马尾松种源磷效率研究

选用5个对磷肥反应差异显著的马尾松种源,设计3种磷素水平的盆栽试验以研究马尾松磷效率的种源差异,确立种源磷效率的特异性指标。结果表明:马尾松磷效率的种源差异很大,尤以地处武夷山脉南端的福建武平种源最高,其磷效率高于70%,为最低磷效率种源的2倍左右,该种源在低磷胁迫下具有最大的磷素吸收和利用效率及最高的干物质积累量。在参试的3个南方种源中,广东信宜种源也具有相对较高的磷效率。低磷水平下马尾松种源磷效率与磷素利用效率有关,而与磷素吸收效率相关性较小,磷效率和磷素利用效率高的种源其干物质积累量较高。相关分析表明,低磷胁迫下马尾松种源磷效率与其根体积、侧根数、侧根总长和须根总数等呈显著正相关。结合已有水培和土培试验结果,初步认为侧根总长、侧根数、根体积等根系参数以及根系有机酸分泌物含量、酸性磷酸酶活性等可作为低磷胁迫下马尾松种源磷效率的特异性指标。     

氮素营养对马褂木家系苗木生长效应分析

选用来自贵州黎平马褂木优良种源的23个优树自由授粉家系,设置低氮素和高氮素2种水平的盆栽试验,以研究马褂木家系苗生长对氮素营养的遗传反应差异及所受遗传控制.结果表明:不同氮素水平下,马褂木苗的生长、干物质积累、叶片和根系等性状皆存在显著的家系遗传差异;低氮胁迫将显著抑制马褂木苗叶片发育和根系生长,影响苗高生长和干物质积累,但低氮素水平下生产的光合产物则较多地分配至地下根系部分以促进对氮素的吸收利用;与高氮处理比较,低氮胁迫加大了苗木生长、叶片和根系参数等家系遗传分化,有利于鉴别高氮效率的马褂木优良家系.马褂木家系氮效率差异很大,变化在17.5%～98.8%间,初选出乌10等8个高氮效率且在低氮素水平下生长优良的家系,以及乌11等12个氮肥敏感型而在高氮素水平下生长优良的家系.研究发现,低氮素水平下马褂木苗高、干物质积累量、叶片性状(叶片数、叶片长、叶片宽)、根系参数(根体积、侧根数和须根数)等都受中到强度的家系遗传控制,可用这些子性状评价马褂木家系氮效率.     

毛红椿不同家系磷素利用特性的研究

利用8个对土壤磷素敏感程度各异的毛红椿家系,设置4个磷素水平的土培盆栽试验,研究其不同磷素水平下的磷素利用特性.结果表明:毛红椿对于磷素环境极为敏感,参试的8个家系在少量施磷肥后其干物质积累量比天然红壤基质环境下增长3～19倍.毛红椿不同家系干物质积累量在不同磷素水平下差异巨大,在低磷胁迫下生长最好的家系其干物质积累量是生长最差家系的7倍左右,在高磷水平下生长最好的家系是最差家系的2.6倍左右.磷素吸收量是造成毛红椿家系在不同磷素环境下生长差异的主要原因.相关分析表明:毛红椿家系干物质积累量与苗高和地径、根长、根体积、根表面积、须根数等参数呈显著正相关.初步确定根长、根表面积、根体积、须根数作为耐低磷型优良家系的特异性指标.     

马褂木N素吸收和利用效率家系遗传及N素影响

选用来自贵州黎平马褂木优良种源的23个优树自由授粉家系,设置低N和高N 2种N素水平的盆栽试验,以研究马褂木N素吸收和利用效率的家系遗传变异及N素水平的影响.结果表明:不同家系对N素水平的生长反应差异显著,家系N效率变化在17.5%～98.8%间.根据N效率大小可将参试家系划分为稳定型高N效率和敏感型低N效率两大类.除低N下根系N素利用效率的家系效应较小外,不同N水平下马褂木各器官及全株N素吸收和利用效率的家系差异都达到极显著水平,受较强的家系遗传控制,且N素环境对之影响较小,其家系遗传力在0.511 5～0.963 0之间.低N下稳定型高N效率的马褂木家系具有较高的N,P素吸收效率,进而导致其生长量大,叶片宽大而数量多,须侧根发达,然而试验却发现,高N效率的马褂木家系其叶片N素利用效率却较低.     

