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桉树林下禾本科牧草适应性评价研究



全 文 :中国农学通报 第24卷 第10期 2008年 10月
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热带农业科学
热带农业科学
桉树的单一栽培,造成了一系列的生态问题,难
以实现可持续性经营。改善和恢复南方桉树人工林
生态环境,实现保护生态与经济增长的可持续发展已
迫在眉睫[1~3]。大面积的桉树人工林群落或人工生态
系统取代了其他各种生态系统,使生态系统的类型减
少和物种多样性减少。不少人曾试图采取一些措施
来克服桉树人工林对生态环境造成的负面影响,有些
研究是为了防止地力衰退、环境衰退而采取了一些种
固氮菌株、接种根际菌株等,而研究在桉树人工林下
间作禾本科牧草尚未见报道。鉴于桉树人工林栽培
造成了一系列的生态问题,笔者在桉树人工林下开展
热带禾本科牧草品种筛选,选择可在桉树林下生长优
良的热带牧草品种及其草地建植技术,为林草复合经
营利用、改善和恢复南方桉树人工林生态环境提供理
论依据。
1材料与方法
1.1试验地概况
试验地位于海南省儋州林场,属热带季风气候,年
均气温 24.3℃,年降雨量约 900mm,蒸发量约
2000mm,旱季长达6个月。平地地形,土壤为砖红壤,
主要性状:pH4.65,有机质 0.55g/kg,全氮 0.0265g/kg,
有 效 磷 220.9mg/kg, 有 效 钾 14.5mg/kg,钙
0.0396mg/100g,镁0.1752mg/100g。供试的桉树林分为
桉树为刚果12号 E系 (Eucalyptus12ABL),树龄 6
基金项目:高等学校博士点基金(20060565002);国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2007CB108903)。
第一作者简介:虞道耿,男,1979年出生,在职硕士,实习研究员,主要从事热带牧草和草坪草种质资源收集整理、品种选育及栽培生态学研究。通信地
址:571737海南省儋州市宝岛新村中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,Tel:0898-23307386,E-mail:geng0209@126.com。
收稿日期:2008-07-10,修回日期:2008-08-16。
桉树林下禾本科牧草适应性评价研究
虞道耿,刘国道,白昌军,陈志权
(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南儋州571737)
摘 要:桉树林下热带牧草适应性评价结果表明,参试禾本科牧草品种中多数可良好生长,其中臂形草属
热研14号网脉臂形草牧草产量943.9kg/hm2,显著高于其它牧草品种,植株存活率、抗病虫害、分蘖数等
表现出良好的生产特性,综合评价最优。坚尼草属牧草中植株存活率、长势、株高、干物质产量等表现出较
好的适应性。狼尾草属牧草中除杂交象草表现较好外,其它品种表现一般。雀稗属牧草在桉树林下生长
相对较差,仅热研11号黑籽雀稗表现较好。
关键词:桉树;禾本科牧草;适应性;评价
中图分类号:S344.2 文献标识码:A
AStudyonEvaluationofGraminaceousGrassAdaptabilityunderEucalyptus
YuDaogeng,LiuGuodao,BaiChangjun,ChenZhiquan
(TropicalCropsGeneticResourcesInstitute,ChineseAcademyofTropical
AgricultureSciences,DanzhouHainan571737)
Abstract:Mostofgrassvarietycangrowwelundereucalyptusthroughtheevaluationofadaptability,of
whichtheyieldofBrachiariadictyoneura (Fig.&DeNot.)StapfbelongstoBrachiariagenusissignificantly
higherthanothervarieties,reachingto943.9kg/hm2.Thetilernumber,survivalrateanddiseaseandpestre-
sistancealshowtheproductionpotential,Comprehensiveassessmentwasthebest.ThegrassbelongstoPan-
icumgenuswiththeaspectof,survivalrategrowthvigor,plantheight,drymateryieldalshowthegood
adaptability.ThegrassbelongstoSetariaisjustcommonexceptPenisetumpurpureum.Thegrasssubordi-
natetoPaspalumgenusshowcomparativelybad,exceptPaspalumatratumcv.ReyanNo.11.
