湖北省利川市农作物种质资源调查与收集

李 莉，陈宏伟，刘良军，刘昌燕，焦春海

（1.湖北省农业科学院粮食作物研究所/湖北省杂粮工程技术研究中心/粮食作物种质创新与遗传改良省重点实验室，武汉 430064；2.湖北省农业科学院，武汉 430064）

利川市位于东经108°27′—109°18′，北纬29°42′—30°29′，东西距宽92 km，南北长105 km，地处湖北省西南边陲，东与恩施市接壤，南与咸丰县毗连，西南与重庆市黔江、彭水两县相邻，由西至北依次与重庆市石柱、万县、云阳、奉节诸县毗连，属云贵高原东北的延伸部分。区域内山地、峡谷、丘陵、盆地及河谷平川相互交错，云多雾大，雨量充沛，空气潮湿，属亚热带大陆性季风气候。因山峦起伏，沟壑幽深，海拔高度不同，气候差异明显，海拔800 m 以下的低山带，四季分明，冬暖夏热，年平均气温16.7 ℃；海拔800～1 200 m的二高山地带，春迟秋早，潮湿多雨，日照偏低，年平均气温12.3 ℃；海拔1 200 m 以上的高山地带，气候寒冷，冬长夏短，风大雪多，易涝少旱，年平均气温11.1 ℃。复杂多样的地形地貌形成多种气候类型和农业生态类型，造就了植物生境多样化和农作物种质资源的丰富多彩，素有“银利川”之称［1］。

利川市总面积4 605 km2，总人口91.37 万人，是恩施土家族苗族自治州面积最大、人口最多的县级市。境内长期居住着汉族、土家族、苗族、侗族、壮族、藏族、畲族、白族、蒙古族、彝族、满族等11 个民族，户籍人口94 万人，少数民族55.65 万人，占利川市总人口的59.2%［2，3］。不同民族有各异的传统文化和生活习俗及农事活动，在世代相传中赋予了作物种质资源丰富的民族文化内涵。正因为如此，这里在长期的农业生产中利用、保留了大量特有的或稀有的具有民族特色的作物种质资源。

种质资源是携带生物遗传信息的载体，具有实际或潜在的利用价值，对实现中国农业可持续发展战略具有重要的生态功能价值，是一个国家最有价值和最有战略意义的宝贵财富［4-6］。然而由于近30年来国家未开展全国性农作物种质资源普查，基础数据缺乏，对农作物资源的现状及其濒危程度不了解，制约了对作物种质资源的有效保护和可持续利用。通过第三次全国农作物种质资源普查与收集行动的开展，摸底了利川市农作物种质资源在不同海拔、地区的分布情况，摸清了利川市农作物种质资源的存量与现状，并对农作物种质资源进行了抢救性调查和收集。本研究介绍了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动在利川市开展的情况，并以1956 年、1981 年、2014 年3 个时间段的普查结果为基础，分析了近60 年来利川市农作物的种植面积、种植品种等的分布、演化与利用情况，以期对农作物种质资源的征集与保护提出依据和建议，为农作物种质资源多样性研究、种质创新和开发利用提供参考。

1 调查概况

1.1 调查时间和收集对象

2017 年9 月，万正煌（湖北省农业科学院粮食作物研究所）、何利刚（湖北省农业科学院果树茶叶研究所）、陈宏伟（湖北省农业科学院粮食作物研究所）、尹延旭（湖北省农业科学院经济作物研究所）等对利川市粮食、油料、蔬菜及其他一年生作物和果树、茶叶、桑及其他多年生作物资源开展了系统调查和抢救性收集工作。

调查前，利川市农业局克服资料不齐全、涉及部门较多、时间间隔较长等各种困难，通过查阅档案资料、走访相关人员，认真开展了3 个不同年代（1956年、1981 年和2014 年）的种质资源普查，基本查清本市农作物种质资源的种植历史、栽培制度、品种更替、社会经济和环境变化等基础情况，为确保种质资源征集工作顺利开展打好了基础。

