西北地区抗逆农作物种质资源调查
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作者编者:王述民//景蕊莲 著作
出版社科学出版社
ISBN9787030573896
出版时间2018-06
装帧精装
开本16开
定价298元
货号1201719908
上书时间2024-11-20
商品详情
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目录
目录
序
前言
第一章 总论 1
第一节 概述 1
一、调查目的和意义 1
二、调查目标和内容 3
三、调查方法 5
四、组织管理 5
第二节 主要成果 6
一、基本摸清了普查区气候和植被变化情况 6
二、掌握了主要农作物种植面积、产量和品种变化情况 9
三、初步明确了农业总产值及占比变化情况 14
四、收集到一批重要抗逆农作物种质资源 15
五、对西部地区野生大豆进行了系统考察收集 17
六、建立了西北地区抗逆农作物种质资源数据库 18
第三节 作物种质资源保护与利用建议 18
一、提高公众意识，加强种质资源遗传多样性保护 18
二、研究和开发利用收集到的优异抗逆种质资源 19
三、推广具有直接开发利用价值的种质资源 19
四、开展新型种质资源保护与利用模式研究 20
五、建立种质资源鉴定基地，提升鉴定评价和共享能力 20
六、适当调整农业产业结构，促进农民持续增收 21
七、加强野生大豆保护 21
八、建立稳定的财政支持机制 21
参考文献 22
第二章 山西省作物种质资源调查 23
第一节 概述 23
第二节 作物种质资源普查 25
一、普查对象、方法与内容 25
二、普查结果与分析 25
三、普查县大宗作物品种数量变化情况 32
四、气候、植被、作物种植面积、产量与大宗作物品种数量的相关性分析 34
五、小结 34
第三节 作物种质资源调查 35
一、禾谷类 38
二、豆类 43
三、果蔬类 46
四、其他 54
第四节 作物种质资源保护和利用建议 57
一、加强农作物种质资源保护体系与能力建设 58
二、加大农作物种质资源的调查与收集力度 58
三、加强农作物种质资源的保存与利用工作 59
参考文献 60
第三章 陕西省作物种质资源调查 61
第一节 概述 61
一、陕西地理 61
二、陕西气候 61
三、陕西人口 61
四、陕西人文 62
五、陕西农作物发展利用现状 62
六、开展农作物资源普查、调查的目的 63
第二节 作物种质资源普查 63
一、普查方法与内容 63
二、普查结果与分析 66
第三节 作物种质资源调查 89
一、作物种质资源收集分类 89
二、作物种质资源抗逆鉴定 95
三、抗逆资源介绍 119
第四节 作物种质资源保护和利用建议 124
一、陕西特殊的气候条件和生态环境造就了独特的作物生长类型 125
二、作物基因资源发掘与种质创新是作物育种取得突破的物质基础 125
三、构建陕西农业生物资源保护与利用平台 126
四、建立种质资源保护和开发、利用的新机制 126
五、组织多学科专业联合攻关 127
参考文献 127
第四章 内蒙古自治区作物种质资源调查 129
第一节 概述 129
一、地理环境 129
二、气候特征 130
三、水资源 130
四、植被分布 130
五、野生植物 131
六、农作物生产 131
七、人口状况 131
第二节 作物种质资源普查 132
一、普查旗(县)概况 132
二、农业人口及农业经济变化情况 137
三、气候条件变化情况 138
四、植被覆盖状况变化趋势 139
五、农作物种植结构变化情况 140
六、农作物品种更替情况 146
第三节 作物种质资源调查 148
一、禾谷类 150
二、豆类 155
三、果蔬类 160
四、其他油料作物 161
五、牧草类 162
第四节 作物种质资源保护和利用建议 163
一、内蒙古植物种质资源面临的危机 163
二、内蒙古植物种质资源保护利用存在的主要问题 163
三、作物种质资源保护与利用建议 164
四、关于种植业结构调整的建议 166
参考文献 167
第五章 宁夏回族自治区作物种质资源调查 168
第一节 概述 168
第二节 作物种质资源普查 169
一、普查方法与内容 169
二、普查结果与分析 169
第三节 作物种质资源调查 194
一、调查方法 194
