韓化雨 都明霞 范立國(guó)
(1 山東省濰坊市壽光市蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心,濰坊 262700;2 山東省濰坊市壽光市農(nóng)村社會(huì)事業(yè)發(fā)展中心,濰坊 262700)
種質(zhì)資源是一切育種的核心,是現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,各國(guó)圍繞重要基因發(fā)掘、創(chuàng)新和利用的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈,種質(zhì)資源已經(jīng)成為世界各國(guó)爭(zhēng)奪的重要戰(zhàn)略資源。自新中國(guó)成立以來,我國(guó)先后組織過兩次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源征集調(diào)查,但距今已過去30 多年,30 多年來我國(guó)未開展全國(guó)性農(nóng)作物種質(zhì)資源普查,致使種質(zhì)資源本底不清[2];同時(shí)受城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速發(fā)展,農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和改良品種推廣等因素影響,大量古老地方品種加速消失,作物野生近緣植物資源急劇減少[3-4]。2020 年山東省全面開展第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng),壽光市從2020 年6月開始落實(shí)這項(xiàng)工作。本研究旨在對(duì)此次普查收集工作情況進(jìn)行總結(jié)和分析,揭示壽光市農(nóng)作物種質(zhì)資源的分布和演變規(guī)律,以期為地方特色種質(zhì)資源保護(hù)和開發(fā)利用提供借鑒。
壽光市位于山東半島中北部,渤海萊州灣南畔,地理位置為36°41′~37°19′N、118°32′~119°10′E,地勢(shì)為由南向北緩慢降低的濱海大平原,總面積2072km2,轄14 個(gè)鎮(zhèn)街、1 個(gè)省級(jí)開發(fā)區(qū),共有975 個(gè)行政村。氣候條件適宜,多年平均日照時(shí)數(shù)2621h,年平均氣溫14℃,多年平均積溫4175.9℃,全年無霜期平均195d。土壤肥沃,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越。據(jù)統(tǒng)計(jì),2021 年壽光市耕地面積98573hm2,糧食生產(chǎn)總面積83133hm2,總產(chǎn)量57.1萬t,主要作物有小麥、玉米、高粱、谷子、大豆、棉花等;設(shè)施蔬菜播種面積40000hm2,年產(chǎn)量450 萬t,主要有番茄、黃瓜、辣椒、茄子、甜瓜、蘿卜、白菜、韭菜等20 多類。果樹面積2067hm2,總產(chǎn)量8.1 萬t,主要有葡萄、蘋果、桃、櫻桃等。
壽光是農(nóng)圣賈思勰的故里,有著悠久的農(nóng)耕文明和深厚的農(nóng)作技藝文化,在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中,壽光農(nóng)民根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)、栽培習(xí)慣等,經(jīng)過多年選育形成了桂河芹菜、獨(dú)根紅韭菜、壽光大蔥和羊角黃辣椒等極富地域特色的農(nóng)產(chǎn)品。近年來,壽光作為著名的“中國(guó)蔬菜之鄉(xiāng)”,已成為全球蔬菜種業(yè)集聚地,擁有豐富的國(guó)內(nèi)外蔬菜新品種資源。目前已有4 家育種企業(yè)建有蔬菜種質(zhì)資源庫(kù),其中1 家為省級(jí)種質(zhì)資源保護(hù)單位,收集種質(zhì)資源2.5 萬份。
2.1 組建普查隊(duì)成立由農(nóng)業(yè)農(nóng)村局相關(guān)人員組成的壽光市農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)工作領(lǐng)導(dǎo)小組及辦公室,由糧食、蔬菜、果樹、食用菌等栽培作物專業(yè)技術(shù)人員組成的專家組,負(fù)責(zé)種質(zhì)資源普查及征集工作中的技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)咨詢和技術(shù)路線的制定等。
2.2 制定實(shí)施方案印發(fā)《壽光市農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)實(shí)施方案》,明確目的意義,安排實(shí)施進(jìn)度,落實(shí)目標(biāo)任務(wù),嚴(yán)格工作要求;按照《實(shí)施方案》要求,充分發(fā)揮鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技人員熟悉當(dāng)?shù)刭Y源情況的工作優(yōu)勢(shì),將普查任務(wù)分解到各鎮(zhèn)街區(qū),各鎮(zhèn)街區(qū)再成立普查小組。開展工作前,組織專題技術(shù)培訓(xùn),使調(diào)查隊(duì)成員熟練掌握普查收集的方法及技術(shù)規(guī)程。
