湖北省利川市農作物種質資源調查與收集

李 莉，陳宏偉，劉良軍，劉昌燕，焦春海

（1.湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所/湖北省雜糧工程技術研究中心/糧食作物種質創(chuàng)新與遺傳改良省重點實驗室，武漢 430064；2.湖北省農業(yè)科學院，武漢 430064）

利川市位于東經108°27′—109°18′，北緯29°42′—30°29′，東西距寬92 km，南北長105 km，地處湖北省西南邊陲，東與恩施市接壤，南與咸豐縣毗連，西南與重慶市黔江、彭水兩縣相鄰，由西至北依次與重慶市石柱、萬縣、云陽、奉節(jié)諸縣毗連，屬云貴高原東北的延伸部分。區(qū)域內山地、峽谷、丘陵、盆地及河谷平川相互交錯，云多霧大，雨量充沛，空氣潮濕，屬亞熱帶大陸性季風氣候。因山巒起伏，溝壑幽深，海拔高度不同，氣候差異明顯，海拔800 m 以下的低山帶，四季分明，冬暖夏熱，年平均氣溫16.7 ℃；海拔800～1 200 m的二高山地帶，春遲秋早，潮濕多雨，日照偏低，年平均氣溫12.3 ℃；海拔1 200 m 以上的高山地帶，氣候寒冷，冬長夏短，風大雪多，易澇少旱，年平均氣溫11.1 ℃。復雜多樣的地形地貌形成多種氣候類型和農業(yè)生態(tài)類型，造就了植物生境多樣化和農作物種質資源的豐富多彩，素有“銀利川”之稱［1］。

利川市總面積4 605 km2，總人口91.37 萬人，是恩施土家族苗族自治州面積最大、人口最多的縣級市。境內長期居住著漢族、土家族、苗族、侗族、壯族、藏族、畬族、白族、蒙古族、彝族、滿族等11 個民族，戶籍人口94 萬人，少數民族55.65 萬人，占利川市總人口的59.2%［2，3］。不同民族有各異的傳統(tǒng)文化和生活習俗及農事活動，在世代相傳中賦予了作物種質資源豐富的民族文化內涵。正因為如此，這里在長期的農業(yè)生產中利用、保留了大量特有的或稀有的具有民族特色的作物種質資源。

種質資源是攜帶生物遺傳信息的載體，具有實際或潛在的利用價值，對實現中國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的生態(tài)功能價值，是一個國家最有價值和最有戰(zhàn)略意義的寶貴財富［4-6］。然而由于近30年來國家未開展全國性農作物種質資源普查，基礎數據缺乏，對農作物資源的現狀及其瀕危程度不了解，制約了對作物種質資源的有效保護和可持續(xù)利用。通過第三次全國農作物種質資源普查與收集行動的開展，摸底了利川市農作物種質資源在不同海拔、地區(qū)的分布情況，摸清了利川市農作物種質資源的存量與現狀，并對農作物種質資源進行了搶救性調查和收集。本研究介紹了第三次全國農作物種質資源普查與收集行動在利川市開展的情況，并以1956 年、1981 年、2014 年3 個時間段的普查結果為基礎，分析了近60 年來利川市農作物的種植面積、種植品種等的分布、演化與利用情況，以期對農作物種質資源的征集與保護提出依據和建議，為農作物種質資源多樣性研究、種質創(chuàng)新和開發(fā)利用提供參考。

1 調查概況

1.1 調查時間和收集對象

2017 年9 月，萬正煌（湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所）、何利剛（湖北省農業(yè)科學院果樹茶葉研究所）、陳宏偉（湖北省農業(yè)科學院糧食作物研究所）、尹延旭（湖北省農業(yè)科學院經濟作物研究所）等對利川市糧食、油料、蔬菜及其他一年生作物和果樹、茶葉、桑及其他多年生作物資源開展了系統(tǒng)調查和搶救性收集工作。

調查前，利川市農業(yè)局克服資料不齊全、涉及部門較多、時間間隔較長等各種困難，通過查閱檔案資料、走訪相關人員，認真開展了3 個不同年代（1956年、1981 年和2014 年）的種質資源普查，基本查清本市農作物種質資源的種植歷史、栽培制度、品種更替、社會經濟和環(huán)境變化等基礎情況，為確保種質資源征集工作順利開展打好了基礎。

