杉木作为我国南方重要用材树种,栽培面积非常广泛。而南方土壤类型中较多的是红壤,该种土壤富铝化作用显著,含有较强的酸性,存在较多的铝毒害现象。在该背景下,以1年生不同耐铝型杉木家系幼苗作为试验对象,通过正交试验设计铝镁钙因素水平,采用水培等来模拟生物的生长情况。根据结果分析铝、镁、钙复合作用对不同耐铝型杉木家系幼苗的酶活性、叶绿素含量和荧光特性以及幼苗养分吸收的影响,从而从代谢生理及养分生理角度探讨不同耐铝型杉木家系对铝、镁、钙复合作用的响应机制度,并进一步分析镁和钙对铝毒的拮抗作用。该研究对防治杉木铝毒害起到一定的理论基础,为实现杉木人工林林地的可持续发展起到巨大的推动作用。具体研究结果如下：1、不同浓度水平的铝、镁、钙复合,对不同耐铝型杉木幼苗的酶活性具有不同的变化。同一胁迫时间不同处理而言,对MDA含量而言,除了耐铝型杉木幼苗在胁迫30d的处理15、胁迫45d的处理9和14,铝敏感型杉木幼苗的处理13,均呈现降低趋势外,其余均呈现上升变化趋势；耐铝型杉木幼苗在处理5、6、8、9、11、14、15随时间呈现先上升后下降的变化趋势；而铝敏感型杉木幼苗在处理3、5、6、8、9、10、11、14、16呈现先上升后下降趋势。对POD活性而言,除了胁迫45d后耐铝型杉木幼苗的处理13,以及铝敏感杉木幼苗的处理2、4、6、10、13呈现降低趋势外,其余各处理均呈现上升趋势；杉木幼苗POD活性在各处理下均为先上升再下降的变化。对SOD活性而言,耐铝型和铝敏感型杉木在胁迫15d和45d时各处理呈现降低趋势外,其余处理呈现上升变化：耐铝型和铝敏感型杉木幼苗中的处理14、15随时间呈现降低趋势外,其余处理为先上升后下降。对CAT活性而言,耐铝型和铝敏感型的杉木幼苗中的各处理在胁迫期内呈现上升趋势；随着胁迫时间的增加,耐铝型杉木幼苗在处理5、6、7、8、9、10、11、12、14和16中呈现上升趋势；铝敏感型杉木幼苗在处理1、2、3、4、5、9、16表现为先上升再下降的趋势,而在其余处理中表现为上升趋势。2、就极差分析结果可知,对杉木幼苗叶片的MDA含量而言,耐铝型杉木在胁迫期间以镁离子起主要影响作用;铝敏感型杉木幼苗反应最为迅速的为钙离子,随着胁迫时间的变化,镁离子起主要影响作用。对杉木幼苗叶片的POD活性而言,钙离子对耐铝型和铝敏感型杉木幼苗起主要影响作用。对SOD活性而言,铝离子对耐铝型杉木幼苗反应最迅速,镁离子则对铝敏感型杉木反应最为迅速,两种杉木幼苗在胁迫期结束时均变为钙离子起最大影响因子。对CAT活性的影响因子而言,耐铝型和铝敏感型杉木幼苗反应最为迅速的分别为镁离子和钙离子,而随着胁迫时间的增加,铝离子起主要影响作用。3、不同浓度水平的铝、镁、钙复合,对不同耐铝型杉木幼苗的叶绿素含量具有不同的变化。同一试验时间条件下,各处理下的耐铝型和铝敏感型的杉木幼苗叶片叶绿素a含量、叶绿素b含量以及叶绿素(a+b)含量存在促进作用,但不同处理的提高程度不一致。胁迫15、30、45d时,对耐铝型杉木幼苗叶绿素的变化一致,处理7、3、3最大促进了叶绿素a含量、叶绿素b含量以及叶绿素(a+b)含量的增加；对铝敏感型杉木幼苗叶绿素的变化存有差异,具体为处理8、12、6最大促进叶绿素a含量的增加,处理14、9、6最大促进叶绿素b含量的增加,而处理14、12、6最大促进叶绿素(a+b)含量的增加；同时,吕敏感型杉木幼苗在胁迫45d后的处理6会最大效应的促进了叶绿素a含量、叶绿素b含量以及叶绿素(a+b)含量的同时增加。极差分析结果显示,镁离子对叶绿素各指标反应最为迅速,随着胁迫时间推移,铝离子起主要影响作用。4、不同浓度水平的铝、镁、钙复合,对不同耐铝型杉木幼苗的叶绿素荧光具有不同的变化。对耐铝型杉木幼苗而言,在胁迫15、30、45d后,在处理13、6、2条件下的F0降幅度最大,在处理15、6、2的Fm降幅度最大,处理15、13、2条件下的Fv降幅度最大,处理15、13、5的Fv/Fm表现为最大降幅；而对铝敏感型杉木幼苗,胁迫15、30d后,处理14、6的F0降幅度最大,处理14、5的Fm降幅度最大,处理14、5的Fv降幅度最大,然而在胁迫45d后FO、Fm、Fv均转为提高趋势,胁迫期间叶绿素荧光Fv/Fm以处理13、6、15表现为最大升幅。5、不同浓度水平的铝、镁、钙复合,各处理在不同器官养分元素含量有着明显的差异,主要表现为Al含量在根部的具有较高的积累,而K、Mg、Ca含量则较多的集中在叶部位。对杉木幼苗的不同器官而言,不同耐铝型杉木在各处理下对K、Na、Ca、Mg以及Al的积累程度不一样。6、耐铝型杉木幼苗的对酶活性、叶绿素含量和荧光特性敏感度普遍低于铝敏感杉木幼苗,说明可以通过筛选耐铝型基因来抵御铝毒害。在铝胁迫条件下,高浓度钙离子以及中等浓度钙离子能够有效的缓解铝毒害,说明外源添加钙离子和镁离子对缓解铝毒是可行的。