为保证核桃坚果的产量和品质，应在坚果充分成熟且产量和品质最佳时采收。采收过早，影响坚果的产量，也会降低坚果的含油量和品质，影响坚果的商品和经济价值。目前，我国核桃生产中普遍存在采收过早的现象，已经成为影响核桃产量和品质的主要因素之一。但也不宜采收过晚，否则会霉变，大量落果，种皮颜色变深，影响坚果商品价值。
核桃的果实是由核果和青皮两部分组成的，这两部分常存在不同时成熟的现象，一般认为青果变黄并开裂后采收为宜。核桃从坐果到果实成熟需130~140d，不同地区、不同品种的成熟期不同。北方地区的核桃多在9月上中旬成熟，南方地区稍早些。早熟品种8月上旬即可成熟，早熟和晚熟品种的成熟期可相差10~25d。核桃成熟的标志是青皮由深绿色、绿色逐渐变为黄绿色或浅黄色，容易剥离，80%的果实青皮顶端出现裂缝，且有部分青皮开裂。从坚果内部来看，当内隔膜刚刚变为棕色时为核仁成熟期，此时采摘种仁的质量最好。
核桃的采收方法分为人工采收和机械采收两种。人工采收是在核桃成熟时，用长杆击落果实。采收时应由上而下、由内而外顺枝进行，以免损伤核桃枝芽，影响翌年的产量。人工采摘适合于零星栽植。先进国家多采用机械采收，可大大提高采摘效率。具体做法是在采摘前10~20d，向树上喷洒500~2000mg/kg的乙烯利催熟，使果柄处形成离层、青皮开裂，然后用机械振动树干，振落果实，一次采收完毕。用这种方法采摘果实，工作效率高，青皮容易剥离，果面污染较轻。但由于使用了大量的乙烯利，会造成叶片大量脱落，削弱树势。
果实从树上采下后，应尽快放置在阴凉通风处，不应在阳光下曝晒，否则会因种仁温度过高影响坚果的品质。研究表明，当坚果种仁温度超过40℃时，就会导致种仁颜色变深，降低坚果的质量。采下的果实应尽快脱去青皮，去掉青皮后的果实，也应在阴凉通风处晾干。
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