低磷胁迫下马尾松无性系磷效率性状对氮沉降的响应

【目的】剖析不同类型低磷胁迫下马尾松应对大气氮沉降的生长表现和适应机制,为在大气氮沉降背景下选育营养高效利用的马尾松速生优质新品种提供理论依据。 【方法】以来自马尾松 (Pinus massoniana) 全同胞子代的 5 个优良无性系 1 年生扦插幼苗为材料,分别在同质低磷 (介质表层与深层均缺磷) 和异质低磷 (介质表层磷丰富、深层缺磷) 两种土壤磷素环境下设置两种浓度梯度的模拟氮沉降试验,以研究低磷胁迫下马尾松无性系苗木生长、根系发育及氮、磷效率对模拟氮沉降的响应差异和规律。 【结果】1) 不同类型低磷胁迫下马尾松苗高和干物质积累量均表现出显著的无性系变异,且在同质低磷下存在明显的无性系 × 氮交互效应 (P < 0.05)。2) 马尾松无性系在不同类型低磷胁迫下应对氮沉降的适应机制有所差异。同质低磷、高氮环境下,33-4 和 19-5 等生长势较强的无性系,其根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性显著高于生长势较弱的无性系,干物质积累量与酸性磷酸酶活性之间的相关性增强,表明根系可通过增加在土壤中的分布面积和提高酸性磷酸酶活性来应对高氮、低磷的外界环境;异质低磷下,生长势较强的无性系,其根系长度和表面积在高氮沉降下显著增加,但比根长反而显著下降,意味着根系在高氮下增加吸收面积的同时,降低自身内部消耗可能是马尾松高磷效率的重要生物学基础之一。3) 马尾松无性系的磷吸收效率受氮沉降影响较大,在不同氮、磷水平下,其磷吸收效率与氮吸收效率均呈极显著正相关 (P < 0.01),表明模拟氮沉降有利于马尾松无性系对土壤中磷素的活化吸收,但磷利用效率无显著差异。4) 马尾松无性系的干物质积累量、根系长度、根表面积以及根分泌的酸性磷酸酶活性等指标的变幅较大,且无性系重复力均达到 0.75 (P < 0.05) 以上,这为高氮、低磷环境下马尾松耐受型植株的选择提供了可能。 【结论】以马尾松根系形态和根分泌的酸性磷酸酶活性变异为突破口,选育氮沉降下具有高磷效率的马尾松无性系将有利于遗传效益的提高。     

马尾松二代无性系生长和针叶N/P化学计量特征

[目的]在土壤有效P匮乏的立地条件下,揭示针叶N、P含量及其化学计量比与马尾松生长性状的相关性。[方法]以马尾松二代育种群体内30个无性系为试验对象,野外调查11年生时马尾松二代无性系树高、胸径等生长性状与针叶N、P含量及其化学计量比的相关性。[结果]结果表明:(1)各生长性状在马尾松二代无性系间差异显著,且无性系重复力较高,均达到0.95以上。马尾松成熟针叶和当年生针叶N、P含量及N/P在二代无性系间差异均达显著水平;(2)相关分析表明,马尾松二代无性系树高、胸径与成熟针叶和当年生针叶N含量、N/P均呈显著或极显著正相关,与成熟针叶N/P的相关系数分别为0.608 6和0.542 8,与当年生针叶N/P的相关系数分别为0.515 9和0.679 2;(3)基于主要生长性状、针叶N和P含量及其化学计量比,可将30个马尾松二代无性系聚为4类:类群1无性系树高、胸径等生长表现优良,成熟针叶N/P较高,而当年生针叶N/P相对较低;类群2无性系树高、胸径等生长表现较好,成熟针叶和当年生针叶N/P值在30个无性系中居中间水平;类群3占试验无性系总数的一半,树高、胸径等生长表现一般,成熟针叶与当年生针叶N/P相差较大,大部分无性系成熟针叶N/P较低,而当年生针叶N/P相对较高;类群4树高、胸径等生长表现较差,成熟针叶和当年生针叶N/P均较低。[结论]在贫P立地下,马尾松二代亲本无性系C13(7750×1126)和C14(3201×1123)各生长指标均较高,可能是通过调整当年生针叶和成熟针叶的养分分配,增加了当年生针叶对限制其生长的P素的再利用和再吸收,促进了N素的吸收,调整了当年生针叶和成熟针叶的N/P,以形成特定的养分分配机制。     

马尾松不同产脂力无性系光合特性差异分析

以6个马尾松不同产脂力无性系为试验材料,研究和比较其光合生理特征的差异性。结果表明:不同产脂力无性系净光合速率的日变化皆呈现单峰曲线,峰值出现在09:00—11:00。高产脂力无性系1 d中净光合速率最高为9.81μmol·m-2·s-1,日均值5.57μmol·m-2·s-1,分别为低产脂力无性系的1.29和1.22倍。由光响应曲线分析可知,高产脂力无性系表现出较强的利用强光的能力,其光饱和点最高达1 200μmol·m-2·s-1,饱和点时的最大净光合速率为低产脂力无性系的2.28倍,而光补偿点低至45μmol·m-2·s-1,利用弱光的能力增强。由CO2响应曲线分析可知,高产脂力无性系羧化效率为低产脂力无性系的1.8倍,说明其对CO2的转化效率较高。高产脂力无性系的光合能力强于低产脂力无性系,在强光高温条件下能够迅速启动自我防御措施,特别是在强光条件下,可以保持高效的光合能力,具有较强的环境适应能力。     

