《Forest Science and Technology》：Effect of Foliar Fertilization on the Antioxidant Activity of Walnut (Juglans regia L.) Kernels
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本文综述了叶面施肥如何通过直接向叶片输送营养物质，有效调控核桃树的生理活动，进而显著提升核桃仁的抗氧化能力及生物活性物质含量。研究通过比较不同营养配方（如硼+锌、磷+钾等）对总酚、总黄酮、鞣花酸含量及ABTS/DPPH自由基清除能力的影响，发现B+Zn处理效果最佳，能最大程度提升核桃仁的功能性品质，为生产高营养价值的核桃提供了重要的科学依据和实践指导。
1. 引言
核桃(Juglans regiaL.)是一种富含营养的坚果，含有大量不饱和脂肪酸和多酚、B族维生素、必需矿物质等生物活性物质，具有抗氧化、抗炎和抗癌活性。然而，气候变化、土壤酸化和施肥不平衡等挑战，使得维持核桃的稳定产量和果实品质变得愈发困难，其中生物活性化合物含量的降低和养分组成失衡已成为主要关切。果实的养分含量和组成在很大程度上取决于农业管理实践和施肥方法，因此，合理的养分管理是生产高品质核桃的关键因素。叶面施肥是一种有效的养分管理策略，它通过叶片直接输送养分，可以克服多种农艺限制，实现快速、靶向的养分吸收，并能根据植物发育阶段进行精准补充。在果树中，于开花和坐果等高养分需求期进行叶面施肥，可增强光合效率、改善花粉活力和坐果率，并有利地改变果实的理化性质，包括糖酸含量、脂肪酸组成和抗氧化活性。这些效应通常与果实代谢过程的变化有关，因为养分的可利用性会影响次生代谢产物（包括有助于抗氧化能力和整体果实品质的酚类化合物）的合成与积累。本研究旨在评估不同叶面营养配方对核桃果实中健康促进化合物的影响，重点关注核桃仁成分的定量变化，为生产营养丰富的核桃提供科学依据，并强调优化叶面营养配方在商业核桃栽培中的重要性。
2. 材料与方法
实验于2023年在韩国忠清南道天安的核桃示范园进行，所用材料为12年生的‘Sinryeong’实生苗。实验共包括73棵树，设定了五种叶面施肥处理：T1（硼(B)+锌(Zn)）、T2（磷(P)+钾(K)）、T3（氮(N)+钾(K)+钙(Ca)+镁(Mg)）、T4（氮(N)+磷(P)+钾(K)+镁(Mg)+微量元素）以及一个未处理的对照组。处理在4月至8月（坐果期和果实膨大期）每月进行一次，共五次。
样品于2023年9月采收，经去青皮、热风干燥、去壳后，将核桃仁冷冻干燥并研磨成粉。使用50%甲醇在80°C下提取2小时制备提取物。分析指标包括：采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定镁(Mg)、钾(K)、钙(Ca)含量；通过气相色谱-质谱联用(GC-MSD)分析脂肪酸（油酸和亚油酸）组成；采用比色法测定总黄酮(TFC)和总酚(TPC)含量；使用超高效液相色谱(UHPLC)测定鞣花酸含量；并通过DPPH和ABTS自由基清除试验评估抗氧化活性。所有测量均进行三次重复，数据采用单因素方差分析(ANOVA)和邓肯多重范围检验进行统计分析。
3. 结果
3.1. 果实重量与产量
T2处理（P+K）的总坐果数和单株产量最高（分别为1606个和22.4 kg），其次是T3和T1。T4和对照组的产量最低。果实重量以T4最高（14.9 g），T1次之（14.7 g），但各处理间果实重量无显著差异。分析表明，叶面施肥倾向于同时改善产量和果实品质。
3.2. 矿物质组成
钙(Ca)含量在各处理间无显著差异。钾(K)含量在T4和T1中最高，显著高于对照组，T2最低。镁(Mg)含量在T1和T4中最高。结果表明，含有微量元素或B+Zn的叶面施肥处理可以改善核桃仁的矿物质谱。
3.3. 油酸与亚油酸含量
脂肪酸分析显示，叶面营养处理显著影响了油酸和亚油酸的含量。油酸含量以T2最高（113.96 mg·20g-1），T1次之，对照组最低（61.34 mg·20g-1）。亚油酸含量也以T2最高（331.86 mg·20g-1），T4和T1紧随其后，均显著高于对照组（208.47 mg·20g-1）。这些发现强调了叶面施肥，特别是磷钾配施，对增加必需多不饱和脂肪酸积累的积极作用。
3.4. 总黄酮与总酚化合物含量
总黄酮(TFC)含量在T1处理中最高（14.0 mg RE·g-1），比对照组（9.9 mg RE·g-1）高出41.4%。总酚(TPC)含量同样以T1最高（31.4 mg GAE·g-1），其次是T4（29.0 mg GAE·g-1）和T2（26.1 mg GAE·g-1），对照组最低（22.3 mg GAE·g-1）。所有处理的总酚含量均显著高于对照组，表明叶面施肥，尤其是B+Zn处理，能有效促进核桃仁中酚类化合物的积累。