1.2 資源收集方法

調查點遴選：依靠當地農業(yè)部門，在對利川市農作物種質資源的全面普查（基本查清各類農作物的種植歷史、栽培制度、品種更替、社會經濟和環(huán)境變化、種質資源種類、分布、多樣性及其消長狀況等）信息基礎上，確定利川市佛寶山開發(fā)區(qū)、忠路鎮(zhèn)、柏楊壩鎮(zhèn)、團堡鎮(zhèn)和謀道鎮(zhèn)5 個農作物種質資源相對豐富的鎮(zhèn)為重點調查鄉(xiāng)鎮(zhèn)，進行農作物種質資源的系統(tǒng)調查和搶救性收集。

儀器設備使用：使用500 萬以上像素的數碼相機進行圖片信息采集，全球定位系統(tǒng)（GPS）進行地理方位和海拔高度數據采集，使用筆記本電腦進行數據填報和電子信息存儲。

信息采集：填寫數據采集表（記載采集號、采集地點、采集日期、種質名稱、種質生境、樣本特點、種植歷史、栽培制度、農民認知等），用數碼相機拍攝采集點的生境和樣品照片，并用GPS 定位采集點的地理位置。

種質資源采集和保存：根據采集的種子、塊莖、枝條和植株類型，使用自封袋、網袋或塑料袋等進行保存，并在有必要時用濕毛巾保濕。收集工作完成后及時將收集的資源上交湖北省農業(yè)科學院農作物種質資源普查與收集行動實施小組辦公室，以便及時分發(fā)給各資源鑒定單位。

2 結果與分析

2.1 主要農作物資源調查與收集情況

利川市農作物種質資源收集主要集中在佛寶山開發(fā)區(qū)、忠路鎮(zhèn)、柏楊壩鎮(zhèn)、團堡鎮(zhèn)、謀道鎮(zhèn)，收集的資源占總數的比例依次為11.86%、29.66%、44.07%、5.93%、8.48%。按作物種類劃分，包括糧食作物56份、經濟作物7 份、蔬菜50 份、果樹5 份，分別占收集資源總數的47.46%、5.93%、42.37%、4.24%。利川市收集資源分布的海拔范圍為600～1 800 m，其中47.46%的資源分布在600～900 m，29.66%的資源分布在1 000～1 500 m，分布在1 500 m 以上的資源份數占22.88%（表1）。

表1 利川市調查鄉(xiāng)鎮(zhèn)農作物種質資源類別

利川市農作物資源豐富，本次系統(tǒng)調查收集到的主要有20 科35 屬42 種，共計118 份農作物種質資源（表2）。其中水稻、玉米、甘薯、馬鈴薯、蕎麥和高粱共計18 份，占收集資源總數的15.25%；豆類種質資源32 份，涉及的屬、種最豐富，有菜豆、豇豆、飯豆、小豆、扁豆、蠶豆、豌豆等，占收集資源總數的27.12%；收集到大豆、花生、油菜等油料作物資源9份，占收集資源總數的7.63%；獼猴桃、李子、茶等果茶資源共計9 份，占收集資源總數的7.63%；收集到蔬菜資源最多，占收集資源總數的42.37%，其中根菜類資源2 份，葉菜類資源15 份、蔥蒜類資源13 份、茄果類資源6 份、瓜類資源5 份、薯蕷類資源6 份，水生蔬菜1 份，多年生蔬菜2 份。

