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随着全球工农业迅速发展,土壤镉污染与大气氮沉降问题日益严重。雌雄异株植物是陆地生态系统的重要组成部分之一,不同性别在应对环境变化时会有不同的生理响应,对雌雄异株植物的研究具有及其重要的意义。本研究以南方四季杨(Populus deltoides×P.nigra.cv.Chile)为研究对象,通过设置土壤镉浓度处理(对照C 0.004 mg·kg-1;镉处理 Cd 100mg·kg-1)和喷施硝酸铵模拟氮沉降(对照C 0 kg·hm-2·a-1;氮沉降N 90kg·hm-2·a-1)及其复合处理对雌雄幼苗形态与生理的响应差异进行研究。主要研究结果如下:1南方四季杨雌雄幼苗在单独镉处理下生物量较对照均显著下降,雄株下降幅度要显著高于雌株;氮沉降条件下,两种性别幼苗的生物量均显著上升,且雌株上升量大于雄株。在复合作用下,氮沉降减缓了雌株生物量的下降,与单独镉处理相比,雌株的茎生物量与总生物量显著上升,而雄株无显著变化。2在气体交换与荧光参数方面,镉处理后两种性别幼苗的净光合速率(Pn)、光化学猝灭系数(qP)、有效光合量子产量(YⅡ)均显著下降,非光化学猝灭系数(NPQ)显著上升。雄株在单独镉处理下Pn、水分利用效率(WUE)、气孔导度(gs)、蒸腾速率(Tr)下降幅度均大于雌株,NPQ上升幅度小于雌株。氮沉降条件下两种性别幼苗的gs和Pn均显著上升,且雄株更为明显,并且雄株的Tr显著升高而雌株Tr无显著变化。在复合处理下雄株的Pn、WUE和NPQ较单独镉处理均显著上升。3单独镉处理使南方四季杨雌株超氧化物歧化酶(SOD)活性显著上升,而雄株SOD活性却显著下降并低于雌株;雄株可溶性蛋白(SP)含量显著下降,氧化产物丙二醛(MDA)含量显著上升,而雌株SP含量与MDA含量未显著变化。雌株脯氨酸(PRO)含量在单独镉处理下显著上升,而雄株PRO含量未显著变化。氮沉降条件下,两种性别的可溶性蛋白含量均发生显著上升。复合处理下雌株的PRO含量较单独镉处理显著上升。4南方四季杨雌雄幼苗在单独镉处理与复合条件下其根系表面积与根系总长显著下降。雌株在单独镉处理下根系直径显著下降,而复合条件下根系直径显著上升。雄株根系直径在单独镉处理与复合条件下均未显著变化。结果表明,镉处理使南方四季杨雌雄幼苗的生长减缓、气体交换受阻、光系统Ⅱ受到一定程度的破坏,抗氧化酶系统受到扰乱以及根系生长受到抑制,性别间对镉的耐受性不一致,与雌株相比,雄株受到的胁迫更为严重。氮沉降在一定程度上促进了两种性别幼苗的生长。复合处理下的氮沉降缓减了镉对南方四季杨的毒害作用,并减小了性别间的镉毒害程度差异。