Effects of Different Fertilization Formula on Drought Resistance Physiology of Coffea arabica L. Seedlings MIFang-tian1，LIUJuan，ZHUYong-xin1etal（1.Yunnan AgriculturalUniversiy，Kunming，Yunnan6502O1；2.Forestryand Grassland Service Centerin Zhengdong Town，Pu’er，Yunnan ）

AbstractOeie]Toexploretctsofdientproportooftrog，pospouandpoassiufertlerorohsae physiologyofCfearabicaL.Methd]Usingth“3414”（3factors4levelsand14reatments）forulafertiliztioscheme，-yearld CoferabicLsdinedsatelstalsofdtertltiotratsofeoughtsisatilo calindicators（POD，MDA，ro，SP，CAT）intheleavesofseedlings.[ResultExceptforMDA，physiologicalindicatorssuchasPOD， Pro，SP，and CAT in the leaves of Cofea arabica L. seedlings were higherthan those inthe blank conrol group （ ）；the （mediumnitrogenotasdlowoos）treatsowdtstovellfceparinghrtsalie wasakeyfactoouhtsaofabLivesfrluedec tion of three fertilizer elements. Medium nitrogen and low phosphorus ）are conducive to the effectiveness of potassium fertilizer；medium phosphorus and medium potassium （ ）levels are conducive to the effectiveness of nitrogen and phosphorus fertilizer.[Conclusion] AppropriateferilizationfoulacaeancetedoughtsistancesioofCfrabcaLsdlingAndtdougtesistaeioloi cal indicators of Coffea arabica L. seedling in treatment were the best.

Key wordsCoffea arabica L.；Drought resistance；Physiological indicators；Formula fertilization

小?？Х龋–offeaarabicaL.）屬茜草科（Rubiaceae）咖啡屬（Coffea L.）小灌木，喜陰涼、潮濕環(huán)境[1-2]。云南省是我國最大、最重要的咖啡生產(chǎn)基地，咖啡種植面積及生豆產(chǎn)量均占全國 97% 以上。云南優(yōu)良的地理氣候環(huán)境使小粒咖啡形成了“濃而不苦、香而不烈、略帶果味”的獨(dú)特風(fēng)味，深受國際咖啡市場歡迎[3]。為了做大做強(qiáng)做優(yōu)咖啡產(chǎn)業(yè)，云南省政府部門于2017年出臺了《云南省高原特色現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“十三五”咖啡產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將咖啡產(chǎn)業(yè)列為十大重點(diǎn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之二[4]。然而，在全球氣候變化的大背景下，我國西南地區(qū)持續(xù)遭受干旱威脅，云南是西南地區(qū)干旱最嚴(yán)重的省份，21世紀(jì)以來，云南地區(qū)降水減少，高溫干旱事件有增強(qiáng)增多趨勢[5]。小?？Х葘Ω珊得舾?，輕度干旱可引起咖啡葉片氣孔開張率降低、光合效率下降，嚴(yán)重干旱直接導(dǎo)致葉綠素降解、細(xì)胞膜解體[6-7]。干旱對云南咖啡產(chǎn)業(yè)的威脅日益嚴(yán)峻，普洱、保山等地出現(xiàn)咖啡樹干枯死亡，部分咖啡樹只開花不結(jié)果的現(xiàn)象。董建華等研究表明，過氧化物酶（POD）活性、脯氨酸（Pro）和丙二醛（MDA）含量在輕度水分脅迫下出現(xiàn)上升變化。陳凱等[8-9]研究顯示，在缺水逆境下，小粒咖啡幼苗葉片MDA含量升高，3個抗旱相關(guān)指標(biāo)活性也呈現(xiàn)上升變化。蕭自位等[運(yùn)用隸屬函數(shù)的方法評價了4個小粒種咖啡品種葉片光合生理指標(biāo)的抗旱性。合理施肥可增加植物的抗逆性，尤其是在缺水條件下，適當(dāng)施用氮、磷、鉀肥可提高植物葉片中可溶性蛋白（SP）MDA、POD和過氧化氫酶（CAT）等抗旱生理指標(biāo)的含量[12-14，17]。針對小粒咖啡抗旱育苗的相關(guān)研究，國內(nèi)少有公開報道。因此，對小?？Х乳_展抗旱育苗的研究，明確抗旱機(jī)理具有重要意義。

1材料與方法

1.1試驗材料試驗以普洱地區(qū)小?？Х戎髟云贩N“鐵畢卡”為研究材料。采集新鮮種子，在熱作學(xué)院溫室大棚培育出1年生的實(shí)生幼苗，選擇生長健壯、苗高相近的幼苗洗凈備用。育苗容器使用 10cm×15cm 的營養(yǎng)袋，培養(yǎng)基質(zhì)為石英砂。將石英砂在次氯酸鈉中浸泡 36h ，洗凈后 烘干8h ，冷卻后裝袋，將小?？Х扔酌缫浦踩霠I養(yǎng)袋。供試肥料為尿素（氮 46.3% ）、氯化鉀（鉀 46.3% ）、過磷酸鈣（有效磷12% 水溶磷 7% ）。

