緩釋配方肥提升胡椒果實(shí)灌漿的機(jī)制研究

祖超，李文平，李志剛，王燦，魚歡，鄭維全，楊建峰

(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所，海南 萬寧 571533；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部香辛飲料作物遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 萬寧 571533；3.海南省熱帶香辛飲料作物遺傳改良與品質(zhì)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海南 萬寧 571533)

胡椒(PipernigrumL.)被譽(yù)為香料之王，是世界熱帶地區(qū)重要經(jīng)濟(jì)作物。因全球熱帶地區(qū)有限，世界胡椒市場長期存在需求旺盛與供應(yīng)不足問題，中國供需矛盾更加突出[1]。增產(chǎn)是解決胡椒產(chǎn)業(yè)主要矛盾的關(guān)鍵。目前生產(chǎn)上常用的增產(chǎn)手段是施肥促花促果，這種技術(shù)施肥量大，所用氮、磷和鉀肥的量分別是胡椒需肥量的2.6、21.6和2.9倍，但是產(chǎn)出只有目標(biāo)產(chǎn)量的40%。這種過量施肥的手段，造成土壤和胡椒的污染，有悖于胡椒產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展。研究科學(xué)施肥調(diào)控胡椒生殖生長，對(duì)于提高胡椒產(chǎn)量和研發(fā)綠色增產(chǎn)技術(shù)具有重要意義。緩釋肥料是一種綠色污染小的環(huán)境友好型肥料，具有利用率高、肥效長、施用方便、省工安全和理化性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)勢，能滿足植物生長時(shí)期所需養(yǎng)分，減少了施肥次數(shù)以及施肥過程中不必要的成本消耗[2]。緩釋尿素可以提高土壤中堿解氮及植株氮的含量，對(duì)光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度也均有提升作用[3]。適宜的施肥量能有效增強(qiáng)文冠果的光合能力，推遲葉綠素的降解時(shí)間，并能保持較長的高光合持續(xù)期，進(jìn)而促進(jìn)新生枝條的生長[4]。研究表明，氮、磷、鉀對(duì)胡椒抽穗、花穗脫落、葉綠素含量、植株干重都有較大的影響[5]。所以，施肥可以通過調(diào)控葉片光合作用、糖類物質(zhì)含量影響植物生殖生長。但是，目前施肥是如何調(diào)控葉片糖類物質(zhì)含量來影響胡椒果實(shí)灌漿的機(jī)制尚不清楚。灌漿期是利用光能的關(guān)鍵時(shí)期，研究表明灌漿期胡椒利用光能對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為52%[6]，淀粉是胡椒果實(shí)的主要組成部分[7]，占胡椒果實(shí)質(zhì)量的50%以上[8]，所以果實(shí)灌漿充實(shí)的過程主要是胚乳細(xì)胞中淀粉生物合成與累積的過程。植物進(jìn)入生殖生長時(shí)期，葉片過渡型淀粉被重新活化，源淀粉儲(chǔ)備的改變會(huì)影響生殖發(fā)育[9]，源庫淀粉含量的改變可能被代謝過程關(guān)鍵酶調(diào)控。葉片中影響淀粉合成的關(guān)鍵酶焦磷酸化酶(EC 2.7.7.27,AGPase)，影響葉片和果實(shí)淀粉降解的關(guān)鍵酶分別為β-淀粉酶(EC 3.2.1.2，BMY)和分支酶(EC 2.4.1.18,SBE)，緩釋肥是否通過影響源葉光合作用、源庫淀粉代謝過程關(guān)鍵酶，進(jìn)而影響淀粉在果實(shí)累積還需要進(jìn)一步研究。在胡椒生殖生長時(shí)期，研究并探明調(diào)控源庫淀粉代謝關(guān)鍵酶活性對(duì)促進(jìn)淀粉在源端降解和庫端累積，進(jìn)而提升果實(shí)千粒重具有重要意義。本研究通過適量施肥和使用緩釋肥相結(jié)合，應(yīng)對(duì)胡椒產(chǎn)業(yè)供需矛盾突出、促果方法不合理等問題，研究科學(xué)施肥促果機(jī)理和技術(shù)，為生產(chǎn)中采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施促果、節(jié)約勞動(dòng)成本、減輕椒農(nóng)的壓力，提高肥料利用率，獲取高產(chǎn)胡椒提供實(shí)用的理論和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