Keywords:eucalyptus,graminaceousforage,adaptation,evaluation
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ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.24No.102008October
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年,种植密度1.5m×3m,株高在18~22m之间,林下少
杂草生长,仅有少量如坡柳(SalixmyrtilaceaAnderss.in
Journ.Linn.)、弓果黍(CyrtococcumpatensLinn.)、雀稗
(PaspalumcommersoniLinn.)、两耳草(Paspalumconju-
gatumBerg.)、竹节草 [Chrysopogonaciculatus(Retz.)
Trin.]、四生臂形草 [Brachiariasubquadripara(Trin.)
Hitchc.]、含羞草(MimosapudicaL)等零星草本及半灌
木植物生长。
1.2供试材料
供试材料见表1。
表1供试品种及其来源
1.3试验方法
1.3.1试验设计 试验小区采用随机区组设计,14个处
理,3个重复。小区面积为8m×6m=48m2,重复间距离
为1.5m,小区间距离为1.0m,每小区中间有成行桉树
4~6棵。种植方式采用无性繁殖袋装育苗,育苗时间为
2002年6月20日,移栽时间为2002年9月5日,对
袋装育苗的草苗,按50cm×50cm的株行距种植,穴种,
每小区种植192株苗。试验地块刚果桉树林龄6年,试
验地肥力较差,未进行施肥管理。
1.3.2测定内容 牧草植株存活数(率)评价:在每次测
产前统计存活株数,存活率为存活株数和种植株数之
百分比,作为牧草的存活率。
牧草长势评价:每年调查 8次,即 2、4、6、7、8、9、
10、12各月1次。牧草长势按优、良、中、一般、差5个
等级(根据热带牧草评价标准)分别表示为5、4、3、2、1
分,并用+、-表示0.5的变幅。
牧草病虫害评价:每年调查 8次,即 2、4、6、7、8、
9、10、12各月1次。采用目测法观察,牧草病虫害情况
按不抗、一般、中、抗、极抗5个等级(根据热带牧草评
价标准)分别表示为5、4、3、2、1分,并用+、-表示0.5
的变幅。
牧草产草量:种植当年测产1次,种植第二、三年的
2月、6月、8月、10月初各测产1次,计算年产草量。
1.4数据处理
数据进行统计分析,采用Eecxl统计数据,SAS6.
02软件进行数据处理[4]。以相对接近度为指标,按得到
的优劣序对各株系进行一维有序聚类[5~7],可得各株系
的聚类树。
2结果与分析
2.1桉树林下牧草存活率与长势
从表2可以看出,坚尼草属牧草表现出最好的生
存能力,是参试品种中存活率最高的牧草品种,热研8
号坚尼草和热研 9号坚尼草存活率分别为 59.5%和
59%。臂形草属牧草中热研14号网脉臂形草表现出较
好的生存能力,其植株存活率达56.6%。狼尾草属牧草
中杂交象草存活率最高,为55.9%。除10号狗尾草外,
其它表现出较好的存活率,而10号狗尾草存活率仅为
27.2%。雀稗属牧草中热研11号黑籽雀稗植株存活率
较高,为54%,而粽籽雀稗存活率最低,仅为21.9%。虽
然试验在种植的时候采取移栽灌水,但由于该试验地
在种植后连续干旱,造成很多种植材料死亡,特别是
2004年长达6个月没有降雨,因此,植株成活率偏低
严格来说并不完全是受遮荫和在桉树林下造成死亡。
而试验过程中除粽籽雀稗和10号狗尾草表现较差外,
其它参试禾本科牧草均表现出较高的植株存活率。
牧草长势评价是在相应环境下对各种牧草生长的
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较为客观的反映。经对比评价,臂形草属牧草中热研
14号网脉臂形草良好,长势达3.9级,而热研15号刚
果臂形草长势仅为2.1级。坚尼草属牧草在参试品种
中,热研8号坚尼草和热研9号坚尼草长势最好,分别
为4.37级和4级,说明在连续干旱情况下,坚尼草属
牧草仍能表现出很好的长势,较适合桉树林下种植。狼
尾草属牧草中杂交象草表现中等,长势为3.27级,而
10号狗尾草仅为1.47级,其它两品种长势一般。雀稗
属牧草中长势一般,而粽籽雀稗几乎死亡。
2.2各种牧草病虫害情况
从表3可以看出,热研14号网脉臂形草抗病性最
好,病害只有0.43分,且与其它12种禾本科牧草品种
