王 妍 馮金玲 吳小慧 黃藍明 吳 娟 陳 宇 楊志堅

(1.福建農(nóng)林大學林學院 福州 350002； 2.中國林學會 北京 100091)

光合作用是植物最重要的代謝，為一切生命活動提供必需的物質(zhì)和能量，其同化合成的有機物質(zhì)與植物生長密切相關(guān)(楊佳駿等， 2020)。它由光合磷酸化、碳同化以及光合產(chǎn)物合成等幾個環(huán)節(jié)組成，各環(huán)節(jié)間互相配合、互相制約，在不同生長環(huán)境下相互作用大小不同(McClainetal., 2019; Zangetal., 2019; Liuetal., 2021)。光合作用除了受植物本身遺傳特性影響外，還受各種環(huán)境因子影響，其中施肥是影響植物光合作用的主要因子之一(羅凡等， 2014; 羅杰等， 2017； 羅歡等， 2020)。

施肥改變植株體內(nèi)的養(yǎng)分狀態(tài)，與生理代謝關(guān)系密切，且影響植物光合作用(郝龍飛等， 2014)。光合碳固定作為植物體內(nèi)的基礎(chǔ)代謝，決定著光合產(chǎn)物的形成和轉(zhuǎn)化、葉片內(nèi)含物合成以及各種酶活性等(鄭春芳等， 2020)。氮、磷和鉀元素在植物光合作用和生理生化代謝過程中相互協(xié)調(diào)，相互制約(Lietal., 2018； 楊志堅等， 2021)。氮素是植物葉綠素和蛋白質(zhì)的組成部分，氮素豐缺與葉綠素含量和酶活性密切的相系(劉連濤等， 2007； 劉敏等， 2019)。研究表明，施氮能提高植物幼苗的植株養(yǎng)分積累量，葉綠素含量、葉片凈光合速率、蒸騰速率、胞間 CO2濃度、氣孔導度、可溶性糖和可溶性蛋白含量，并隨著施用量的增加呈先升后降的趨勢(鄭元等， 2016； 羅杰等， 2017； 王益明等， 2018； 胡倩等， 2018； Kuaietal., 2020)。但也有研究表明，硝酸還原酶和可溶性蛋白含量隨施氮量的增加而增加(闞學飛等， 2010)，施氮肥不能提高葉片的葉綠素含量、蒸騰速率、氣孔導度和胞間 CO2濃度(鄭元等， 2016； 施福軍等， 2020； 馬宗桓等， 2020)。磷素是磷酸鹽和磷脂的組分，影響葉綠體光合磷酸化過程，控制植物能量代謝(陳隆升等， 2010)。施磷肥可提高光合速率、葉片胞間 CO2濃度和蒸騰速率，而適量的磷肥還可以降低葉片的丙二醛含量(王東光等， 2016； Gaoetal., 2020)。但也有研究認為，施磷沒有影響凈光合速率(羅凡等， 2014)。鉀素能有效控制細胞滲透壓、氧化磷酸化和光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運等生物化學進程，進而調(diào)控光合作用(陸志峰等， 2016； Wangetal., 2020)。合理施鉀肥可通過促進植物光合作用，增加葉片葉綠素含量、可溶性蛋白含量、凈光合速、氣孔導度、蒸騰速率以及水分利用效率(姚任科等， 2016； Guetal., 2021)，但施鉀肥顯著降低水分利用效率(羅凡等， 2015)。除了氮磷鉀施肥量外，不同的施肥方式顯著改變植株的氮磷鉀吸收，改變植物的光合作用和生理生化代謝，影響植株光合碳固定等生理活動(羅凡等， 2014； 賀維等， 2014； 蘇蘭茜等， 2020)。目前，不同施肥條件下如何通過改變植株養(yǎng)分吸收量有機地調(diào)控植物葉片光合特性、內(nèi)含物含量及酶活性的機制以及它們與碳固定之間的關(guān)系尚不清楚。

