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我国半干旱区人工林的健康可持续经营对该区域生态安全具有重要意义。钙作为半干旱区土壤迁移的标志性元素对缓解该区域树木的干旱胁迫以及调控树木生长具有重要作用。因此本文以油松幼苗为研究对象,通过对不同钙处理(0、50、100、200、400、600、800 mg·kg-1)的油松幼苗生长、光合、水分利用效率、叶绿素荧光、酶活性进行测定分析,筛选油松幼苗生长的最适钙浓度,以及钙对油松幼苗的作用机理。研究结果为半干旱区油松人工林合理培育与健康可持续经营提供科学理论基础。研究结果如下:(1)对油松幼苗适量的添加钙可显著促进其生长(p<0.05)。油松幼苗的株高及基径,根、茎、叶及总生物量在适量钙施加后均有显著增长(p<0.05),缺钙和钙过量时油松幼苗的生长量均显著降低(p<0.05),油松幼苗最适生长的钙浓度在50～100 mg·kg-1之间。(2)对油松幼苗施加适量钙可促进其光合色素(叶绿素和类胡萝卜素)的合成与积累,并促进可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白的合成与积累,显著提高油松幼苗的光合作用(p<0.05)。缺钙或钙浓度过高时均会对光合色素的合成与积累、光合速率的提高和光合产物的合成产生不利影响,促进油松幼苗光合特性及产物积累的最适钙浓度在50～100 mg·kg-1 之间。(3)在钙浓度为400 mg·kg-1处理时,油松幼苗的瞬时水分利用效率显著高于其他钙处理(p<0.05)。iWUE表征的长期水分利用效率在施钙后明显升高且在钙浓度为800mg·kg-1处理时显著提高(p<0.05)。(4)钙的添加对油松幼苗叶绿素荧光的变化有很大影响。Fv/Fm在钙浓度超过400 mg·kg-1后显著降低,钙浓度在超过200 mg·kg-1时,油松幼苗的Fv/Fo显著低于其他处理(p<0.05),钙浓度在超过100 mg·kg-1时Vj明显升高,且在达到600 mg·kg-1处理时相比于0～100 mg·kg-1钙处理显著降低(p<0.05),ETO/TRO和ETO/ABS在钙浓度超过200 mg·1kg-1后明显降低(p<0.05)。Fo/Fm在钙超过200 mg·kg-1后显著升高(p<0.05)。说明钙浓度在较高范围(超过200或400 mg·kg-1)时,钙对叶绿素荧光效应的影响较大。此时光合作用的原初反应效果显著降低,钙对油松幼苗产生胁迫作用。(5)通过对不同钙处理的油松幼苗POD、SOD、CAT的测定,得出在钙浓度为50～100 mg·kg-1范围内SOD活度最高,钙浓度为50 mg·kg-1时油松幼苗的CAT和POD活度最高,综合来看钙浓度为50～100 mg·kg-1范围内是油松幼苗的抗逆性最高。由以上结果可知,最适油松幼苗生长发育的钙浓度为50～100 mg·kg-1。钙浓度过高或过低都对油松幼苗的生长及生理不利。