1.2試驗設(shè)計試驗在熱作學(xué)院溫室大棚中進(jìn)行，采用“3414\"方案，設(shè)計氮、磷、鉀3個因素，每因素4個水平，共14個處理，每個處理重復(fù)3次。4個水平的含義：0水平指不施肥；1水平 =2 水平 水平指當(dāng)?shù)刈罴咽┓柿浚?g 袋），根據(jù)董云萍等[15]研究數(shù)據(jù)換算得出；3水平 =2 水平 ×1.5 （該水平為過量施肥水平）。分3次施肥，每次間隔 20d 。試驗過程中，其他撫育管理措施完全一致。設(shè)計方案見表1，其中 為空白對照。

1.3取樣與測定最后一次施肥完成后間隔15d，采集葉片測定抗旱性相關(guān)酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量。使用試劑盒（南京建成生物工程研究所提供）測定POD、MDA、Pro和CAT的含量：SP含量采用考馬斯亮藍(lán)法測定。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析使用專業(yè)統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS20.0進(jìn)行方差分析，采用Excel軟件制作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1不同施肥處理對小?？Х瓤购瞪碇笜?biāo)的影響由表2可知，施肥處理下小粒咖啡各項抗旱生理指標(biāo)與 相比達(dá)到顯著差異，抗旱生理指標(biāo)表現(xiàn)較好的是 、 ；表現(xiàn)較差的是N1、P2、N3、P2、K2和 。比較 $＼mathrm{N_{0}P_{2}K_{2}}＼ 、＼mathrm{N_{2}P_{0}K_{2}}＼ 、＼mathrm{N_{2}P_{2}K_{0}}3$ 個處理， 優(yōu)于 5 優(yōu)于 ，表明鉀肥是影響小?？Х瓤购瞪淼年P(guān)鍵因素。

2.2氮、磷、鉀的互作效應(yīng)對小?？Х瓤购瞪碇笜?biāo)的影響

2.2.1中等水平氮（ 下磷肥和鉀肥互作分析。如圖1所示，氮肥為中等水平（ ）時，當(dāng)磷肥為低水平（ 時，除CAT外，小?？Х萂DA、POD、Pro、SP等抗旱生理指標(biāo)隨鉀肥施用量均無增加；當(dāng)磷肥為中等水平（ 時，除MDA外，小?？Х?CAT，POD，Pro，SP 等指標(biāo)隨鉀肥施用量增加而升高。在中等水平氮背景下，比較低水平磷處理和中等水平磷處理，前者的指標(biāo)表現(xiàn)更好，因此，中等水平氮、低水平磷（ ）對鉀肥效應(yīng)有促進(jìn)作用。

2.2.2中等水平磷 ）下氮肥和鉀肥互作分析。由圖2可知，磷肥施用量為中等水平（ 時，當(dāng)鉀肥為低水平K時，除 Pro 外，小?？Х鹊?CAT，POD，MDA，SP 等抗旱生理指標(biāo)隨氮肥施用量增加而升高；當(dāng)鉀肥為中等水平（ 時，除POD基本不變外，其余指標(biāo)均隨氮肥施用量增加而升高，這說明鉀肥可以促進(jìn)氮肥的肥效。在中等水平磷肥背景下，比較低水平鉀處理和中等水平鉀處理，后者的指標(biāo)表現(xiàn)更好，因此，中等水平磷、鉀（ ）對氮肥肥效有促進(jìn)作用。

2.2.3中等水平鉀（ ）下氮肥和磷肥互作分析。圖3所示，鉀肥施用量為中等水平（ ）時，低水平氮（ ）條件下，除CAT外，小?？Х鹊腜OD、MDA、Pro、SP等抗旱生理指標(biāo)隨磷肥施用量增加而降低；中等水平氮（ ）條件下，SP和MDA隨磷肥施用量增加而增加，POD和CAT隨著磷肥施用量的增加而降低， Pro 基本不變，總體表明磷肥對氮肥肥效有一定抑制作用。