閩楠(Phoebebournei)屬樟科(Lauraceae)楠屬，亞熱帶常綠闊葉樹種，為中國特有的珍貴用材樹種(劉寶等， 2014)，而發(fā)展栽培人工林，亟需壯苗(楚秀麗等， 2014)。施肥是促進閩楠苗木優(yōu)質(zhì)和高效繁育的重要途徑(李彬等， 2019； 施福軍等， 2020)。閩楠光合作用除遺傳基因外，還受到光、CO2、O3、水分、鹽脅迫和肥料等因素影響(韓文軍等， 2003； 王振興等， 2012； 于浩等， 2018； 賈劍波等， 2019)，目前，施肥對閩楠光合作用的影響研究主要集中在氮肥上(李彬等， 2019； 施福軍等， 2020)，而磷肥、鉀肥和氮磷鉀配合施肥對閩楠光合作用的影響，及調(diào)控光合產(chǎn)物形成、轉(zhuǎn)化和酶活性，從而影響植株生長的研究未見報道。鑒于此，本研究分析不同氮、磷和鉀施肥處理對閩楠幼苗光合色素含量、光合作用參數(shù)、葉片內(nèi)含物及酶活性的影響，探討氮、磷和鉀施肥如何偶合調(diào)控閩楠光合碳固定，為閩楠壯苗培育和科學施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于福建農(nóng)林大學科技園田間苗圃(119°23′E，26°09′N)，屬于亞熱帶海洋性氣候，極端氣溫最高42.3 ℃，最低-2.5 ℃，年平均溫度19.6 ℃。降水量1 350 mm，年平均濕度約77%。平均日照數(shù)為1 848 h，≥10 ℃的有效積溫 5 880 ℃，無霜期326天。氣候溫和，雨量充沛。

1.2 試驗設計

試驗采用“3414”最優(yōu)回歸設計肥效試驗方案。設氮、磷、鉀3個因素； 4個施肥水平(0，1，2，3)，0水平為不施肥； 1水平為2水平的0.5倍； 2水平為試驗地常用施肥量； 3水平為2水平的1.5倍，共14個處理。每個處理施肥量如表1(以N、P2O5、K2O計算)。試驗地常用施肥量為每株0.532 g(N)，0.133 g(P2O5)，0.356 g(K2O)。每個處理設3 次重復，每次重復設30株幼苗。試驗采用隨機區(qū)組排列。供試材料為1年生閩楠實生苗。2018 年3 月，選取生長良好、長勢均勻的閩楠幼苗，栽植于25 cm×35 cm塑料盆中，每盆栽植1株。栽培基質(zhì)為V(紅壤)∶V(蛭石)∶V(沙子)=6∶2∶2的混合基質(zhì)，紅壤成土母質(zhì)主要為花崗巖，每盆中含有機質(zhì)含量為23.12 g，pH值為5.30，全N 含量為6.0 g，全P 含量為0.14 g，全K含量為135.64 g。供試肥料為尿素(N，47%)，過磷酸鈣(P2O5，12%)，氯化鉀(K2O，60%)。試驗中磷肥作為基肥結(jié)合上盆一次性施入。氮肥和鉀肥按照閩楠年生長特點，分階段施入不同的肥料量。4月上旬施入氮肥25%、鉀肥20%； 6月上旬施入氮肥35%、鉀肥25%； 8月上旬施入氮肥25%、鉀肥35%； 10月上旬施入氮肥15%、鉀肥20% (楊志堅等， 2021)。采取常規(guī)水分管理，保持田間持水量75%左右。

1.3 指標測定

1.3.1 光合生理指標測定 于2018年10月中旬晴天上午9： 00—10： 00期間進行光合生理指標測定。每個試驗處理選擇3株標準苗，每株選取當年生光照良好、方向相同、無病蟲害、長勢較一致的新梢頂芽下第3片成熟功能葉片3片，采用Li-6400便攜式光合測定儀測定凈光合速率(net photosynthetic rate,Pn)，蒸騰速率(transpiration rate, Tr)，氣孔導度(stomatal conductance,gs)，胞間CO2濃度(intercellular CO2concentration,Ci)，水分利用效率(water use efficiency, WUE)為凈光合速率(Pn)/蒸騰速率(Tr)的值，每個指標測3次。測定時飽和光強設為1 200 μmol·m-2s-1，空氣流速為 500 μmol·s-1，溫度控制在(25±1)℃，CO2濃度為400 μmol·mol-1(徐曉迪等， 2017)。在每次葉片光合參數(shù)測定后，采集葉片，迅速帶回實驗室用液氮處理，除去葉脈將剩余剪為 2 mm 左右細絲，混勻供測定光合色素、內(nèi)含物含量及相關(guān)酶活性。

