磷是植物生长发育必需元素之一,但我国南方红壤有效磷极度缺乏,这已成为农林生产的重要限制因子。虽然提高磷肥的施用量对农林植物的增产有显著作用,但是施加的磷肥容易被固定,导致肥效利用率极低;而且,过量施用磷肥,极易产生淋溶、地表径流等养分流失现象,造成巨大的经济损失和生态危害。因此,如何在保证植物生产力的同时,探索提高磷肥利用率具重要意义。与向土壤中的植物根部施肥效果相比,根外施肥可直接将营养物质喷洒到植物叶面,或涂抹至茎干、枝、花、果等器官表面,可较快地被植物吸收;加之,植物在生长中后期因为根部不发达或根系活性降低而导致的养分吸收能力减弱常常导致缺素症,叶面施肥可及时予以补充所亏缺养分元素。可见,通过叶面施肥可在一定程度上缓解当前土壤有效磷供应不足的现实问题。杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb)Hook.]具生长快、出材量高、木材结构均匀等优点,是我国南方特有的重要速生用材树种。近年来,随着我国杉木造林面积的迅速扩大,在同一林地上越来越多连续栽植,而土壤有效磷含量不足已导致多代连栽的杉木人工林地力衰退严重。再者,随着杉木小径材价格的上涨,人们种植杉木的密度日益增大,造成杉木人工林林分提前郁闭,加之土壤供磷不足,林木间对水、肥等共有资源的竞争相当激烈。目前,有关相邻杉木土壤磷营养竞争的研究已有见报,但有关叶面施肥是否可有效缓解低磷环境杉木邻株之间的磷营养竞争强度的报道甚少,而这恰恰是探讨如何维持当前高世代速生高产杉木长期生产力的关键问题。鉴于植物冠型大小是决定植物对自身空间资源利用效率的一种生物学特性,尤其对叶面施肥的吸收量具显著性影响,本研究选择福建省洋口国有林场培育出广泛运用于生产上的2个冠型差异显著(窄冠型、宽冠型)的杉木无性系幼苗为研究对象,通过室内模拟试验,以单株种植为对照,构建“窄-窄”型、“宽-宽”型、“窄-宽”型等不同冠型组合的邻株竞争模式,分别进行根部施磷、不供磷、叶面施磷处理,通过测定不同供磷方式与不同竞争模式下杉木的生长、形态生理学指标,比较不同冠型杉木在不同处理时期的生物量分配、光合参数和根系形态的变化及磷素吸收含量的差异,研究杉木在不同供磷方式下根系磷营养竞争对邻株竞争的响应,分析叶面施磷对邻株竞争条件下窄冠型及宽冠型杉木无性系的影响规律;揭示不同冠型杉木在叶面施磷和邻株竞争条件下适应策略的差异性,阐明叶面施磷是否对杉木无性系邻株竞争具明显的缓解作用,旨在为南方低磷环境合理施肥及维持杉木长期生产力提供科学依据。(1)叶面施磷对“窄-窄”冠型竞争模式中窄冠型杉木幼苗根系磷营养竞争的影响规律表现为:试验初期根部施磷促进根系长度、表面积、直径和体积等形态学指标快速增生,但至试验中期叶面施磷处理中的根系形态指标增生最为明显。从不同营养器官磷素含量来看,在试验初期和中期,叶面施磷分别与根部供磷、不供磷处理下杉木根系磷含量差异均不显著(p>0.05);至试验后期,叶面施磷处理下杉木根系磷含量明显高于其它两个供磷处理(p<0.05),此时叶面施磷处理中叶片的磷含量明显大于不供磷处理,但与根部施磷处理差异不明显,且三者处理中茎的磷含量差异不明显。在整个试验周期中,叶面施磷可促进根系生物量的积累,其值均明显大于其它两个处理,且在试验后期明显提高了根冠比。这与窄冠型杉木在叶面施磷的试验后期,保持较大叶片的最大荧光产量有关。整体上,叶面施磷明显提高了窄冠型杉木幼苗地径的生长量,对苗高生长也有一定的促进作用。(2)叶面施磷对“宽-宽”冠型竞争模式中宽冠型杉木幼苗根系磷营养竞争的作用情况表现为:试验初期叶面施磷促进根系长度和体积指标的快速增长;至试验中期叶面施磷除了直径增生不明显外,其余根系形态指标增生最为明显,至试验后期所有根系形态指标增生均最为明显。从不同营养器官的磷素含量来看,在试验初期和中期,叶面施磷分别与根部供磷、不供磷处理下杉木根系磷含量差异均不显著;至试验后期,叶面施磷处理下杉木根系磷含量高于其它两个供磷处理,而不同供磷处理之间叶片磷含量差异均不显著;但试验后期叶面施磷处理叶片磷含量比不供磷处理高。在整个试验周期中,叶面施磷可明显促进根系生物量的积累,且在试验后期明显提高了根冠比;但在叶面施磷的试验后期其最大荧光产量相对较低。(3)叶面施磷对“宽-窄”冠型竞争模式中杉木幼苗根系磷营养竞争的作用情况表现为:对窄冠型杉木幼苗而言,试验初期根部施磷促进根长、表面积、直径和体积等形态学指标快速增生,而宽冠型杉木幼苗则在叶面施磷处理增生最为明显。从不同营养器官磷素含量来看,在试验初期和中期,叶面施磷分别与根部供磷、不供磷处理下杉木根系磷含量差异均不显著;至后期窄冠型叶面施磷处理含量最低,而宽冠型叶面施磷处理则含量最高。在整个试验周期中,叶面施磷均促进窄冠型和宽冠型杉木幼苗根系生物量的积累,其值均明显大于其它两个处理,且在试验后期阶段明显提高了根冠比。在试验后期阶段叶面施磷处理下窄冠型叶片最大光化学效率显著高于其它两个供磷处理,而宽冠型则较低。整体上,叶面施磷明显促进了窄冠型和宽冠型杉木幼苗地径的生长。(4)综上可见,叶面施磷与根部施磷相似,对缓解邻株杉木根系磷营养竞争强度具明显缓解作用。在竞争试验初期阶段,叶面施磷和根部施磷处理下杉木幼苗根系长势均较好;至竞争处理的中期,叶面施磷条件下杉木幼苗根系长势最好;随着邻株竞争试验时间的延长,后期阶段不施磷处理条件下杉木根系生长显著大于叶面施磷和根部施磷处理,这是由于缺磷会促进杉木根系明显增生,增强其觅磷能力,而叶面施磷与根部施磷有效缓解了这一现象。另一方面,至试验后期,窄冠型杉木幼苗在叶面施磷处理条件下的最大荧光产量、最大光化学效率等光合参数均明显大于宽冠型杉木,但宽冠型根系磷含量、根冠比均明显大于窄冠型,可见,不同冠型杉木无性系对邻株根系磷营养竞争的响应策略差异明显,这为今后进一步不同冠型杉木对邻株竞争逆境的内在适应机制,以及杉木造林时品系的选择提供科学理论与实践依据。