2.3 調(diào)查內(nèi)容依據(jù)第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)的技術(shù)規(guī)范要求,開展農(nóng)作物種質(zhì)資源普查工作。通過查閱《壽光縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)資料》(1956 年、1981 年)、《壽 光年鑒2016》(2011-2015 年)、《壽光縣志》(1960 版、1992 版)、《壽光縣農(nóng)業(yè)局局志》(1949-1987 年)、《壽光縣農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和農(nóng)業(yè)區(qū)劃報(bào)告》(1982 年)、《縣級(jí)農(nóng)業(yè)區(qū)劃滾動(dòng)研究》(1991 年)等30 多部書籍專著,以及壽光市檔案、統(tǒng)計(jì)、氣象、自然資源、教育、壽光市農(nóng)圣種業(yè)有限公司(原壽光縣種子站)等相關(guān)部門檔案資料,走訪基層農(nóng)技人員和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)老專家等方式,摸清壽光市1956 年、1981 年和2014 年基本情況、各類農(nóng)作物種植情況、品種更替及農(nóng)作物種質(zhì)資源分布。在普查的基礎(chǔ)上,通過宣傳和走訪,收集糧食作物、蔬菜作物、經(jīng)濟(jì)作物等種質(zhì)線索,逐一實(shí)地考察、篩選和確認(rèn),對(duì)古老、珍稀、特有、名優(yōu)農(nóng)作物和作物野生近緣種質(zhì)資源進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查和收集,記錄種質(zhì)的科、屬、種、分布區(qū)域、生態(tài)環(huán)境、歷史沿革、保護(hù)現(xiàn)狀等信息,深入了解當(dāng)?shù)剞r(nóng)民對(duì)其特征特性、栽培方式、利用價(jià)值、適應(yīng)范圍等認(rèn)知方面的基礎(chǔ)信息,采集生境和樣品照片,利用GPS 定位采集地點(diǎn)。最后,對(duì)收集的種質(zhì)樣本進(jìn)行整理、登記、保存,完成“第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”征集表。
農(nóng)作物種質(zhì)資源季節(jié)性強(qiáng),對(duì)因錯(cuò)過采集期、突發(fā)災(zāi)害等導(dǎo)致資源損失的,進(jìn)行資源再征集工作,做到全覆蓋無遺留,應(yīng)收盡收,應(yīng)保盡保,全面摸清農(nóng)作物種質(zhì)資源家底。
2020 年10 月完成了1956 年、1981 年和2014年3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的普查表和系統(tǒng)錄入工作。歷時(shí)2年,調(diào)查獲得70 多個(gè)種質(zhì)資源,完成了42 份農(nóng)作物種子類、果樹枝條、無性繁殖類等種質(zhì)資源的收集,經(jīng)普查工作辦審核鑒定,正式入國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)(圃)資源數(shù)33 份。
3.1 壽光市農(nóng)作物種質(zhì)資源的演變規(guī)律與發(fā)展趨勢(shì)
3.1.1 耕地和農(nóng)業(yè)人口變化從耕地面積變化看,1981 年壽光市的耕地面積為99190hm2,相比1956年的119330hm2下降了約17%。20 世紀(jì)80 年代末,壽光對(duì)北部鹽堿地進(jìn)行開發(fā),耕地面積有所增加,2014 年達(dá)到102500hm2。從人口情況看,1956-2014 年壽光市總?cè)丝诓粩嘣龆啵啾?956 年,2014年人口總數(shù)增加了64%,而農(nóng)業(yè)人口先增加后減少,其占比從1981 年開始表現(xiàn)出大幅度下降趨勢(shì),這跟城鎮(zhèn)化進(jìn)程密切相關(guān),更多的青壯年進(jìn)城務(wù)工并定居,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)人口急劇減少。
3.1.2 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化表1 反映出1956-2014年壽光市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化。1956 年糧食生產(chǎn)居主導(dǎo)地位,小麥、玉米、高粱、谷子、甘薯、大豆等糧食作物的種植面積占比之和高達(dá)90.34%,經(jīng)濟(jì)作物以棉花和煙草為主,果樹和蔬菜種植極少。1981 年糧食作物中小麥和玉米的種植面積占比大幅升高,達(dá)到68.90%,高粱、谷子、大豆占比銳減,經(jīng)濟(jì)作物占比達(dá)到16.15%,以果樹、蔬菜升高最為顯著。到2014 年,糧食作物生產(chǎn)幾乎只剩小麥和玉米,經(jīng)濟(jì)作物中煙草、麻類已退出歷史舞臺(tái),而蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,達(dá)到50827hm2,占比31.38%,成為壽光市的支柱產(chǎn)業(yè)。