呈极显著性差异。10号狗尾草抗病性也较好,病害为
0.87分。而雀稗属牧草品种中抗病性最差,病害均为
1.3分以上,与其它牧草品种呈极显著性差异。从表5
可以看出,坚尼草属牧草品种虫害程度较其它属牧草
品种严重,虫害为1.3以上。粽籽雀稗和热研14号网
脉臂形草牧草品种虫害程度最低,虫害分别为0.5分
和0.63分。
2.3株高与分蘖数
株高与分蘖数不仅反映牧草品种本身恢复生长速
度的差异,也是牧草繁殖生长的体现。株高很大程度上
反映了牧草恢复生长的速度及牧草产草量,分蘖数则
反映在相应环境下适应性及牧草繁殖生长情况,其结
果见表4。
株高是牧草测产后恢复生长的差异,但各种牧草
品种也是其中因素之一,从表4可以看出,臂形草属牧
草中热研14号网脉臂形草株高较高,株高为33.5cm,
其它臂形草表现一般。坚尼草属牧草中,热研8号坚尼
草和热研9号坚尼草在禾本科牧草参试品种中表现最
好,株高分别为54.4cm和49.7cm。狗尾草属中杂交象
草株高表现较好,株高为41cm,而10号狗尾草株高最
存活
率/%
长势
/分
存活
率/%
长势
/分
存活
率/%
长势
/分
存活
率/%
长势
/分
存活率/% 长势/分
0.05 0.01 0.05 0.01
热研15号刚果臂形草
(Brachiariaruziziensiscv.Reyan15)
44.2 2.1 41.1 2 46.1 2.2 43.8 2.1 d C ef EF
热研6号珊状臂形草
(Brachiariabrizanthacv.Reyan6)
55.5 3.5 57.1 3.6 48.1 3.9 53.6 3.67 abc ABC abc ABCD
杂交臂形草
(BrachiariahybridFM9201/1873)
48 3.2 54.7 3.5 36.5 2.1 46.4 2.93 cd BC cd CDE
热研14号网脉臂形草
(Brachiariadictyoneuracv.Reyan14)
58.8 4.4 58.6 4 52.3 3.3 56.6 3.9 ab AB ab ABC
热研8号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan8)
59.9 4.2 58.8 4.1 59.9 4.8 59.5 4.37 a A a A
热研9号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan9)
59.3 3.6 59.4 4.3 58.3 4.1 59 4 a A ab AB
1号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC001)
47.7 2.3 47.4 2.6 47.1 1.6 47.4 2.17 cd BC ef EF
10号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC0010)
24.8 1.1 20.9 1.4 36 1.9 27.2 1.47 e E fg FG
卡松古鲁狗尾草
(Setariaancepscv.Kazungula)
44 2.4 56.5 2.3 52.4 1.6 51 2.1 bcd ABC ef EF
杂交象草
(Penisetumpurpureum)
54.3 3.4 55.5 3 57.8 3.4 55.9 3.27 ab AB Bcd BCD
热研11号黑籽雀稗
(Paspalumatratumcv.Reyan11)
55.1 3.2 55.4 2.2 51.5 2.7 54 2.7 abc ABC de DE
9号雀稗
(PaspalumatratumFSP2)
48.3 2.9 49.1 1.6 45.3 1.9 47.6 2.13 cd BC ef EF
粽籽雀稗
(Paspalumplicatulum)
29.4 0.9 21.6 0.9 14.6 0.6 21.9 0.8 e D g G
品种
重复I 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平 均 显著性
表2间作禾本科牧草植株存活率与长势比较
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ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.24No.102008October
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表3间作牧草植株病虫害比较
