陜西南部紫云英資源考察報告

劉彩玲， 何春梅， 王 飛， 王利民， 余 濤2， 黃毅斌

(1.福建省農(nóng)業(yè)科學院土壤肥料研究所， 福州 350013； 2.福建農(nóng)林大學資源與環(huán)境學院， 福州 350002)

紫云英(AstragalussinicusL.)屬于豆科黃芪屬，也稱為紅花草、翹搖等。是我國稻區(qū)傳統(tǒng)綠肥，已經(jīng)有一千多年的栽培史。中國關于紫云英的記載最早，野生資源的分布也最為廣泛，可以說是世界上紫云英的起源地[1]。因其與根瘤菌形成的共生體系具有固氮作用，在增加土壤養(yǎng)分、改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤微生物多樣性等方面扮演著重要的角色。除了可作綠肥使用外，還可以作為花蜜、牧草、蔬菜的原料，種子及全草都可入藥，具有補氣固精、益肝明目、清熱利尿等功效。以綠肥循環(huán)農(nóng)業(yè)、有機農(nóng)業(yè)、無公害農(nóng)業(yè)為主題的今天，紫云英將成為南方稻區(qū)主栽的綠肥品種。傳統(tǒng)上開展紫云英品種鑒定都是以生育期與形態(tài)特征為依據(jù)進行劃分，但是紫云英屬于異花授粉，異交率高，自然條件下雜交率達80%[1]，且不同地域、不同來源種質(zhì)資源的相互交流，導致全國各地的紫云英栽培種在形態(tài)上很難有太大的區(qū)別，以傳統(tǒng)的觀察描述難以準確的鑒別品種。當前保存的或市場上主流的紫云英種質(zhì)資源存在遺傳多樣性不足、種質(zhì)變異較小等問題，一定程度上影響了新品種的選育。因此，尋找紫云英野生資源和野生近緣種十分必要。我國南方紫云英已廣泛種植利用，存在野生紫云英的可能性較小，而陜西南部關于紫云英種植利用的記載較少，存在紫云英的野生資源的可能性較大。因此，于2018年5月15至20日在陜西南部開展調(diào)查。

1 背景概況

1.1 地理概況

陜西省位于中國西北部，介于東經(jīng)105°29′～111°15′，北緯31°42′～39°35′之間，地跨北溫帶和亞熱帶，由于南北之間延伸較長，緯度跨越較大，南北間氣候差異明顯，多樣的氣候類型造就了陜西省分布著豐富的生物資源，被稱之為“生物基因庫”。1965年陜西省境內(nèi)就建立了第一批自然保護區(qū)，預計到2030年共建立66個自然保護區(qū)[2]。

秦嶺地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)、物種以及遺傳多樣性是陜西省資源多樣性的典型代表。秦嶺是我國南北地理分界線，因為獨特的地理位置，導致秦嶺南北坡之間的氣候、環(huán)境、植被的分布存在差異。秦嶺南面為北亞熱帶濕潤氣候，受到東南季風的影響，氣溫較為溫和，雨量豐富；北部為明顯的暖溫帶半濕潤季風氣候，受到西北大陸性氣候的影響，氣溫較低，雨量較少。除了氣候變化幅度大，南北坡的地形也不相同，南坡山勢較為平緩；北坡山勢陡峭，河流長度較短、河谷狹窄。這些因素使得秦嶺地區(qū)動植物資源豐富、山地森林植被分布多樣，很多中國特有的珍稀瀕危野生動植物物種，如大熊貓、金絲猴、羚牛、豹等國家一級保護動物，太白紅杉、紅豆杉、紫斑牡丹、水青樹等珍稀樹種得以在這片區(qū)域生存；坡面植被類型豐富多樣，例如太白山由頂至山麓依次分布有高山灌叢草甸帶、針葉林帶、樺木林帶等[3-5]。

陜南包括漢中、安康、商洛3個地市，大部分位于北亞熱帶和暖溫帶的過渡帶，由于其特殊的地理環(huán)境和優(yōu)越的自然條件，動植物分布表現(xiàn)出明顯的南北交匯和過渡的區(qū)系特征。據(jù)調(diào)查，陜南有種子植物3 000余種，野生動物400多種。秦嶺南坡中段，包括秦嶺南坡至漢江以北的漢中市各縣(區(qū))以及與之相鄰的鳳縣部分地區(qū)，該區(qū)段有種子植物約2 184種，占秦嶺總種數(shù)的63.32%，包括國家保護植物31種[6]。而位于安康市寧陜縣分布的種子植物數(shù)占秦嶺總種數(shù)的38%，屬國家重點保護的珍稀植物有27種；此外，野生動物資源種類繁多，包括兩棲爬行類、鳥類、獸類等，其中兩棲動物占全省總種數(shù)的50%，爬行動物占全省總種數(shù)的58.5%，還是秦嶺大熊貓保護區(qū)群最優(yōu)保護價值的保護區(qū)之一[7-8]?？梢哉f陜南是秦嶺地區(qū)生物多樣性極為豐富的地區(qū)之一。

