分別增加了5.12%、3.83%、4.75%、4.09%、7.6%和3.8%。，說明各品種果實大小自成熟后基本定型。

由圖2-B可知，各品種核桃堅果單重隨采收期的推遲而增加，采收期Ⅶ堅果單重高于采收期Ⅰ。溫185、新光和溫179在7個采收期內差異不明顯，新新2和扎343采收期Ⅳ至Ⅵ差異不明顯，其余采收期間有明顯差異，新豐各采收期之間均有明顯差異。

圖2 不同采收期各品種核桃堅果三徑均值（A）、單重（B）動態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of three diameter mean （A） and single fruit weight （B） of walnut nuts in different harvest times

2.3 不同采收期對6個品種核桃出仁率和徑仁率的影響

采收期出仁率變化結果見圖3-A，果實越接近成熟，果實越飽滿，不僅單果重增加，出仁率也同步增加。隨著采收期的延遲，6個品種的堅果出仁率呈上升趨勢，溫185、新新2、溫179、新光、新豐和扎343的出仁率從采收期Ⅰ至采收期Ⅶ分別增加了8.88、3.84、12.56、12.97、6.24和10.02個百分點。出仁率的增加主要是由核仁重量增加、果殼變薄導致的，可見適當推遲采收期對出仁率的提高有明顯效果。

通常情況下核仁的充實度和飽滿度判定標準為：以核仁充滿堅殼內腔稱為充實，子葉肥厚膨脹稱為飽滿，并沒有更為具體的、數字化的表示方法。對此，本試驗用徑仁率來表示核桃堅果的飽滿程度，即核桃單果仁重與其三徑平均值之比。不同品種核桃堅果徑仁率如圖3-B所示，徑仁率越大說明堅果越飽滿。隨著采收期的延后，6個品種的徑仁率均呈逐漸上升趨勢，采收期Ⅰ至采收期Ⅲ核仁填充較慢，采收期Ⅲ至采收期Ⅶ徑仁率上升效果明顯，且除新豐和扎343不同采收期徑仁率變化不明顯以外，其余4個品種在同品種不同采收期間有明顯差異。

圖3 不同采收期下各品種核桃堅果出仁率（A）、徑仁率（B）動態(tài)變化Fig.3 Dynamic changes of kernel rate （A） and diameter kernel rate （B） of various walnut nut varieties in different harvest times

2.4 不同采收期對6個品種核桃殼厚和含水率的影響

由圖4-A可知，6種核桃各采收期果殼厚度，按殼厚均值由高到低排列依次為扎343>新豐>新光>新新2>溫185>溫179。隨著采收期的延遲，6個品種的堅果殼厚逐漸變薄，方差分析表明，各品種不同采收期間殼厚有明顯變化。

本試驗中各采收期間相隔5 d，因此，果實采收期早晚的差別代表了果實發(fā)育天數的差別。采收越晚，核桃含水率越小，反映出果實發(fā)育天數越長。由圖4-B可知，隨采收期的延后，核桃含水率從采收初期至末期呈逐漸下降趨勢。6個核桃品種在采收期Ⅲ至Ⅳ的含水率下降較少，說明該時期是6種核桃生長發(fā)育所需水分較多的時期，之后含水率下降明顯，核桃逐漸成熟。

圖4 不同采收期下各品種核桃堅果殼厚（A）、含水率（B）動態(tài)變化Fig.4 Dynamic changes of shell thickness （A） and rate of water content （B） of various walnut varieties in different harvest times

2.5 各采收期對6種核桃內在品質的影響

2.5.1 核仁脂肪含量變化動態(tài) 由圖5-A可知，隨著采收期的延遲，6個核桃品種核仁脂肪含量均表現出先升高后下降的趨勢。核仁中平均脂肪含量由高到低依次為新新2>扎343>溫185>新光>溫179>新豐。新新2、扎343、新豐、溫185、新光和溫179從采收期Ⅰ至Ⅳ核仁脂肪日均增長量分別為1.05、1.17、0.8、0.8、1.25和0.60個百分點，且在采收期Ⅵ達到峰值。

