遺傳與立地調(diào)控對(duì)馬尾松種子園的優(yōu)化研究

1 馬尾松種子園遺傳調(diào)控現(xiàn)狀

種子優(yōu)質(zhì)和良種數(shù)量是馬尾松種子園的生產(chǎn)水平標(biāo)準(zhǔn)。馬尾松種子園母樹生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)受許多因素影響，如遺傳、立地條件、樹齡、密度及經(jīng)營(yíng)管理等。張國(guó)洲等研究表明，開花結(jié)果能力是影響種子產(chǎn)量的重要因素之一。種子園建設(shè)是綜合性系統(tǒng)工程，其過(guò)程覆蓋了林業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)技術(shù)和植物生殖學(xué)理論。陳虎等研究種子園自由授粉子代家系樹高、胸徑、材積方差分析表明，各家系性狀間差異顯著，且受到遺傳力制約。謝國(guó)陽(yáng)等了解并掌握每份種質(zhì)材料開花結(jié)實(shí)能力和開花物候期，得出建園時(shí)應(yīng)充分考慮不同馬尾松遺傳特性親本組配問(wèn)題?，F(xiàn)階段，中國(guó)馬尾松種子園種子數(shù)量和質(zhì)量均需提高，使其達(dá)到預(yù)產(chǎn)量；種子園遺傳所引起的生物多樣性問(wèn)題，導(dǎo)致林木個(gè)體差異縮小，減少了基因頻率，不了解種子園遺傳多樣性可能會(huì)造成馬尾松林種群不穩(wěn)定。

2 馬尾松種子園立地調(diào)控現(xiàn)狀

目前，馬尾松種子園施肥主要以氮、磷、鉀復(fù)合肥為主，直接影響種子園產(chǎn)量和品質(zhì)，尤其是配方施肥方式仍然薄弱。林地施肥作為一項(xiàng)重要的營(yíng)養(yǎng)管理方式，有利于不良地上林木生長(zhǎng)、改良林分營(yíng)養(yǎng)條件。研究表明，馬尾松生長(zhǎng)與土壤營(yíng)養(yǎng)成分密切相關(guān)。在保證良種的前提下，要想促進(jìn)馬尾松林速生豐產(chǎn)，需確保肥力供給。

劉正渭等研究表明，種子園施肥效果與種質(zhì)材料、氣候、立地及經(jīng)營(yíng)管理密切相關(guān)。陳元鎮(zhèn)等在土壤養(yǎng)分效應(yīng)分析實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氮元素是影響種子園球果的最主要因子，且其與Ca、Mg、B、K之間的相互作用顯著。楊方成等研究表明，馬尾松疏伐后出現(xiàn)較大空隙，種子園去劣疏伐應(yīng)先根據(jù)林分密度考慮后再到現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定進(jìn)行施工。合理施肥是保障種子園母樹能夠豐產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)的重要因素。需按照林木生長(zhǎng)發(fā)育階段，確定不同的施肥方式和施肥配比，在馬尾松幼齡時(shí)期，以有利于根系和樹冠的季節(jié)性生長(zhǎng)；在中林齡時(shí)期，要補(bǔ)充馬尾松母樹座果時(shí)期的營(yíng)養(yǎng)需求，施加不同營(yíng)養(yǎng)類型的肥料，禁止某種肥料施肥過(guò)多，從而違背了李比希最小因子定論；在老齡時(shí)期，樹的高生長(zhǎng)受到限制，材積生長(zhǎng)也相對(duì)滯緩，施肥要與修枝剪葉、衛(wèi)生檢疫情況相結(jié)合，避免種子質(zhì)量與生殖需要相沖突。趙鵬等研究表明，樹木生長(zhǎng)最關(guān)鍵的生活環(huán)境就是土壤，樹木為完成生長(zhǎng)和發(fā)育需要的水分和養(yǎng)料絕大部分都是依靠根系從土壤中吸收，土壤施肥后理化性質(zhì)的優(yōu)良直接影響樹木生長(zhǎng)。目前，微生物菌肥、礦質(zhì)肥、綠肥增產(chǎn)明顯，如何建立馬尾松種子園土壤養(yǎng)分的良性循環(huán)，豐富微生物群落多樣性，將微生物肥料結(jié)合礦質(zhì)肥應(yīng)用于馬尾松種子園中是最主要的技術(shù)問(wèn)題。

