马尾松(Pinus massoniana)是我国南方重要的用材树种之一，其天然林和人工林分布面积居南方造林树种前列，支撑着我国造纸、木材加工、林产化工等产业。然而，我国南方森林土壤有效P严重匮乏且呈高度异质性分布，限制了马尾松的生长和生产力。当前研究已揭示了马尾松适应低P胁迫的生物学机制。近年来我国南方地区大气N沉降日趋严重，导致土壤有效N含量增加、N/P发生改变，这将会对低P下马尾松生长和P效率产生影响，然而相关研究较少有报道。本论文以马尾松优良家系作为试验材料，设置了模拟N沉降与同质低P、异质低P耦合的模拟盆栽试验，系统研究了模拟N沉降对不同类型低P胁迫下马尾松家系根系形态、根系分泌、光合作用、菌根共生以及P效率的影响，阐明马尾松、杉木和木荷幼苗对低P下土壤N素增加感知、响应的种间差异，为在大气N沉降背景下开展林木P效率的遗传改良提供更全面的理论基础和科学指导。主要研究结果如下：1.模拟N沉降对低P下马尾松根系形态参数、根系分泌以及P效率的影响同质低P下，模拟N沉降对马尾松生长、生物量和P效率的影响较小，但存在显著的N×家系互作效应。异质低P下，模拟N沉降显著促进了马尾松生长和生物量积累，其原因是促进了根系的生长和表层土壤中根系分布比例的增加，从而增加了马尾松对土壤P的吸收。不同P环境下模拟N沉降对马尾松生长性状的影响，与植株N/P有关。同质低P环境下，马尾松植株N/P为13.8，植株生长受P素限制，模拟N沉降处理未改善马尾松生长状况。在异质低P环境中，植株N/P为9.7，马尾松对N素增加敏感，模拟N沉降显著增加了苗木生物量和P吸收效率。同质低P和异质低P下，模拟N沉降均提高了植株N/P化学计量比、增加了P素的相对匮乏程度，从而诱导根系增加了APase和有机酸的分泌，同质低P较异质低P下增加幅度更大，其中有机酸分泌与马尾松生长呈正相关关系，而APase活性与磷效率相关性较小。同质低P下，N沉降虽然增加了根系分泌，但未提高马尾松P吸收效率和生长量，其原因在于，同质低P下植株N/P过高，马尾松生长受P的限制，虽然N素的增加促进了根系分泌，可以活化一定量的固定态P，但不足以满足植物生长对P的需要。另外，马尾松根系分泌对模拟N沉降的响应存在较大的家系差异。同质低P下，模拟N沉降显著增加了马尾松针叶N含量和N/P，叶净光合速率随着叶N含量和N/P的增加而增加。模拟N沉降虽然增加了针叶净光合速率，但并没有明显改善植株生物量。咎其原因，模拟N沉降虽然增加了土壤N的含量，但却造成土壤和植株体内P更加的相对匮缺，马尾松P吸收效率降低。另外，模拟N沉降抑制了根系的生长，减少了养分的吸收，而光合作用的增加，又进一步加重了植株养分的亏缺。异质低P下，马尾松针叶P含量显著增加，N/P降低，净光合速率增加幅度较同质低磷下模拟N沉降小。马尾松根冠比增大，植株N、P吸收和生物量增加，为光合作用提供了所需的营养元素。2.模拟N沉降对低P下马尾松菌根共生和P效率的影响不同P素环境下，模拟N沉降对马尾松菌根土养分含量的影响不同。同质低P下，模拟N沉降增加了菌根土水解N，有效P和速效K的含量，降低了有效Al含量，未引起马尾松菌根土明显的酸化，改善了土壤理化性质。异质低P下，模拟N沉降增加了菌根土水解N和有效P含量，但N/P和pH值降低，土壤速效K和有效Al含量增加。同质低P下，模拟N沉降增加了土壤N的有效性，然而降低了1年和2年生苗木菌根侵染率和侵染程度，形成的菌根根毛数量减少，但菌丝厚且紧密。异质低P较同质低P菌根侵染率和侵染程度小，但模拟N沉降分别增加了1年生和2年生苗木菌根侵染率，菌根根毛数量多，表面菌丝厚密。同质低P下，模拟N沉降显著降低了马尾松1年生菌根苗根系的生长，但增加了根系分泌，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。异质低P下，模拟N沉降显著降低了马尾松1年生菌根化苗表层根系的生长，增加了深层根的生长，根系干物质积累量和有机酸分泌量增加。同质低P下，接种菌根菌显著改善了马尾松苗木的生长状况，促进了生物量的积累。模拟N沉降促进了1年生菌根化苗的生长和生物量积累，增加了P和N的吸收，植株N/P比增加为11.70。但减少了2年生菌根化苗生物量的增加，N的吸收增加，P的吸收减少，植株N/P比显著增加为14.99。异质低P下，模拟N沉降促进了马尾松1年生和2年生菌根化苗的生长和生物量积累，增加了N和P的吸收。3.低P胁迫下马尾松、杉木和木荷响应模拟N沉降的种间差异及机制同质低磷下，模拟N沉降增加了3种树苗土壤水解N含量，增加幅度大小顺序为马尾松＞杉木＞木荷。马尾松、木荷表层土壤酸化程度较杉木大。另外，马尾松、木荷土壤有效P和速效K含量降低幅度较杉木大，3种树苗土壤有效铝含量均增加。异质低磷处理下，杉木和木荷土壤酸化程度较马尾松大。木荷土壤有效P和水解N含量降低，马尾松和杉木土壤有效P和水解N含量增加。3种树苗有效铝含量均增加。同质低磷下，模拟N沉降增加了3种树苗根系分泌物总量，增加幅度大小顺序为木荷＞马尾松＞杉木，这可能是木荷和马尾松较杉木生物量高的原因之一。异质低P处理下，3种树苗根系酸性磷酸酶活性和有机酸总量均减少。同质低磷下，3种树苗叶N/P比均增加，杉木对N沉降较敏感，叶N/P较马尾松和木荷增加幅度大，但其叶净光合速率却降低。马尾松较木荷净光合速率增加幅度大，马尾松对氮素增加的调节和适应能力较强。异质低P下，马尾松和木荷叶N/P均降低，杉木N/P比增加。3种树苗净光合速率增加幅度大小顺序为马尾松＞杉木＞木荷。模拟N沉降对马尾松苗木根系生长的影响较杉木和木荷相比较小。木荷地上部分生长增加，但根系生长受到抑制，整株生物量降低。N素的增加严重抑制了杉木幼苗根系生长和生物量积累。模拟N沉降抑制了马尾松和杉木P的吸收，促进了木荷P的吸收，同时促进了马尾松和木荷N的吸收，抑制了杉木N的吸收。异质低P处理增加了3种树苗的生物量和根冠比，生物量增加幅度大小顺序为木荷＞杉木＞马尾松。