基層農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)技術(shù)普及與應(yīng)用推廣研究

農(nóng)作物種質(zhì)資源是最基礎(chǔ)，最有戰(zhàn)略價值的資源之一，在當(dāng)今全球化的農(nóng)業(yè)發(fā)展背景下，農(nóng)作物種質(zhì)資源的保護(hù)顯得愈發(fā)重要。然而，由于氣候變化，環(huán)境污染，商業(yè)化品種擴(kuò)散等因素的影響，許多珍貴的農(nóng)作物種質(zhì)資源正面臨喪失的風(fēng)險，而基層作為農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)的毛細(xì)血管，其工作的有效推進(jìn)對于整個保護(hù)體系的完善具有重要意義。本文從作物種質(zhì)資源學(xué)科的建立和作物種質(zhì)資源分布展開，論述了農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)工作的意義，最后重點(diǎn)探討了農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)在基層推進(jìn)時，收集、鑒定、擴(kuò)繁和保存等方面技術(shù)。

一、作物種質(zhì)資源學(xué)科的建立

作物種質(zhì)資源學(xué)科的建立是一個長期而復(fù)雜的過程，它涉及到多個學(xué)科領(lǐng)域的交叉與融合。作物種質(zhì)資源學(xué)科的建立離不開對栽培植物起源、遺傳變異以及作物與其野生近緣植物之間關(guān)系的深入研究。這些研究為作物種質(zhì)資源學(xué)科提供了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。作物種質(zhì)資源學(xué)科的建立也離不開全球范圍內(nèi)種質(zhì)資源的考察與收集工作。從20世紀(jì)初開始，全球各地的科學(xué)家紛紛投入到種質(zhì)資源的考察與收集中，這些工作不僅極大地豐富了作物種質(zhì)資源庫的多樣性，也為后續(xù)的研究提供了寶貴的材料。特別是蘇聯(lián)科學(xué)家瓦維洛夫的工作，他通過大量的實(shí)地考察和收集，提出了“栽培植物起源中心理論”和“遺傳變異的同源系列定律”，為作物種質(zhì)資源學(xué)科的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。

二、農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)意義和展望

1、作物種質(zhì)資源保護(hù)的意義

農(nóng)作物種質(zhì)資源通常包括農(nóng)作物的地方品種、野生種等繁殖材料，其形態(tài)包括種子、果實(shí)、根、莖、苗、芽等。農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)對推動農(nóng)業(yè)發(fā)展、促進(jìn)生態(tài)保護(hù)具有重要意義。隨著全球氣候變暖，人口持續(xù)增加和土地沙漠化等因素的影響，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著不斷增加的風(fēng)險和挑戰(zhàn)。農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)，是農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源利用和開發(fā)的基礎(chǔ)，為農(nóng)作物品種的培育、改良和創(chuàng)新提供重要支撐，以提高農(nóng)作物的適應(yīng)性和抗逆性等，從而保障糧食的穩(wěn)定供應(yīng)和質(zhì)量安全。農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)還能夠提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，在生態(tài)系統(tǒng)中，植物作為自然界的主要生產(chǎn)者，在土地保育和生態(tài)環(huán)境修復(fù)等方面發(fā)揮著重要作用，其不僅是食品安全的基石，也是環(huán)境中重要的穩(wěn)定因素，如果植物的品種和數(shù)量過于單一，就會導(dǎo)致生態(tài)平衡的失衡，而進(jìn)行農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)，能夠保存農(nóng)作物的多樣性，并尋找適應(yīng)環(huán)境變化的新品種，以減少使用化學(xué)農(nóng)藥和化肥等有害物質(zhì)，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的平衡和可持續(xù)發(fā)展。