二、调查内容 194
三、调查结果 194
第四节 作物种质资源保护和利用建议 239
一、转变理念，加快抗逆农作物种质资源考察收集 239
二、加大宣传，制定积极有效的收集保护和利用政策 240
三、完善基础设施，构建抗逆农作物种质资源保护和利用体系 240
四、深入鉴定评价特异种质，促进开发利用 241
五、挖掘抗逆农作物种质资源优异基因，提升育种工作 241
六、加强宣传，推进抗逆农作物种质资源保护和利用 241
附表 242
参考文献 246
第六章 甘肃省作物种质资源调查 247
第一节 概述 247
一、地理环境 247
二、自然资源 247
三、人口民族 249
四、生态环境 249
五、作物生产 250
第二节 作物种质资源普查 259
一、普查基本情况概述 260
二、普查县(区、市)的基本情况 260
三、气候变化 261
四、植被覆盖变化 262
五、种植结构调整 262
六、农业总产值变化 264
七、作物品种的更替 265
八、定西市作物结构变化 266
九、敦煌市作物结构变化 267
第三节 作物种质资源调查 267
一、禾谷类 269
二、豆类 274
第四节 作物种质资源保护和利用建议 290
一、建立农作物种质资源收集、更新与创新基地 291
二、加快抗逆农作物种质资源的研究和开发利用 292
三、加大农作物种质资源的共享和转变资源服务方式 292
附表 293
参考文献 300
第七章 青海省作物种质资源调查 301
第一节 概述 301
一、社会经济及人口状况 301
二、地理气候及生态 302
三、青海省种质资源的特点 304
四、青海高原的农业植物种质资源种类及分布 304
第二节 作物种质资源普查 306
一、普查工作的实施 306
二、主要进展 308
第三节 作物种质资源的调查和收集 320
一、收集物种和总收集量 320
二、优异种质资源介绍 327
第四节 作物种质资源保护和利用建议 359
一、高原农作物种质资源的保护和利用策略 359
二、高原种质基因库的建设意见 361
参考文献 363
第八章 新疆维吾尔自治区抗逆农作物种质资源调查 365
第一节 概述 365
一、地形地貌 365
二、人口与行政区划 365
三、气候条件 365
四、生态资源 366
五、社会经济发展与农业 366
第二节 作物种质资源普查 370
一、普查区域 371
二、气象与植被 371
三、农作物种植 372
四、作物品种演替 374
第三节 作物种质资源调查 375
一、禾谷类 375
二、食用豆类 382
三、野生近缘植物资源 386
第四节 作物种质资源保护和利用建议 408
一、加强新疆的野生植物资源调查和原生境保护 408
二、加强野生近缘植物资源的异地保护和研究利用 409
三、加强种质资源调查和收集，建立共享机制 409
四、加强种质资源综合评价，推动种质资源保护和利用 410
参考文献 410
第九章 西北干旱区野生大豆资源考察报告 412
第一节 概述 412
第二节 考察搜集情况 412
一、考察总体结果概况 412
二、考察地点 419
三、搜集资源生境分布 419
四、搜集到的野生大豆资源类型 420
第三节 特性与性状鉴定 421
一、耐旱鉴定 421
二、胰蛋白酶抑制剂蛋白电泳类型鉴定 422
三、皂角苷类型鉴定 422
四、宁夏引黄灌区野生大豆资源农场保护系统的遗传多样性分析 423
第四节 讨论与建议 425
一、渭河流域农业文明与大豆起源 425
二、西北部野生大豆保护建议 427
参考文献 427
内容摘要
本书基于历时五年对我国山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、青海、新疆7省(自治区)的抗逆农作物种质资源普查和调查资料的分析，系统阐述了近30年上述地区的自然地理和气候条件、农作物种植历史与演变趋势，以及抗旱、耐盐碱、耐瘠薄的农作物种质资源历史沿革和现状，包括其地理分布、生态环境、生物学特性、利用价值、濒危状况等信息。全书分为九章，第一章总体介绍调查的背景和主要成果，第二章至第八章分别介绍各省(自治区)的调查结果，第九章介绍西北干旱地区野生大豆资源的考察情况。通过对普查和调查结果的综合分析，作者提出了我国西部地区抗逆农作物种质资源保护与利用的建议。
精彩内容
第一章 总论