1.3.2 葉片內(nèi)含物含量測定 可溶性糖和淀粉含量采用蒽酮比色法測定； 可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250 法測定(向芬等， 2019)； 丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測定(劉連濤等， 2007)。

1.3.3 酶活性測定 多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性測定鄰苯二酚比色法(逯紅棟等， 2006); 谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase，GS)活性測定采用鐵絡合比色法； 硝酸還原酶(nitrate reductase, NR)活性采用活體法(王月福等， 2003)； 酸性磷酸酶(acid phosphatase，ACP)活性參照林啟美等(1991)的測定方法。

1.3.4 植株C增長量及N、P和K元素吸收量測定 2018年3月(施肥開始時)，從所有參試植株中選15株長勢均勻、健康完好、無病蟲害的植株作為標準株。2018年12 月(施肥結(jié)束后)，在每個處理90株參試植株中選取9株標準株。對標準株進行完株取樣，裝入干凈塑料袋，帶回試驗室，洗凈，陰干。樣品在105 ℃條件下殺青15 min，并于75 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量，用電子天平(Metiler Toledo, AL204)稱植株的干物質(zhì)量。用植物粉碎機分別將植株磨碎后過0.5 mm 塑料篩制成分析樣品，裝入自封袋內(nèi)用于測定全氮、全磷和全鉀的含量，各處理重復3次。稱取1.00 g樣品，用H2SO4-HClO4消煮法制備待測液，用于N、P和K含量的測定，采用凱氏定氮法測定N含量(Shanghai Hongji，ATN-300)，采用鉬銻抗比色法測定P含量(Unico，UV-2600A )，采用原子吸收分光光度計法測定K含量(Beijing Dongxi，AA7002)(羅歡等， 2014)。植株C增量(N、P和K元素)(mg·plant-1) = 試驗結(jié)束時植株生物量×C含量(N、P和K元素)- 試驗開始時植株生物量×C含量(N、P和K元素)，結(jié)果見表2。

表2 閩楠幼苗N、P、K和C元素的增量①Tab.2 Increment of N, P, K and C element in Phoebe bournei seedlings under N, P and K fertilization

1.4 數(shù)據(jù)處理

“3414”試驗共14個處理，分析氮磷鉀肥單因素作用，雙因素互作及三因素互作。單因素作用分析，在磷鉀肥固定“2”水平時，設T2-3、6和11分別為施氮水平的0、1、2、3水平； 在氮鉀肥固定“2”水平時，設T4-7分別為施磷水平的0、1、2、3水平； 在氮磷肥固定“2”水平時，設T8-9、6、10分別為施鉀水平的0、1、2、3水平。雙因素互作分析，在鉀肥固定“2”水平時，氮磷互作試驗設T2、T3、T4、T5、T6、T7、T11和T12； 在磷肥固定“2”水平時，氮鉀互作試驗設T2、T3、T6、T8、T9、T10、T11和T13； 在氮肥固定“2”水平時，磷鉀互作試驗設T4、T5、T6、T7、T8、T9、T10和T14。T1-14為氮磷鉀三因素互作試驗。用Excel 2013軟件進行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 16.0進行差異顯著性檢驗(LSD法，顯著性水平設為0.05)、相關(guān)分析、通徑分析及極差分析。用Excel 2013軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對閩楠幼苗葉片光合色素的影響

不同N、P、K施肥量顯著影響閩楠幼苗葉片光合色素(P<0.05)(圖1)。所有施肥處理的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總含量及葉綠素a/b均大于T1(對照)，T10處理葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素、葉綠素總含量均最高，T11處量葉綠素a/b比值最大，說明N、P、K施肥有利于提高葉綠素a、類胡蘿卜素和葉綠素總含量，且在高鉀施肥水平促進作用最大，在高氮施肥水平有利于提高葉綠素a/b比值。葉綠素b含量只有T11小于T1，其余均大于T1，T3處理含量最高，說明除高氮施肥水平抑制葉綠素b含量外，其余氮磷鉀施肥均促進葉綠素b含量提高。通過極差分析可知，氮磷鉀不同施肥方式顯著影響葉片光合色素含量(表3)，氮磷鉀配施極差最大，其次為氮鉀配施。