2、作物種質(zhì)資源保護(hù)存在的問題和展望

由于生態(tài)環(huán)境變化和商業(yè)化品種的推廣，對農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)帶來了挑戰(zhàn)。生態(tài)環(huán)境變化，使得某些傳統(tǒng)種質(zhì)資源的生存環(huán)境出現(xiàn)了明顯變化，種質(zhì)資源的多樣性岌岌可危;商業(yè)化品種的推廣，對農(nóng)作物單位產(chǎn)量的提升非常顯著，但是也使傳統(tǒng)農(nóng)家品種不斷退出市場，很多品種種植面積不斷縮減甚至幾乎消失。尤其是隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展及農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，地方作物種植結(jié)構(gòu)發(fā)生巨變，加之種植者保護(hù)意識不強(qiáng)，造成地方品種資源逐步流失。近年開展的第三次農(nóng)作物種質(zhì)資源普查取得豐碩的成果，新收集農(nóng)作物種質(zhì)資源13.9萬份，國家?guī)扉L期保存資源種類較普查前增加了370個，增幅達(dá)21.4%，有效保護(hù)了地方優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源。

三、農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)在基層推進(jìn)的技術(shù)探討

農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)通常分為原位保護(hù)和離位保護(hù)。原位保護(hù)是指在作物天然生長的位置對其進(jìn)行保護(hù)，這種方法可以保持物種在自然環(huán)境中的適應(yīng)性和演化過程。如設(shè)立種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)，保護(hù)農(nóng)作物及其野生近緣種的自然棲息。離位保護(hù)是指將種質(zhì)資源從其原始生態(tài)環(huán)境中取出，通過人工方法進(jìn)行保存和管理。最常見的離位保護(hù)方式是建立種子庫和作物圃，集中長期保存，截至2023年我國國家級農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)體系離位保護(hù)方面，構(gòu)建了以1個長期庫為核心，1個復(fù)份庫、15個中期庫和55個種質(zhì)圃為依托的保護(hù)體系，離位保護(hù)方面優(yōu)勢是安全性高，便于研究和育種等，下文主要探討離位保護(hù)技術(shù)。

1、農(nóng)作物種質(zhì)資源收集

①田野調(diào)查

田野調(diào)查前要明確調(diào)查的主要目的和對象，比如是要調(diào)查某一特定農(nóng)作物種質(zhì)資源，還是該地區(qū)廣泛的農(nóng)作物種質(zhì)資源。開展田野調(diào)查要求研究人員深入到可能存在優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物種質(zhì)資源的鄉(xiāng)間村落、灘涂林地、高山丘陵進(jìn)行實(shí)地考察，例如，在海拔350-900m的黃河中下游的濕地，擁有蘆葦和香附子等多種可加快生態(tài)修復(fù)進(jìn)程的作物，研究人員要和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民深入交流，識別具有代表性遺傳特征的作物，并使用GPS定位確定資源的精確坐標(biāo)，記錄適宜采集時間和聯(lián)系人等。

②采集過程

在田野調(diào)查的基礎(chǔ)上，下一步可開展對目標(biāo)農(nóng)作物種質(zhì)資源樣本采集。采集的樣本包括種子、枝條、根莖、植株等，具體取決于作物的常規(guī)繁殖方式和保證遺傳特性穩(wěn)定性的方式。采集過程中要注意代表性、最低干擾性、可持續(xù)性采集原則。代表性含義是采集的樣本應(yīng)具有地方代表性，能夠有效反映目標(biāo)作物的遺傳特征。最低干擾性含義是采集過程中應(yīng)盡量降低對采集地生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)民種植習(xí)慣及村民生活方式的干擾。可持續(xù)性含義是采集應(yīng)遵循可持續(xù)方針，確保資源在本地的繁衍，不影響其長期可利用率。采集方法分為種子采集、無性繁殖材料采集。對于以種子繁殖的農(nóng)作物，如大多數(shù)豆科、十字花科、茄科作物，應(yīng)在適宜季節(jié)，選擇健壯、無病蟲害的植株，采集成熟度適宜的健康種子，玉米、扁豆等大型種子推薦采集750g，小麥、水稻等中型種子推薦采集500g，小粒蔬菜種子采集50-280g，有條件的情況盡量采集雙份，采集后去除莖、葉、果皮等雜質(zhì)，干燥后分批由縣級提交市級，再匯總后逐級提交。對于無性繁殖的作物，比如薔薇科、石榴科等果樹，通常優(yōu)選在冬季采集落葉后1年生枝條12枝左右，保留足夠芽苞，用濕毛巾或濕報紙做好保濕，及時直接郵寄到對應(yīng)作物圃，確保采集的枝條保有活力。