3.5. 鞣花酸含量
鞣花酸含量在各处理间差异显著。T1处理的含量最高（0.70 mg·g-1），显著高于其他各组，其次是T4（0.66 mg·g-1）、T2和T3（均为0.59 mg·g-1），对照组最低（0.42 mg·g-1）。这表明叶面施肥，特别是B+Zn处理，能有效促进核桃仁中鞣花酸的生物合成。
3.6. DPPH与ABTS自由基清除活性
ABTS自由基清除活性以T1最高（96.0%），其次是T4（92.2%）和T2（87.2%），对照组最低（77.1%）。DPPH自由基清除活性也呈现类似趋势，T4、T1和T2的清除能力（93.4%、93.1%、90.3%）均显著高于对照组（83.6%）。T3的活性在處理組中最低（82.3%）。这些结果表明，核桃仁抗氧化活性的增强可能与經處理組中酚類和黃酮類化合物含量较高有关，尤其是T1和T4的微量營養素補充顯著提升了抗氧化能力。
4. 讨论
4.1. 叶面施肥与果实品质
叶面施肥是一种战略性养分管理技术，可实现作物营养状况的快速精准改善，已被广泛用于提升果实品质。与土壤施肥相比，叶面施肥允许更快的养分吸收，并可精确匹配作物特定发育阶段，从而有效调控直接影响果实品质的生理过程。在本研究中，叶面施肥对核桃的果实品质和产量产生了有益影响。其中，以磷(P)和钾(K)为主的T2处理获得了最高产量。而含有全面营养混合物的T4处理则产生了最高的平均单果重。所有处理组的核桃仁重均较对照组有所增加。这些发现表明，叶面施肥不仅补充了必需养分，还通过适时提供养分增强了光合效率、花粉活力、坐果稳定性和碳水化合物积累等关键生理过程，从而改善了糖含量、可滴定酸度和抗氧化活性等关键果实品质属性。
4.2. 叶面施肥与果实中的抗氧化化合物
叶面施肥被广泛认为是快速矫正植物养分缺乏和调节生理代谢途径的有效策略。在果树中，叶面营养施用已被证明可以增强抗氧化化合物的浓度和生物活性，从而有助于改善果实品质、延长采后寿命并增强功能属性。在必需的微量營養素中，鋅(Zn)和硼(B)因其參與酚類代謝、膜穩定性及與脅迫相關的生理過程，常與植物抗氧化能力的增強相關。本研究的结果与这些先前发现一致。特别是B+Zn处理（T1）在关键的抗氧化指标上均表现出最高值，包括总酚(TPC)、总黄酮(TFC)、ABTS和DPPH自由基清除活性以及鞣花酸浓度。这些在多个抗氧化参数上的一致改善，支持了观察到的对混合微量營養素施用反应的生理相关性。从营养保健品角度来看，多酚和鞣花酸积累的增加尤其值得注意，因为这些化合物因其抗氧化、抗炎和心脏保护特性而被广泛认可。因此，它们的富集增强了核桃的功能性和健康促进价值。
5. 结论
本研究全面评估了不同叶面施肥处理对核桃仁营养和功能品质的影响，特别关注生物活性化合物、抗氧化活性、脂肪酸组成和矿物质含量。研究结果清楚地表明，叶面营养施用显著改变了核桃仁的生化特征，不同处理组间观察到明显差异。在所有处理中，T1（B+Zn） consistently yielded the most favorable results，显示出最高的总黄酮(TFC)（14.0 mg RE·g-1）、总酚(TPC)（31.4 mg GAE·g-1）、抗氧化活性（ABTS: 96.0%, DPPH: 93.1%）和鞣花酸（0.70 mg·g-1）水平。这些改善凸显了硼和锌在增强抗氧化代谢物和多酚类化合物生物合成中的关键作用。含有更广泛宏量和微量營養素的T4处理也在大多数参数上表现出实质性的积极效果，特别是抗氧化能力和矿物质组成。脂肪酸分析表明，T2（P+K）最有效地增加了油酸和亚油酸含量，表明其在改善核桃营养脂质谱方面的潜力。矿物质分析进一步证实，T1和T4处理显著提高了核桃仁中的镁和钾含量，而钙含量未受影响，这可能是由于其在植物组织中的低移动性。从实践角度来看，本研究结果表明，叶面施肥可以战略性地用于商业核桃园，以针对特定的品质性状。特别是，叶面喷施硼和锌似乎能有效增强抗氧化相关化合物，而基于磷和钾的处理则优先改善核桃仁的脂质营养谱。由于叶面营养施用易于实施，并且可以轻松融入现有的果园管理实践，因此它代表了一种无需对栽培系统进行重大改变即可改善核桃仁品质的可行方法。这些结果为设计针对生产目标的叶面施肥计划提供了实用指导，从而支持种植具有增强功能和市场价值的高品质核桃。然而，需要承认的是，尽管本研究中通过叶面施肥施用了硼和锌，但并未直接量化它们在核桃仁中的浓度。因此，观察到的抗氧化活性和酚类组成的改善不能 unequivocally attributed to the accumulation of these micronutrients at the kernel level。需要整合矿物质分析与生化和分子分析的进一步研究，以阐明核桃仁中微量營養素吸收、转运和代谢反应之间的直接关系。