表3 氮磷鉀施肥方式對閩楠幼苗葉片光合色素影響的分析①Tab.3 Analysis of the effect of NPK fertilization modes on photosynthetic pigment in leaves of P. bournei seedlings

圖1 不同氮磷鉀施肥處理對閩楠幼苗葉片光合色素含量的影響Fig. 1 Effects of different N, P and K fertilization treatments on photosynthetic pigments content in leaves of P. bournei seedlings*表示同一指標不同氮磷鉀施肥處理間在0.05水平上差異顯著。下同。* on the legend indicate significant difference at 0.05 level among N, P and K fertilization treatments in the same index. The same below.

2.2 施肥對閩楠幼苗葉片光合作用的影響

進入葉片胞間CO2是光合作用的底物，直接反映光合作用的大??； 適當?shù)恼趄v速率有利于植物吸收水分，保持固有的水分供細胞利用，葉片胞間的CO2和蒸騰作用中的 H2O吸收利用，均可受施肥等外界環(huán)境影響(張毅龍等， 2014； De Souza Kulmannetal., 2021)。本研究中，不同氮磷鉀施肥處理顯著影響閩楠幼苗光合作用(P<0.05)(圖2)。所有處理的蒸騰速率(Tr)，凈光合速率(Pn)，水分利用效率(WUE)和葉片胞間CO2濃度(Ci)氣孔導度(gs)均大于T1(對照)，說明氮磷鉀施肥提高閩楠幼苗的光合、蒸騰和水分利用能力。其中，T4處理Tr最低，WUE和Ci最高； T6處理Pn最高，Ci最低； T10處理Tr最高，T13處理Ci最高，說明中水平的氮磷鉀施肥最有利于提高凈光合速率，無磷施肥最有利于水分利用和提高胞間CO2濃度，但不利于蒸騰作用； 而高水平施鉀卻最有利于蒸騰作用。通過極差分析可知，氮磷鉀不同施肥方式顯著影響光合作用指標(表4)。在所有光合作用指標中，極差最大的為氮磷鉀配施； 在Ci、Tr和WUE指標中為極差值排在第二磷鉀配施，在gs和Pn指標中為氮鉀配施； 極差最小的為，在Ci和WUE指標中為單施鉀肥，在Tr、gs和Pn指標中為單施磷肥。

圖2 不同氮磷鉀施肥處理對閩楠幼苗葉片光合作用的影響Fig. 2 Effects of different N, P and K fertilization treatments on photosynthesis in leaves of Phoebe bournei seedlings

表4 不同氮磷鉀配施方式對閩楠幼苗葉片光合作用的影響Tab.4 Analysis of the effect of NPK fertilization modes on photosynthesis in leaves of P. bournei seedlings

2.3 施肥對閩楠幼苗葉片內(nèi)含物的影響

不同氮磷鉀施肥處理顯著影響閩楠葉片內(nèi)含物的含量(P<0.05)(圖3)。所有處理的葉片可溶性糖含量，可溶性蛋白和MDA含量均小于T1(對照)，而淀粉含量均大于T1，說明氮磷鉀施肥有利于葉片淀粉含量的提高，抑制了葉片可溶性糖含量，可溶性蛋白和MDA含量。T14處理可溶性糖含量最低，T8處理可溶性蛋白含量最低，T12處理MDA含量最低，T6處理淀粉含量最高。通過極差分析可知，氮磷鉀不同施肥方式顯著影響葉片內(nèi)含物含量(表5)。在所有光合作用指標中，極差最大的為氮磷鉀配施； 其次為氮磷配施； 而極差最小的，在可溶性糖、淀粉和MDA含量指標中為單施鉀肥，在可溶性蛋白含量指標中為單施磷肥。