马尾松无性系木材基本密度和纤维形态的变异及选择

  目的  研究马尾松Pinus massoniana在产地间和产地内的无性系木材基本密度和纤维形态的遗传变异规律，为马尾松良种选育和改良提供优质的遗传材料。  方法  从浙江省淳安县姥山林场34年生马尾松无性系试验林中，选出5个不同产地的50个无性系为研究对象，测定其木材基本密度、纤维长度、纤维宽度和纤维长宽比。通过方差分析、相关性分析及遗传参数估算揭示其遗传变异规律，并采用独立选择标准法对50个无性系进行选优。  结果  方差分析结果表明:木材基本密度、纤维形态在产地间和产地内的无性系间皆存在显著(P＜0.01)或极显著(P＜0.001)差异。其中，木材基本密度、纤维长度和纤维长宽比变异主要来源于产地内无性系间，占总变异的19.37%~28.26%；纤维宽度的遗传变异主要来自于产地间变异，占总变异的45.57%。木材基本密度与纤维长度、纤维长宽比存在极显著(P＜0.001)的表型和遗传负相关，与纤维宽度相关不显著(P＞0.05)。纤维形态指标在幼龄—成熟期呈极显著(P＜0.001)的遗传正相关，而木材基本密度在幼龄—成熟期的相关不显著(P＞0.05)。共选出12个材性优良的马尾松无性系。  结论  马尾松木材基本密度、纤维长度、纤维长宽比3个性状在改良过程中应注重产地内优树的选择。而纤维宽度通过产地间选择能达到较好的改良效果。鉴于纤维形态在幼龄—成熟期相关性极显著，可作为材性早期选择指标。表4参25     

大气氮沉降提高低磷土壤条件下马尾松菌根共生和磷效率的原因

【目的】菌根共生是提高植物磷(P)营养高效利用的重要机制之一。近年来大气氮(N)沉降的增加,导致森林土壤有效氮含量增加、 N/P比发生改变,将影响菌根共生植物的生长和磷效率。【方法】以马尾松优良家系作为试验材料,NH4NO3作为外加氮源,设置模拟氮沉降与同质低磷(介质表层与深层均缺磷)、 异质低磷 (介质表层磷丰富、 深层缺磷)耦合条件下马尾松外生菌根共生的盆栽实验,系统研究模拟氮沉降对低磷胁迫下马尾松家系菌根化苗生长和磷效率的影响。【结果】 1)模拟氮沉降对马尾松菌根共生的影响与土壤磷素环境有关。在表层和深层磷素均极为匮乏的同质低磷条件下,氮沉降降低了苗木菌根侵染率和侵染程度,然而提高了菌根共生对马尾松生长和磷效率作用的有效性,马尾松的生长量和生物量均显著增加。在表层磷丰富、 深层缺磷的异质低磷条件下,菌根共生对马尾松苗木生长有抑制作用,然而氮沉降降低了其抑制程度,高氮较低氮处理对菌根侵染苗木和菌根化苗生物量积累的抑制程度小; 2)同质低磷下,模拟氮沉降显著降低了菌根化苗的根系生长,但增加了根系APase活性和有机酸分泌量,尤其是有机酸分泌量增加了近3倍。相关性分析表明,有机酸分泌对菌根化苗生长的贡献显著高于APase,这是氮沉降促进马尾松生长的主要原因之一。异质低磷下,模拟氮沉降处理后苗木深层菌根的生长发育程度较表层好,深层根的根尖数显著增加。有机酸分泌的增加提高了苗木的磷效率,促进了菌根化苗木的生长; 3)不同低磷环境下,氮沉降的增加均降低了土壤磷的相对有效性,菌根通过增加马尾松苗木对土壤磷的吸收和利用, 从而改善磷素营养促进马尾松生长发育。两种磷素环境下,马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降均较敏感; 4)马尾松菌根化苗生长对模拟氮沉降的响应存在显著的家系差异。【结论】大气氮沉降可改善马尾松的氮素营养,增加菌根作用的有效性,从而促进马尾松对磷的吸收,进而促进了林木的生长。不同马尾松品种对氮沉降的反应有差异,筛选高氮-低磷环境下菌根共生能力强的马尾松基因型,将成为提高土壤磷素生物学利用效率的重要途径。     

千岛湖区常绿阔叶林主要树种育苗技术初报

通过对千岛湖区青冈、苦槠、石栎、木荷等4种常绿阔叶林主要树种的育苗试验表明,抓好选圃作床、采种、播种和苗期管理等各个环节,才能生产优质壮苗.     

