【摘要】：楸樹(Catalpa bungei)是我國暖溫帶和亞熱帶傳統(tǒng)栽培的珍貴優(yōu)質用材樹種和著名園林觀賞樹種,素以材質優(yōu)良,樹姿優(yōu)美而深受群眾喜愛,一直以來,國家和政府十分重視其推廣和發(fā)展。目前來看,與之配套的灌溉和施肥等栽培技術比較缺乏,而且,楸樹作為一種珍貴速生樹種,在進行大面積種植時,尤其在干旱地區(qū),其水肥資源消耗問題很容易受到社會的普遍關注。此外,種植地不同的光照條件以及不同的種植密度通常會造成楸樹生長過程中光照環(huán)境的差異,而且這種差異是否會影響楸樹的水肥響應規(guī)律,也是一個值得探討的科學問題�；诖�,及時開展楸樹水肥光互作效應機制相關研究具有重要的理論意義和實踐價值。本文的研究成果可以為楸樹人工林水肥管理、立地篩選和密度調控提供理論支持。本文分別以楸樹無性系004-1和008-1幼苗為研究對象,采用兩種試驗設計:三因素(土壤水分、施氮量和施磷量)五水平二次回歸通用旋轉組合設計和三因素(光照強度、土壤水分和施氮量)完全隨機試驗設計(3×2×2),通過人工控制盆栽試驗,監(jiān)測不同處理下苗木的關鍵生長、形態(tài)和生理指標,并通過數學模型和數理統(tǒng)計方法分析水肥耦合效應和水肥光互作效應對楸樹苗木生長、形態(tài)和生理特征的影響。主要研究結果如下:(1)水肥耦合效應方面,土壤水分、施氮量和土壤水分×施氮量均顯著正向作用于楸樹苗期生長、生物量、葉片SPAD值(SPAD-502葉綠素儀讀數)和凈光合速率,其中,施氮量效應程度更高�；�4個生長指標(苗高、地徑、生物量和單株葉面積)的多目標決策模型優(yōu)化結果表明,當水肥組合為:土壤水分為田間持水量(FC)的74.605%,施氮量為4.710 g/株,施磷量為2.009 g/株時,楸樹苗期生長最佳。此外,研究發(fā)現(xiàn),土壤水分和施氮量均顯著正向作用于新葉單葉面積和展葉速率;施氮量、施磷量和土壤水分×施氮量均顯著正向作用于細根生長和形態(tài)特征值;土壤水分和土壤水分×施氮量均顯著負向作用于葉片長期水分利用效率(δ13C值),而施氮量顯著正向作用于葉片δ13C值。非結構性碳水化合物(NSC)儲存方面,個體水平上的NSC含量與器官水平上的NSC濃度對土壤水肥因子的響應規(guī)律有所差異,不同器官NSC濃度對土壤水肥因子的響應規(guī)律也有所不同。就NSC含量而言,土壤水分、施氮量、施磷量和土壤水分×施氮量均顯著正向作用于苗木體內NSC含量,當土壤水分=69.25%FC、施氮量=4.84 g/株和施磷量=2.03 g/株,苗木體內NSC含量最高。總體來講,土壤水分和施氮量是楸樹苗木生長、形態(tài)和生理特征的重要影響因子,而且兩者之間存在顯著的耦合效應。但是,施磷量、施磷量×土壤水分和施氮量×施磷量對楸樹苗期生長、形態(tài)和生理特征的影響相對有限。(2)水肥光互作效應方面,光照強度也是影響楸樹苗木生長、形態(tài)和生理特征的重要環(huán)境因子,并且光照強度與土壤水分之間存在顯著的交互效應。此外,研究發(fā)現(xiàn),光照強度×施氮量、光照強度×土壤水分×施氮量對各項測定指標產生了不同程度的影響�？傮w來看,高光+高水+高氮組合處理下楸樹苗期生長更好,而弱光和水氮不足環(huán)境下楸樹苗木生長不佳。光照條件會顯著影響楸樹苗期的水肥因子響應規(guī)律,總體來講,與強光相比,弱光下土壤水氮因子對楸樹生長、形態(tài)和生理指標的效應程度相對較低。(3)環(huán)境適應策略方面,楸樹苗木主要通過提高葉片葉綠素含量、增加比葉面積和限制生長來維持器官NSC代謝來適應弱光環(huán)境;主要通過降低比葉面積、氣孔控制和延長細根長度和增加細根表面積來適應干旱脅迫逆境。(4)總體而言,楸樹是喜水肥光型樹種,只有處于充足的光照和良好土壤水肥環(huán)境下,才能保持較快的生長速度,但是,如果灌溉和施肥過量,楸樹的生長也會受到明顯抑制。楸樹是一種環(huán)境適應性較強的速生樹種,可以通過自身的形態(tài)和生理調整機制來適應弱光和干旱等不利環(huán)境。此外,本文研究結果表明,不同光照條件下,灌溉和施肥措施對楸樹生長的促進效果存在明顯差異。具體來講,強光環(huán)境下,通過合理水肥配施措施可以明顯促進楸樹生長,但弱光環(huán)境下,灌溉和施肥對楸樹的增產效果較差,并且可能會造成水肥資源的浪費,應當引起重視。
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【學位授予單位】：華南農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S685.99

【參考文獻】

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本文編號：2305788