圖3 不同氮磷鉀施肥處理對閩楠幼苗葉片內(nèi)含物含量的影響Fig. 3 Effects of different N, P and K fertilization treatments on in clusion content in leaves of P. bournei seedlings

2.4 施肥對閩楠幼苗葉片酶活性的影響

不同氮磷鉀施肥處理顯著影響閩楠葉片酶的活性(P<0.05)(圖4)。所有處理的葉片硝酸還原酶(NR)的還原酶活性，氨酰胺合成酶(GS)活性和酸性磷酸酶(ACP)活性均大于T1(對照)，而多酸氧化酶(PPO)活性均小于T1，說明氮磷鉀施肥提高葉片NR、GS和ACP酶活性，抑制PPO酶活性。T5處理的NR最大，T6處理的ACP酶活性最大，T9處理GS和PPO酶活性最大，T8處理PPO酶活性最小，說明不同酶活性對不同氮磷鉀施肥響應不同，低水平施P最有利于NR酶活性的提高，低水平施K最有利于GS提高，不施鉀PPO酶活性抑制最大，對中等施氮磷鉀最有利于ACP酶活性提高。通過極差分析可知，氮磷鉀不同施肥方式顯著影響葉片酶活性(表6)。在所有光合作用指標中，極差最大的為氮磷鉀配施； 極差值排在第二的，在NR、GS和ACP酶活性指標中為磷鉀配施，在PPO酶活性指標中為氮磷配施； 極差最小的，在NR和ACP酶活性指標中為單施鉀肥，在NR和GS酶活性指標中為單施氮肥，在PPO酶活性指標中為單施磷肥。

圖4 不同氮磷鉀施肥處理對閩楠幼苗葉片酶活性的影響Fig. 4 Effects of different N, P and K fertilization treatments on enzyme activity in leaves of P. bournei seedlings

表5 氮磷鉀配施方式對閩楠幼苗葉片內(nèi)含物含量的影響Tab.5 Analysis of the effect of NPK fertilization modes on inclusion content in leaves of P. bournei seedlings

表6 氮磷鉀配施方式對閩楠幼苗葉片酶活性的影響Tab.6 Analysis of the effect of NPK fertilization modes on enzyme activity in leaves of P. bournei seedlings

2.5 閩楠幼苗葉片各指標與植株N，P，K吸收量的相關(guān)性

通過對不同施肥方式下植株N、P和K元素的吸收量和葉片色素含量、光合指標、內(nèi)含物含量及酶活性各指標之間相關(guān)關(guān)系分析，判斷植株N、P和K元素的吸收與葉片各指標的影響程度，如表7所示。N增量與葉綠素a含量、葉綠素總含量、Pn、WUE、ACP酶活性、NR酶活性和C增量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與葉綠素b含量、類胡蘿卜素含量、葉綠素a/b比值、Tr、gs、淀粉含量、GS酶活性呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與可溶性糖、可溶性蛋白和MDA呈負相關(guān)。P增量與gs、Pn、ACP酶活性、PPO酶活性和C增量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與葉綠素b含量、WUE、NR酶活性呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。K增量與葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素總含量、Tr、Pn、淀粉含量、ACP酶活性、NR酶活性和C增量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與WUE呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。

表7 閩楠幼苗葉片各指標與植株N，P，K吸收量的相關(guān)分析①Tab.7 Correlation analysis of the N, P, K uptake of the plant and the indexes of leaves in P. bournei seedlings

2.6 閩楠幼苗光合碳固定主導影響因素

通過逐步回歸分析，篩選出影響閩楠幼苗光合碳固定的主導因素。建立了不同施肥方式下N，P和K吸收量、葉片色素含量、光合指標、內(nèi)含物含量及酶活性共21個指標，對閩楠幼苗C增量的逐步回歸方程，得出植株C增量=103.483+10.584·X1-23.067·X2-0.504·X3-131.159·X4+18.697·X5+1 644.908·X6-144.948·X7+161.728·X8-578.593·X9(P<0.05，R=0.956), 其中X1為葉綠素總量，X2為葉綠素a/b比值，X3為Ci，X4為Tr，X5為WUE，X6為淀粉含量，X7為可溶性蛋白含量，X8為ACP酶活性，X9為NR酶活性。由此可得，葉綠素總量、葉綠素a/b比值、Ci、Tr、WUE、淀粉含量、可溶性蛋白含量、ACP和NR酶活性是施肥影響閩楠幼苗C增量的主要因素。