本文通過(guò)分析土壤理化特征后，得出了馬尾松生長(zhǎng)所需要的土壤條件，氮、磷、鉀循環(huán)所需要的土壤酶活性，馬尾松地被層有機(jī)物和土壤中物質(zhì)，如土壤腐殖質(zhì)含量、土壤微生物群落數(shù)量及其多樣性等。研究了土壤中微生物肥料產(chǎn)生作用的機(jī)理，提出了不同生活史下馬尾松應(yīng)如何正確使用微生物肥料等，建議為立地調(diào)控提供技術(shù)指導(dǎo)。

3 馬尾松種子園遺傳調(diào)控與立地調(diào)控互作

馬尾松林木性狀遺傳表達(dá)與土壤營(yíng)養(yǎng)環(huán)境是相互作用的，遺傳表達(dá)的完整性與土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)有關(guān)。在馬尾松種子園相關(guān)研究中，少有將遺傳學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)結(jié)合來(lái)考慮林木種子園生產(chǎn)種子的文獻(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)形狀遺傳表達(dá)決定林木與環(huán)境的能量流動(dòng)與物質(zhì)循環(huán)，且少有通過(guò)營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)來(lái)篩選營(yíng)養(yǎng)遺傳表達(dá)的優(yōu)勢(shì)基因等研究。林木營(yíng)養(yǎng)吸收受基因調(diào)控，在考慮遺傳改良的同時(shí)要注重營(yíng)養(yǎng)基因的具體情況，完善馬尾松種子園施肥量、施肥方式。中國(guó)馬尾松種子園正在不斷實(shí)現(xiàn)集約化經(jīng)營(yíng)，氮磷鉀養(yǎng)分結(jié)構(gòu)不利于馬尾松種子園母樹的最佳營(yíng)養(yǎng)配比。同時(shí)，為保護(hù)馬尾松天然林資源，現(xiàn)有的立地和育種互作需考慮馬尾松種子園林木營(yíng)養(yǎng)情況和性狀表達(dá)，再開展馬尾松營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)的相關(guān)研究，選擇馬尾松土壤質(zhì)地高效養(yǎng)分利用的基因型，以提供馬尾松種子園優(yōu)質(zhì)的無(wú)性系和家系，提升馬尾松苗木的環(huán)境抗性。

4 遺傳與立地調(diào)控對(duì)馬尾松種子園生產(chǎn)力的影響

廣義的立地環(huán)境包括生物環(huán)境與非生物環(huán)境，馬尾松林木基因型與立地環(huán)境互作是馬尾松種子園發(fā)展的要點(diǎn)。馬尾松種子園林木性狀表現(xiàn)主要由基因決定，但不排除環(huán)境因素對(duì)基因性狀表現(xiàn)產(chǎn)生的反饋與負(fù)反饋?zhàn)饔?，馬尾松種子園存在遺傳與環(huán)境的協(xié)同。遺傳調(diào)控為立地調(diào)控提供了優(yōu)良的種質(zhì)，立地調(diào)控進(jìn)一步保障遺傳調(diào)控的外部性狀表達(dá)。

5 馬尾松種子園的發(fā)展展望

為了能夠充分運(yùn)用現(xiàn)代科技（無(wú)人機(jī)，AI技術(shù)）對(duì)馬尾松種子園環(huán)境狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取林分?jǐn)?shù)據(jù)再進(jìn)行不同尺度的生產(chǎn)力估算，形成立地和遺傳調(diào)控互作等方面研究，需長(zhǎng)期加強(qiáng)對(duì)馬尾松種子園定位監(jiān)測(cè)以實(shí)現(xiàn)時(shí)間尺度上的動(dòng)態(tài)變化研究。馬尾松種子園生產(chǎn)力與該樹種生物學(xué)特性密切相關(guān)，長(zhǎng)期觀測(cè)對(duì)于探究馬尾松生長(zhǎng)規(guī)律、評(píng)估立地調(diào)控與遺傳調(diào)控對(duì)生產(chǎn)力的影響及預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)等都具有非常重要的意義。立地與遺傳調(diào)控互作能夠提高馬尾松種子園生產(chǎn)力，是未來(lái)林分亟待解決的問(wèn)題和要點(diǎn)。