表2 利川市收集的農作物種質資源

2.2 利川市農業(yè)生產中作物品種和面積情況分析

由利川市糧食作物資源的普查情況（表3）可知，1956、1981、2014 年水稻、玉米、馬鈴薯的種植面積基本持平，育成品種的應用逐漸增多，地方品種在生產中的應用越來越少。1956 年和1981 年，小麥的種植面積在2 500.0 hm2以上，至2014 年小麥的種植面積銳減到360.0 hm2，地方品種在生產上也已經被淘汰。甘薯因種植效益較好，且易種、易收，種植面積增幅較大，1956、1981、2014 年分別為420.0、3 493.3、12 000.0 hm2，2014 年以來生產上應用的主要為育成品種。高粱的種植面積先升后降，在20 世紀80 年代達到高峰，至2014 年降低了85%，1956 年的種植品種為地方品種糯高粱，1981 年應用的品種有5 個育成品種和1 個地方品種糯高粱，2014 年種植的主要為育成品種紅纓子。綠豆、飯豆、蕓豆種植面積縮減嚴重，1956 年分別為1 306.7、3 756.7、1 163.3 hm2，1981 年分別為300.0、1 266.7、500.0 hm2，2014 年分別為183.3、556.7、176.7 hm2，品種主要為地方品種，育成品種的應用很少。豌豆、蠶豆種植面積年度間波動較大，例如蠶豆1956、1981、2014 年的種植面積分別為2 053.3、313.3、1 543.3 hm2，在品種的應用上仍以地方品種為主。利川市豇豆的種植面積2014年以來呈遞增趨勢，1981年豇豆的種植面積為100.0 hm2，2014 年豇豆的種植面積為1 350.0 hm2，地方品種和育成品種均有種植。

表3 利川市1956、1981、2014 年糧食作物主要品種和種植面積

利川市的果樹種質資源普查情況（表4）表明，李、桃和梨的種植面積不同年度間有較大的波動，1956 年都為100.0 hm2以上，1981 年都不到37.0 hm2，2014 年分別為538、36、2 492 hm2，在品種的應用上，2014 年以來地方品種應用呈減少趨勢，育成品種的應用越來越多，種植面積占比越來越大。1981 年利川市柿和葡萄的種植面積分別為6.7 hm2和12.3 hm2，2014 年利川市柿的種植面積減少到2.7 hm2，應用的是地方品種，而葡萄的種植面積增加到71.3 hm2，生產上主要應用的是“夏黑”“紅地球”等育成品種。2014 年以來，原本種植較少的獼猴桃也開始種植。

表4 利川市1956、1981、2014 年果樹主要品種和種植面積

由利川市1956、1981、2014 年蔬菜的普查情況（表5）可知，白菜的播種面積呈上升趨勢，既有地方品種的應用也有育成品種的應用，2014 年育成品種的種植面積達白菜種植面積的95%左右。蘿卜和辣椒的種植面積年度間變動較大，1956 年分別為1 033.3 hm2和733.3 hm2，1981年為183.3 hm2和563.3 hm2，2014 年為6 040.0 hm2和3 700.0 hm2，在品種的應用上既有地方品種也有育成品種，2014 年育成品種的種植面積占蘿卜、辣椒種植面積的98%以上。利川市大頭菜的種植面積呈遞減的趨勢，應用的一直是地方品種。菜豆的種植面積2014 年以來呈遞增趨勢，1981 年菜豆的種植面積為100.0 hm2，2014年種植面積達到680.0 hm2，地方品種和育成品種均有種植。扁豆種植面積年度間有小幅波動，應用的主要是地方品種。甘藍、菠菜、香菜、番茄的種植面積2014年呈上升趨勢，應用的品種為育成品種。2014年以來，原本種植較少的茄子、芹菜、生菜、油麥菜、萵苣、黃瓜、魔芋、薯蕷、莼菜也開始種植。

表5 利川市1956、1981、2014 年蔬菜主要品種和種植面積

對比1956、1981、2014 年經濟作物的普查情況可知（表6），大豆種植面積不同年度間有一定的波動，地方品種和育成品種的應用都有，其中育成品種的種植面積達大豆種植面積的80%以上。利川市油菜和煙草的種植面積呈遞增趨勢，1956、1981、2014年油菜的種植面積分別為866.7、5 766.7、7 666.7 hm2，煙草的種植面積分別為16.7、4180.0、5 327.7 hm2，1956 年以前油菜和煙草種植的都是地方品種，1981年以來油菜和煙草種植的主要為育成品種。利川市茶的種植面積呈快速遞增趨勢，1956 年為47.0 hm2，1981 年為1 436.8 hm2，2014 年為12 669.4 hm2，在品種的應用上，1981 年以前主要為地方品種，2014 年以后既有地方品種也有育成品種，其中育成品種的種植面積占比為96%以上。

