基層農作物種質資源保護技術普及與應用推廣研究

農作物種質資源是最基礎，最有戰略價值的資源之一，在當今全球化的農業發展背景下，農作物種質資源的保護顯得愈發重要。然而，由于氣候變化，環境污染，商業化品種擴散等因素的影響，許多珍貴的農作物種質資源正面臨喪失的風險，而基層作為農作物種質資源保護的毛細血管，其工作的有效推進對于整個保護體系的完善具有重要意義。本文從作物種質資源學科的建立和作物種質資源分布展開，論述了農作物種質資源保護工作的意義，最后重點探討了農作物種質資源保護在基層推進時，收集、鑒定、擴繁和保存等方面技術。

一、作物種質資源學科的建立

作物種質資源學科的建立是一個長期而復雜的過程，它涉及到多個學科領域的交叉與融合。作物種質資源學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系的深入研究。這些研究為作物種質資源學科提供了堅實的理論基礎。作物種質資源學科的建立也離不開全球范圍內種質資源的考察與收集工作。從20世紀初開始，全球各地的科學家紛紛投入到種質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資源庫的多樣性，也為后續的研究提供了寶貴的材料。特別是蘇聯科學家瓦維洛夫的工作，他通過大量的實地考察和收集，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”，為作物種質資源學科的發展奠定了重要基礎。

二、農作物種質資源保護意義和展望

1、作物種質資源保護的意義

農作物種質資源通常包括農作物的地方品種、野生種等繁殖材料，其形態包括種子、果實、根、莖、苗、芽等。農作物種質資源保護對推動農業發展、促進生態保護具有重要意義。隨著全球氣候變暖，人口持續增加和土地沙漠化等因素的影響，農業生產面臨著不斷增加的風險和挑戰。農作物種質資源保護，是農業種質資源利用和開發的基礎，為農作物品種的培育、改良和創新提供重要支撐，以提高農作物的適應性和抗逆性等，從而保障糧食的穩定供應和質量安全。農作物種質資源保護還能夠提高生態系統的穩定性和可持續性，在生態系統中，植物作為自然界的主要生產者，在土地保育和生態環境修復等方面發揮著重要作用，其不僅是食品安全的基石，也是環境中重要的穩定因素，如果植物的品種和數量過于單一，就會導致生態平衡的失衡，而進行農作物種質資源保護，能夠保存農作物的多樣性，并尋找適應環境變化的新品種，以減少使用化學農藥和化肥等有害物質，促進生態系統的平衡和可持續發展。

2、作物種質資源保護存在的問題和展望

由于生態環境變化和商業化品種的推廣，對農作物種質資源保護帶來了挑戰。生態環境變化，使得某些傳統種質資源的生存環境出現了明顯變化，種質資源的多樣性岌岌可危;商業化品種的推廣，對農作物單位產量的提升非常顯著，但是也使傳統農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。尤其是隨著現代農業發展及農村土地流轉，地方作物種植結構發生巨變，加之種植者保護意識不強，造成地方品種資源逐步流失。近年開展的第三次農作物種質資源普查取得豐碩的成果，新收集農作物種質資源13.9萬份，國家庫長期保存資源種類較普查前增加了370個，增幅達21.4%，有效保護了地方優質種質資源。

三、農作物種質資源保護在基層推進的技術探討

農作物種質資源保護通常分為原位保護和離位保護。原位保護是指在作物天然生長的位置對其進行保護，這種方法可以保持物種在自然環境中的適應性和演化過程。如設立種質資源保護區，保護農作物及其野生近緣種的自然棲息。離位保護是指將種質資源從其原始生態環境中取出，通過人工方法進行保存和管理。最常見的離位保護方式是建立種子庫和作物圃，集中長期保存，截至2023年我國國家級農業種質資源保護體系離位保護方面，構建了以1個長期庫為核心，1個復份庫、15個中期庫和55個種質圃為依托的保護體系，離位保護方面優勢是安全性高，便于研究和育種等，下文主要探討離位保護技術。

1、農作物種質資源收集

①田野調查

田野調查前要明確調查的主要目的和對象，比如是要調查某一特定農作物種質資源，還是該地區廣泛的農作物種質資源。開展田野調查要求研究人員深入到可能存在優質農作物種質資源的鄉間村落、灘涂林地、高山丘陵進行實地考察，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修復進程的作物，研究人員要和當地農民深入交流，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，記錄適宜采集時間和聯系人等。

②采集過程

在田野調查的基礎上，下一步可開展對目標農作物種質資源樣本采集。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繁殖方式和保證遺傳特性穩定性的方式。采集過程中要注意代表性、最低干擾性、可持續性采集原則。代表性含義是采集的樣本應具有地方代表性，能夠有效反映目標作物的遺傳特征。最低干擾性含義是采集過程中應盡量降低對采集地生態系統和農民種植習慣及村民生活方式的干擾。可持續性含義是采集應遵循可持續方針，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作物，如大多數豆科、十字花科、茄科作物，應在適宜季節，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，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作物圃，確保采集的枝條保有活力。