不同磷效率马褂木种源对磷胁迫的生理反应

低磷胁迫条件下,植物将以一系列形态、生理、生化和遗传机制主动适应胁迫环境,包括根系对生长环境中难溶性磷的活化,有效吸收、运转、分配及再利用等.植物通过改变对养分的需求以维持自身代谢和改变根系形态、生理机能来增强自身活化和吸收养分的强度[1].具有较高的磷素吸收能力是植物耐低磷胁迫的基础[2],研究低磷胁迫条件下植物的生理生化特性对揭示耐低磷机理具有重要意义.以往在农作物方面有过一些研究[3～6],但在林木方面研究不多.本试验以不同磷效率的马褂木(Liriodendron chinense (Hemsl.)Sarg.)6个种源为材料,试图研究低磷营养胁迫下马褂木种源在膜脂过氧化、可溶性蛋白含量、叶绿素含量及酸性磷酸酶活性等方面的差异及与磷效率的关系,为优良耐低磷马褂木种源的选育提供理论依据.     

马尾松苗木生长和根系性状的GCA/SCA及磷素环境影响

利用待测系经过GCA初步测定的15个马尾松测交系子代,设置低磷与高磷2个磷素水平的盆栽试验,研究马尾松苗木生长和根系参数的GCA/SCA相对重要性及磷素环境的影响.结果表明:不同磷素水平下马尾松测交系苗木生长和根系参数都达到极显著差异,受较强的遗传控制,全同胞遗传力在0.745～0.920.配合力分析结果显示,马尾松生长和根系性状较多地受母本GCA和SCA效应的影响,父本GCA效应则较小.高磷条件下马尾松苗木生长表现尤其是根系性状主要由非加性遗传控制,加性基因效应次之,选配分别来自南部和北部的优良育种亲本进行杂交制种,可以创制生长量大、根系发达的杂交新品种;低磷条件下苗木总根长、根表面积和根体积仍主要由非加性遗传控制,但低磷胁迫却改变了苗高、地径和侧根数的GCA/SCA相对重要性,与高磷水平比较,低磷下这3个性状的GCA效应明显增加而SCA效应明显减小.可通过加强总根长、根表面积和根体积等磷效率特异性指标的SCA育种,选育高磷效率的马尾松新品种.     

模拟氮沉降对低磷胁迫下3个种源木荷幼苗生长及叶片氮磷含量的影响

【目的】讨论不同产区木荷种源在 NH4+-N或 NO3－-N沉降下的生长表现和响应差异,揭示不同形态氮素对木荷生长发育的影响,为在大气氮沉降环境背景下,选育营养高效利用的木荷速生优质新品种提供理论依据。【方法】以木荷北缘种源区－浙江杭州种源、中部种源区－福建建瓯种源和中部靠南边缘种源区－江西信丰种源3个有代表性的木荷种源作为试验材料,模拟不同形态氮沉降( NH4+和NO3－)增加对不同土壤磷素处理下木荷幼苗生长和叶片氮、磷元素含量的影响。盆栽试验设置土壤低磷(1.1 mg·kg －1)处理和高磷(25 mg·kg －1)对照,以人为喷施 NH4 Cl和 NaNO3溶液进行氮沉降模拟,分别设置3个氮沉降量水平：0,80和200 kg·N·hm －2·a －1,试验按完全随机区组设计,每种源每处理重复12株苗。2013年11月收获,测定苗高、地径等生长指标,并分别测定根、茎、叶各部分干物质量和磷、氮含量。【结果】不同形态氮沉降对木荷苗木生长影响差异显著,磷素可提高种源间对氮素的响应差异。在低磷环境下,不同氮处理下木荷植株生物量和根冠比变异系数较大,这为氮沉降下木荷耐受型植株的选择提供了可能。低磷环境下,NO3－-N 对木荷苗木生长促进作用显著,苗高、地径和生物量分别较 NH4+-N处理高4．5%,17．8%和75．2%,叶片氮、磷含量提高,叶片 N：P 比下降。NH4+-N 对木荷植株的生长抑制作用较强,导致叶片磷含量下降,N：P升高,植株受到磷胁迫增强。而在高磷环境下,NH4+-N的促进作用增强,苗高、地径和生物量分别较 NO3－-N处理高13.5%,10.4%和25.4%。无论土壤在高磷还是低磷环境下,NO3－-N 降低叶片N/P比,而 NH4+-N增加叶片 N/P比。木荷种源间对不同形态氮沉降响应差异显著,在土壤低磷环境下,NH4+-N处理抑制了福建建瓯种源和江西信丰种源生长,生物量下降,而杭州种源却在 NH4+-N80处理下,苗高和地径生长较对照分别增加19%和20%。【结论】在低磷环境下,NO3－-N对木荷不同种源幼苗生长促进作用更强,而当土壤磷含量提高时,NH4+-N的促进作用增强,同时苗木生长差异增大。浙江杭州种源对 NH4+-N 的适应性更强,而福建建瓯和江西信丰种源则对 NO3－-N适应性更强。     