從逐步回歸分析中篩選到的9個主要因素指標進一步與閩楠幼苗C增量作通徑分析得出(決定系數(shù)為0.917，剩余通徑系數(shù)為0.353)(表8)，葉綠素總量、WUE、淀粉含量和ACP酶活性的直接通徑系數(shù)均為正值，對C增長有促進作用，最大為ACP酶活性，其次是淀粉含量，最小的為葉綠素總量。而葉綠素a/b含量、Ci、Tr、可溶性蛋白含量和NR酶活性的直接通徑系數(shù)為負值，對C增長有抑制作用，最大為Ci，其次為Tr，最小為NR酶活性。植株C增長與葉綠素總量、WUE、淀粉含量和NR酶活性呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與ACP酶活性呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。葉綠素總量通過WUE對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，葉綠素a/b比值通過ACP酶活性對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，Ci通過WUE對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，Tr通過淀粉含量和WUE對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，WUE通過Ci對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，淀粉含量通過ACP酶活性對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，可溶性蛋白含量通過淀粉含量對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，ACP酶活性通過淀粉含量和NR酶活性對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大，NR酶活性通過WUE和ACP酶活性對植株C增量的間接通徑系數(shù)最大。

表8 閩楠幼苗植株C增量的通徑分析Tab.8 Path analysis of plant C increment in P. bournei seedlings

3 討論

3.1 氮、磷、鉀施肥促進閩楠光合色素合成

葉綠素是光合作用的光敏催化劑，其含量和比例變化可反映植物適應和利用環(huán)境因子的能力(Xiongetal., 2015； 周佳民等， 2019)。閩楠幼苗N增量與葉片光合色素均呈顯著正相關(guān)，與葉綠素a含量和葉綠素總量呈極顯著正相關(guān)，在高氮施肥水平有利于提高葉綠素a/b比值，說明施氮肥可以顯著提高閩楠幼苗光合色素含量，特別是葉綠素 a，可能由于閩楠幼苗屬陰生植物(劉寶等， 2014)，氮作為葉綠素主要組成元素，施氮后葉片提高葉綠素a含量可以捕捉更多紅光(許改平等， 2014)，提高葉綠素b可以充分吸收藍紫光，提高類胡蘿卜素含量保護葉綠素不受光氧化損害(Cheminantetal., 2011； 劉建福等， 2014)，但葉綠素 a 在閩楠幼苗葉片利用光能時卻起關(guān)鍵性作用(劉寶等， 2014)，這與施福軍等(2020)的研究結(jié)果相同。P吸收量只與葉綠素b含量呈顯著正相關(guān)，說明施磷肥更利于葉綠素b含量的提高，可能施磷能更有效地促進光化學量子產(chǎn)額的增加(王陽等， 2021)，為葉綠a向葉綠素b轉(zhuǎn)化提供能量(王平榮等， 2009)。K吸收量與葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總量呈極顯著正相關(guān)，且高水平施鉀對閩楠的光合色素促進作用最大，可能施鉀可以激化閩楠幼苗體內(nèi)多種酶的活性，為葉綠素a和b合成提供輔酶(杜俊卿等， 2004)。由此，氮磷鉀三因素配施對各種光合色素影響最大，其次為氮鉀配施，最小的為單施磷肥； 并在T10(N2P2K3)處理中，各光合色素含量均最高。