3.1.3 農(nóng)作物品種演變從表2 可以看出,1956 年小麥、玉米、高粱、谷子的地方品種種植面積較大,分別占各作物種植面積的46%、59%、33%和68%,大豆和蔬菜全部為地方品種,僅甘薯和棉花全部為培育品種。1981 年小麥、玉米、高粱、谷子、甘薯、大豆和棉花的地方品種全部被培育品種所取代,2014年作物品種與1981 年相比變化很大,說明品種更新?lián)Q代進(jìn)程較快。品種的演變整體趨勢(shì)表現(xiàn)為抗病性增強(qiáng),品質(zhì)優(yōu)化,加上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件的改善,產(chǎn)量明顯提高[5-7]。現(xiàn)代改良品種和引進(jìn)品種逐漸成為產(chǎn)業(yè)主流,在玉米、蔬菜上表現(xiàn)更為明顯,2014 年壽光市玉米代表性培育品種達(dá)到30 個(gè),蔬菜更是超過了150 個(gè)。從1956-2014 年歷史變遷來看,地方品種在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和新品種推廣的影響下急劇減少,除少量蔬菜作物外,其他作物的地方品種已經(jīng)查不到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),加強(qiáng)優(yōu)異、古老特色地方品種的保護(hù)迫在眉睫。
表2 壽光市農(nóng)作物主要栽培品種變化
3.2 已收集種質(zhì)資源分類隨著大量現(xiàn)代新品種的推廣,生產(chǎn)上很難發(fā)現(xiàn)地方品種,經(jīng)過甄別篩選,收集到42 份有效種質(zhì)資源,按作物種類劃分,糧食作物14 份、蔬菜21 份、果樹4 份、牧草綠肥2 份、經(jīng)濟(jì)作物1 份,分別約占收集總量的33%、50%、10%、5%、2%(圖1)。按資源類型劃分,地方品種35 份、野生資源7 份。此次普查收集的地方品種主要有以下特點(diǎn):(1)口感極佳,品質(zhì)優(yōu)良;(2)抗性好,易于管理;(3)多零星種植,不成規(guī)模;(4)產(chǎn)量偏低,耐儲(chǔ)運(yùn)差;(5)多為60 歲以上農(nóng)戶習(xí)慣留種的瓜菜品種和雜糧雜豆。對(duì)于曾廣泛種植的雞腿蔥、氣煞風(fēng)、羊角黃辣椒等古老地方品種,此次普查已難覓蹤跡。
圖1 已收集種質(zhì)資源的作物分類情況
3.3 部分優(yōu)異資源介紹
3.3.1 桂河芹菜桂河芹菜(Apium graveolensL.)因種植于桂水兩岸而得名,種植歷史悠久。桂河芹菜植株健壯、莖高而細(xì)、鮮嫩無絲、口感爽脆,地窖儲(chǔ)藏后口感更加細(xì)膩清脆,入口無渣,是自然農(nóng)業(yè)種植和百年窖藏工藝的完美結(jié)合[8]。2009 年桂河芹菜成功申報(bào)“國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品”,近年來,通過對(duì)桂河芹菜產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作及深加工產(chǎn)品研發(fā),在龍頭企業(yè)及專業(yè)合作社的帶動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)及品牌培育宣傳下,今天的桂河芹菜“名聲在外”。
3.3.2 壽光獨(dú)根紅韭菜壽光獨(dú)根紅韭菜(Allium hookeri Thwaiter.Enum.)是經(jīng)過多代選育形成的適于保護(hù)地生產(chǎn)的優(yōu)良品種??购?、抗逆性強(qiáng),植株高大,假莖粗壯,每年2 月假莖基部會(huì)呈現(xiàn)紫紅色,葉片寬厚濃綠,汁多脆嫩,芳香性物質(zhì)含量高,品質(zhì)極優(yōu),種植面積曾達(dá)到500hm2。2009 年壽光獨(dú)根紅韭菜成功申報(bào)“國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品”。但是近年來,相對(duì)外來韭菜品種,因休眠期長(zhǎng)(約45d)、產(chǎn)量低,獨(dú)根紅韭菜種植面積已不足20hm2。目前,主要由專業(yè)合作社運(yùn)營(yíng)作為優(yōu)質(zhì)蔬菜供應(yīng)春節(jié)市場(chǎng)。
3.3.3 浮橋蘿卜浮橋蘿卜(Raphanus sativusL.var.longipinnatusBailey)因原產(chǎn)于壽光浮橋村而得名,至今已有200 多年的栽培歷史,由原來青蘿卜老品種經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的選優(yōu)和提純復(fù)壯,選育出了適合本地水土的中纓品系。浮橋蘿卜綠如翡翠,肉質(zhì)脆嫩,味甜多汁,辣味輕。2010 年成功申報(bào)“國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品”,后入選全國(guó)名特優(yōu)新農(nóng)產(chǎn)品目錄。目前,浮橋村的蘿卜種植面積達(dá)到70hm2,浮橋蘿卜生產(chǎn)已成為浮橋村農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的核心支撐點(diǎn)。
