第1章 中国竹类植物的引种与驯化
植物引种驯化是人类社会的一项经济技术活动,中国是最早开展这项工作的国家之一。植物的引种是指把植物转移到自然分布或当前范围以外的地方进行栽培;驯化是指利用植物的变异性和适应性,通过选择使植物适应新的环境,并且能够以原有的方式继续正常繁殖。植物引种和驯化的历史已超过万年,其理论研究大约始于2500年前,可分为古代、近代和现代三个时期。近代引种驯化理论研究的起点以达尔文的生物进化学说作为代表。从20世纪开始,现代引种驯化理论研究进入了一个活跃的阶段。
常见的关于植物引种驯化的理论以达尔文的生物进化学说为基础。其认为植物的地理分布具有惯性,它们因适应性而生存繁衍下来,由自然与人工选择产生新的变异性状,在不同条件下可变异而成为新个体。米丘林在达尔文学说的基础上,从有机体与环境条件统一的观点出发,建立了风土驯化学说,提出了风土驯化的两条原则:一、在引种材料方面,利用遗传性状不稳定的幼龄植株实生苗作为风土驯化材料,尤其是在个体发育的最初阶段,即种子阶段,其可塑性最大,在新的环境影响下,最有可能产生新的变异以适应新环境,逐渐改变原来的性状,达到驯化效果。二、从引种方法论而言,主要是采用逐步迁移播种的方法。该方法主要考虑到植株对新环境的适应性有一定限度,当原产地与引种地条件差异太大而超越了幼苗的适应范围时,难以达到预期的驯化效果,此时需要采用逐步迁移的方法,使植株逐渐移向与引种地条件相接近的地区,并最终使植株接近预定的栽培条件。气候相似论和并行植物指示法都是生态学的方法。前者认为引种是否能够成功取决于原产地和引种栽培地气候的相似性,并把北半球划分为6个“引种带”,在这些带之间引种应该没有什么困难,这一理论明确了气候对树木引种驯化的制约作用,对树木引种驯化的实践有一定的指导意义;而后者主要建立在植被类型、群落、种群和个体生态的研究基础上,依据某些植物可代表某一地区的气候条件而将这些植物定义为指示植物,以此来解决植物引种的区划问题,并为这些植物选择最有利的栽培条件。而专属引种法是以植物经典分类学为基础,以植物“属”为单位,尽可能全面地收集该属内的种、变种和变型,通过在同样条件下繁殖、栽培、管理其生长与变异情况,对各类植物生态学及经济性状进行比较,开展种、属发展史研究,以及种间或类型间的杂交育种,从中选育出有价值的优良种。生态分析法则是通过分析植物区系的起源,揭示植物生态历史本质,以此作为确定引种地区和制定栽培技术的依据。
植物引种驯化的概念广泛而重要,深入理解植物引种驯化的内涵、作用及其界限极其关键。现代植物引种驯化是研究外来物种的理论和生产实践:采用外来物种建立、补充与发展可持续经营,以此改善人类生存环境,增加物种资源的生物多样性;通过对新的基因资源库进行合理经营,从而达到产品和环境效益,实现社会经济持续发展。引种与驯化不可分割,前者是地理空间的变化转移,后者是时间的长期累积。引种驯化主要遵循两个原理:遗传学原理和生态学原理。在自然界中,每种植物均分布在一定地理区域的生境中,并在其生态环境中生存和繁衍后代。变异和适应是植物引种驯化的重要基础。引种驯化的遗传学原理就在于植物对环境条件的适应性强弱及其遗传。如果被引种植物的适应性较广,环境条件的变化在植物适应性反应范围之内,为“简单引种”;反之,则为“驯化引种”。引种驯化的生态学原理则要求原产地与引种地之间影响作物生产的主要因素应尽可能相似,以保证作物品种互相引用成功的可能性。引种驯化的主要影响因子包括主导生态因子,如温度(年均气温、最高气温和最低气温等)、光照(纬度由高到低,生长季所需光照由短变长;反之,纬度由低到高,所需光照由长变短)、湿度与水分(引种地区的湿度主要与当地降水量相关,纬度不同或季节不同,降水量不同)、土壤(土壤的pH值和温、湿度决定了物种的分布)、生物因子(植株自身生物学特性、形态特征和解剖结构等,生物之间的寄生、共生以及与其花粉携带者的关系)。