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五河县野生大豆种质资源保护现状及对策

2019-10-16马广薇陈晓坤莫从古

现代农业科技 2019年14期
关键词:资源保护

马广薇 陈晓坤 莫从古

摘要    野生大豆是栽培大豆的近缘种,保护和利用野生大豆种质资源是农业发展和遗传育种的重要因素之一。本文针对淮河中下游野生大豆种质资源保护现状与存在的问题,对种质资源保护提出建议,为中国大豆育种学提供必不可少的种质资源与有利基因库。

关键词    野生大豆;分类调查;资源保护;安徽五河

中图分类号    S529        文献标识码    A

文章编号   1007-5739(2019)14-0047-02                                                                                     开放科学(资源服务)标识码(OSID)

五河县地处淮河中下游安徽省东北部,东经117°29′~118°04′、北纬132°55′~133°02′,海拔17.7 m,总面积1 580 km2,是全国粮食生产大县。常年农作物种植面积为7.33万hm2,其中粮食作物占75%,大豆面积1.67万hm2,总产量3.75万t。

目前,栽培大豆产量与种植收益不断下降,综合农艺性状较长一段时期未有大的突破,导致农户大豆种植面积锐减,大豆需求主要依赖国外进口。野生大豆作为栽培大豆的祖先种群,与栽培大豆亲缘性一致,是大豆育种的重要亲本来源,保护好野生大豆种质资源是发展农业遗传育种的重要措施之一,更重要的是保护野生植物资源不濒临灭绝的重要手段。因此,保护好野生大豆种质资源是当务之急。

1    五河县野生大豆基本情况

1.1    生长的自然条件

五河县气候属北暖带和亚热带过渡地带,光照充足,积温较高,年降水量在980 mm左右,日照时数2 155 h,无霜期210 d,降雨量年际变化大,年内不均衡,多集中在6—9月,春季易旱,夏季易涝。年平均气温15.8 ℃,有效积温2 578.4 ℃,土壤为砂质土壤,属第四纪松散地层,是古代河流沉积及近代淮河及其支流泛滥沉积物组成,经多年的耕作和培肥改良,熟化程度高,肥力中等,养分情况良好。得天独厚的地理条件蕴育了种类繁多的野生大豆,是栽培大豆育种学优异基因、定位及导入优良栽培中的有益种质库。

1.2    种类

五河县野生大豆经长期的自然选择与进化,形成了不同的生态类型。按叶型来分,分为卵圆叶型、椭圆叶型、披针叶型、柳叶型。按株型分为长蔓型、分枝型2种。按花色分为紫色、淡紫色、浅紫色(20世纪70年代发现白色)。按荚茸色分棕色、棕褐色。按豆荚色、型分褐色、棕褐色、棕色、镰刀型、扁平型、葫芦型。按粒型、颜色分大粒黑色、小粒黑色、大粒灰青色、卵圆、椭圆、圆型[1-2]。

披针叶型野生大豆是五河县境内分布最广泛的一种类型,主要特点是植株高大、蔓生、无限结荚,主茎与分枝特别明显,株高145~166 cm,分枝8~14个,节数26~41节,节间较长,花淡紫色,根系发达,多生长在芦苇塘或与小灌木缠绕伴生。椭圆叶型在五河县也有分布,主要特点是茎较粗,叶片近似于栽培大豆,蔓生,无限结荚习性,节间较短,主茎与分枝大多明显,株高112~323 cm,分枝18个左右,棕毛,花紫色,荚稀,籽粒灰青色,粒如芽豆大小,根系不发达。

1.3    生长特点

于2018年9月10—23日分别对五河县野生大豆种类进行集中调查、分类收集。调查范围以五河县农业科学研究所保护核心区为中心,周边辐射15個乡镇,东西长85 km、南北长73 km,重点以杨庵湖、龙潭湖、沱湖、天井湖、大巩山、香涧湖、沿淮浍两岸为收集范围,取4处定株点观测记载。

野生大豆出苗后根据4个观察点的条件不同,在张家沟(沟边)、新浍河沿岸(坝坡)、肖许刘(塘边)、大巩山(平地)各取5株,用竹竿作野生大豆缠绕物,对各生育农艺性状进行定株定时观察。每隔5 d记载1次,记录株高、出叶数、叶龄、分枝数等。另在各株点旁选择同叶龄5株,取样考察其株高、叶龄、根系长度、侧根数、根瘤数等留体标本。

据记载,1株点在≤3叶时,生长在距水边6.5 m处,4叶后生长在1~3 cm水中,水分较其他株点充足,6月9—29日主茎生长最快,长速5.7 cm/d,出叶速度0.62叶/d,分枝达21.4个,株高236 cm,复叶数27.9片。其他株点,随着气温的升高,株高与复叶生长加快,前期主茎长速在0.2~0.3 cm/d之间,出叶速度0.11~0.19片/d,6月下旬主茎生长最快,其中2、4株点每天主茎分别长高5.6~5.7 cm,3株点生长最慢,每天长高3.9 cm。各观察点复叶每天生长速度差异不大,在0.54~0.60片之间。分枝最多是4株点,一次分枝25.4个,二次分枝8.8个;其次是2株点,一次分枝为21个,二次分枝6个。3株点最低,一次分枝13个,二次分枝为5.2个(表1)。

