核桃(Juglans regia)原产于中国，是世界四大坚果之一，具有良好的生态效益、经济效益、社会效益。核桃仁不仅风味独特，十分可口，而且具有很高的营养保健价值，其中含脂肪60%~75%，蛋白质15%~22%，碳水化合物10%左右，并含有人体必需的钙、磷、铁等多种矿质元素，以及胡萝卜素、核黄素、维生素A，C，E等多种维生素。核桃脂肪酸主要是不饱和脂肪酸，约占其总量的90%，其中亚油酸约63.0%，油酸18.0%(李敏等，2009)。

矿质营养是果树生长发育、产量和品质形成的物质基础，对于核桃矿质营养的研究国内外已有较多报道(赵明范，1991; 宫永红等，2002; 刘亚令等，2006; 郭向华等，2007; 姜继元等，2008; 于冬梅等，2009)，但是对于早实核桃的研究较少。早实核桃与晚实核桃相比具有早实、高产、收效快等优点; 但早实核桃喜肥水，对立地条件要求较高，尤其是结实年限比晚实核桃短，若管理不善，易出现叶片早衰，影响核桃的产量与质量。因此研究如何使早实核桃连年丰产，延长早实核桃结果年限尤为必要。核桃种仁充实期是果实产量和品质提高的关键时期(李保国等，2007)，也是树体营养分配变化比较剧烈的重要时期，这个时期如果营养缺乏最易发生叶片早衰。因此，研究早实核桃种仁充实期叶片与果实矿质元素含量变化，对于探明早实核桃叶片与果实矿质元素含量变化的关系、确定叶片中矿质营养影响果实发育的关键时期以及科学施肥具有重要指导意义。

1 试验地概况

试验地点为河北省临城县绿岭果业有限公司新开丘陵荒岗地上的李家韩生产基地。该地位于太行山南段东麓丘陵区，海拔80~135 m，土壤母质为洪积、冲积及岩石的残坡积物，类别为褐土，土层厚度多在40~100 cm，且砾石较多。坡度较缓，多在10°以下，pH值为7.7~7.9，有机质含量为4.0 g·kg^-1左右。年均日照2 653 h，年平均气温13 ℃，无霜期202天，年均降水量521 mm。土壤全氮含量为1.3 g·kg^-1，全磷含量为0.41 g·kg^-1，速效钾含量为0.15 g·kg^-1，土壤交换性钙含量为1.2 g·kg^-1，土壤交换性镁含量为0.03 g·kg^-1，土壤有效锰含量为0.70 mg·kg^-1，有效锌含量为0.005 7 mg·kg^-1。核桃种植后每年施肥，施肥后浇水，基肥一般在秋季采收后至叶片变黄以前(9月中旬—11月上旬)结合秋季深翻施入，施用量为每生产1 kg核桃施入5 kg有机肥，混入适量磷钾肥。基肥占全年施肥总量的30%以上。追肥3次:第1次是在萌芽前，主要是追施速效氮肥和磷肥，占全年施肥总量的25%左右; 第2次是在花后幼果期，以速效氮肥和磷肥为主，占全年施肥总量的25%左右; 第3次是在硬核期，以磷钾肥为主、氮肥次之，用量占全年施肥有效成分的20%。

2 材料与方法 2.1 试验材料

2002年定植的早实核桃“绿岭”，树形为单层高位开心形，管理水平较高，无大小年现象。

2.2 试验方法 2.2.1 试验设计

选择生长发育良好、树势相对一致的核桃15株，5株一个小区，3次重复。试验于2009年花后85天(7月9日)开始至花后135天(8月28日)结束，每10天采样1次。

2.2.2 样品采集

于每株树冠外围东、西、南、北4个方向各取生长势中庸的结果枝中部的复叶1片，再在该结果枝上取1个果实，每重复取20片叶，20个果实。采下的叶子(带叶柄)和果实迅速带回实验室，先测定果实3径和单果质量，然后用自来水→0.1%洗涤剂溶液→自来水→蒸馏水→蒸馏水→去离子水→去离子水系列漂洗后，叶片在105 ℃恒温杀青20 min，80 ℃烘至恒质量; 果实用吸水纸吸干水分，将青皮、硬壳、种仁用不锈钢水果刀分开后称质量，然后分别在85，85，65 ℃烘箱中烘干至恒质量，将烘干的叶样和果样用不锈钢粉碎机粉碎，使其全部通过0.5 mm的筛子，样品置于阴凉干燥处用于测定矿质元素。