表6 利川市1956、1981、2014 年經濟作物主要品種和種植面積

續(xù)表5

2.3 農民認知的地方特色資源

忠路芋頭：采集編號2017422143（圖1），俗名旱芋，口感細軟，綿甜香糯，營養(yǎng)價值近似于土豆，為堿性食物，易于消化，可蒸食或煮食。不耐寒、不耐旱，澆水少。

圖1 忠路芋頭（2017422143）

紅皮山藥：采集編號2017422229（圖2），紅皮，皮?。ǔ实霞t色），色白，質實，高黏液質，水分含量低，味清香怡人，口感綿和。

圖2 紅皮山藥（2017422229）

大海椒：采集編號2017422210（圖3），品質優(yōu)，株高較高，青紅兩用，肉較厚，適合作紅椒，味道較辣，香味較濃。

圖3 大海椒（2017422210）

謀道黃花菜：采集編號2017422237（圖4），株高55cm，品質優(yōu)，抗旱，耐貧瘠，花大，花少，好吃，口感好，根系大，護田埂，抗旱性和耐貧瘠性較好。

忠路四季豆：采集編號2017422153（圖5），莢紅色、莖紅色、子粒黑色，適應性好，結莢多、品質好，口感好，有筋，肉厚。

圖5 忠路四季豆（2017422153）

老品種辣椒：采集編號2017422131（圖6），枝多，皮薄，果皮油亮，果面微皺，指形或短牛角形，成熟果紅色，味辣，青紅兩用。

圖6 老品種辣椒（2017422131）

二黃早玉米：采集編號2017422129（圖7），地方老品種，食味好、口感香甜，可吃嫩棒子，老子粒綿軟，當地多用做玉米滲、苞谷面。

圖7 二黃早玉米（2017422129）

柏楊壩胡蔥：采集編號2017422177（圖8），為多年生草本，鱗莖繁殖，利用部分為莖、葉，品質優(yōu)，耐寒，可作調料，香味濃郁。

圖8 柏楊壩胡蔥（2017422177）

3 討論與建議

利川市地形地貌復雜，區(qū)域內具有多樣性的小生態(tài)氣候，加之多民族聚居，且交通落后，引進的外來品種和新育成品種大多推廣較慢，造就了豐富多樣的農作物種質資源。本次系統(tǒng)調查和搶救性收集的大田作物，如小麥地方品種資源已很稀少，豆類、雜糧和蔬菜等地方種質資源是本次資源收集的主體。糧食作物中玉米和水稻等大宗作物種質資源收集數量相對較少，而高粱、蕎麥和豆類等種植面積較小的雜糧作資源物收集數量較多。收集的蔬菜作物資源以葉菜、瓜類、水生蔬菜為主，葉菜和瓜類資源多為老百姓根據自己的喜好留種，多為傳統(tǒng)的農家品種，種植于自家庭院周圍，分布非常分散，呈零星分布狀態(tài)。調查收集的果樹資源以野生種為主，如野生李子和野生獼猴桃等。第三次全國農作物種質資源普查與收集行動在利川市收集的農作物種質資源在當地的栽培歷史較悠久，其品質、抗性和產量都經過長期的選擇，收集的種質資源因品質優(yōu)良，口感極佳，藥食兩用，適應能力強，抗逆、耐瘠及因當地風俗習慣而得以保存。

農作物種質資源是自然界不同生態(tài)條件脅迫下和人工改良過程中逐步形成的遺傳資源，是寶貴的生物基因寶藏，擁有實際價值和潛在基因資源［7-15］。因此，在注重種質資源收集的基礎上，更應積極開展種質資源系統(tǒng)的鑒定工作，特別是開展特色農作物種質資源的抗性（抗病、抗旱、抗倒、抗鹽等）和品質檢測與分析，進行特異性狀搶救性發(fā)掘，不斷完善農作物種質資源信息庫。同時建立農作物種質資源共享服務平臺，對現有庫存種質資源、創(chuàng)新種質、改良種質、攜帶新基因的優(yōu)異種質等具有突出性狀的優(yōu)異種質，實行動態(tài)管理，開展實物、信息、技術共享，實現農業(yè)種質資源身份信息可查詢可追溯，促進共享共用。