圖5 不同采收期下各品種核桃脂肪（A）、蛋白質（B）含量動態(tài)變化Fig.5 Dynamic changes of fat （A） and protein （B） contents of various walnut varieties in different harvest times

2.5.2 核仁蛋白質含量變化動態(tài) 由圖5-B可知，隨著采收期的推遲，核仁蛋白質含量呈逐漸增加趨勢，6種核桃各采收期均差異顯著（P<0.05），新新2、扎343、新豐、溫185、新光和溫179采收期Ⅰ至Ⅴ的核仁蛋白質日均增長量分別為0.12、0.10、0.08、0.08、0.06和0.09 g·100 g-1，采收期Ⅴ至Ⅶ增長趨于穩(wěn)定。溫179和新光，扎343和新豐由于采收期一致，各品種間蛋白質含量無明顯差異，其余品種間蛋白質含量差異明顯。

2.5.3 核仁可溶性糖含量變化動態(tài) 由圖6-A可知，隨著采收期的推遲，6個品種核桃核仁可溶性糖含量表現為先升高后下降最后逐漸上升的變化趨勢，6種核桃各采收期均存在明顯差異。在采收期Ⅰ至Ⅲ可溶性糖含量明顯上升，溫185、新豐、扎343、新光、溫179和新新2的日均增加量分別為6.74、2.21、9.60、8.42、10.27和6.58 mg·g-1。

2.5.4 核仁維生素E含量變化動態(tài) 由圖6-B可知，隨著采收期的延遲，6種核桃核仁維生素E含量呈逐漸增加趨勢，采收期Ⅶ的核仁維生素E含量明顯高于采收期Ⅰ。新新2、扎343、新豐、溫185、新光和溫179采收期Ⅰ至采收期Ⅵ的日均增長量分別為41.24、28.51、40.31、19.01、37.91和56.51 mg·L-1，隨后核仁維生素E含量增長變緩，從采收期Ⅵ到采收期Ⅶ6種核桃VE含 量 日 均 增 長 量 分 別 為3.86、0.35、0.17、11.79、1.05和0.35 mg·L-1。6種核桃中不同采收期維生素E均值含量由高到低的順序依次為新新2>新豐>溫185>溫179>新光>扎343。

圖6 不同采收期下各品種核桃可溶性糖（A）、VE（B）含量動態(tài)變化Fig.6 Dynamic changes of soluble sugar （A） and VE （B） contents of various walnut varieties in different harvest times

2.5.5 核仁礦質元素含量變化動態(tài) 由圖7-A可知，隨著采收期的推遲，6種核桃核仁Ca含量均呈先下降后上升趨勢，新新2、扎343、新豐、溫185、新光和溫179采收期Ⅰ的桃核仁Ca含量分別為8.07、8.89、9.78、10.22、10.38和9.99 mg·g-1，至采收期Ⅳ分別下降到7.19、6.80、6.89、8.27、7.37和7.25 mg·g-1，隨后至采收期Ⅶ呈上升趨勢。

圖7 不同采收期下各品種核桃礦質元素含量動態(tài)變化Fig.7 Different varieties of walnut in different harvest time mineral elements content dynamicall

由圖7-B可知，隨著采收期的推遲，6種核桃核仁內K含量呈先下降后上升趨勢，采收初期種仁內積累了大量K，溫185、新新2、扎343、新豐、新光和溫179分別為16.35、13.37、15.24、16.15、14.66和16.15 mg·g-1，隨著果實的發(fā)育，核仁中的K出現下降趨勢，從采收期Ⅳ后K含量逐漸增加，于采收期Ⅶ趨于穩(wěn)定。除新豐核仁內K含量在各采收期間無明顯差異外，其余品種核仁內K含量在各采收期間均有明顯差異。

