论文摘要
毛红椿（Toona ciliata var. pubescens）隶属楝科（Meliaceae）香椿属，是我国亚热带地区新发掘的优良速生珍贵用材树种。我国南方山地地形地貌复杂，造林立地条件千差万别且普遍性地力衰退，选育高效利用立地生产力或对立地环境因子耐性强的毛红椿基因型，有助于推动毛红椿人工林发展和基地建设。试验前期对浙江开化、安徽南陵、江西永丰毛红椿人工家系林进行调查，发现其在地点、坡位及其交互作用间差异极显著。分析表明树高、胸径与地理、气候因子无显著相关性，造林地土壤条件对林分生长起决定性作用，其中土壤氮和磷是影响毛红椿生长的主要立地因子，且氮起了主要的作用。本论文采取盆栽试验方法，利用8个具有代表性的家系，测定分析毛红椿生长状况和根系特性与磷素环境关系，不同氮磷环境下的氮磷积累量、利用效率，以及不同氮磷环境下叶绿素相对含量、叶绿素荧光特性和氮磷利用关键酶活性的差异。研究阐明了毛红椿对低氮磷胁迫的适应机制，揭示了毛红椿生长对氮磷营养的遗传反应差异及变化规律，构建了不同氮磷环境下优良家系的特异性指标，初步筛选出一批高效利用氮磷的毛红椿家系。具体研究结果如下：1.毛红椿不同家系对氮水平的响应（1）8个毛红椿家系在不同氮水平下生长反应存在遗传差异。毛红椿苗木在处理间株高、地径、干物质积累量、根系参数等生长参数达到显著或极显著水平。随氮处理水平升高，各性状均呈现先上升后下降的趋势，标准氮（N1）浓度下各性状达到最大，可确定为最适宜毛红椿苗木的氮素浓度。在各处理水平内毛红椿家系间苗木各生长性状存在显著差异，即毛红椿苗木对土壤氮素水平响应存在较大的遗传变异。（2）随氮处理水平上升，Fv/F0、Fv/Fm、ΦPsⅡ、硝酸还原酶活性呈现先升后降的趋势，SPAD则随氮处理水平不断升高。这说明过低的氮水平对毛红椿苗木的光合及生理代谢产生抑制，而过高的氮水平其SPAD虽有所升高，但其光合效率却受到了抑制。低氮胁迫下，耐低氮型家系较其他家系叶绿素含量多、PSⅡ活性强、硝酸还原酶活性高；同样，在较好氮素环境下高氮敏感型家系拥有相似的特点。（3）随氮处理浓度增加，毛红椿苗木根冠比不断下降，低氮胁迫下毛红椿根冠比最高，是应对低氮胁迫的主动性适应机制。各根系参数对适应低氮胁迫所起的贡献不同，其中细根（0-1.0mm径级根系）长度、须根数、根表面积起到了主要的作用，而粗根（>1.0mm径级根系）长度、根体积起到的作用较小。低氮胁迫下毛红椿更多的将干物质分配到径级0-1mm的细根上。（4）相关分析表明，在各氮水平下，毛红椿干物质积累量与氮积累量相关性较高，与氮利用效率相关性较低，即根系氮素的吸收在干物质积累能力上起到了主要的作用。在低氮胁迫（N0）水平下，干物质积累量同根表面积、须根数、0-0.5mm径级根系相关性较高；标准氮（N1）水平下干物质积累量同根体积、根表面积、径级大于2根系相关性较高。（5）遗传力分析表明，毛红椿株高、地径、干物质积累、各根系参数在各氮处理水平下均受较高的遗传控制（0.63050.9773），随氮处理水平的增加，除根冠比外各性状遗传力有所下降，但仍保持在较高水平。（6）通过各氮素水平下的相关性分析和遗传力分析，确定根表面积、须根数、0-0.5mm径级细根作为耐低氮型家系的特异性指标，选择根体积、根表面积作为高氮敏感型家系的筛选指标。（7）通过家系特异性性状的分析，结合各家系的生长表现，确定GX1、JX1、JX2作为在低氮胁迫下生长较好的耐低氮型家系；确定GX1、GX2、JL1作为在较高氮素环境下生长较好的高氮敏感型家系。2.毛红椿不同家系对磷水平的响应（1）8个毛红椿家系在不同磷水平下生长反应存在遗传差异。毛红椿苗木在处理间株高、地径、干物质积累量、根系参数等生长参数达到显著或极显著水平。各生长参数随磷素处理水平的升高而不断升高，在P2水平下达到最大，可确定为最适合毛红椿生长的磷素浓度。在各磷肥处理内毛红椿苗木家系间苗木各生长性状差异显著，即毛红椿苗木对土壤磷素存在较大的遗传变异。（2）叶绿素相对含量、Fv/F0、Fv/Fm、ΦPSⅡ、、qP在低磷胁迫下最低，随磷处理水平的增加而不断增加，qN变化则与之相反，意味着低磷胁迫对毛红椿的光合能力产生了抑制。酸性磷酸酶活性在低磷胁迫下有所升高，是对低磷胁迫的抗逆反应。较之于家系，低磷胁迫下耐低磷家系叶绿素含量多、PSⅡ活性强、酸性磷酸酶活性高；在较好磷素环境下高磷敏感型家系有类似表现。（3）随磷处理水平的增加，毛红椿根冠比变化不大，即在低磷胁迫下毛红椿并未将更多的干物质分配至根系。毛红椿主要通过改变根系形态适应低磷胁迫，其中须根数、0-0.5mm径级根系、根总长、根表面积对适应低磷胁迫贡献较大，而粗根（>1.0mm径级根系）、跟体积则贡献较小。通过对各径级根系长度占根系总长比例的分析，发现低磷胁迫下毛红椿更多的将干物质分配到0-0.5mm径级的细根上。（4）相关分析表明，在各磷处理水平上，毛红椿干物质积累量与磷素积累量相关性较高，与磷素利用效率相关性较低，即根系对磷素的吸收能力对干物质积累的影响是主要的。在低磷胁迫水平（P0）下，干物质积累量同须根数、根表面积、0-0.5mm径级根系相关性较高：P2水平下，干物质积累量同根体积、>1mm径级根系相关性较高。（5）遗传力分析表明，毛红椿苗木高径、干物质积累、各根系参数在各磷处理水平下均受较高的遗传控制（0.67140.9951），随着土培介质磷素营养的改善性状的家系遗传力略有下降，却仍保持较高水平。（6）通过各磷素水平下的相关性分析和家系遗传力分析，结合各家系的生长表现，初步确定将须根数、根表面积、0-0.5mm径级根系长度作为耐低磷胁迫型家系的特异性指标；确定将根体积、>1mm径级根系长度作为高磷敏感家系的特异性指标。（7）通过家系特异性性状的分析，结合各家系的生长表现，确定XJ2、GX2作为在低磷胁迫下生长较好的耐低磷型家系；确定XJ2、JX1、JL1作为在较高磷水平下生长较好的高磷敏感型家系。