3.2 氮、磷、鉀施肥提高閩楠葉片光合作用

N增量與Pn、WUE呈極顯著正相關(guān)，與Tr和gs呈顯著正相關(guān)，可能閩楠施氮后，加大氣孔導度，既提高CO2的固定量，也增大了蒸騰速率，但降低了單位碳同化的水分耗散，提高水分利用效率(張毅龍等， 2014)，說明施氮是通過提高水分利用效率來提高閩楠的光合作用。P增量與gs、Pn呈極顯著正相關(guān)，與WUE呈顯著正相關(guān)，無磷施肥處理(T4)最有利于水分利用和提高胞間CO2濃度，但不利于蒸騰作用，可能磷素能促進光合作用的酶促反應和能量傳遞，提高細胞氣孔CO2的利用率，增強水分利用，減少了氣孔內(nèi)的壓力，促進葉片氣體交流，從而提高光合作用(王東光等， 2016； De Souza Kulmannetal., 2021)，說明施磷肥是通過提高C同化效率來增強閩楠的光合作用。K增量與Pn呈極顯著正相關(guān)，與WUE呈顯著正相關(guān)，高水平施鉀肥最有利于蒸騰作用，單施鉀肥方式中胞間CO2濃度(Ci)極差最小，這可能因為K+促使閩楠葉片氣孔開放，提高CO2的吸收和蒸騰作用，從而提高光合作用(羅凡等， 2014)，說明施鉀肥是通過葉片氣孔開放提高閩楠光合作用。因此，N、P和K肥三因素配施，才能從擴大氣孔，提高水分利用效率和碳同化效率這三個環(huán)節(jié)互相配合去提高閩楠的光合能力，并在T6(N2P2K2)處理中達到最大。

3.3 氮、磷、鉀施肥調(diào)控閩楠光合產(chǎn)物代謝

本研究中，N增量與C增量呈極顯著正相關(guān)，與葉綠體總量呈極顯著正相關(guān)，與淀粉含量呈顯著正相關(guān)，與可溶性糖、可溶性蛋白和MDA含量呈負相關(guān)?？赡荛}楠吸收N后，促進葉片光合作用，產(chǎn)生可溶性糖，進入氮代謝，合成蛋白，減少葉片可溶性糖含量(施福軍等， 2020)，新產(chǎn)生的蛋白一部分，保護了細胞膜的完整性，降低MDA含量，延緩葉片衰老(王渭玲等， 2003； Namvaretal., 2015)；另一部分提高了葉綠體中的類囊體蛋白，減少葉片中可溶性蛋白含量(羅杰等， 2017)，促進葉片光合作用，產(chǎn)生更多可溶性糖，進而促進碳代謝，提高淀粉含量，說明閩楠施氮是通過增強氮代謝來提高碳固定。P增量與C增量呈極顯著正相關(guān)，與葉片的內(nèi)含物成分無顯著相關(guān)，說明P僅顯著影響閩楠葉片的光合同化作用，而對于光合產(chǎn)物的代謝無顯著影響。K吸收量與淀粉和植株C增長量呈極顯著正相關(guān)，可能閩楠吸收K后，提高相應酶活性，增強葉片光合作用，產(chǎn)物增多，促進細胞碳代謝，提高淀粉含量，為苗木生長儲存能量(Geigenberger, 2011； 李亞姝等， 2020)。

酰胺合成酶(GS)是參與氨同化過程的關(guān)鍵酶(向芬等， 2019)，硝酸還原酶(NR)是植物體內(nèi)硝態(tài)氮同化的調(diào)節(jié)酶和限速酶, 這2種酶共同調(diào)節(jié)氮代謝，影響光合碳代謝(唐曉清等， 2013； Zhangetal., 2017)。氮磷鉀施肥提高閩楠葉片GS和NR酶活性，N、P和K吸收量均與NR酶活性呈極顯著相關(guān)，N和P吸收量與GS酶活性呈顯著相關(guān)性，氮肥、磷肥和鉀肥兩因素配施中，GS和NR酶活性在磷鉀肥配施影響最大； 單因素配施中，單施氮肥影響最小。說明氮磷鉀施肥可加強閩楠幼苗葉片氮代謝，其中硝態(tài)氮代謝強于氨態(tài)氮代謝，與甘薯(Dioscoreaesculent)的研究相同(汪順義等， 2016)，但施氮肥對氮代謝的影響最小。酸性磷酸酶(ACP)是一種水解酶，在植物碳水化合物的轉(zhuǎn)化及蛋白質(zhì)合成中起重要作用(劉攀道等， 2019； 代庭偉等， 2020)。氮磷鉀施肥提高閩楠葉片ACP活性，N、P和K吸收量均與ACP呈極顯著相關(guān)，說明閩楠幼苗施肥后提高碳水化合物的轉(zhuǎn)化及蛋白質(zhì)的合成。多酚氧化酶(PPO)在是植物酚類物質(zhì)合成的關(guān)鍵酶，為植物防衛(wèi)蛋白(馬長青等， 2013； Fuerstetal., 2014)。氮磷鉀施肥降低閩楠葉片的PPO活性，N、P和K吸收量均與PPO無顯著相關(guān)關(guān)系，說明閩楠幼苗氮磷鉀施肥后，降低了酚類物質(zhì)合成，N，P和K吸收提高了閩楠幼苗環(huán)境適應性，促進生長。由此，不同氮、磷、鉀施肥可極顯著的影響葉片內(nèi)含物含量和各種酶活性，T6(N2P2K2)處理效果最好，氮磷鉀三因素施肥影響最大，其次為雙因素施肥，最小為單因素施肥。