1.2 资源收集方法

调查点遴选：依靠当地农业部门，在对利川市农作物种质资源的全面普查（基本查清各类农作物的种植历史、栽培制度、品种更替、社会经济和环境变化、种质资源种类、分布、多样性及其消长状况等）信息基础上，确定利川市佛宝山开发区、忠路镇、柏杨坝镇、团堡镇和谋道镇5 个农作物种质资源相对丰富的镇为重点调查乡镇，进行农作物种质资源的系统调查和抢救性收集。

仪器设备使用：使用500 万以上像素的数码相机进行图片信息采集，全球定位系统（GPS）进行地理方位和海拔高度数据采集，使用笔记本电脑进行数据填报和电子信息存储。

信息采集：填写数据采集表（记载采集号、采集地点、采集日期、种质名称、种质生境、样本特点、种植历史、栽培制度、农民认知等），用数码相机拍摄采集点的生境和样品照片，并用GPS 定位采集点的地理位置。

种质资源采集和保存：根据采集的种子、块茎、枝条和植株类型，使用自封袋、网袋或塑料袋等进行保存，并在有必要时用湿毛巾保湿。收集工作完成后及时将收集的资源上交湖北省农业科学院农作物种质资源普查与收集行动实施小组办公室，以便及时分发给各资源鉴定单位。

2 结果与分析

2.1 主要农作物资源调查与收集情况

利川市农作物种质资源收集主要集中在佛宝山开发区、忠路镇、柏杨坝镇、团堡镇、谋道镇，收集的资源占总数的比例依次为11.86%、29.66%、44.07%、5.93%、8.48%。按作物种类划分，包括粮食作物56份、经济作物7 份、蔬菜50 份、果树5 份，分别占收集资源总数的47.46%、5.93%、42.37%、4.24%。利川市收集资源分布的海拔范围为600～1 800 m，其中47.46%的资源分布在600～900 m，29.66%的资源分布在1 000～1 500 m，分布在1 500 m 以上的资源份数占22.88%（表1）。

表1 利川市调查乡镇农作物种质资源类别

利川市农作物资源丰富，本次系统调查收集到的主要有20 科35 属42 种，共计118 份农作物种质资源（表2）。其中水稻、玉米、甘薯、马铃薯、荞麦和高粱共计18 份，占收集资源总数的15.25%；豆类种质资源32 份，涉及的属、种最丰富，有菜豆、豇豆、饭豆、小豆、扁豆、蚕豆、豌豆等，占收集资源总数的27.12%；收集到大豆、花生、油菜等油料作物资源9份，占收集资源总数的7.63%；猕猴桃、李子、茶等果茶资源共计9 份，占收集资源总数的7.63%；收集到蔬菜资源最多，占收集资源总数的42.37%，其中根菜类资源2 份，叶菜类资源15 份、葱蒜类资源13 份、茄果类资源6 份、瓜类资源5 份、薯蓣类资源6 份，水生蔬菜1 份，多年生蔬菜2 份。