据观察,野生大豆植株属蔓生缠绕生长,属无限生长与无限结荚习性,出苗后子叶和初叶对生,复叶为互生。复叶5~7叶为卵圆形,7叶后复叶逐渐生长为其他形态,多为披针形或线形匍匐于杂草上。茎茸毛较密,直立有序排列,花的构造近似于栽培大豆,但是花很小,生在叶腋间或植株的顶端。花为豆状花序,呈蝶形,花朵簇生在一个花梗上,每簇通常为1~5朵,花期较长,初花到终花一般25 d左右,野生大豆开花从中部向基部再向上部开放。荚形一般稍弯,上有茸毛,直立排列(表2)。

野生大豆的耐渍灌输性很强(营养生长阶段),2018年夏季因台风连续强降雨,造成张家沟观察点的植株浸泡在50 cm水中逾20 d,水下枝叶全部死亡,露出水面枝叶正常生长,水退后,基部着生腋芽,恢复生长,最终测得株高440 cm。

野生大豆在不同环境条件下农艺性状差异较为明显,各项指标变幅较大,平地植株生长旺盛,分枝多,结荚多,而在灌木丛下则生长细而慢,分枝少,株型较小,结荚少,从考种结果来看,每荚粒数、千粒重变化不大(表3)。

2    野生大豆保护现状

2.1    野生大豆种质资源原生境保护

五河县野生大豆连片集中分布以沿淮、沿浍为主,曾是当地农民畜牧养殖的重要植物之一。野生大豆不仅是优质牧草,还可防碱改良土壤、改善生态环境。20世纪80年代初,仅杨庵湖芦苇地野生大豆连片面积就达到200 hm2。受近年来人为开垦等因素影响,野生大豆面积逐年减少,保护工作形势严峻。基于淮河中下游野生大豆濒危现状,2003年农业部批准立项在五河县农业科学研究所实施“淮河中下游野生大豆种质资源原位保护区”建设。该项目对保护野生大豆种质资源的多样性起到了一定的作用,为育种、科研提供了丰富的基因库[3]。

2.2    野生大豆种质资源非原生境保存护

对包括野生大豆在内的其他野生植物资源保护工作高度重视,与院校联合对沿淮地区进行种质资源的搜集、评价、保护及创新利用。2018年对在考察中发现的不同品种分类采集、保存,于2019年在基地内进行人工介入、分种群复原,有利于野生大豆资源的保存与延续。截至目前,已搜集保存野生大豆种质资源、标本超过100份。

3    野生大豆保护存在的问题

五河县独特的自然环境蕴育了资源丰富的野生大豆种类,但是随着人口增长和人们对物质生活需求的提高,其面临的威胁不断增加。一是建立的保护区虽有效遏制了野生大豆资源的灭绝,但是无职能干预他人对湿地、滩涂进行围垦造田、过度放牧以及大量使用除草剂等造成的野生大豆毁灭性破坏。二是缺少深入研究的经费与科研人员,其优异基因资源利用水平低,鉴定评价工作仅停留在表型以及生理生化指标上,不能满足种质资源改良创新和产业发展的需求[4]。

4    保护与开发利用建议

一是加强行政主管部门对保护区监管力度,增加宣传,使公众能自觉地融入到保护氛围中。二是加大保护区资金投入,把野生大豆资源保护经费纳入本级财政预算,安排专项資金,对野生大豆普查、收集、保存、研究、创新工作的经费给予投入。三是加强迁移地保护,解决野生大豆户外调查与收集保护交通工具,同时设立专门的野生大豆资源圃进行异地繁殖保存[5]。四是扩大野生资源保护区,建议扩大在核心区附近湿地的使用权,丰富野生大豆资源群落。

5    参考文献

[1] 王静,李占军.野生大豆种质资源及开发利用研究进展[J].农业与技术,2018,38(22):59.

[2] 王克晶,李福山.我国野生大豆(G. soja)种质资源及其种质创新利用[J].中国农业科技导报,2000(6):69-72.

[3] 张煜,李娜娜,丁汉凤,等.野生大豆种质资源及创新应用研究进展[J].山东农业科学,2012,44(4):31-35.

[4] 杨光宇,王洋,马晓萍,等.野生大豆种质资源评价与利用研究进展[J].吉林农业科学,2005(2):61-63.

[5] 张煜,王鹏,刘玮,等.山东省野生大豆种质资源的保护与利用[J].山东农业科学,2014,46(7):145-149.

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