以中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所的瓊海大路胡椒試驗(yàn)示范基地(19°26′N，110°28′E)內(nèi)的投產(chǎn)1年的熱引1號(hào)(PipernigrumL.cv.Reyin No.1)胡椒為試材。其中葉片光合生理、碳代謝相關(guān)參數(shù)選取植株陽面中部枝條，花穗所在葉位下一葉位的完全穩(wěn)定葉，即倒二葉為試材[10]。該區(qū)域年均溫24 ℃，日照時(shí)數(shù)2 155 h，年均降水量約2 072 mm。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)2.5 kg目標(biāo)產(chǎn)量需肥量設(shè)計(jì)緩釋肥(以色列化工集團(tuán)提供)施用試驗(yàn)，緩釋肥在一個(gè)作物周期內(nèi)施用2次，第1次在主花期前施用(8月)，第2次在灌漿期前施用(2月)，設(shè)置3種緩釋肥施用量(T1=1/2需肥量，T2=1需肥量，T3=3/2需肥量)，其中，氮肥為緩釋尿素，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為緩釋KCl肥，2次施肥的同時(shí)施有機(jī)肥(牛糞)15 kg。以傳統(tǒng)施4次速效肥為對(duì)照(CK)(表1)，胡椒主花期前(8月)，主花期間(9月和11月各施1次)，灌漿期前(2月)施用，氮肥為尿素和復(fù)合肥(N 15%,P2O515%,K2O 15%)，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為硫酸鉀肥，其中主花期前和灌漿期前各施有機(jī)肥(牛糞)15 kg。按照表1的方法進(jìn)行化學(xué)肥料施用。每個(gè)處理選取6 株長勢基本一致的植株，每株作為一個(gè)重復(fù)。種植園胡椒株行距為 2 m×2.5 m，植株高約1.5 m，冠幅約1.4 m，東西走向。

表1 不同施肥處理Table 1 Different fertilization treatments g·株-1

1.2.2 果實(shí)性狀和產(chǎn)量測定 在灌漿期施肥處理40 d后，每個(gè)處理取一定量的灌漿期果實(shí)，統(tǒng)計(jì)果穗長度、粒徑、千粒重(LA-S千粒重儀)及稔實(shí)率。在果實(shí)成熟期，把果實(shí)分批次采回后置于烘箱，55 ℃烘干至質(zhì)量恒定，稱重統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量。

1.2.3 光合參數(shù)測定 在灌漿期施肥處理30 d后，采用便攜式光合儀(LI-6400,LI-COR,Lincoln,NE,USA)測定倒二葉 9:00—11:30 時(shí)的凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間二氧化碳濃度(Ci)。

1.2.4 樣品采集 灌漿期施肥處理40 d上午9:00—11:30，采集胡椒植株陽面中部枝條倒二葉，每株選取10片，同時(shí)，采集一定量的果實(shí)，葉片和果實(shí)分別用錫紙包裹，置于冰盒內(nèi)，帶回實(shí)驗(yàn)室浸入液氮中固定20 min左右，放入-80 ℃超低溫冰箱中保存待測淀粉和相關(guān)酶活性。