3.3.4 馬家牙子蒜馬家牙子蒜(Allium sativumL.)產(chǎn)于壽光侯鎮(zhèn)馬家村,至今已有百年栽培歷史。蒜皮白色,蒜瓣小而多,每頭15~20 瓣,口感脆,主要用做腌蒜。目前馬家村的種植面積約7hm2,露天栽培,10 月中下旬播種,6 月上旬收獲,作為鮮蒜售賣,10元每把(30 頭),每667m2可收入7000 多元,成了當(dāng)?shù)爻醭梢?guī)模的特色產(chǎn)業(yè)。
3.3.5 其他優(yōu)質(zhì)地方品種邊梁脆和疙瘩脆均屬葫蘆科黃瓜屬甜瓜(Cucumis melossp.conomon(Thunb.)Greb.),薄皮,果肉白色,汁多質(zhì)脆,味道清香,略帶甜味,與水果黃瓜相比口感更加細(xì)膩。因皮薄耐運(yùn)輸性差,種植較少,主要在本地集市銷售,是高血糖人群適宜食用的低糖果菜。
八葉齊(Allium fistulosumL.var.giganteumMakino)是壽光大蔥的代表品種之一,植株粗壯,成株一般八葉,葉片整齊緊密成扇形分布,耐寒、抗風(fēng)、適應(yīng)性廣,怕澇,不宜在低洼易澇區(qū)域種植。八葉齊品質(zhì)好,微甜、微辣、不苦。近年來,由于日本大蔥品種在耐熱、耐澇、耐運(yùn)輸性上強(qiáng)于八葉齊,使得八葉齊種植面積銳減,目前僅有少量農(nóng)戶種植,在本地集市上銷售,因八葉齊口感好,仍然深受本地消費(fèi)者喜愛。
經(jīng)過此次普查,收集了一批有價(jià)值的老品種,它們是長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇的產(chǎn)物,具有優(yōu)良的品質(zhì)或抗性優(yōu)勢(shì)。收集到的野生種質(zhì)資源中,野生大豆和野生綠豆表現(xiàn)出適應(yīng)性廣、抗逆性和抗病性強(qiáng)等特點(diǎn),在栽培作物綠豆、大豆育種中具有實(shí)際或潛在的應(yīng)用價(jià)值[9-10]。但也發(fā)現(xiàn)隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和新品種大面積推廣,部分優(yōu)異種質(zhì)資源原生境生存空間不斷被擠壓,原生境保護(hù)壓力不斷增大,地方種質(zhì)資源加速淘汰消失。即使是開發(fā)利用較好的獨(dú)根紅韭菜、浮橋蘿卜等地方特色品種,也面臨淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
為了留住優(yōu)良基因資源,提出以下建議:(1)增強(qiáng)種質(zhì)資源收集保護(hù)意識(shí)。形成種質(zhì)資源收集長(zhǎng)效機(jī)制,建立專業(yè)的基層隊(duì)伍,利用媒體廣泛宣傳種質(zhì)資源保護(hù)的重要意義和主要成果,提高民眾的知曉度,積極提供有效線索,繼續(xù)查尋未登記的農(nóng)作物種質(zhì)資源,發(fā)現(xiàn)一個(gè)保護(hù)一個(gè),確保優(yōu)質(zhì)資源不流失。(2)做好普查征集資料收集保存。將已收集種質(zhì)資源同步納入市資源庫(kù)保存,相應(yīng)資源的圖片和種植歷史、特征特性、栽培模式、開發(fā)利用情況等文字信息應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)整理,按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,匯編成冊(cè)并建立電子普查檔案,跟蹤已收集資源的發(fā)展變化情況及時(shí)增補(bǔ)信息。(3)強(qiáng)化種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)。依托科研院校的技術(shù)優(yōu)勢(shì),搭建種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)與基因發(fā)掘平臺(tái),加快利用現(xiàn)代生物技術(shù)在分子水平、基因水平上開展精細(xì)、深度的鑒定評(píng)價(jià),構(gòu)建分子指紋圖譜庫(kù)。完善種質(zhì)資源信息公開、交換機(jī)制,強(qiáng)化育種原始創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源利用效益最大化。(4)加大地方特色種質(zhì)資源創(chuàng)新與開發(fā)利用。鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體對(duì)地方特色品種開展提純復(fù)壯和選育工作,借鑒桂河芹菜的成功經(jīng)驗(yàn)[11],創(chuàng)新構(gòu)建“公司+基地+合作社+品牌”的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化模式,結(jié)成“收益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、抱團(tuán)發(fā)展、合作共贏”利益共同體,推行標(biāo)準(zhǔn)化管理,改變傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,實(shí)施品牌化戰(zhàn)略,打造地方特色產(chǎn)業(yè)。