1.2 歷史概況

紫云英性喜溫暖濕潤環(huán)境，有一定耐寒能力，并且適應較高海拔，一般認為其生于海拔400～3 000 m間的山坡、溪邊及潮濕處。《秦嶺植物志》中記載：紫云英產(chǎn)秦嶺南坡陜西的寧陜、石泉等地，生于海拔400～3 000 m的山坡路旁林下及河旁，分布于33°N～34°N的陜西(南部)、浙江、福建等[9]?！吨袊显朴ⅰ分懈鶕?jù)我國本地品種具有較強的越冬性及適應較高海拔等特點，推測其發(fā)源地是在秦嶺以南的中國中部山間河谷地帶，然后再往東和往南擴展。在建國以前，紫云英的種植主要集中在長江中下游各省份地區(qū)，北界在淮河、秦嶺以南，野生資源主要分布在33°N左右一線；新中國成立后，紫云英種植面積得到了大規(guī)模的發(fā)展，南至廣東、廣西；北至河南、江蘇；西至四川；東至福建、上海[1,10-11]。植物百科網(wǎng)站標示了自1910年以來在我國采集的1 000多個紫云英標本，分布在21個省區(qū)140多處采集地，絕大多數(shù)分布在南方，在秦嶺南部的陜西安康的寧陜縣、石泉縣、平利縣、嵐皋縣，陜西漢中的西鄉(xiāng)縣、城固縣，以及湖北十堰的竹溪縣都標示有紫云英分布。而陜南的漢中、安康自然條件方面具有明顯的南方地區(qū)特征，主要栽種水稻，適宜紫云英的生長。由此可以推測紫云英的發(fā)源地可能是在秦嶺以南的中部山間河谷地帶，再繼續(xù)向南或向東擴展，受限于秋冬氣候干旱、水稻田少、病蟲害多等原因種植范圍無法向西或向北擴展。

2 考察與收集方法

本次考察為期1周，先后考察了安康市的漢陰縣、寧陜縣、石泉縣以及漢中市，行程約400 km。考察方式主要有2種：第一種主要參照植物百科網(wǎng)站標示的標本采集地和文獻資料中記載的產(chǎn)地、主要栽培種植地作為重點考察地；第二種是向當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門工作人員、當?shù)剞r(nóng)戶了解紫云英野生及栽培資源的歷史發(fā)展情況及現(xiàn)狀，包括具體的種植分布范圍、栽培面積、種子來源和產(chǎn)量等信息，并前往歷史上曾種植過的村落現(xiàn)場考察。對發(fā)現(xiàn)的紫云英種質(zhì)資源記錄其具體地點、時間、地形、種植海拔和經(jīng)緯度等，并拍攝圖片，同時現(xiàn)場采集種子、挖取活體植株以及讓當?shù)剞r(nóng)戶或農(nóng)業(yè)工作人員采收。

根據(jù)紫云英性喜濕潤而排水良好的土壤等生長特性，以及傳統(tǒng)上習慣與稻田進行套播的耕作方式，本次考察主要以鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村落為中心，特別是溪邊、河灘邊、以及海拔較高，稻田較多的村落為重點。本次考察共收集了2個紫云英種質(zhì)資源，位于北緯32°96′～33°30′，東經(jīng)106°81′～108°38′，海拔544～868 m。

3 考察結(jié)果

3.1 生態(tài)環(huán)境

紫云英性喜濕潤而排水良好的土壤，傳統(tǒng)耕作上習慣與稻田套作。陜南地區(qū)屬于溫暖濕潤的北亞熱帶氣候區(qū)，是陜西省主要的水稻生產(chǎn)基地。此外，除了文獻中記載陜南是紫云英發(fā)源地外，植物百科中也標示大量標本來自陜南地區(qū)。但在考察過程中發(fā)現(xiàn)，目前陜南地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境、耕作方式已經(jīng)發(fā)生較大的改變，難以發(fā)現(xiàn)成片的稻田或已無水稻栽培，基本不種植紫云英。因此，文獻資料中標示和記載的紫云英原產(chǎn)地和采集地已難以發(fā)現(xiàn)野生種質(zhì)資源或當?shù)胤N。