1.2.5 碳水化合物含量和相關(guān)酶活性測定 稱取 0.1g葉片或果實(shí)樣本于研缽加液氮磨碎，其中葉片選取中間部分[11]，果實(shí)將弱勢粒和強(qiáng)勢粒分開測定，選用蘇州科銘生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的測試盒測定蔗糖[12]、淀粉[13]、AGPase[14]、β-淀粉酶[15]和淀粉分支酶[16]。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 文中數(shù)據(jù)使用SPSS Statistic 25.0軟件進(jìn)行方差分析和多重比較。通過數(shù)據(jù)分析檢測不同施肥處理對(duì)胡椒產(chǎn)量、果實(shí)副性狀、葉片光合作用、淀粉含量和代謝酶活性的影響是否存在顯著差異。采用GraphPad Prism 8.0.2軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 緩釋肥處理對(duì)胡椒產(chǎn)量和千粒重的影響

根據(jù)作物需肥量設(shè)置的緩釋肥處理(T1和T2)，氮磷鉀用量比傳統(tǒng)4次施肥的用量分別降低17%～58%，58%～79%和33%～66%，但是T1和T2卻沒有降低胡椒產(chǎn)量，而且T2處理相對(duì)于CK還增加了13%，但是，在T3高施肥量的情況下，產(chǎn)量反而有所下降(圖1A)，所以，按需施肥，可以在不減產(chǎn)的情況下，減少投入和浪費(fèi)。施用緩釋肥，在按照需肥量的1/2施用時(shí)，產(chǎn)量沒有降低，所以，又分析了影響產(chǎn)量的關(guān)鍵指標(biāo)胡椒果實(shí)千粒重，研究發(fā)現(xiàn)，減量施肥的緩釋配方肥處理(T1和T2)沒有降低胡椒的千粒重(圖1B)，影響胡椒千粒重的關(guān)鍵時(shí)期為灌漿期，接下來需要分析該時(shí)期影響果實(shí)灌漿的關(guān)鍵參數(shù)。

2.2 緩釋肥處理對(duì)胡椒源葉光合作用的影響

灌漿期胡椒葉片光合作用的提升對(duì)產(chǎn)量有顯著貢獻(xiàn)[6]。本研究發(fā)現(xiàn)：施用緩釋肥，可以有效增加葉片光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和蒸騰速率(Tr)，其中，T1、T2、T3處理相對(duì)于CK分別使Pn提高了35%、16%和18%(圖2A)，這就有利于胡椒葉片合成光合產(chǎn)物的量增加，增加胡椒生長所需碳源供應(yīng)量；T2處理相對(duì)于CK使Gs顯著提升了43%；T1、T2、T3處理相對(duì)于CK分別使Tr顯著增加了59%、48%和58%，Gs和Tr的提升，有利于增加胡椒地上部對(duì)碳源的獲取量和根系對(duì)養(yǎng)分的吸收量。所以，施用緩釋肥的T1、T2和T3處理有利于提升胡椒葉片光合能力，奠定了胡椒生長發(fā)育的能量基礎(chǔ)。