③數據記錄

對采集的農作物種質資源要進行詳細記錄，對每個樣本的記錄要包括采集編號，采集地點，生長位置的海拔和經緯度，采集日期，生態環境信息，樣本特征，信息提供人等，返回后及時將紙質的調查數據轉換為電子數據，便于后續處理和分析。記錄地質調查數據時可對各作物分別進行生境、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，并保證照片完整，清晰，構圖協調，背景簡潔，像素推薦達到1000萬像素以上，可適當增加標尺，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一的標簽標識，確保每個樣本都有清晰的標簽，標明編碼、種質名稱、采集地，便于后續的管理和利用。

2、農作物種質資源鑒定

農作物種質資源鑒定是對收集的種質資源進行評價，如口感、色澤、蛋白質含量、維生素含量等，以及在田間條件下的產量、抗病性、抗蟲性、抗逆性（如耐旱、耐鹽堿）等。通過這些評價，可篩選出品質良好，具有優良性狀的種質資源。這些評價對于農作物利用和培育具有重要意義。基層農業部門由于設備儀器的限制，進行種質資源的品質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，簡易實驗室檢測，感官評估，田間觀測等方式開展鑒定。

①初步鑒定

對收集的農作物種質資源根據形態學、生物學特性，進行初步鑒定，包括植株高度、葉片形狀、花型、果實種子特征等，通過對這些基本特征鑒定，可以對農作物種質資源進行初步的分類和篩取。

②簡易實驗室檢測

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

③感官評估

利用人們的感官進行評價，尤其適用于評價口感、色澤等。可以通過組織農民、市民及食品加工者進行品嘗和肉眼評估，以獲取直觀的品質反饋。

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，不同農作物種質資源的表現，可以篩選出表現優良的品種，尤其適用需要擴繁的作物。

3、農作物種質資源擴繁

①農作物種質資源擴繁的含義和分類

農作物種質資源擴繁指的是對農作物種質資源的種子（及其他繁殖材料）進行繁育的過程，最終目的是獲得目標數量的相應農作物種質資源繁殖材料。傳統擴繁技術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，使作物產生種子，進而通過播種實現作物種群擴大。這種方法廣泛應用于多數農作物的繁殖中，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良種子進行繁殖，可以有效提高作物的產量和品質，一般情況下，在良好的種植條件和管理下，一粒小麥種子經過一季繁殖，可以收獲約20-50粒新的小麥種子，一粒西瓜種子經過一季繁殖，平均能產出50-80粒新種子。此外，種子繁殖技術還包括雜交育種，通過雜交可以獲得具有優良性狀的后代，如雜交水稻的推廣顯著提高了水稻的產量。但受限于作物遺傳穩定性，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。現代擴繁技術則更為先進，有組織培養技術和基因工程技術等。

②種子繁殖

基層最適合采用種子繁殖方式對農作物種質資源進行擴繁，下面是擴繁技術注意事項。在擴繁種子時，為了提高種子質量，首先要選擇健康、飽滿、純正、無病蟲害的優質種子;根據種子特性，對其進行消毒、浸種、催芽等處理，以提高種子的發芽率和出苗整齊度;播種時依據作物的特性和當地的氣候條件，選擇適宜的播種日期;播種方法主要參考原始種子數量和目標數量差距，同時結合種子大小、土壤狀況等因素，如原始種子數量和目標數量差距較大，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、點播，不推薦撒播;播種環境方面要準備適宜的土壤，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;按照擴繁設計精確測量和劃分小區，設置清晰的標識和邊界;田間管理期間做好合理密植，保證植株有足夠的空間和養分生長，根據作物需求提供均衡的營養，精準施肥，特別注意補充微量元素;及時防控病蟲害，減少對植株和種子的損害，防控時定期監測病蟲害的發生情況，采取預防為主、綜合防治的策略，優先選擇生物防治、物理防治等綠色安全防控手段，必要時合理使用低毒、高效、低殘留的農藥，并嚴格控制使用劑量和時間間隔期;科學灌溉，根據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;最后嚴格按照品種的成熟特征，在最佳時機收獲種子，以保證種子的成熟度和活力。

4、農作物種質資源保存和利用

①農作物種質資源保存

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

②農作物種質資源利用

基層單位加強本地區農作物種質資源利用，可采取與科研機構、高校等合作，推廣優良種質資源應用。基層單位可以與科研機構、高校等合作，比如上一級的農科院及本地大學農學院，利用現代生物技術手段，對種質資源進行創新利用，培育出適宜本地區自然環境，產量高、品質優的新品種。基層單位也可在本地推廣優良種質資源，將篩取出適宜直接利用的優良種質資源推廣到農業生產中，通過示范種植、技術培訓等方式，幫助農民了解和掌握作物的種植技術，提高農業生產效益。

綜上所述，基層農作物種質資源保護技術的普及與應用推廣研究，是一項關乎國家糧食安全、農業可持續發展及生物多樣性保護的重要課題。隨著科技的不斷進步和農業現代化的推進，我們深刻認識到，只有加強基層農作物種質資源的保護與利用，才能為農業的可持續發展奠定堅實基礎。本研究通過深入分析當前基層農作物種質資源保護的現狀與問題，結合國內外先進經驗和技術手段，提出了一系列切實可行的保護措施和應用推廣策略。我們致力于將先進的保護技術普及到廣大農村地區，提高基層農技人員和農民群眾的保護意識與技能水平，促進農作物種質資源的有效保存與合理利用。

（作者單位：475000河南省開封市種業發展中心）