3.4 氮、磷、鉀施肥調(diào)控閩楠光合碳固定

為明確氮磷鉀施肥調(diào)控光合生理的機制，將所有的光合生理指標與C增長量進行逐步回歸分析，并進一步作通徑分析，得出N、P、K施肥調(diào)控閩楠葉片生理活動和光合作用，促進C固定。施肥后，當閩楠幼苗吸收N，NR酶活性增強，促進氮代謝，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)增多，一方面促使葉綠體內(nèi)囊體蛋白增多，提高葉綠體含量，另一方面ACP酶活性增強，在內(nèi)囊體蛋白和ACP酶的共同作用下，閩楠葉片葉綠體a/b比值增大，使閩楠幼苗葉片的光合效能增強。當閩楠幼苗吸收P，葉片光合磷酸化作用增強，細胞能量ATP增多，進一步促進蛋白質(zhì)合成，細胞膜蛋白增多，降低了丙二醛含量，保護了細胞的完整性，使細胞光合能力更強。當閩楠幼苗吸收K，開放葉片氣孔，氣孔導度增大，提高氣孔CO2和水分利用效率，增強葉片凈光合能力。閩楠幼苗N、P和K吸收量增大后，均增強了光合能力，提高光合產(chǎn)物(可溶性糖)的輸出，在ACP酶的作用下，進入氮和碳代謝，產(chǎn)生淀粉，為其生長提供物質(zhì)和能量。同時當葉片中淀粉含量達到一定值后，淀粉通過負反饋ACP酶和WUE，降低葉片的光合作用，從而使閩楠光合產(chǎn)物產(chǎn)出和利用達到平衡。

4 結(jié)論

N、P、K配施后，閩楠葉片的對光合色素含量、水分利用效率、光合磷酸化、碳同化效率、葉片內(nèi)含物含量和相應酶活性影響最大，其次為氮鉀配施，最小的為單施磷肥，T6(N2P2K2)處理效果最好，進一步分析作用機制認為：1) 施NPK肥后，提高了閩楠葉片的光合色素含量，特別是葉綠素a，進而提高了閩楠幼苗的光合、蒸騰和水分利用能力，利于葉片淀粉含量的提高，抑制葉片可溶性糖含量，可溶性蛋白和MDA含量，提高葉片NR、GS和ACP酶活性，抑制PPO酶活性。2) N、P和K肥對光合碳固定作用不同。施氮肥后，NR酶活性增強，促進氮代謝，主要提高葉綠素 a，增強水分利用效率，提高光合作用，提高淀粉含量，促進光合碳固定。 3) 施磷肥則主要提高葉綠素b含量，增強葉片光合磷酸化作用，降低了MDA含量，保護細胞完整性，提高C同化效率，但對于光合產(chǎn)物代謝無顯著影響。 4) 施鉀肥可同時提高葉綠素a和b含量，增大氣孔導度，提高氣孔CO2和水分利用效率，增強葉片光合作用，促進光合碳固定。 5) N、P和K元素相互協(xié)調(diào)，相互制約的影響著光合碳固定，其中葉片ACP酶、WUE和淀粉含量是施肥調(diào)控光合碳固定的關(guān)鍵點。