品种
重复I 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均 显著性
病害
/分
虫害
/分
病害
/分
虫害
/分
病害
/分
虫害
/分
病害
/分
虫害
/分
病害/分 虫害/分
0.05 0.01 0.05 0.01
热研15号刚果臂形草
(Brachiariaruziziensiscv.Reyan15)
1.0 0.9 1.1 1.4 1.1 1.1 1.07 1.13 cde BCD bc BC
热研6号珊状臂形草
(Brachiariabrizanthacv.Reyan6)
0.9 1.2 1.0 1.1 1.0 1.0 0.97 1.1 ef CD c BC
杂交臂形草
(BrachiariahybridFM9201/1873)
1.1 1.3 1.1 1.3 0.8 1.0 1.0 1.2 def CD bc ABC
热研14号网脉臂形草
(Brachiariadictyoneuracv.Reyan14)
0.6 0.6 0.3 0.7 0.4 0.6 0.43 0.63 g E ef E
热研8号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan8)
1.2 1.3 1.2 1.6 1.2 1.2 1.2 1.37 bc ABC ab AB
热研9号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan9)
1.1 1.5 1.0 1.5 1.0 1.5 1.03 1.5 cdef CD a A
1号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC001)
1.2 0.6 1.2 1.0 1.1 0.7 1.17 0.77 bcd BC de DE
10号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC0010)
0.7 0.7 0.8 0.6 1.1 0.8 0.87 0.7 f D ef DE
卡松古鲁狗尾草
(Setariaancepscv.Kazungula)
1.2 0.7 0.9 0.8 1.1 0.7 1.07 0.73 cde BCD ef DE
杂交象草
(Penisetumpurpureum)
1.1 1.0 1.1 1.0 1.1 0.9 1.1 0.97 cde BCD cd CD
热研11号黑籽雀稗
(Paspalumatratumcv.Reyan11)
1.4 0.6 1.2 0.8 1.3 0.6 1.3 0.67 ab AB ef DE
9号雀稗
(PaspalumatratumFSP2)
1.3 0.8 1.4 0.8 1.2 0.7 1.3 0.77 ab AB de DE
粽籽雀稗
(Paspalumplicatulum)
1.3 0.4 1.4 0.4 1.6 0.7 1.43 0.5 a A f E
表4间作禾本科牧草植株株高与分蘖数比较
品种
重复I 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均
株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个
热研15号刚果臂形草
(Brachiariaruziziensiscv.Reyan15)
13.3 2.9 16.1 1.5 23.9 5.3 17.8 3.2
热研6号珊状臂形草
(Brachiariabrizanthacv.Reyan6)
22.2 4.8 27.1 2.6 28.5 3.8 25.9 3.7
杂交臂形草
(BrachiariahybridFM9201/1873)
23.8 4.6 41.4 4.6 15.5 2.3 26.9 3.8
热研14号网脉臂形草
(Brachiariadictyoneuracv.Reyan14)
31.5 22.2 36.2 16.4 32.8 23.6 33.5 20.7
热研8号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan8)
41.4 3.7 56.5 2.4 65.3 4.1 54.4 3.4
热研9号坚尼草
(Panicum maximumcv.Reyan9)
34.6 6.2 61.1 7.6 53.5 4.5 49.7 6.1
1号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC001)