3討論

氮、磷、鉀在植物生理代謝中起重要作用。氮是構(gòu)成植物體內(nèi)多種重要組成物質(zhì)的必需元素，通過影響這些物質(zhì)的代謝來影響植物的生長發(fā)育。氮充足，植物光合作用強(qiáng)，能夠合成大量有機(jī)物質(zhì)和生物酶，促進(jìn)細(xì)胞生長和分裂，提高對不良環(huán)境的抵抗能力；氮不足，植物生長發(fā)育遲緩，抵抗不良環(huán)境能力下降。磷是合成植物遺傳物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換物質(zhì)的必需元素，影響植物重要代謝活動，如光合與呼吸作用、能量存儲傳遞等[16]；磷還有利于植物根系發(fā)育，使植物根系深人土層吸水，增強(qiáng)植物抗旱能力[16]。鉀是植物體內(nèi)重要的小分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)；鉀肥通過調(diào)控氣孔、調(diào)節(jié)滲透和維持細(xì)胞膨壓等方式，可減少植物組織中由干旱引起的活性氧的含量，緩解干旱給植物帶來的不良影響[14]。目前，國內(nèi)外學(xué)者對氮、磷、鉀施肥的研究主要集中在肥料配比、生理生化、生長發(fā)育3方面[17]。當(dāng)遭遇干旱等不良環(huán)境，植物通過調(diào)整細(xì)胞生理生化過程可以對不良環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)反應(yīng)[18]。張珍賢等[研究表明，干旱脅迫時，施氮、磷肥均能減緩咖啡葉片相對含水量的下降速度，施氮、磷肥有利于改善干旱脅迫下咖啡的光合特性。

MDA是衡量植物膜脂過氧化程度的關(guān)鍵指標(biāo)，在植物體內(nèi)積累會產(chǎn)生細(xì)胞毒性，損傷植物細(xì)胞活性，影響植物抗性[20-21]。適當(dāng)?shù)氖┓士梢跃徑庑×？Х热~片MDA的積累[17]。該研究表明， 葉片 MDA 積累最多； 葉片 MDA 積累最少?？傮w上看， ，表明氮肥對MDA指標(biāo)影響最大，其次是鉀肥，磷肥影響最弱。

SP可以通過調(diào)節(jié)植物細(xì)胞的滲透勢，緩解干旱不良環(huán)境給植物造成的危害。有研究顯示，植物體內(nèi)SP含量和施肥量存在密切關(guān)系，其含量的積累表現(xiàn)為先增后減[17，22-23] 。該研究證實(shí)，小?？Х扔酌缛~片SP含量與施肥量之間存在明顯的規(guī)律，隨著施肥量從低水平到高水平，SP含量逐漸升高，達(dá)到某一峰值后開始降低，說明適當(dāng)?shù)氖┓柿磕苷{(diào)控SP，可提高小粒咖啡的抗旱能力，而過量施肥會起到相反作用。綜合來看， ，揭示出氮肥是影響小?？Х扔酌缛~片SP含量的最關(guān)鍵因子，其次是鉀肥和磷肥。

干旱逆境是植物產(chǎn)生大量活性氧的重要原因之一，植物組織積累過多的活性氧會影響正常生理過程，進(jìn)而阻礙植物的生長發(fā)育。為了抵抗這種不良環(huán)境，植物組織中抗氧化酶開始發(fā)揮效用，它可以有效清除組織中過量的活性氧。CAT、POD是植物細(xì)胞中的抗氧化酶，該酶活性與植物抗旱能力呈正相關(guān)[12]。Pro作為植物細(xì)胞質(zhì)內(nèi)滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，可提高植物抗逆性[15]。該研究發(fā)現(xiàn)，施肥組與空白對照相比，這3個指標(biāo)均有所增加， 處理綜合表現(xiàn)最好；各指標(biāo)含量隨施肥量增加呈現(xiàn)明顯的先增后減規(guī)律，表明適當(dāng)?shù)氖┓柿靠梢宰屝×？Х扔酌缣幱谧罴训目购瞪頎顟B(tài)。

4結(jié)論

該研究采用“3414”施肥方案對小?？Х扔酌缗嘤_展研究，試驗結(jié)果表明，除MDA外，小?？Х扔酌缛~片CAT、POD、Pro、SP等生理指標(biāo)均高于 ，其中POD、Pro 和CAT3個指標(biāo)受施肥影響最顯著，說明合理施肥可以改善小?？Х扔酌缈购瞪頎顟B(tài)；14個處理中綜合表現(xiàn)最好的是 （尿素 $2.4～＼mathrm{g}/＼$ 袋、磷肥 0.8g 袋、鉀肥 1.2g/ 袋）；鉀肥是氮磷鉀中影響小?？Х瓤购瞪碜钪匾囊蛩?；氮、磷、鉀肥不僅各自單獨(dú)發(fā)揮作用，還表現(xiàn)出協(xié)作效應(yīng)：鉀肥效應(yīng)依賴于中等水平氮、低水平磷（ ；氮肥效應(yīng)依賴于中等水平磷、鉀（ ）；磷肥效應(yīng)依賴于中等水平氮、鉀（ 該研究不僅為小粒咖啡抗旱育苗最佳施肥量提供了量化標(biāo)準(zhǔn)，還為肥料配方設(shè)計指明了重點(diǎn)。

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