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林木或作物的品种改良,特别是无性系化对提高或最大化品种遗传增益的同时也导致本身或群体的遗传纯化,这一现象及潜在的关联问题对大范围种植的林木树种尤其明显,如桉树。合适的无性系(品种)配置可以解决人工林或群体生态系统中的遗传纯化问题,但是,品种配置的效益还取决于群体的生长量或生物量效应。本研究共采用10个桉树无性系及5个甘薯品系,进行模拟试验,研究不同品种配置种植方式对群体生长量、生物量、遗传多样性、常见虫害等的影响,分析品种本身遗传变异、施肥水平等因素对品种配置的潜在作用;同时也对广东省现有桉树人工林生态系统的遗传多样性进行分析。主要结果总结如下:
1)不同桉树无性系配置方法对幼龄树木生长量和生物量的影响显著或极为显著。纯系块状配置的各个生长指标效应值均优于均匀和非均匀随机混合配置;大面积单系种植不利于群体整体生长量和遗传多样性的提高;随机混合配置中的高遗传多样性降低无性系和群体的表现;甘薯的品种配置试验验证桉树无性系模拟试验的一些主要结果的同时,也展示出不同的结果,可能说明不同物种和品种的配置种植效应不同;甘薯品种的混合种植有利降低蚁蟓危害的水平,但是,遗传多样性的高低配置与茎螟危害水平没有明显的关系。
2)在几乎所有的试验和统计分析中,品种对生长量、生物量等的作用都是最显著的。然而,无性系的效应值也受品种配置方式的影响,同一无性系的生长表现,纯系块状混合种植模式胜过随机混合模式,在不同遗传多样性混合配置下则没有一定的形式,但有随遗传多样性增加而降低的趋势。品种的效应值可能与群体内个体之间的遗传相关或竞争关系有关。
3)品种配置内的施肥水平影响桉树人工林群体的生长表现。配置处理内嵌的4个施肥水平中,每株施肥20g的处理基本上均有最高的生长量,超出每株施肥10、30和40g的处理;模拟试验的最佳施肥量在每株20g左右。每株10g的施肥量明显不能满足树木快速生长的需要,而每株30g和40g的施肥量有可能因过量而抑制树木的生长。这些施肥处理,包括得出的最佳施肥量只是相对于本模拟试验而言。
4)幼龄桉树个体的树高、地径、高径积等生长量指标与叶、枝、茎、根及总体生物量指标密切相关,均呈现极为密切的正向直线或指数增长曲线关系;与生物量指标的干重和鲜重比率没有明显的统计关系。品种配置对桉树无性系幼龄群体生物量和生长量均有显著的影响,因此,不同品种的遗传表现及品种配置在生长量上的效应,可以类推到各组分及总体生物量指标。
5)甘薯生产采用直接的无性扦插种植,生产群体的遗传组成与桉树无性系人工林生态系统类似,因此,甘薯品种是模拟研究桉树无性系配置的很好“模板”材料。模拟试验的一些结果验证不同无性系配置的差别;一些差异可能说明物种不同,品种配置效应的形式和水平的不同。多系混合种植降低了甘薯蚁蟓危害的水平,但后者与遗传多样性的高低没有明显的关联。
6)广东省现有桉树无性系人工林生态系统由不到30个无性系组成,其中,少数几个无性系占绝对优势,总体有效群体大小只有5.2,林木遗传上高度一致。不同年份单一苗圃的无性系数量从2到13个不等,大多数苗圃只培育2到4个无性系林,导致林分内、林分间、地区内、地区间、年份间的林分遗传多样性都很低,介于1.064至3.645之间。这一现状也间接说明,现有无性系品种配置种植模式较差,生态系统的生长潜力及经营效益没有被充分发挥,并存在潜在的风险。