由圖7-C、D可知，隨著采收期的推遲，P和Na含量總體呈上升趨勢，各品種在采收期Ⅰ至采收期Ⅴ快速增加，采收期Ⅴ至采收期Ⅶ緩慢增加，溫185、新新2、扎343、新豐、新光和溫179的P含量日增長量分別為10、7、9、9、3和8 μg·g-1，Na含量日增長量分別為5、7、6、7、3和6 μg·g-1。

由圖7-E、F可知，隨著采收期的延遲，6種核桃Fe和Zn含量均呈逐漸增加趨勢，采收期Ⅶ的Fe和Zn含量明顯高于采收期Ⅰ。溫185、新新2、扎343、新豐、新光和溫179的Fe含量日增長量分別為0.66、0.67、0.65、0.64、0.65和0.66 μg·g-1，Zn含量日增長量分別為0.36、0.20、0.27、0.30、0.26和0.37 μg·g-1。

綜上所述，6種核桃核仁礦質元素含量隨采收期延后整體呈上升趨勢，過早采收會降低核桃營養(yǎng)物質。

2.6 采收期6個品種核桃品質與青果開裂率相關性評價

由表4可知，溫185的堅果三徑均值、堅果單重、出仁率、徑仁率、蛋白質含量、Zn含量與青果開裂率呈極顯著正相關，青果開裂率與含水率呈極顯著負相關；新豐的堅果三徑均值、堅果單重、出仁率、徑仁率、蛋白質、VE、P、Na和Zn含量與青果開裂率呈極顯著正相關，青果開裂率與含水率、殼厚呈極顯著負相關，青果開裂率與可溶性糖含量呈顯著負相關；扎343的三徑均值、堅果單重、出仁率、徑仁率、蛋白質、P、Na、Fe和Zn含量與青果開裂率呈顯著或極顯著正相關，青果開裂率與含水率和殼厚呈顯著負相關；溫179的堅果單重、徑仁率、蛋白質、Na、Fe和Zn與青果開裂率呈極顯著正相關，青果開裂率與出仁率呈顯著正相關，與含水率和殼厚呈極顯著和顯著負相關；新光的出仁率、蛋白質、Na、Zn含量與青果開裂率呈極顯著正相關，青果開裂率與堅果單重、Fe含量呈顯著正相關，與含水率、殼厚呈呈極顯著負相關；新新2的堅果三徑均值、出仁率、維生素E、P和Zn含量與青果開裂率呈極顯著正相關，青果開裂率與堅果單重、蛋白質、Na含量呈顯著正相關，與含水率、殼厚極顯著負相關。綜上所述，果實成熟度增加對果實品質有較為明顯的影響，青果開裂率可以作為評價葉城縣6種核桃是否進入適宜采收期的重要標志。

表4 青果開裂率與核桃堅果品質各指標之間的相關性Table 4 Correlation between green nut cracking rate and various indicators of walnut nut quality

3 討論

采收是核桃生產中的關鍵技術環(huán)節(jié)之一，果農可根據果實成熟度確定果實采收期［19-20］。眾多研究結果表明，核桃堅果直徑、堅果單重、出仁率隨著采收期的推遲表現為先顯著增加后基本保持平穩(wěn)上升的趨勢［21-22］。但核桃果實的成熟期因氣候和品種不同而存在明顯差異［23］，僅用具體日期無法作為核桃采收期的唯一標準。本研究發(fā)現，隨著采收期的推遲，新疆葉城縣6種核桃外觀和內在營養(yǎng)物質均發(fā)生不同程度變化，如出仁率和仁重上升，含水率下降。過早采收核桃發(fā)育不成熟，果實較小，重量較低，青皮難以剝離，同時使脂肪、蛋白質等營養(yǎng)物質含量降低，影響核桃的商品性。前人研究發(fā)現，當果實在成熟時，核桃的青皮（總苞）顏色由深綠逐漸轉變?yōu)辄S綠，果實內部核仁硬化，幼胚成熟［24］。本研究中，隨著采收期的推遲，6個核桃品種鮮（堅）果三徑均值、堅果單重、出仁率、徑仁率均呈逐漸上升趨勢，在采收期Ⅶ趨于穩(wěn)定，殼厚和含水率逐漸降低，同時隨著成熟度的增加，核桃的青皮顏色由青綠轉變?yōu)辄S綠色，部分果實表皮頂部出現裂縫，易剝離，果實內部核仁硬化，幼胚成熟，核殼堅硬呈黃白色，核仁由乳白色逐漸轉變?yōu)辄S白色，這與陳新樂等［25］對商洛核桃、李彥平［21］對山西核桃的研究結果一致。