2.2.3 测定方法

叶片与果实用硫酸-高氯酸消煮后，采用凯式定氮法、钼锑钪比色法测定全氮、全磷含量(中华人民共和国林业部技术司，1998a)，叶片与果实K，Ca，Mg，Fe，Zn，Mn的测定采用硝酸-高氯酸消煮后，用原子吸收分光光度计测定(中华人民共和国林业部技术司，1998b)。脂肪的测定采用改良索氏法(李合生等，2000)，总蛋白的测定采用凯式定氮法。

3 结果与分析 3.1 果实不同组织质量及脂肪和总蛋白总量的变化

如图 1所示:坚果与种仁质量以及脂肪和总蛋白总量均呈直线上升趋势，分别增加了5.91 g(51.39%)，5.53 g(73.47%)，4.24 g(80.99%)，1.02 g(69.24%); 青皮与硬壳质量均无显著变化。由此可见:种仁充实期果实质量增加主要是由于种仁质量增加，而种仁质量的增加以脂肪的积累为中心。因此，该时期是果实品质形成的关键时期。

3.2 种仁充实期叶片与果实主要矿质元素的变化 3.2.1 种仁充实期叶片与果实含N量的变化

种仁充实期叶片与果实含N量和种仁总N量如图 2所示。花后85~105天叶片、种仁、硬壳N含量变化甚微，之后缓慢下降; 青皮N含量呈逐渐下降的趋势; 种仁中N的总量呈上升趋势。果实不同部位含N量大小顺序为种仁＞叶片＞青皮＞硬壳。种仁充实期，种仁是果实最活跃的部位，即此时的发育中心，而N是生物有机大分子的重要组成成分之一，又是易移动元素，它不断地向发育中心转移，所以种仁中的总N量不断增加，而种仁含N量不断下降是由于种仁吸收的N素量滞后于种仁干物质的增长量，从而产生稀释效应所致。由此可知:叶片、青皮与硬壳中N含量下降可能是由于这3个部位中N素集中向种仁中转移。这说明如果种仁充实期之前叶片、青皮与硬壳中含有充足的N可影响种仁中的含N量，因此种仁充实期之前应该追施N肥。

3.2.2 种仁充实期叶片与果实中含P量变化

种仁充实期叶片与果实含P量和种仁中总P量如图 3所示。叶片含P量前期变化甚微，自花后105~115天略有上升，之后无显著变化; 种仁含P量呈下降趋势，花后85~105天和花后115~125天下降较快，其他时期无显著变化; 青皮和硬壳前期下降缓慢，自花后105天显著下降，且硬壳比青皮下降速度快; 种仁中总P量呈上升趋势。P对碳水化合物的形成、运转、相互转化、以及对脂肪、蛋白质的形成起着重要作用(仝月澳等，1982)。而核桃种仁充实期坚果脂肪和蛋白迅速增加。所以种仁中的含P量始终保持较高水平，且极显著高于叶片、青皮、硬壳的含P量。因此，青皮与硬壳中P含量下降，可能是由于这2个部位中P元素向种仁中转移，而转移量远小于种仁总P量的增加量。叶片含P量没有下降可能是由于其吸收量大于转移量，这可能与花后106天和花后127天喷施0.2%磷酸二氢钾有关。由此可以推断，该时期是供给P的关键时期。

3.2.3 种仁充实期叶片与果实含K量变化

种仁充实期叶片与果实含K量和种仁中总K量如图 4所示。叶片含K量呈逐渐下降趋势，但是变化不显著; 种仁含K量在花后85~105天下降较快，之后下降缓慢; 青皮与硬壳含K量均呈先升高后降低的趋势，都在花后105天达到最高点，分别为22.29和23.05 mg·g^-1。种仁中总K量呈倒单峰曲线，在花后105天最低，仅为20.99 mg，这与青皮和硬壳中含K量正好相反。由于K在树体内主要以无机盐的形式存在，所以具有很强的移动性。由此可以推断:在花后95~105天种仁中的K可能迅速向青皮和硬壳中转移，花后105天以后青皮和硬壳中的K又开始向种仁中转移。叶片中含K量变化不显著可能是由于其吸收量大于转移量，这可能与花后106和127天喷施磷酸二氢钾有关。