乳源木莲苗生长和形态的地理种源分化

利用来自乳源木莲主要分布区的12个种源在福建建瓯和浙江淳安两个试验点开展苗期遗传测定,系统研究苗木生长、苗高生长参数、叶片形态、根系特征和干物质积累等性状的种源遗传差异.研究结果表明:乳源木莲苗的生长、叶片形态、干物质积累量、主根长和根幅等性状存在显著的种源效应.由于乳源木莲侧根相对不发达,一级侧根数和最长侧根长的种源差异未达到统计学上的显著水平,但其绝对值间却相差2.8倍.乳源木莲苗生长和形态等主要性状的种源变异受产地经度和纬度的双重控制,与北部和东部种源相比,来自于南部和内陆的种源其苗高径生长量和苗高生长参数较大,分枝数较多,叶片数多且较宽长.根据苗期种源测定结果,初选出江西全南、龙南和福建连城、沙县、将乐等优良种源,其苗高生长量比对照增加了8.99% ～56.28%.     

低P胁迫对马尾松不同种源根系形态和干物质分配的影响

利用不同地区5个典型马尾松种源，布置3种P水平的盆栽实验，研究马尾松应对低P胁迫时根系形态和干物质分配特征的种源差异。结果表明，P素胁迫的加重导致马尾松干物质积累量的下降和一些根系参数的减小，但植株地下部分的干物质分配量和根系形态参数的相对值却显著增加。低P胁迫下，种源间干物质积累量(包括植株各部分和总的积累量)和侧根数等根系参数差异显著。低P下干物质生产能力较强的福建武平种源对磷肥的敏感性较低，广东信宜和浙江淳安种源次之，类似于大田和水培实验结果。遗传相关分析揭示：侧根发达、须根数量多的种源干物质生产能力强。根体积、侧根数、侧根总长、须根总数等可作为筛选马尾松耐低P种源的有效指标。     

磷素处理条件下澳洲坚果叶片营养诊断研究

本实验利用叶片营养诊断技术研究了不同磷素水平处理对澳洲坚果叶片生理指标的影响。研究结果表明，在不同的磷素水平下，澳洲坚果叶片重，叶片氮、磷、钾、钙、镁等元素含量，叶片光合效率都受到不同程度的影响。研究表明，澳洲坚果叶片光合作用达到最高效率，最利于树体营养积累的磷肥标准为150mg／kg-500mg/kg。     

磷素环境与马褂木种源的生长和干物质积累

自然土壤中有效磷含量很低,难以满足植物最佳生长的需要。据统计,在全世界13·19亿hm2的耕地中约有43%缺磷,而我国耕地则有2/3缺磷(何绪生等,1998)。我国南方地区高温多雨,富铝化作用明显,多数土壤呈酸性或强酸性,磷素固定强烈,土壤有效磷含量仅在1~2mg·kg-1(邱燕等,2003)。虽然施用磷肥的效果显著,但其利用率一般不超过10%,多为土壤固定并转变成植物较难吸收的Ca-P、Fe-P和Al-P等(熊毅,1997)。鉴于植物具有将土壤难溶态磷转化为有效态磷并加以吸收利用的能力,通过选育磷高效利用的植物品种来开发土壤中难溶态的磷素资源,可减小对施用磷…     