非生物逆境是全球农业生产面临的严重问题。我国许多地区干旱缺水、土壤盐渍化程度重、土壤瘠薄，这是限制农业生产发展的主要因素。因此，开发利用具有非生物抗性的农作物种质资源，培育抗逆农作物新品种是抵御非生物胁迫最有效的途径，是保障粮食安全和生态安全的紧迫任务。我国西北、华北干旱区地域辽阔、水资源匮乏、自然条件恶劣、土地贫瘠，但是严酷的自然条件孕育了极其丰富的抗旱、耐盐碱、耐瘠薄的优异农作物种质资源。然而，我国尚未对西北、华北干旱区的抗逆农作物种质资源进行系统的调查与收集，使我国能够用于抗旱、耐盐碱、耐瘠薄品种培育的农作物种质资源十分缺乏。随着西部地区社会和经济的快速发展，这些宝贵的农作物种质资源正面临着丧失的危险。因此，开展西北、华北干旱区抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等优异农作物种质资源的系统调查，对于提高我国干旱、半干旱地区及盐碱地的农业综合生产能力，保障粮食安全、生态安全，实现农业可持续发展具有重大的战略意义。
第一节 概述
一、调查目的和意义
(一)干旱和盐碱已严重危及我国粮食安全
我国干旱、半干旱地区面积占国土面积的52.5%，集中分布在西北和华北干旱区。随着全球气温升高，干旱、盐碱等自然灾害将越来越严重。我国人均水资源占有量为2220m3，仅为世界平均水平的1/4。预计到2030年，人均水资源占有量将继续下降，逼近国际上公认的1700m3的严重缺水警戒线。届时，如果仍未采取有效防控措施，我国将有162万km2的国土出现严重的水土流失，土地荒漠化加剧，0.47亿hm2的农田受旱灾威胁。目前，我国50%以上的耕地为雨养农业，作物产量低而不稳。20世纪90年代以来，全国每年平均受旱面积达0.27亿hm2，由此造成的粮食减产达700亿～800亿kg。另外，我国盐碱地面积近1亿hm2，其中盐渍化耕地达0.36亿hm2，占耕地面积的30%左右，并且次生盐渍化土壤的面积以每年3%的速度扩展；此外，我国还有0.33亿多公顷盐碱荒地和266.7万多公顷的沿海滩涂，盐碱化土地已经延伸到17个省区，其中仅新疆、宁夏、甘肃和山西4省(自治区)就有盐碱地0.13亿hm2，干旱和盐碱土地多数肥力较低，土壤瘠薄。研究表明，盐碱地现有农作物品种的产量一般比正常条件下减产30%以上。因此，旱灾、盐害等非生物胁迫已严重危及我国粮食安全。
(二)抗逆种质资源是培育突破性新品种、保障粮食安全的物质基础
发掘、利用优异抗逆农作物种质资源，培育抗旱、耐盐碱、耐瘠薄作物新品种，已成为提高旱地和盐碱地农作物产量最为经济有效的途径。例如，李振声院士将小麦野生近缘种长穗偃麦草的耐旱、耐干热风、抗多种小麦病害的优良基因转移到小麦中，育成了抗逆小偃系列小麦品种，其中，‘小偃54’能高效吸收利用土壤中的磷，已累计推广46.7万hm2；‘小偃六号’到1988年累计推广面积达360万hm2，增产小麦16亿kg。小偃系列小麦品种的推广应用，不仅节约了国家资源，还减少了化肥、农药对环境的污染，在提高小麦产量、保护生态环境工作中发挥了巨大作用。我国利用从美国玉米抗旱杂交种‘P78599’中筛选出的具有抗旱、耐瘠薄等优异性状的自交系，已培育出20余个杂交种，并在生产上大面积种植，产生了巨大的经济效益。20世纪80年代初，我国以墨西哥抗旱、耐盐品种‘索诺拉64’作母本，宁夏品种‘宏图’为父本培育出抗旱耐盐小麦品种‘宁春4号’，在宁夏、内蒙古、甘肃、新疆等干旱、盐碱地区大面积种植，至2006年，已累计推广0.07亿hm2，为我国干旱盐碱地区的农业生产做出了巨大贡献。
(三)西北、华北干旱区抗逆农作物资源丰富，但严重濒危
我国西北、华北地区地域辽阔，但干旱少雨，属于干旱半干旱地区，土地质量差，生态环境多样复杂，自然条件十分严酷。然而，在这种严酷的自然生态条件胁迫下，进化和孕育出了丰富的抗逆性极强且具有经济价值和生态价值的农作物种质资源。一些地区曾是古老生物物种在第四纪冰川时期的避难所，生物多样性丰富，且活化石生物多，这些特异农作物种质资源在当地的工、农业生产和保护自然生态环境方面发挥了极其重要的作用。例如，青稞农家品种‘肚里黄’，小麦农家品种‘白老芒麦’‘小红麦’‘尕老汉’‘火燎麦’等都是西北干旱区优良的抗旱、耐盐碱、高效吸收和利用土壤营养元素的农作物地方品种资源。西部还有许多名特优品种和独特类型的作物栽培种，如新疆的吐鲁番葡萄、哈密甜瓜、库尔勒香梨，宁夏的枸杞，甘肃的白兰瓜和百合，内蒙古的燕麦、荞麦、华莱士瓜等。