3.2.4 种仁充实期叶片与果实含Ca量变化

种仁充实期叶片与果实含Ca量和种仁中总Ca量如图 5所示。叶片含Ca量前期逐渐下降，自花后105天逐渐上升，到花后125天上升到最高点，然后又有所下降; 种仁含Ca量总体呈下降趋势，花后85~105天显著下降，之后略有波动，但是变化不显著; 青皮含Ca量总体呈先升高后降低的趋势，花后95~125天变化不显著; 硬壳含Ca量前期逐渐升高，花后125~135天有所下降; 种仁中总Ca量呈波动上升趋势，在花后105天和花后125天出现了2次负增长。

3.2.5 种仁充实期叶片与果实含Mg量变化

种仁充实期叶片与果实含Mg量和种仁中总Mg量如图 6所示。叶片含Mg量呈逐渐上升的趋势; 种仁含Mg量和总Mg量变化趋势与Ca相似，但是变化幅度比Ca大; 青皮含Mg量前期略有升高，自花后105天缓慢下降; 硬壳含Mg量呈逐渐上升趋势。由于除种仁外叶片、青皮、硬壳含Mg量变化都不大，因此，种仁中总Mg量出现2次负增长可能是由于种仁中Mg向树体其他器官发生了转移。

3.2.6 早实核桃种仁充实期叶片与果实Fe含量变化

种仁充实期叶片与果实含Fe量和种仁中总Fe量如图 7所示。叶片含Fe量总体呈上升趋势，但是花后95~115天含Fe量略有下降，之后迅速上升; 种仁和硬壳含Fe量略有下降，但是变化不显著; 青皮含Fe量前期略有升高，自花后105天迅速下降至最低点; 种仁中总Fe量前期缓慢上升，自花后105天迅速上升。由此可以推断，花后105天以后，种仁中的Fe主要来自于青皮。叶片含Fe量的高低与果实含Fe量无明显相关性。

3.2.7 种仁充实期叶片与果实含Zn量变化

种仁充实期叶片与果实含Zn量和种仁中总Zn量如图 8所示。叶片含Zn量呈上升趋势; 种仁和硬壳含Zn量总体呈下降趋势; 青皮中含Zn量开始变化显著，自花后105天迅速上升，花后115天上升到最高点38.81 mg·kg^-1，然后迅速下降到最低点4.07 mg·kg^-1; 种仁中总Zn量呈上升趋势，花后105~115天上升缓慢，可能是因为此期叶片中的Zn主要向青皮中转移，花后115天以后，种仁总Zn量逐渐升高，这与青皮含Zn量相反。因此，该时期青皮中的Zn可能是种仁中Zn的主要来源。

3.2.8 种仁充实期叶片与果实含Mn量变化

种仁充实期叶片与果实含Mn量和种仁中总Mn量如图 9所示。叶片含Mn量呈逐渐下降趋势; 种仁中含Mn量呈下降趋势，花后95~105天下降比较快，其他时期下降缓慢; 青皮和硬壳中含Mn量前期逐渐下降，花后105~135天无显著变化; 种仁中总Mn量开始增加比较快，花后95~105天变化不大，之后缓慢增加。由此认为:叶片含Mn量对果实中含Mn量有一定影响。

3.3 种仁充实期种仁内脂肪总量与叶片、青皮、硬壳矿质元素含量及种仁矿质元素总量的相关性分析

如表 1所示:种仁内脂肪总量与种仁中N，P，Fe，Mn，Zn总量呈极显著性正相关; 与叶片中N，K，Mn含量呈极显著性负相关，与其他元素呈正相关; 与青皮中N含量呈极显著性负相关，与P，Fe，Mn含量呈显著性负相关; 与硬壳中N含量呈显著性负相关，与P，Zn含量呈极显著性负相关，与Ca，Mg呈极显著性正相关。由此可以推断:随着种仁内脂肪总量的增加，叶片中N，K，Mn，青皮中N，P，Fe，Mn，硬壳中N，P，Zn均不断向种仁中转移。