31.3 3.0 33.6 4.0 27 2.5 30.6 3.2
10号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC0010)
15.5 2.2 7.8 1.8 18.3 2.7 13.9 2.2
卡松古鲁狗尾草
(Setariaancepscv.Kazungula)
33.1 4.2 23.8 2.5 28.4 3.6 21.8 3.4
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热带农业科学
品种
重复I 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均
株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个 株高/cm 分蘖数/个
杂交象草
(Penisetumpurpureum)
38.2 6.0 40.3 6.2 44.6 12.7 41 8.3
热研11号黑籽雀稗
(Paspalumatratumcv.Reyan11)
26 1.4 41 1.9 30.8 1.8 32.6 1.7
9号雀稗
(PaspalumatratumFSP2)
29.6 1.4 29.4 2.7 27.3 1.3 28.8 1.8
粽籽雀稗
(Paspalumplicatulum)
11.9 0.7 12.3 0.6 10.1 0.4 11.4 0.6
低,株高仅为13.9cm。雀稗属牧草中株高表现一般,而
粽籽雀稗在参试品种中株高最低,仅为11.4cm。
分蘖数是在相应环境下适应性及牧草繁殖生长的客
观反映,从表5结果看出,热研14号网脉臂形草分蘖数
为20.7个,其它禾本科牧草表现均较差,说明热研14号
网脉臂形草适宜在干旱地区成龄桉树林下种植。
2.4牧草产量
从表5可看出,热研14号网脉臂形草产量最高,
与其它禾本科牧草品种呈显著性差异,热研15号刚果
臂形草、杂交臂形草和热研11号黑籽雀稗产量次之,
卡松古鲁狗尾草产量最低,说明热研14号网脉臂形草
移栽种植后恢复速度和恢复生长速度均较高,可以初
步确定热研14号网脉臂形草适宜在桉树林下生长。经
过1年的恢复生长,2003年的草产量较种植当年的产
量有显著提高,在相应环境下的生产特性,2003年的
产量以热研 14号网脉臂 形 草 产 量 最 高 ,为
(续表4)
表5间作禾本科牧草种植当年干草产量比较
品种
2002年 2003年 2004年
均数
/(kg·hm-2)
显著性 均数
/(kg·hm-2)
显著性 均数
/(kg·hm-2)
显著性
0.05 0.01 0.05 0.01 0.05 0.01
热研15号刚果臂形草
(Brachiariaruziziensiscv.Reyan15)
121.77 b AB 227.4 bc B 24.47 de DEF
热研6号珊状臂形草
(Brachiariabrizanthacv.Reyan6)
89.73 bc B 416.6 bc AB 141.33 bc B
杂交臂形草
(BrachiariahybridFM9201/1873)
125.87 b AB 525.6 abc AB 111.9 c BC
热研14号网脉臂形草
(Brachiariadictyoneuracv.Reyan14)
200.57 a A 943.9 a A 281.8 a A
热研8号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan8)
95.77 bc B 605.1 ab AB 160.07 b B
热研9号坚尼草
(Panicummaximumcv.Reyan9)
88.77 bc B 571.6 ab AB 137.17 bc B
1号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC001)
71.7 bc B 559.3 ab AB 32.1 de DEF
10号狗尾草
(SetariasephacelataTPRC0010)
82.63 bc B 105.5 c B 9.03 e DEF
卡松古鲁狗尾草
(Setariaancepscv.Kazungula)
48.17 c B 205.7 bc B 28.4 de DEF
杂交象草
(Penisetumpurpureum)
54.53 bc B 371 bc AB 56.93 d DE
热研11号黑籽雀稗
(Paspalumatratumcv.Reyan11)
122.23 b AB 437.7 bc AB 64.7 d CD
