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随着国民经济的高速发展,全球对木材的需求量日益增加,森林面积却在逐年递减。毛白杨是我国华北地区平原绿化、绿色通道和用材林基地建设的主要树种,速生性强,轮伐期短,养分消耗快。而一般林地土壤养分供应状况差,其总养分、速效养分含量都较低,难以满足毛白杨速生高产的需要,施肥是营造速生丰产林的一项重要措施。本文通过采用正交设计L9(34)布置3因素3水平的肥料试验,研究了盆栽条件下氮磷钾配施对3个毛白杨杂种无性系幼苗生长和生理特性的影响,找出各无性系在本试验土壤条件下的最佳施肥配方,为针对毛白杨杂种无性系合理施肥提供科学的理论依据。并采用“311-B”D最优设计,对盆栽试验中表现较优的无性系S86号在田间条件下氮磷钾配施对其生长和生理特性的影响进行了深入研究,确立了该无性系的最佳施肥配方,进而为毛白杨的速生丰产林的营建提供了参考。本文主要有以下几个方面的研究结论：(1)通过对毛白杨杂种无性系盆栽无性系S86、46号和26号苗高、地径、生物量以及净光合速率×总叶面积指标的综合分析可得出,S86号最佳施肥处理为N1P2K1,即N：P：K=3：2.25：0,46号最佳施肥处理为N2P3K3,即N：P：K=5：4.5：1,26号最佳施肥处理为N3P2K2,即N：P：K=7：2.25：0.5。本研究首次针对毛白杨无性系进行最佳施肥配方研究,实现基因型和施肥的优化配置,从而推进毛白杨良种育苗产业化的发展。(2)S86、46号和26号最佳施肥处理对应的总施肥量分别为5.25 g、10.5 g和9.75g,而其苗高最高分别可达227.95 cm、217.20 cm和192.24 cm,因此S86号施肥量较少并且生长较好,可以作为优选节肥无性系大量推广种植,从而实现良好的生态效益和经济效益。(3)毛白杨杂种无性系S86、46号和26号处理间净光合速率×总叶面积(PTL)较净光合速率(Pn)差异更显著,并且与生长的相关性要高于净光合速率与生长的相关性,因此结合净光合速率和叶面积对毛白杨杂种无性系各处理进行评价较为可靠。施肥处理可利用光上下限幅度(光饱和点和光补偿点的差值)差异比对照大,施肥有助于提高毛白杨杂种无性系苗木对光环境的适应性。(4)施肥能够有效的提高毛白杨杂种无性系的叶片保水力。施肥对于叶片含水量无显著影响,但叶片含水量在无性系间差异显著,S86号叶片的水分状况要好于26号和46号。毛白杨无性系S86号、46号和26号叶、茎、根碳同位素组成比δ13C各施肥处理之间无差异,但在无性系之间差异显著,S86号和46号的叶、茎和根的碳同位素组成比δ13C显著高于26号,因此S86号和46号水分利用效率即要比26号高。(5)毛白杨无性系S86、46号和26号各器官中叶片N、P、K浓度最大。S86号叶、茎、根N浓度大小依次为叶>茎>根,K浓度大小顺序均为叶>根>茎；而46号和26号叶、茎、根N浓度大小依次为叶>根>茎,K浓度大小顺序均为叶>根>茎。施肥处理的养分浓度一般高于不施肥处理,施肥可以有效提高植物叶、茎、根的养分浓度。(6)通过构建多目标决策模型,综合各生长和生理指标,得到毛白杨无性系S86号扦插苗田间最佳施肥量为施N 313.712 kg·hm-2、P205166.812 kg·hm-2、K2O40.137kg·hm-2。