表2 利川市收集的农作物种质资源

2.2 利川市农业生产中作物品种和面积情况分析

由利川市粮食作物资源的普查情况（表3）可知，1956、1981、2014 年水稻、玉米、马铃薯的种植面积基本持平，育成品种的应用逐渐增多，地方品种在生产中的应用越来越少。1956 年和1981 年，小麦的种植面积在2 500.0 hm2以上，至2014 年小麦的种植面积锐减到360.0 hm2，地方品种在生产上也已经被淘汰。甘薯因种植效益较好，且易种、易收，种植面积增幅较大，1956、1981、2014 年分别为420.0、3 493.3、12 000.0 hm2，2014 年以来生产上应用的主要为育成品种。高粱的种植面积先升后降，在20 世纪80 年代达到高峰，至2014 年降低了85%，1956 年的种植品种为地方品种糯高粱，1981 年应用的品种有5 个育成品种和1 个地方品种糯高粱，2014 年种植的主要为育成品种红缨子。绿豆、饭豆、芸豆种植面积缩减严重，1956 年分别为1 306.7、3 756.7、1 163.3 hm2，1981 年分别为300.0、1 266.7、500.0 hm2，2014 年分别为183.3、556.7、176.7 hm2，品种主要为地方品种，育成品种的应用很少。豌豆、蚕豆种植面积年度间波动较大，例如蚕豆1956、1981、2014 年的种植面积分别为2 053.3、313.3、1 543.3 hm2，在品种的应用上仍以地方品种为主。利川市豇豆的种植面积2014年以来呈递增趋势，1981年豇豆的种植面积为100.0 hm2，2014 年豇豆的种植面积为1 350.0 hm2，地方品种和育成品种均有种植。

表3 利川市1956、1981、2014 年粮食作物主要品种和种植面积

利川市的果树种质资源普查情况（表4）表明，李、桃和梨的种植面积不同年度间有较大的波动，1956 年都为100.0 hm2以上，1981 年都不到37.0 hm2，2014 年分别为538、36、2 492 hm2，在品种的应用上，2014 年以来地方品种应用呈减少趋势，育成品种的应用越来越多，种植面积占比越来越大。1981 年利川市柿和葡萄的种植面积分别为6.7 hm2和12.3 hm2，2014 年利川市柿的种植面积减少到2.7 hm2，应用的是地方品种，而葡萄的种植面积增加到71.3 hm2，生产上主要应用的是“夏黑”“红地球”等育成品种。2014 年以来，原本种植较少的猕猴桃也开始种植。

表4 利川市1956、1981、2014 年果树主要品种和种植面积

由利川市1956、1981、2014 年蔬菜的普查情况（表5）可知，白菜的播种面积呈上升趋势，既有地方品种的应用也有育成品种的应用，2014 年育成品种的种植面积达白菜种植面积的95%左右。萝卜和辣椒的种植面积年度间变动较大，1956 年分别为1 033.3 hm2和733.3 hm2，1981年为183.3 hm2和563.3 hm2，2014 年为6 040.0 hm2和3 700.0 hm2，在品种的应用上既有地方品种也有育成品种，2014 年育成品种的种植面积占萝卜、辣椒种植面积的98%以上。利川市大头菜的种植面积呈递减的趋势，应用的一直是地方品种。菜豆的种植面积2014 年以来呈递增趋势，1981 年菜豆的种植面积为100.0 hm2，2014年种植面积达到680.0 hm2，地方品种和育成品种均有种植。扁豆种植面积年度间有小幅波动，应用的主要是地方品种。甘蓝、菠菜、香菜、番茄的种植面积2014年呈上升趋势，应用的品种为育成品种。2014年以来，原本种植较少的茄子、芹菜、生菜、油麦菜、莴苣、黄瓜、魔芋、薯蓣、莼菜也开始种植。

表5 利川市1956、1981、2014 年蔬菜主要品种和种植面积

对比1956、1981、2014 年经济作物的普查情况可知（表6），大豆种植面积不同年度间有一定的波动，地方品种和育成品种的应用都有，其中育成品种的种植面积达大豆种植面积的80%以上。利川市油菜和烟草的种植面积呈递增趋势，1956、1981、2014年油菜的种植面积分别为866.7、5 766.7、7 666.7 hm2，烟草的种植面积分别为16.7、4180.0、5 327.7 hm2，1956 年以前油菜和烟草种植的都是地方品种，1981年以来油菜和烟草种植的主要为育成品种。利川市茶的种植面积呈快速递增趋势，1956 年为47.0 hm2，1981 年为1 436.8 hm2，2014 年为12 669.4 hm2，在品种的应用上，1981 年以前主要为地方品种，2014 年以后既有地方品种也有育成品种，其中育成品种的种植面积占比为96%以上。