9号雀稗
(PaspalumatratumFSP2)
68.3 bc B 92.3 c B 15.97 e DEF
粽籽雀稗
(Paspalumplicatulum)
45.5 c B 217.4 bc B 0.2 e F
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ChineseAgriculturalScienceBuletinVol.24No.102008October
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943.9kg/hm2,且与其它热带禾本科牧草呈极显著差异。
热研8号坚尼草产量次之,为605.1kg/hm2,说明热研
14号网脉臂形草较适合桉数林下种植。2004年草产量
较上一年明显下降,主要因素是干旱,试验地长达六个
月没有降雨,2004年草产量以热研14号网脉臂形草
产量最高,除热研8号坚尼草外,与其它10种热带牧
草均有显著性差异。说明热研14号网脉臂形草和热研
8号坚尼草较耐旱,尤其是热研14号网脉臂形草较适
合桉树林下种植。
2.5桉树林下间作禾本科牧草适应性筛选的聚类分析
对优劣序进行综合一维有序聚类,结果如下(图1)。
采用有序聚类方法对13种牧草品种的存活率、长
势、病害、虫害、株高、分蘖数、牧草产量的数据进行聚
类分析,由聚类结果(图1),可在不同层次上对各株系
进行划分评级。例如,在某水平上,热研14号网脉臂形
草为第一类;热研6号珊状臂形草,杂交臂形草,热研
8号坚尼草,热研9号坚尼草,1号狗尾草,杂交象草,
热研11号黑籽雀稗为第二类。热研15号刚果臂形草,
10号狗尾草,卡松古鲁狗尾草,9号雀稗,粽籽雀稗为
第三类;在参试品种中,聚类结果进一步证明,热研14
号网脉臂形草(Brachiariadictyoneuracv.Reyan14)最独
特,综合性状最佳。
3结论及讨论
3.1在桉树林下,禾本科牧草中臂形草属表现出良好
的适应性,大多数品种均可良好生长,并表现出较高的
生产能力。其中热研14号网脉臂形草干物质产量均显
著高于其它参试品种,植株存活率、长势、分蘖数、抗病
虫害等表现出良好的生产潜力。坚尼草属牧草中干物
质产量、植株存活率、长势、株高等表现出较好的适应
性。狼尾草属和雀稗属牧草在桉树林下相对较差,仅杂
交象草和热研11号黑籽雀稗表现较好。林下植被的生
长除了受土壤、地理、气候等因素,化感作用也是影响
因素之一,陈秋波等研究发现,刚果12号桉叶自然释
放的挥发物对受体植物种子萌发与幼苗生长均有显著
抑制作用;桉叶水抽提物与根际土壤水浸液对受体植
物种子萌发与幼苗生长有一定抑制作用[8]。桉树体内含
有酚类和萜类化感物质。因此,桉树所释放的化感物质
(种类及剂量)及其化感效应也可能与环境因子显著相
关。据观察,桉树化感作用的发生与降雨量间隔期和降
雨量有关。降雨间隔期长,桉树对水分的需求竞争加
强,使会产生并积累更多的化感物质,尤其是叶片中[9]。
一些研究结果证实,在年周期中,柠檬桉的化感作用与
降雨量有明显的负相关[10]。该研究中未涉及化感作用
的研究,除了气候、荫蔽、土壤等条件的限制因子,化感
作用也对桉树林下套种牧草有一定的影响。
3.2试验地气候比较干旱,桉树林下荫蔽度高,当年移
栽种植的禾本科牧草恢复生长缓慢,2002年的产量并
不能真实反映牧草对环境的适应性和在该环境下的产
量。2003年的产量以热研14号网脉臂形草产量最高,
为943.9kg/hm2,且与其它热带禾本科牧草呈极显著差
异。热研8号坚尼草产量次之,为605.1kg/hm2,说明热研
14号网脉臂形草较适合桉数林下种植。2004年草产量
较上一年明显下降,主要因素是干旱,试验地长达六个月
没有降雨,2004年草产量以热研14号网脉臂形草产量
最高,为281.8kg/hm2,除热研8号坚尼草外,与其它10
种热带牧草均有显著性差异。说明热研14号网脉臂形
草和热研8号坚尼草较耐旱,通过有序聚类分析,热研
14号网脉臂形草综合性状最佳,其它禾本科牧草品种表
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中国农学通报 第24卷 第10期 2008年 10月
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热带农业科学
现不是除了干旱少雨外,是否与荫蔽、土壤类型和桉树林
下种植等因素有关,有待于进一步研究。
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