③數(shù)據(jù)記錄

對采集的農(nóng)作物種質(zhì)資源要進(jìn)行詳細(xì)記錄，對每個樣本的記錄要包括采集編號，采集地點(diǎn)，生長位置的海拔和經(jīng)緯度，采集日期，生態(tài)環(huán)境信息，樣本特征，信息提供人等，返回后及時將紙質(zhì)的調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電子數(shù)據(jù)，便于后續(xù)處理和分析。記錄地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)時可對各作物分別進(jìn)行生境、整株和特征特性拍攝，拍攝時要選取作物特征特性明顯的季節(jié)，并保證照片完整，清晰，構(gòu)圖協(xié)調(diào)，背景簡潔，像素推薦達(dá)到1000萬像素以上，可適當(dāng)增加標(biāo)尺，拍攝白菜和卷心菜等推薦拍攝蔬菜剖面，拍攝莢果類要有帶莢照片。待提交作物要使用統(tǒng)一的標(biāo)簽標(biāo)識，確保每個樣本都有清晰的標(biāo)簽，標(biāo)明編碼、種質(zhì)名稱、采集地，便于后續(xù)的管理和利用。

2、農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定

農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定是對收集的種質(zhì)資源進(jìn)行評價，如口感、色澤、蛋白質(zhì)含量、維生素含量等，以及在田間條件下的產(chǎn)量、抗病性、抗蟲性、抗逆性（如耐旱、耐鹽堿）等。通過這些評價，可篩選出品質(zhì)良好，具有優(yōu)良性狀的種質(zhì)資源。這些評價對于農(nóng)作物利用和培育具有重要意義?；鶎愚r(nóng)業(yè)部門由于設(shè)備儀器的限制，進(jìn)行種質(zhì)資源的品質(zhì)鑒定可能面臨一些困難，不過這并不意味著基層無法開展，建議基層可通過初步鑒定，簡易實(shí)驗(yàn)室檢測，感官評估，田間觀測等方式開展鑒定。

①初步鑒定

對收集的農(nóng)作物種質(zhì)資源根據(jù)形態(tài)學(xué)、生物學(xué)特性，進(jìn)行初步鑒定，包括植株高度、葉片形狀、花型、果實(shí)種子特征等，通過對這些基本特征鑒定，可以對農(nóng)作物種質(zhì)資源進(jìn)行初步的分類和篩取。

②簡易實(shí)驗(yàn)室檢測

基層部門可通過充分利用現(xiàn)有設(shè)備，如較常見的電子天平、PH儀等開展簡易實(shí)驗(yàn)室檢測，鑒定時盡量充分了解和掌握現(xiàn)有設(shè)備的性能和使用方法，可有效獲取種子類種質(zhì)資源的千粒重、酸堿度等屬性。

③感官評估

利用人們的感官進(jìn)行評價，尤其適用于評價口感、色澤等?？梢酝ㄟ^組織農(nóng)民、市民及食品加工者進(jìn)行品嘗和肉眼評估，以獲取直觀的品質(zhì)反饋。

④田間觀測

在田間條件下觀測作物的生長情況，包括產(chǎn)量、抗病性、抗蟲性、抗逆性等，通過記錄和比較在相同田間條件下，不同農(nóng)作物種質(zhì)資源的表現(xiàn)，可以篩選出表現(xiàn)優(yōu)良的品種，尤其適用需要擴(kuò)繁的作物。