不同采收期會對核桃內在營養(yǎng)物質產生一定影響，黃玉華［26］和武靜［27］發(fā)現隨采收期推遲，核仁脂肪含量呈逐漸增加趨勢，與本研究結果一致。本研究發(fā)現，采收期脂肪含量呈先上升后下降趨勢，究其原因可能是采收期Ⅰ至Ⅵ的6個核桃品種核仁處于果實快速填充期，脂肪積累迅速，隨后在采收期Ⅵ出現輕微下降趨勢，可能是由于氣溫和光照時間有所下降，光合轉化速率降低［28］。本研究表明，隨采收期推遲，葉城縣6個核桃品種核仁維生素E含量呈逐漸增加趨勢，與王建友等［29］和余春蓮［28］研究結果相似。本研究發(fā)現6個核桃品種核仁可溶性糖含量隨采收期的推遲呈先下降后上升趨勢，采收初期糖含量呈增加趨勢是由于高濃度的糖能夠為種仁幼胚提供充足的活力，之后隨著核桃果實的成熟，可溶性糖含量緩慢下降，此時糖類物質在種仁內逐漸轉化為脂肪，至最后時期有上升趨勢，究其原因可能是后期胚逐漸成熟，核仁水分含量逐漸下降，呼吸能力也有所下降，導致極少的養(yǎng)料被消耗。辛洪河［30］和段紅喜［31］對不同采收期葉片和果實礦質元素研究發(fā)現，采收初期由于核仁內積累了大量的K和Ca元素，隨著果實發(fā)育，核仁內K和Ca會不斷的向果實其他部分轉移而呈現下降趨勢，之后隨著核仁逐漸成熟，K和Ca含量逐漸增加，這支持了本研究結果，即核仁K和Ga含量隨采收期的推遲呈先下降后上升趨勢。

青果開裂率是果農進行核桃采收的一項重要參考標準，青果開裂率在一定程度上反映了核桃的成熟度［21］。由于每年氣候等因素存在一定的差異，根據具體的日期無法準確判斷核桃果實采收期，因此本研究通過分析果實青果開裂率與果實品質間的關系來明確各品種核桃適宜采收的青果開裂程度。布媽熱婭木·艾山等［32］對不同成熟度的青皮核桃研究發(fā)現，隨著成熟度的增加，青果開裂率顯著增加，且與青皮核桃果實硬度呈顯著負相關。本研究對青果開裂率與果實品質進行相關性分析發(fā)現，隨著青果開裂率增加，6種核桃中除溫185的維生素E、Na、和Fe含量逐漸降低外，其余核桃品種的堅果三徑均值、堅果單重、出仁率、徑仁率及脂肪、蛋白質、維生素E、Na、P、Fe和Zn含量均逐漸增加，含水率和殼厚逐漸下降。研究結果進一步表明青果開裂率是果實成熟的重要標志，果實青果開裂率可作為判斷葉城縣6個核桃品種進入適宜采收期的重要依據。

4 結論

本研究對2021年葉城縣6個核桃品種進行不同采收期品質分析，結果表明，青果開裂率與果實品質密切相關，青果開裂率越大，則果實越大、內在營養(yǎng)物質含量越高，過早過晚采收均會對其商品價值產生影響，青果開裂率可作為判斷葉城縣六個核桃品種進入適宜采收期的重要依據。葉城縣溫185、新新2達到75%、新豐新先和溫179的青果開裂率達到75%，扎343的青果開裂率達到55%時為適宜采收期。