表6 利川市1956、1981、2014 年经济作物主要品种和种植面积

续表5

2.3 农民认知的地方特色资源

忠路芋头：采集编号2017422143（图1），俗名旱芋，口感细软，绵甜香糯，营养价值近似于土豆，为碱性食物，易于消化，可蒸食或煮食。不耐寒、不耐旱，浇水少。

图1 忠路芋头（2017422143）

红皮山药：采集编号2017422229（图2），红皮，皮薄（呈淡紫红色），色白，质实，高黏液质，水分含量低，味清香怡人，口感绵和。

图2 红皮山药（2017422229）

大海椒：采集编号2017422210（图3），品质优，株高较高，青红两用，肉较厚，适合作红椒，味道较辣，香味较浓。

图3 大海椒（2017422210）

谋道黄花菜：采集编号2017422237（图4），株高55cm，品质优，抗旱，耐贫瘠，花大，花少，好吃，口感好，根系大，护田埂，抗旱性和耐贫瘠性较好。

忠路四季豆：采集编号2017422153（图5），荚红色、茎红色、子粒黑色，适应性好，结荚多、品质好，口感好，有筋，肉厚。

图5 忠路四季豆（2017422153）

老品种辣椒：采集编号2017422131（图6），枝多，皮薄，果皮油亮，果面微皱，指形或短牛角形，成熟果红色，味辣，青红两用。

图6 老品种辣椒（2017422131）

二黄早玉米：采集编号2017422129（图7），地方老品种，食味好、口感香甜，可吃嫩棒子，老子粒绵软，当地多用做玉米渗、苞谷面。

图7 二黄早玉米（2017422129）

柏杨坝胡葱：采集编号2017422177（图8），为多年生草本，鳞茎繁殖，利用部分为茎、叶，品质优，耐寒，可作调料，香味浓郁。

图8 柏杨坝胡葱（2017422177）

3 讨论与建议

利川市地形地貌复杂，区域内具有多样性的小生态气候，加之多民族聚居，且交通落后，引进的外来品种和新育成品种大多推广较慢，造就了丰富多样的农作物种质资源。本次系统调查和抢救性收集的大田作物，如小麦地方品种资源已很稀少，豆类、杂粮和蔬菜等地方种质资源是本次资源收集的主体。粮食作物中玉米和水稻等大宗作物种质资源收集数量相对较少，而高粱、荞麦和豆类等种植面积较小的杂粮作资源物收集数量较多。收集的蔬菜作物资源以叶菜、瓜类、水生蔬菜为主，叶菜和瓜类资源多为老百姓根据自己的喜好留种，多为传统的农家品种，种植于自家庭院周围，分布非常分散，呈零星分布状态。调查收集的果树资源以野生种为主，如野生李子和野生猕猴桃等。第三次全国农作物种质资源普查与收集行动在利川市收集的农作物种质资源在当地的栽培历史较悠久，其品质、抗性和产量都经过长期的选择，收集的种质资源因品质优良，口感极佳，药食两用，适应能力强，抗逆、耐瘠及因当地风俗习惯而得以保存。

农作物种质资源是自然界不同生态条件胁迫下和人工改良过程中逐步形成的遗传资源，是宝贵的生物基因宝藏，拥有实际价值和潜在基因资源［7-15］。因此，在注重种质资源收集的基础上，更应积极开展种质资源系统的鉴定工作，特别是开展特色农作物种质资源的抗性（抗病、抗旱、抗倒、抗盐等）和品质检测与分析，进行特异性状抢救性发掘，不断完善农作物种质资源信息库。同时建立农作物种质资源共享服务平台，对现有库存种质资源、创新种质、改良种质、携带新基因的优异种质等具有突出性状的优异种质，实行动态管理，开展实物、信息、技术共享，实现农业种质资源身份信息可查询可追溯，促进共享共用。