西部也是作物野生近缘植物的宝库，例如，我国共有小麦野生近缘植物11属110种，西部地区就有其中的11属97种；西部还分布着许多粮食和油料作物及果、瓜、菜的近缘野生种，如青海祁连山南麓的微孔草(Microula sikkimensis)富含γ-亚麻酸，青海柴达木盆地极为抗旱、抗盐碱的戈壁荒漠生态物种野生罗布麻具有较高的纤维和药用价值。但是，随着我国西部地区经济的迅速发展，对农业资源的长期过度开采利用，如新品种的引进与推广、过度开垦、超载放牧、乱砍滥伐、滥挖药材、过量灌溉、过量施用农药化肥等，加之全球气候变暖的影响，引发了大规模的土地荒漠化、次生盐渍化、农业自身污染等生态环境问题，许多优质和有特殊价值的作物种质资源濒临灭绝的威胁。例如，由于乱挖甘草、搂发菜等，累计破坏草原面积14.13亿hm2以上，遭受严重破坏的达400万hm2以上，导致草原植被退化、物种濒危。
(四)抗逆农作物种质资源系统调查可为农业科技创新提供支撑
农作物种质资源的系统调查，能够为资源的有效保护与高效利用提供基础信息和材料，也将为农业综合生产能力和可持续发展提供支撑。世界农业发展的历史表明，农业科技的重大进步与资源的系统调查和利用密切相关。20世纪二三十年代，苏联科学家瓦维洛夫在系统调查了世界六大洲60多个国家的大量作物及其野生近缘种的基础上，提出了世界作物八大起源中心学说，极大地推动了作物起源和演化的研究；1926年，我国丁颖院士在广州东郊进行实地调查时首次发现了野生稻，为水稻起源、分类等研究带来了强大的推动力；20世纪70年代，我国科学家在海南岛实地调查中，首次发现普通野生稻不育株，实现了水稻的三系配套，开创了杂交水稻育种的新纪元。由此可见，抗逆农作物种质资源系统调查将成为农业科技创新的重要支撑。
(五)开展西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源调查刻不容缓
近10年来，我国西部地区经济发展迅速，但同时生态环境破坏严重，许多作物种质资源濒危。例如，‘门源小油菜’是青藏高原优异的油用作物种质资源，也是国家重点生物保护对象，但随着甘蓝型油菜品种的引进和推广，‘门源小油菜’及当地的其他芥菜型油菜种植面积逐步缩小，同时由于异花授粉的特性，其种质特性发生漂移和丢失；常异花授粉的蚕豆地方品种的地域保护屏障也已经十分脆弱；陕西华山新麦草具有抗寒、抗旱、耐瘠薄、早熟、优质、高抗小麦条锈病和全蚀病等优良特性，已被列为我国珍稀濒危一级保护植物和急需保护的农作物野生近缘种。随着我国西部地区经济的进一步发展，经济开发和建设的速度不断加快，受人类活动和全球气候变暖等影响，大量抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等优异农作物种质资源将加速濒危或灭绝。迄今为止，我国尚未对西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源进行全面的系统调查，本底不清，基础数据缺乏。另外，我国干旱、半干旱和盐碱地区农业生产急需抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等突破性新品种。因此，开展西北、华北干旱区耐盐碱、耐瘠薄等农作物种质资源调查已刻不容缓。
综上所述，针对西北、华北干旱区抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等农作物种质资源开展系统调查，全面了解其地理分布、生态环境、生物学特性、利用价值、濒危状况等信息，对于制定切实可行的抗逆农作物种质资源的有效保护和高效利用战略，提高我国干旱和盐碱地区农业的综合生产能力，保障粮食安全，实现我国农业可持续发展都具有重要的战略意义。
二、调查目标和内容
(一)调查目标
通过本项目的实施，完成西北、华北7个省(自治区)80个县(市、区、旗)抗逆农作物种质资源基础数据的调查，包括40个县(市、区、旗)的系统调查、基础样本采集和抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等优异种质资源的筛选，建成西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源调查基础数据库，明确我国西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源的现状及变化趋势，制定西北、华北干旱区抗逆农作物资源有效保护和高效利用战略，为科技创新和政府决策提供基础信息和材料，并实现全社会共享，为提高我国旱地、盐碱地开发和综合生产能力奠定良好的基础，为保障我国粮食安全和实现农业可持续发展提供科技支撑。