4 结论与讨论

“绿岭”核桃种仁充实期种仁中N，P，K，Ca，Mg，Fe，Zn，Mn含量均呈下降趋势，而总量则呈上升趋势，这与种仁质量迅速增加所产生的稀释效应有关。于冬梅等(2009)研究发现: 7月上中旬开始叶片N，P，K含量呈下降趋势，P，K含量变化与本研究结果不太一致，这可能与“绿岭”核桃花后106和127天施磷酸二氢钾有关，含Ca量先下降后上升，含Mg量逐渐上升。史永江等(2007)研究发现“清香”和“辽宁一号”核桃果实发育过程中青皮K含量变化趋势基本是先增加后降低，种仁中含K量逐渐降低，青皮中含K量高于种仁的含K量。本研究与前人的研究结果一致。

果树的正常发育需要大量的钾，缺钾使淀粉和脂肪酸不能合成(吕忠恕，1982)。Pe'er等(1984)发现美国山核桃(Carya illinoensis)果实发育过程中，种仁中的脂肪和青皮中的钾呈正相关。Hunter等(1956)发现叶片中含钾量较高的美国山核桃其坚果中的脂肪含量高，反之则低。张志华等(2001)也发现核桃果实成熟期间种仁中脂肪的积累与青皮中含钾量的变化呈极显著正相关。本研究结果显示:种仁充实期叶片、种仁、青皮、硬壳中含K量与其他矿质元素相比始终维持较高水平，这可能是由于K主要集中在植物生命活动最活跃的部位(潘瑞炽，2001)，它在光合作用中占重要地位，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促进作用(仝月澳等，1982)，而核桃种仁充实期种仁中脂肪和蛋白总量迅速增加，叶片不断的进行光合作用，并将光合产物向果实转移，而青皮和硬壳作为“中转站”将矿质营养向种仁转移，这几个器官代谢活动都比较旺盛。因此，种仁充实期供应充足的K对核桃果实品质的形成起着重要作用。

种仁中K的总量出现了一次负增长，Ca，Mg出现了2次负增长。总K量出现负增长可能是由于种仁中K向青皮和硬壳转移，Ca，Mg出现负增长可能是由于向树体其他器官发生转移。高启明等(2005)研究金光杏梅(Prunus mume cv.‘Jinguang’)发现杏梅单果中Ca，Fe，Zn，Mn，Cu这些相对难移动的元素都出现了负增长情况，但是他未排除杏梅单果元素含量增长速率出现负值时果肉中的元素流入果核所致的可能性。本研究发现Ca第一次出现负增长和Mg出现负增长时叶片、青皮、硬壳中Ca，Mg含量均无显著变化，因此，这2种元素从种仁中移出的原因及去向有待于进一步研究。

综合分析各图可以看出:自花后105天开始，叶片中N，Mn含量显著下降，Ca，Fe含量显著上升; 种仁中N含量显著下降，P，K，Mn含量缓慢下降，Ca，Mg含量变化平缓; 青皮中P，K，Fe含量显著下降，含Zn量先增加后降低; 硬壳中P，K含量显著下降; 种仁中K，Ca，Mg的总量均由最低点迅速增加，Fe的总量迅速增加。而种仁内脂肪总量与叶片中N，K，Mn含量呈极显著性负相关; 与青皮中N含量呈极显著性负相关，与P，Fe，Mn含量呈显著性负相关; 与硬壳中N含量呈显著性负相关，与P，Zn含量呈极显著性负相关。由此可以推断，自花后105天开始是种仁充实期矿质元素在叶片与果实特别是果实各组织之间转移的活跃期，其中叶片中的N，Mn，青皮中的P，K，Fe，Zn和硬壳中的P，K向种仁中转移的尤为明显。所以这段时间最容易出现元素缺乏，因此种仁充实期内追肥应该选在花后105天左右，尤其是P，K肥。