3.2 資源現(xiàn)狀

通過這次考察發(fā)現(xiàn)，陜南地區(qū)已無大面積紫云英種植，原有種質(zhì)已流失。沿途發(fā)現(xiàn)在河灘邊、路邊、田邊分布有其他多種綠肥資源，包括小巢菜、毛葉苕子、箭筈豌豆、白三葉、天藍苜蓿、多花木藍、白花草木樨等。特別是苕子，由于多年前道路綠化進行播撒，如今已逸生并廣泛分布。

此次共實地考察陜西省4個縣市，共收集了2份紫云英種質(zhì)資源，分別位于寧陜縣賈營村和漢中市南鄭區(qū)新集鎮(zhèn)許營村和兩河鎮(zhèn)野爐村。對本庫中保存的紫云英品種進行株高、莖粗、千粒重和種子長度測定，其均值分別為68 cm、0.65 cm、3.4 g和3 mm，由表1可見，此次采集的資源各項指標均低于此值。此外，與常見的紫云英品種不同，這2個品種在5月中下旬還有部分處于花期。一般情況下，5月中旬左右紫云英種子已經(jīng)成熟，即使是遲熟品種也已進入收種階段，例

表1 收集紫云英種質(zhì)資源情況

編號采集地地理分布緯度(N)經(jīng)度(E)海拔/m生物學特性 1寧陜縣城關鎮(zhèn)賈營村33°18'108°23'8682漢中市新集鎮(zhèn)許營村32°99'106°82'521兩河鎮(zhèn)野爐村32°96'106°81'544植株細小、矮,株高28cm,莖粗0.33cm,花色淡粉,千粒重1.3g,種子長度1.5mm,處于花期,部分為青莢期。植株較矮,株高35～38cm,莖粗0.42～0.45cm,花色紫紅,千粒重3.2～3.3g,種子長度2.0mm,處于黑莢期,部分為花期。

如浙紫5號、寧波大橋、平湖種等[13-17]。據(jù)寧陜縣農(nóng)業(yè)技術人員介紹，寧陜縣在20世紀七八十年代短暫推廣過紫云英種植，近30年未再種植，種子具體來源無詳細記載，已經(jīng)無法追溯。而賈營村這片紫云英得以保存是因為該地早已棄耕，并且當?shù)囟練鉁氐瓦_-8～-7 ℃。由此推斷這個紫云英資源具有耐寒性且生育期長的特點，在現(xiàn)有紀錄中位于最北端，是個有價值的資源。與寧陜縣不同的是，漢中地區(qū)的紫云英種植面積正在恢復，目前種植面積約有0.67萬hm2，屬農(nóng)戶自發(fā)的行為。種子自留自繁，品種及來源已不可考。漢中地區(qū)習慣將紫云英稱之為“洋苕子”，可推斷該品種可能是外引種。

3.3 考察體會

陜南地區(qū)處于南北交界帶，氣候多樣，生境復雜，且文獻中標示陜南地區(qū)是紫云英的可能起源地，野生種、近緣種的分布應該較多。但是考察過程中發(fā)現(xiàn)，陜南地區(qū)目前已經(jīng)很少種植有紫云英，部分是農(nóng)戶自發(fā)種植，呈星散分布，少的地方不過幾株，絕大多數(shù)是種植在房前屋后以及路邊田地中。管理也十分粗放，主要是為抑制冬閑田的雜草生長。在整個陜南地區(qū)，紫云英的種植在整個農(nóng)業(yè)中占有的份額很小。分析其原因，一是農(nóng)村城鎮(zhèn)化的建設對紫云英的生境造成一定的破壞，直接導致了種植面積的減少和種質(zhì)資源的流失；二是耕作方式的改變，農(nóng)戶已逐漸放棄精耕細作的水田種植，選擇耕作、管理較方便、經(jīng)濟效益較高的旱地耕作，嚴重影響了優(yōu)良品種的種植與推廣。三是缺乏對資源的保護意識，導致很多資源已經(jīng)丟失，即使還保有當?shù)胤N，但來源地與品種名因無記載，已無從知曉。

本次考察范圍較小，時間較為倉促，沒有開展深入全面考察，可能還有許多地方種未發(fā)現(xiàn)，遺漏較多。關于陜南地區(qū)紫云英種質(zhì)資源的考察范圍應進一步擴大，納入更多縣市；除了溪邊、河灘邊和水稻田邊，還可以盡量前往偏遠的村落，可能還存在野生資源。此外，考察時間最好選擇在2—4月份之間，此時紫云英還處于花期，便于發(fā)現(xiàn)與觀察，也有利于挑選和記載。