2.3 緩釋肥處理對(duì)胡椒源庫蔗糖含量的影響

糖類物質(zhì)在植物灌漿中扮演著重要角色，胡椒是淀粉型種子[7]，淀粉含量占胡椒果實(shí)干質(zhì)量的50%以上[11]，所以，果實(shí)灌漿充實(shí)的過程主要是胚乳細(xì)胞中蔗糖含量逐漸降低，淀粉生物合成與累積逐漸增加的過程，研究蔗糖和淀粉在源庫的積累對(duì)探明胡椒果實(shí)灌漿機(jī)理尤為重要。首先，研究不同施肥處理對(duì)胡椒源庫蔗糖含量的影響，發(fā)現(xiàn)施用緩釋肥沒有顯著影響胡椒葉片蔗糖含量(圖3A)，但是，可以增加強(qiáng)勢粒蔗糖含量，其中T2處理相對(duì)于CK增加了36.58%，T3處理相對(duì)于CK增加了50.93%(圖3B)；緩釋肥處理降低了弱勢粒蔗糖含量，T1、T2、T3分別降低了13.35%、8.69%和17.12%(圖3C)。所以，在胡椒灌漿期，緩釋肥處理對(duì)源器官蔗糖含量無顯著影響，但是，按需施肥的T2和T3處理下強(qiáng)勢粒中的盈余的蔗糖較多，CK處理下弱勢粒中有較多蔗糖盈余。其次，研究不同施肥處理對(duì)胡椒果實(shí)淀粉的影響，由圖3D可知，T1、T2、T3處理顯著降低了灌漿期胡椒源葉淀粉含量，其中T1處理相對(duì)于CK降低了23.72%，T2處理相對(duì)于CK降低了22%；對(duì)果實(shí)中淀粉累積量分析發(fā)現(xiàn)T1、T2、T3處理可以提高強(qiáng)勢粒淀粉含量，但是不顯著(圖3E)，分析弱勢粒淀粉含量，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)施肥處理CK，T1處理顯著提高了弱勢粒果實(shí)淀粉含量達(dá)78.38%，T2顯著提高了72%(圖3F)，所以，緩釋肥處理(T1、T2、T3)可以降低葉片淀粉含量，減少的淀粉有可能轉(zhuǎn)為蔗糖供給果實(shí)發(fā)育，對(duì)果實(shí)的研究發(fā)現(xiàn)緩釋肥處理確實(shí)增加了果實(shí)淀粉累積，但是對(duì)強(qiáng)勢粒的增加不顯著，主要表現(xiàn)為對(duì)弱勢粒的增加。

注：柱狀圖上方n.s.代表不同處理間無顯著差異(P=0.05)。下同。Note:n.s.indicate no significant differences according to the ANOVA in SAS (P=0.05).The same as below.圖1 不同施肥處理的胡椒產(chǎn)量Fig.1 Pepper yield under different fertilization treatments

注：柱狀圖上方小寫字母代表不同處理間差異顯著(P=0.05)，n.s.代表不同處理間無顯著差異。下同。Note:Lowercase letters at the top of bar graph indicate significant differences according to the ANOVA in SAS (P=0.05).The same as blow.圖2 不同施肥處理的胡椒源葉光合作用Fig.2 Photosynthesis of pepper leaves treated with different fertilization treatments

圖3 緩釋肥處理的胡椒源庫蔗糖和淀粉含量Fig.3 Sucrose and starch content of pepper leaves and grains treated with slow-release fertilizer

2.4 緩釋肥處理對(duì)胡椒灌漿期果實(shí)性狀的影響

灌漿期影響產(chǎn)量的關(guān)鍵果實(shí)性狀為果穗長、稔實(shí)率、粒徑和千粒重，研究發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥的3個(gè)處理(T1、T2和T3)都增加了胡椒果穗長和稔實(shí)率，但不顯著，施用緩釋肥的T1和T2處理可以有效增加胡椒果實(shí)弱勢粒粒徑和千粒重，其中T1處理胡椒弱勢粒粒徑相對(duì)于CK增加了22%，千粒重相對(duì)于CK增加了40%(表2)，所以，按需或減量施用緩釋肥，可以促進(jìn)胡椒灌漿期弱勢粒粒徑和千粒重的增加，這是挖掘胡椒產(chǎn)量潛力，在減肥的情況下實(shí)現(xiàn)不減產(chǎn)的關(guān)鍵。胡椒弱勢粒粒徑和千粒重的增加離不開葉片光合作用的增加，以及其向庫端果實(shí)的分配，接下來還需要研究不同施肥處理對(duì)胡椒光合作用和光合產(chǎn)物積累分配的影響。

表2 不同施肥處理的胡椒灌漿期果實(shí)性狀Table 2 Pepper grain characters in fruit filling stage under different fertilization treatments