马尾松优良种源树高生长对不同磷投入水平的反应

利用５个马尾松优良种源,在肥力较低的缺磷立地上布设种源与磷肥互作试验林,研究优良种源对不同磷投入水平的树高生长反应。结果显示：５个优良种源对磷肥量的反应式样差异很大,有的种源对磷投入非常敏感,有的不敏感。不同种源对磷肥量的反应以及磷的时效性也很不相同。依据各种源对磷投入的不同反应初步制定了相应的幼林施肥原则。研究发现树高生长在种源间的遗传差异与磷环境有关,适当施以磷肥就可显著提高马尾松种源试验效果。与种源效应和磷肥效应相比,虽然种源与磷肥互作效应较小,但不能忽略它的存在。     

木荷种源苗期干物质积累和分配差异

利用28个木荷种源的苗期测定材料,研究了不同种源的干物质积累和分配规律。结果显示:木荷苗期单株及其根、茎、叶各器官的干物质积累量在不同种源区间和种源区内不同种源间存在显著的遗传变异,这种变异主要来源于种源区内种源间,其次是来源于不同种源区间。木荷苗期单株及各器官的干物质积累量呈典型的纬向渐变模式,即南部种源区>中部种源区>北缘种源区,而与经度的相关性较小。研究发现,不同种源区间木荷干物质积累量在地下和地上部分的分配比例(即根冠比)遗传分化较小,变异主要来源于种源区内种源间,木荷种源根冠比表现为随机变异的地理模式,自然分布区内降雨量丰富,较少干旱胁迫可能是其主要的原因之一。     

马尾松种源对磷肥的遗传反应及根际土壤营养差异

利用5a生马尾松种源与磷肥互作试验林，研究不同种源对磷肥的遗传反应式样以及在低(缺)磷环境下的根际营养差异。结果发现，广东高州和广西岑溪两种源对磷肥的反应显著，属于对磷肥敏感型种源。广东信宜和福建武平两种源对磷肥反应不敏感，属于耐低磷型或对磷肥不敏感型种源，而江西崇义种源显著的磷肥效应仅在造林后头2～3年显示。对于根际土的的化学性质，不同种源虽有较大差异，但根际土的有机质、全氮、水解氮和有效磷含量一般显著高于非根际土。不同种源根际对土壤中的磷都具有活化作用和富集作用，尤其是广东信宜和福建武平两种源对土壤磷的活化和富集作用最为强烈，这可初步解释这两个种源对磷肥不敏感、能适应低(缺)磷胁迫的遗传机制。马尾松不同种源根际土壤并未发生明显的酸化。     

低磷胁迫对不同种源马尾松幼苗的影响

对不同种源马尾松在低磷胁迫下形态和生理生化方面的变化进行研究的结果表明:各种源幼苗的苗高、地径的净增量变化趋势一致,P3>P2>P4>P1。随磷浓度的降低根冠比增加,极低磷处理条件下各种源根冠比均最大。低磷逆境下,马尾松针叶MDA含量、保护酶活性(POD、SOD、CAT),以及游离脯氨酸含量均增加,这些指标的变化是马尾松适应低磷胁迫的主要生理影响机制之一。磷浓度为5～10 mg/L时,3个种源幼苗生长最佳。其中,贵州孟关种源较湖南汝城和广西古蓬种源更耐低磷胁迫。     

马尾松优良种源对磷肥的生长反应和肥效持续性

利用闽西地区缺磷立地上的10年生马尾松种源与磷肥交互作用试验林,研究优良种源施用磷肥10年内的生长反应特性和肥效持续性差异.结果表明:5个马尾松优良种源对施用磷肥的生长反应差异显著,进一步证实广东信宜和福建武平是2个耐低磷优良种源,而广西岑溪种源早期生长对磷肥敏感而后期敏感性较小,广东高州和江西崇义2种源在造林头几年的磷肥效应主要体现在树高生长上,10年生时则体现在胸径和材积生长上,应依据种源对磷肥生长反应特性差异科学施用磷肥.各参试种源的肥效大小有异,但都较为明显且持续时间较长.较之树高生长,径生长的肥效高、持续稳定,而高磷处理的肥效大于中磷处理,意味着施用磷肥与应用良种一样皆是营造马尾松速生丰产用材林的重要技术途径.种源与磷肥交互效应虽然在生长早期显著,但在进入快速生长期后则未显现,说明施用磷肥不会改变种源间的相对生长表现.施用磷肥能促进种源间树高生长的分化,但径生长的种源分化却明显减弱.施用磷肥能显著降低各种源林分内个体生长的异质性.