3、農(nóng)作物種質(zhì)資源擴(kuò)繁

①農(nóng)作物種質(zhì)資源擴(kuò)繁的含義和分類

農(nóng)作物種質(zhì)資源擴(kuò)繁指的是對農(nóng)作物種質(zhì)資源的種子（及其他繁殖材料）進(jìn)行繁育的過程，最終目的是獲得目標(biāo)數(shù)量的相應(yīng)農(nóng)作物種質(zhì)資源繁殖材料。傳統(tǒng)擴(kuò)繁技術(shù)主要包含種子繁殖和無性繁殖兩種。種子繁殖是通過自然或人工授粉，使作物產(chǎn)生種子，進(jìn)而通過播種實(shí)現(xiàn)作物種群擴(kuò)大。這種方法廣泛應(yīng)用于多數(shù)農(nóng)作物的繁殖中，操作簡單，成本較低，例如小麥、水稻、玉米等主要糧食作物通過選擇優(yōu)良種子進(jìn)行繁殖，可以有效提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，一般情況下，在良好的種植條件和管理下，一粒小麥種子經(jīng)過一季繁殖，可以收獲約20-50粒新的小麥種子，一粒西瓜種子經(jīng)過一季繁殖，平均能產(chǎn)出50-80粒新種子。此外，種子繁殖技術(shù)還包括雜交育種，通過雜交可以獲得具有優(yōu)良性狀的后代，如雜交水稻的推廣顯著提高了水稻的產(chǎn)量。但受限于作物遺傳穩(wěn)定性，不太適合果樹類作物，也不適合自然條件下多以無性繁殖的作物。無性繁殖則是利用植物的根、莖、葉等部位進(jìn)行繁殖，如扦插、嫁接等，這種方式能夠保持母本的遺傳特性，但繁殖效率相對較低。現(xiàn)代擴(kuò)繁技術(shù)則更為先進(jìn)，有組織培養(yǎng)技術(shù)和基因工程技術(shù)等。

②種子繁殖

基層最適合采用種子繁殖方式對農(nóng)作物種質(zhì)資源進(jìn)行擴(kuò)繁，下面是擴(kuò)繁技術(shù)注意事項。在擴(kuò)繁種子時，為了提高種子質(zhì)量，首先要選擇健康、飽滿、純正、無病蟲害的優(yōu)質(zhì)種子;根據(jù)種子特性，對其進(jìn)行消毒、浸種、催芽等處理，以提高種子的發(fā)芽率和出苗整齊度;播種時依據(jù)作物的特性和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，選擇適宜的播種日期;播種方法主要參考原始種子數(shù)量和目標(biāo)數(shù)量差距，同時結(jié)合種子大小、土壤狀況等因素，如原始種子數(shù)量和目標(biāo)數(shù)量差距較大，推薦采用育苗移栽方式，如差距較小也可采取直播方式，如條播、點(diǎn)播，不推薦撒播;播種環(huán)境方面要準(zhǔn)備適宜的土壤，包括肥力、酸堿度、排水性等要素，且無病蟲害和雜草污染，有條件可對土壤消毒處理，藥品可選用氯化苦（推薦使用劑量10-40g/m2），生石灰（推薦使用劑量50-200g/m2），棉隆（推薦使用劑量50-150g/m2）等，并保持適宜的溫度、濕度、光照;按照擴(kuò)繁設(shè)計精確測量和劃分小區(qū)，設(shè)置清晰的標(biāo)識和邊界;田間管理期間做好合理密植，保證植株有足夠的空間和養(yǎng)分生長，根據(jù)作物需求提供均衡的營養(yǎng)，精準(zhǔn)施肥，特別注意補(bǔ)充微量元素;及時防控病蟲害，減少對植株和種子的損害，防控時定期監(jiān)測病蟲害的發(fā)生情況，采取預(yù)防為主、綜合防治的策略，優(yōu)先選擇生物防治、物理防治等綠色安全防控手段，必要時合理使用低毒、高效、低殘留的農(nóng)藥，并嚴(yán)格控制使用劑量和時間間隔期;科學(xué)灌溉，根據(jù)作物生長階段和天氣狀況，合理控制灌水量和灌溉時間，保持適度的土壤水分，既不過濕也不過干;在生長期間，及時去除雜株和劣株，保持種子的純度，根據(jù)不同的作物，還可采用空間隔離、屏障隔離或時間隔離等方法，防止外來花粉的污染;最后嚴(yán)格按照品種的成熟特征，在最佳時機(jī)收獲種子，以保證種子的成熟度和活力。