(二)调查内容
本项目通过5年实施，完成西北、华北7个省(自治区)80个县(市、区、旗)农作物种质资源的种类、地理分布、生态环境、生物学特性、利用价值、濒危状况等的调查，采集基础样本，并从中筛选抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等优异农作物种质资源，明确我国西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源的现状及变化趋势，制定西北、华北干旱区抗逆农作物资源有效保护和高效利用战略。具体工作内容如下。
1. 抗逆农作物种质资源调查、收集技术标准制定
根据我国西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源及其野生近缘种的种类、地理分布及其特点，研究制定抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等农作物种质资源调查、收集的技术标准，主要包括样点选择、调查方法、取样策略、数据规范等，为获得准确、可靠的抗逆农作物种质资源基础数据和基本材料提供技术支撑。
2. 基础数据普查
研究制定我国西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源普查内容、标准、时间节点，编制普查表；在技术培训的基础上，联合西北、华北各省(自治区)农业主管部门，开展西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源普查；普查内容主要包括近30年来该地区种植的抗逆农作物种类、品种、面积、分布、利用途径等，以及抗逆农作物野生近缘植物的分布特点，分析其变化规律。
3. 基础数据调查
在普查的基础上，系统调查西北、华北干旱区抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等农作物种质资源的种类、地理分布、濒危状况、伴生植物、生物学特性等，采集各类资源所在地的降水量、地形、地貌、植被类型和覆盖率、海拔、经纬度、气温、积温及土壤类型、盐碱度、养分等信息。
4. 基础样本采集与筛选
在系统调查过程中，采集抗逆农作物种质资源基础样本4000～4500份，包括植株标本、种子样品等；同时，根据《农作物种质资源基本描述规范和术语》，在田间和实验室，通过传统方法与现代技术相结合，筛选具有抗旱、耐盐碱、耐瘠薄等突出性状的优异资源350～400份。
5. 基础样本整理及数据库建立
对采集到的西北、华北干旱区抗逆农作物种质资源基础样本进行系统整理，编制目录；以种子繁殖的作物，繁殖足够量的种子，入国家库保存，多年生和无性繁殖作物，入国家种质圃保存；并按照国家《农作物种质资源基本描述规范和术语》建立数据库；编辑出版《西北地区抗逆农作物种质资源多样性图集》。
6. 制定资源保护利用战略
在全面普查和重点系统调查的基础上，对采集的基础数据进行综合整理和分析，撰写《西北地区抗逆农作物种质资源综合调查报告》；根据国家中长期发展纲要的战略需求，结合西北、华北干旱区区域发展规划和国家旱地、盐碱地综合治理计划，研究制定“西北地区抗逆农作物种质资源有效保护与高效利用发展战略报告”。
三、调查方法
本项目由中国农业科学院作物科学研究所牵头，组织西北、华北7个省(自治区)32个优势科研院所和大专院校共同协作，采用普查与系统调查相结合、基础信息调查与样本采集相同步、有效保护与合理利用相协调的方法，实施本项目。
(一)调查范围
本项目以山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、青海和新疆7个省(自治区)的80个代表县(市、区、旗)为普查与调查范围，其中重点系统调查
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