2.5 灌漿期源葉和果實(shí)糖類物質(zhì)含量與果實(shí)性狀的相關(guān)關(guān)系

灌漿期源葉蔗糖含量與強(qiáng)勢粒和弱勢粒的粒徑、千粒重?zé)o顯著相關(guān)關(guān)系，庫器官強(qiáng)勢粒的蔗糖含量與強(qiáng)勢粒果實(shí)粒徑和千粒重相關(guān)性不顯著，弱勢粒的蔗糖含量與弱勢粒的粒徑顯著負(fù)相關(guān)，與弱勢粒千粒重?zé)o顯著相關(guān)關(guān)系。源葉淀粉含量與強(qiáng)勢粒粒徑無顯著相關(guān)性，與弱勢粒粒徑顯著負(fù)相關(guān)，源葉淀粉含量與強(qiáng)弱勢千粒重?zé)o顯著相關(guān)關(guān)系，強(qiáng)勢粒淀粉含量與果實(shí)粒徑、千粒重正相關(guān)但不顯著，弱勢粒淀粉含量與果實(shí)粒徑和千粒重都呈顯著正相關(guān)關(guān)系(表3)。所以，源庫蔗糖和淀粉含量對(duì)強(qiáng)勢粒果實(shí)性狀影響較小，對(duì)弱勢粒的粒徑和千粒重有顯著影響，調(diào)控源中糖類物質(zhì)更少的向淀粉分配，庫中更多向淀粉分配，有利于增加果實(shí)粒徑和千粒重，糖類物質(zhì)分配對(duì)于產(chǎn)量潛力挖掘具有重要意義。

表3 灌漿期源葉和果實(shí)糖類物質(zhì)含量與果實(shí)性狀的相關(guān)分析Table 3 Correlation analysis between the sugar content of the source leaves and the fruit characters during the filling period

2.6 緩釋肥處理對(duì)胡椒源庫淀粉代謝酶活性的影響

為了更有效地調(diào)控源庫器官糖類物質(zhì)向淀粉的分配，接下來研究了源庫器官中影響淀粉合成和降解的關(guān)鍵酶活性。源庫器官中促進(jìn)淀粉合成的關(guān)鍵酶為AGPase，研究發(fā)現(xiàn)幾種施肥處理對(duì)葉片中AGPase活性影響沒有顯著差異(圖4A)，AGPase活性與源器官葉片淀粉含量呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.45)，所以，適度降低AGPase活性可以降低源葉糖類向淀粉分配。源器官葉片中影響淀粉降解的關(guān)鍵酶為β-淀粉酶，在施用緩釋肥后葉片β-淀粉酶活性略有增加(圖4D)，分析葉片β-淀粉酶和淀粉含量相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)二者為負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.90)，所以，增加源葉β-淀粉酶活性，可以降低源器官淀粉含量。研究不同施肥處理對(duì)庫器官淀粉合成酶AGPase活性的影響，發(fā)現(xiàn)CK和T2處理會(huì)降低果實(shí)AGPase活性(圖4b,c)，分析果實(shí)AGPase活性和淀粉含量相關(guān)性，強(qiáng)勢粒中二者相關(guān)關(guān)系較小(r=0.15)，弱勢粒中AGPase活性和淀粉含量相關(guān)性較大(r=0.46)，所以，增加果實(shí)AGPase活性，可以提升果實(shí)淀粉含量。研究果實(shí)中促進(jìn)淀粉降解的酶淀粉分支酶活性，發(fā)現(xiàn)CK和T2處理降低了淀粉分支酶活性(圖4E,F)，但是分析淀粉分支酶活性和淀粉含量相關(guān)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)無論是強(qiáng)勢粒還是弱勢粒，二者均呈正相關(guān)關(guān)系，可能由于胡椒果實(shí)淀粉主要為支鏈淀粉，所以增加果實(shí)淀粉分支酶活性也有利于增加胡椒果實(shí)淀粉含量。研究還發(fā)現(xiàn)葉片中β-淀粉酶活性提升不僅可以降低源葉淀粉含量(r=-0.90)，還有利于增加強(qiáng)勢粒(r=0.83)和弱勢粒(r=0.80)淀粉含量，所以，β-淀粉酶活性增加對(duì)于源庫淀粉含量的調(diào)控具有重要意義。