4、農(nóng)作物種質(zhì)資源保存和利用

①農(nóng)作物種質(zhì)資源保存

鑒定、擴(kuò)繁后的樣本需要進(jìn)行妥善保存管理，以確保其能夠保持遺傳特征穩(wěn)定，便于后期的實(shí)驗(yàn)和利用。對于新鮮采集的種子類作物樣本，需要進(jìn)行妥善處理，如清洗、干燥、篩選等，去除雜質(zhì)和不良種子，確保種子的質(zhì)量。其中種子干燥是保存過程中的關(guān)鍵步驟，種子應(yīng)在適宜的溫度和濕度條件下進(jìn)行干燥，以降低種子含水量，防止霉變和蟲害。通常，種子含水量應(yīng)控制在5%-10%之間，不同作物有所不同，谷物類可稍高，應(yīng)避免高溫（gt;30℃）和高濕（相對濕度gt;75%）的儲藏環(huán)境。由于基層設(shè)備的限制，最好及時從基層將樣本轉(zhuǎn)移到市級、省級、國家級種質(zhì)資源庫或其他保存設(shè)施中，進(jìn)行保存。同時要注意數(shù)據(jù)保存，將填寫完整的調(diào)查和征集表，由各級專家核對后錄入數(shù)據(jù)庫，便于查詢和利用。

②農(nóng)作物種質(zhì)資源利用

基層單位加強(qiáng)本地區(qū)農(nóng)作物種質(zhì)資源利用，可采取與科研機(jī)構(gòu)、高校等合作，推廣優(yōu)良種質(zhì)資源應(yīng)用?；鶎訂挝豢梢耘c科研機(jī)構(gòu)、高校等合作，比如上一級的農(nóng)科院及本地大學(xué)農(nóng)學(xué)院，利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，對種質(zhì)資源進(jìn)行創(chuàng)新利用，培育出適宜本地區(qū)自然環(huán)境，產(chǎn)量高、品質(zhì)優(yōu)的新品種?；鶎訂挝灰部稍诒镜赝茝V優(yōu)良種質(zhì)資源，將篩取出適宜直接利用的優(yōu)良種質(zhì)資源推廣到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過示范種植、技術(shù)培訓(xùn)等方式，幫助農(nóng)民了解和掌握作物的種植技術(shù)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。

綜上所述，基層農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)技術(shù)的普及與應(yīng)用推廣研究，是一項關(guān)乎國家糧食安全、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生物多樣性保護(hù)的重要課題。隨著科技的不斷進(jìn)步和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)，我們深刻認(rèn)識到，只有加強(qiáng)基層農(nóng)作物種質(zhì)資源的保護(hù)與利用，才能為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。本研究通過深入分析當(dāng)前基層農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)的現(xiàn)狀與問題，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)手段，提出了一系列切實(shí)可行的保護(hù)措施和應(yīng)用推廣策略。我們致力于將先進(jìn)的保護(hù)技術(shù)普及到廣大農(nóng)村地區(qū)，提高基層農(nóng)技人員和農(nóng)民群眾的保護(hù)意識與技能水平，促進(jìn)農(nóng)作物種質(zhì)資源的有效保存與合理利用。

（作者單位：475000河南省開封市種業(yè)發(fā)展中心）