4 小結(jié)與展望

種質(zhì)資源是育種研究的基礎材料，要培育新品種就必需掌握具有特殊性狀的種質(zhì)材料，陜南地區(qū)生態(tài)環(huán)境多樣，物種資源豐富，發(fā)掘并利用這些資源對實現(xiàn)新品種選育有重要的價值。通過整理發(fā)現(xiàn)，不僅僅是紫云英，其他包括豆科作物野生大豆資源[18-20]、果樹種質(zhì)資源[21-23]、藥用植物資源[24-28]等也存在種植資源流失、生存環(huán)境遭受破壞、分布面積在急劇減少的問題，因此開展考察和收集種質(zhì)資源材料是一項非常必要的工作。紫云英種質(zhì)資源已經(jīng)面臨瀕危或已經(jīng)消失，但是目前開展針對紫云英種質(zhì)資源的收集、種植推廣、新品種研發(fā)工作較少，需要多方的共同努力。

4.1 政策支持，調(diào)動農(nóng)民積極性

政府應該針對目前存在農(nóng)戶種植紫云英積極性較差，紫云英利用方式單一，只是作為綠肥使用，直接經(jīng)濟效益較低等問題，應出臺針對秋冬種植紫云英相應的扶持和傾斜政策，例如增加投入、撥發(fā)農(nóng)戶種植補貼、補貼農(nóng)機具等，提高農(nóng)戶利用冬閑田恢復種植紫云英的積極性，進而保護其種質(zhì)資源。還應積極開拓市場，開發(fā)紫云英農(nóng)副產(chǎn)品，延長產(chǎn)業(yè)鏈，增加其附加值，提高經(jīng)濟效益。其次需要加強對資源的管理與保護，開展宣講、培訓或者競賽等形式廣泛宣傳，積極組織技術人員下鄉(xiāng)現(xiàn)場指導、咨詢、服務等活動，使廣大農(nóng)戶真正認識到種植綠肥作物的重要性，提高積極性與自覺性。資源的收集和搶救是一項長期持久的工作，最好發(fā)動當?shù)剞r(nóng)民或農(nóng)業(yè)相關工作人員參與到種質(zhì)資源的保護與搶救工作中來。

4.2 加強種質(zhì)資源的收集與保存，建立資源共享平臺

針對目前紫云英種質(zhì)資源遺失，保有的原原種出現(xiàn)品種退化、損失嚴重的問題，需盡早建立紫云英種質(zhì)資源圃。對生態(tài)環(huán)境保護較完善的地方開展原位保護，對零星分布的資源，應加強資源的考察收集和異位保護。通過資源圃將有價值的種質(zhì)資源及時進行提純復壯并開展評價鑒定，不僅可以保護種質(zhì)資源的多樣性，還能通過采集的特性數(shù)據(jù)，篩選出優(yōu)異種質(zhì)資源，為育種工作做準備。種質(zhì)資源收集與保存目的在于利用，應建立資源信息共享平臺，將全國紫云英種植、利用、銷售等產(chǎn)業(yè)信息整合，更好地為資源的收集、保存、利用提供支持。

4.3 加強人才隊伍建設，加大資源研發(fā)力度

目前從事紫云英研究的相關科研單位和科研人員較少，特別是從事育種方面的研究更少，人才缺乏是其種質(zhì)資源研究出現(xiàn)斷層的主要原因，因此加強人才隊伍的建設很有必要?？梢圆捎萌瞬乓M的方式，或者對已有的科研人員開展交流培訓，從而拓寬紫云英的研究方向。相關技術人員應針對目前生產(chǎn)中的實際問題，例如品種混雜、管理粗放、栽培技術相對落后或者不規(guī)范、抗逆性資源和新品種缺乏等問題，加強對紫云英育種和栽培技術創(chuàng)新方面的研究，培育出新的優(yōu)良品種以供生產(chǎn)利用。此外，還應積極開展紫云英綜合利用技術研究，開發(fā)以紫云英綠肥為主的綠色有機農(nóng)產(chǎn)品，以及加大針對紫云英耕作配套設施研究，減少勞動力投入，提高勞動效率，并以此帶動紫云英種植推廣。

表1 27個供試品種

熟期 穗型 品種 熟期 穗型 品種 熟期 穗型 品種 狼山462太原3164大白黍 散穗千溝黃糜子 散穗白黍子 散穗B85-68 Jan-55 吐魯番糜 個個糜 內(nèi)糜8號外引黍4號伊選大紅糜早熟 密穗土黃糜中熟 密穗品糜1號晚熟 密穗赤黍8號 00004271 杭后小青黍 黃羅黍 寧城直黃黍黃糜子赤黍1號 側(cè)穗00004272 側(cè)穗黃旗糜子 側(cè)穗準旗醬黃黍00004279灶黑白白笊籬頭