圖4 不同緩釋肥處理的胡椒源庫AGPase活性Fig.4 AGPase activity of pepper source library treated with different slow release fertilizers

3 結(jié)論與討論

增產(chǎn)是推動(dòng)胡椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。研究發(fā)現(xiàn)，施用緩釋肥相對(duì)于傳統(tǒng)施肥，在降低施肥量的情況下千粒重沒有減少，所以，施用緩釋肥是可以促進(jìn)胡椒果實(shí)灌漿的，但是，促進(jìn)果實(shí)灌漿的機(jī)制尚不清楚。本研究通過施用不同含量的緩釋配方肥，與傳統(tǒng)施肥進(jìn)行對(duì)比，研究緩釋配方肥對(duì)胡椒光合作用、源庫淀粉含量、果實(shí)粒徑、千粒重和產(chǎn)量的影響，以此來探尋緩釋配方肥促進(jìn)胡椒灌漿的機(jī)理。本研究采用緩釋配方肥施肥2次，傳統(tǒng)施肥需要4次，這就使得省工50%，而施用緩釋配方肥相對(duì)于傳統(tǒng)施肥，氮磷鉀肥用量節(jié)省17%以上時(shí)并沒有顯著降低胡椒產(chǎn)量和千粒重。所以，本研究重點(diǎn)關(guān)注影響胡椒千粒重的關(guān)鍵時(shí)期灌漿期，研究該時(shí)期碳水化合物在源端的形成和積累以及向庫端的分配情況。

首先，葉片的光合作用是影響光合產(chǎn)物總量的關(guān)鍵，研究發(fā)現(xiàn)施用緩釋配方肥可以有效增加胡椒源葉的光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，其中光合速率增加有利于葉片光合產(chǎn)物總量增加，蒸騰速率增加還有利于養(yǎng)分吸收量增加，而施適量的氮肥有利于促進(jìn)植物凈光合速率、營養(yǎng)生長和生殖生長。磷直接參與光合作用中二氧化碳的固定和糖類的形成，為植物所需養(yǎng)料的主動(dòng)吸收提供所需的能量。磷又是作物體內(nèi)許多代謝過程中的重要催化劑，能加強(qiáng)碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)，有利于糖、淀粉的形成和累積[17]。鉀可促進(jìn)植物的光合作用，提高植物對(duì)氮的吸收和利用能力，提高作物中蛋白質(zhì)、碳水化合物的數(shù)量和質(zhì)量[18]。同時(shí)，鉀還可以促進(jìn)碳水化合物和氮的代謝以及光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，有利于花芽分化和果實(shí)灌漿，進(jìn)而影響果實(shí)重量和品質(zhì)。所以，施用緩釋配方肥促進(jìn)胡椒源端葉片光合作用的提升對(duì)于庫端果實(shí)灌漿具有重要意義。