千岛湖国家森林公园古树名木资源特征及保护策略研究

在千岛湖形成60年中的历次古树名木调查中未见湖区古树名木的报道。2018年7—8月,对千岛湖森林公园内的古树进行调查补记。结果表明,森林公园现存古树30株,包括罗汉松、樟树、榔榆、苦槠和南川柳等10种,隶属9科9属。古树年龄主要集中在200～300 a,树高多在11.5～15.5 m,胸围一般为140～310 cm,冠幅主要集中在8.5～13.5 m。分析森林公园古树资源的种类、结构与空间分布特征,阐述现存的十大古树名木生态习性与价值。这些古村及古树群点缀了风景、增添了千岛湖景区的文化内涵。但近30年至少已有7株5种古树被毁或失踪。提出深化对古树名木资源的多元价值的认知,完善古树名木保护监测体系,探索古树名木认养模式等保护策略。     

美丽胡枝子基质型容器育苗和造林技术研究

对美丽胡枝子基质型容器育苗和造林技术进行了研究，结果表明：美丽胡枝子采用无纺布基质型容器育苗的成苗率达97．9％、基质生产成本为0．50元／株左右，具有成苗率高、生产成本低，而且移植较方便、一年四季均可进行等特点，是一种较好的美丽胡枝子容器苗生产方式。美丽胡枝子基质型容器苗适应于岩质边坡、泥质边坡、马道边坡、水平带边缘、粗骨土裸露地等困难立地的种植绿化。立地条件相对较好的地段，美丽胡枝子的生长也相对较好．说明美丽胡枝子虽然比较耐干旱瘠薄，并且在困难立地上的生长量远远高于小蜡和伞房决明，但仍然需要一定的土壤肥力。美丽胡枝子虽然适宜于截干造林，但当年苗不适宜于夏季截干造林，可适宜于秋冬季截干造林。     

低肥力土壤施用氮磷钾肥影响柏木家系根系发育和养分吸收对钙肥的响应

  【目的】  探讨柏木(Cupressus funebris Endl)家系在不同养分条件下根系发育和营养吸收对钙添加的响应，为提高柏木苗木质量和林木生产力及造林地选择提供理论依据。  【方法】  以柏木5个家系的1年生幼苗为材料，分别在施3 g/kg NPK肥和未施NPK肥两小区内，设置施CaSO₄ 0、3和6 g/kg (依次记为Ca₀、Ca₃和Ca₆) 3 个水平，分析柏木家系生长与根系形态及氮磷钙吸收量对钙肥添加的响应。  【结果】  在施 3 g/kg NPK肥的小区中，添加钙对柏木的苗高、干物质量积累和氮磷吸收量影响不显著，抑制了D2和D3径级根系的发育；柏木钙吸收量在Ca₆处理下最高，比Ca₀处理提高73.86%；柏木苗高、干物质量及氮磷钙素的吸收量在家系间差异显著，T2家系表现最好。在未施NPK肥的小区中，Ca₃处理明显提高了柏木的苗高、根干物质量和茎干物质量，增加了磷和钙的吸收量，分别比Ca₀处理高出9.15%、19.85%、16.67%、27.46%和44.02%；Ca₆处理提高了钙吸收量，比Ca₀处理高出39.95%，但抑制柏木幼苗苗高和D1~D4径级根系的发育。不论施NPK肥与否，家系与钙处理对柏木的株高和根干物质量存在着显著的互作效应。  【结论】  在低肥力土壤上，施用氮磷钾肥会降低钙肥对柏木苗生长和养分吸收的影响，应选择优良家系进行育苗造林，不需要增加钙肥；在不施用氮磷钾肥时，应添加少量钙肥(CaSO₄ 3 g/kg)，以促进苗木对钙和磷的吸收。     

施氮对木荷3个种源幼苗根系发育和氮磷效率的影响

以浙北、闽北和赣南3个木荷有代表性的种源作为试验材料,通过人工控制施氮来研究氮沉降对林地贫瘠土壤上木荷幼苗生长和氮磷效率的影响.实验分为4个处理组,分别人工喷施NH4NO3溶液0、50、100和200 kg N hm-2·a-1.结果表明:氮沉降对木荷幼苗生长产生了不同程度的促进作用.木荷幼苗根系干物质重、总长、平均直径、根总表面积和总体积增加了33％-73％,其中＞0.5mm直径的根系生长最为显著,根系呈粗壮舒张型.随氮水平的提高,氮磷吸收效率与根系总长、根系体积、根系平均直径和总表面积相关性增强.在中氮水平下,木荷幼苗根系氮吸收效率受＞0.5mm根长的作用显著,而磷吸收效率与≤0.5mm,0.5-1.0mm和≥1.0mm 3种直径根系根长均显著相关.木荷种源间差异显著,福建建瓯种源根系发达,氮磷的利用效率更高,低氮水平对其根系生长促进作用显著;浙江杭州种源在低氮水平下,地上部分生长促进作用显著,苗高和地径较对照分别增长34％和26％,而根系生长发育迟缓,对氮素响应迟钝;低氮促进江西信丰种源整体增长,但随氮水平提高,地下部生长抑制加强.