其次，淀粉是胡椒果實(shí)的主要組成部分[7]，占胡椒果實(shí)質(zhì)量的50%以上[8]，所以，研究灌漿期果實(shí)千粒重的增加，主要是研究淀粉在果實(shí)中的累積。植物果實(shí)發(fā)育過程主要是光合產(chǎn)物在源葉的形成累積以及向果實(shí)發(fā)育的庫器官的轉(zhuǎn)運(yùn)的過程[19]。當(dāng)光合速率超過葉片輸出或儲(chǔ)存蔗糖的能力時(shí)，就會(huì)合成淀粉[20]。施用緩釋配方肥，顯著提高了胡椒葉片光合能力，光合產(chǎn)物總量會(huì)增加，但是，測定葉片蔗糖含量并沒有顯著增加，那么，蔗糖可能輸出至庫器官，或者以淀粉的形式儲(chǔ)存于葉片，測定葉片淀粉含量發(fā)現(xiàn)緩釋配方肥處理沒有顯著增加胡椒葉片淀粉含量，因此，緩釋配方肥處理增加的蔗糖主要輸出至庫器官，測定庫器官果實(shí)蔗糖和淀粉含量，發(fā)現(xiàn)輸出至庫器官的糖類物質(zhì)，在緩釋配方肥的作用下，主要以淀粉形式儲(chǔ)存在胡椒果實(shí)中，其中，對(duì)于弱勢粒淀粉含量的增加有顯著促進(jìn)作用，果實(shí)淀粉含量顯著促進(jìn)果實(shí)千粒重增加，所以，這就是緩釋配方肥處理下，胡椒果實(shí)千粒重增加的主要原因。對(duì)于碳水化合物輸出至庫器官，已有研究證明磷鉀養(yǎng)分都有促進(jìn)作用[17-18]，緩釋配方肥的氮磷鉀按需配比適量施用，對(duì)胡椒生長有促進(jìn)作用，提升了葉片光合作用，其中蒸騰速率的提升，有促進(jìn)胡椒對(duì)養(yǎng)分的吸收，這個(gè)良性循環(huán)，促使碳水化合物很好的輸出至庫器官；對(duì)于蔗糖運(yùn)送至庫器官，并轉(zhuǎn)化為淀粉儲(chǔ)存于其中，起關(guān)鍵作用的可能是淀粉代謝相關(guān)酶。

再次，分析淀粉合成和降解相關(guān)酶在源庫器官的活性，發(fā)現(xiàn)，施用緩釋配方肥對(duì)源葉淀粉合成酶(AGPase)活性提升沒有促進(jìn)作用，此酶是葉片淀粉合成的關(guān)鍵限速酶[21]，但是，可以促進(jìn)淀粉降解酶(β-淀粉酶)活性提升，這就使得淀粉不會(huì)過多的積累于葉片，而是以蔗糖形式運(yùn)輸至庫器官，所以β-淀粉酶是可以調(diào)控源葉蔗糖和淀粉比例的。在庫器官，施用緩釋配方肥可以促進(jìn)果實(shí)中AGPase活性的提升，特別是弱勢粒中的AGPase活性可以被顯著提升，施用緩釋配方肥對(duì)果實(shí)中淀粉降解酶(淀粉分支酶)活性沒有顯著影響，所以，在庫器官中AGPase對(duì)調(diào)控碳水化合物在蔗糖和淀粉間的分配貢獻(xiàn)較大。相關(guān)分析結(jié)果表明，源器官的β-淀粉酶活性的提升對(duì)庫器官淀粉含量的增加有較大促進(jìn)作用。在C3植物中，夜晚淀粉降解為水解途徑，β-淀粉酶參與其中起主要作用，白天淀粉降解為磷酸解途徑，α-淀粉酶是該途徑關(guān)鍵酶，而在CAM植物中，白天和夜晚淀粉降解途徑與C3植物相反[22]，那么，在胡椒中β-淀粉酶主要參與哪種途徑完成對(duì)淀粉的降解，還需要進(jìn)一步分析。

綜上所述，本研究施用緩釋配方肥，在氮磷鉀肥用量節(jié)省17%以上時(shí)并沒有顯著降低胡椒產(chǎn)量和千粒重，主要生理機(jī)制為：(1)施用緩釋配方肥促進(jìn)胡椒源端葉片光合作用的提升對(duì)于庫端果實(shí)灌漿具有重要意義；(2)緩釋配方肥的氮磷鉀按需配比適量施用，對(duì)胡椒生長有促進(jìn)作用，提升了葉片蒸騰速率，促使碳水化合物很好的輸出至庫器官；對(duì)于蔗糖運(yùn)送至庫器官，并轉(zhuǎn)化為淀粉儲(chǔ)存于其中，提升果實(shí)千粒重起主要作用；(3)提高源葉淀粉降解酶活性和庫器官果實(shí)淀粉合成酶活性是影響碳水化合物由源至庫，并以淀粉形式儲(chǔ)存于庫中，從而增加產(chǎn)量的關(guān)鍵生理過程。