五峰土家族自治县(五峰县）,位于湖北省西南部(东经110.15度―11.32度,北纬29.56度―30.25度）,东邻宜都市,南接石门县,西抵鹤峰县/巴东县,北至长阳土家族自治县,全县总面积2401km2,属江汉平原向云贵高原过渡区域,境内地势由西向东倾斜(海拔150~2320m）,其中海拔500m以上的山地占总面积的86.3%,垂直气候带谱明显。气候属亚热带温湿季风区,四季分明,年均气温15.3℃,年降水量1652mm。复杂的地形地貌和多样的立体气候使五峰县生物资源呈现多样性的分布特征,也孕育了丰富的农作物种质资源[1]。同时,悠久的农耕历史和多民族的不同农业生产方式为五峰县积累保存了丰富优质的农作物(尤其是茶树）种质资源提供了有利条件[2]。

农作物种质资源及其近缘野生植物是生物多样性的重要组成部分,是作物育种/理论研究和农业生产的物质基础,具有重要战略意义[3]。为了保护/利用这些珍稀的资源,“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目于2015年正式启动,五峰县被列为农业部开展“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”项目实施县之一,按照农业农村部/中国农业科学院作物科学研究所/湖北省农业科学院等单位的总体安排部署,该县积极开展粮食作物/油料/蔬菜/果树/茶/桑/棉麻等主要经济作物种质资源普查工作,并取得了一定成效。本研究以五峰县1956/1981和2014年3次农作物种质资源普查结果为基础,对3次普查结果中农业产业结构/农作物种植结构/农作物品种变化等方面进行系统整理和比较分析,并对五峰县茶树种质资源收集和利用情况进行简要分析,以期为五峰县农作物种质资源保护和利用提供参考,对五峰县农作物育种/理论研究以及农业生产等方面具有重要指导意义。

1、普查方法与内容

1.1 普查时间

2015年7月在湖北省武汉市召开“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”,启动五峰县农作物种植资源普查和征集工作。

1.2普查对象

1）农作物种质资源基础数据:粮食/纤维/油料/蔬菜/果树/糖/烟/茶/桑/牧草/绿肥/饲料等农作物种质资源变化数据,包括地方品种/培育品种/野生近缘种和国外引进品种的数量/产量/种植面积与生境等变化情况。

2）社会学基础数据:人口/民族/经济/文化/教育等变化数据,重点分析对资源变化的影响。

3）农业结构与地理环境基础数据:种植结构/土地/气候等,重点分析对资源变化的影响。

1.3 普查方法

依据第三次全国农作物种质资源普查与收集行动技术规范要求,开展五峰县农作物种质资源普查与征集工作,具体方法如下:

1）查阅档案等历史资料:作为直接证据。查阅范围:档案馆/县志/技术报告/论文/专著/入国家(地方）种质库(圃）资料。

2）走访:作为间接证据,走访3个乡,走访不同年代的代表性人物,包括技术人员/对种植有感情的农户/贫困户等。

3）基础数据汇总:走访数据与档案资料数据交互印证,填写好1956/1981/2014年3个时间段的《普查表》,送往湖北省农业厅与种子管理机构核校/汇总。

4）依据普查结果,征集未入国家(省）库圃,优先征集珍惜/濒危/地方特色种质资源,历史/文化厚重种质资源,具开发利用前景种质资源,其中重点突出地方品种和野生近缘种。

2、普查结果与分析

2.1 农业产业结构变化分析

通过对比分析1956/1981和2014年的土地类型概况,初步了解五峰县农业产业结构变化情况。由图1可知,耕地和林地面积表现出相反的变化规律,受“以粮为纲”政策的影响,五峰县大力开展垦荒扩耕,耕地面积从1956年的19733hm2迅速上升到1981年的35107hm2,较1956年增加77.91%﹔自20世纪90年代起,中国城镇化速度加快以及国家退耕还林政策的推动,耕地面积有所缩减,2014年约为28362hm2。从图1中还可以看出,草场面积表现出逐年增加的趋势,间接说明畜牧业在农业产业结构中的比重有逐渐加大趋势。山区季节性干旱是影响农作物产量和效益的重要因素。从水域面积统计结果可知,2014年水域面积1566hm2,较1981年增加59.76%,说明五峰县内水利设施逐步修建完善,有助于农业的健康发展,同时间接带动了县内水产行业的发展。

图1 五峰县土地类型概况

为进一步了解五峰县农业产业结构变化情况,比较分析了1956/1981和2014年的粮食/经济作物/畜牧业/水产等农业经济发展情况。由表1可知,在1956/1981年粮食总产值明显高于经济作物总产值/畜牧业总产值,说明1956/1981年农业产业中主要以种植粮食作物为主,这一时期一些高产粮食作物品种已逐步代替地方品种,以解决粮食供求紧张问题。自20世纪90年代起,高产优质的粮食作物品种以及农业生产现代化/机械化为粮食高产提供了保障,主要粮食产量己经从供给不足转变为供求平衡[4],特别是“菜篮子”工程的实施,增加了经济作物/蔬菜/水果等的种植面积,五峰县逐步大力发展茶叶/烟草/魔芋等特色经济作物。从2014年的统计结果可知,经济作物总产值为104727万元,占农业总产值的32.50%。同时,畜/禽/蛋/奶等逐步成为人们生活必需品,畜牧业得到了空前发展,2014年畜牧业总产值约占农业总产值的35.77%。

表1 五峰县农业经济发展统计结果(单位:万元）

2.2 农作物种植结构变化分析

农作物种植结构是当地的气候/土壤等自然条件和经济/文化/种植习惯等一系列社会经济条件综合平衡的结果,其时空分布和变化信息是农业种植结构调整政策的科学依据和农业可持续发展的重要研究内容[5]。由图2和表2可知,1956/1981和2014年粮食作物种植面积依次为16322/30853/24956hm2,所占农作物种植面积的比例依次为68.51%/64.83%和53.37%,随着种植结构调整力度加大,粮食作物的种植所占比例表现出减少的趋势。3个普查年份中,粮食作物玉米种植面积以及所占比例一直是最高的,马铃薯次之,为五峰县提供主要口粮和牲畜饲料的主要粮食作物。水稻/小麦/大豆和甘薯也有一定的种植面积,通过比较3个年份的普查结果发现,水稻/小麦/大豆均在1956年种植比例最高,1981年次之,2014年最小。甘薯在1956年的种植面积为1124hm2,所占比例为4.72%,在1981年种植面积(2762hm2）和所占比例(5.80%）均有所上升,而2014年种植面积和所占比例明显低于1956/1981年,种植面积约为487hm2,所占比例仅为1.04%。

表2 五峰县主要农作物种植面积结构占全县农作物面积比例(单位:%）

图2 五峰县主要农作物种植面积

由图2和表2可知1956、1981和2014年五峰县经济作物种植面积依次为7503/16735和21808hm2,所占农作物种植面积的比例依次为31.49%/35.17%和46.63%,经济作物的种植面积以及所占比例表现出逐年增加的趋势。在经济作物中,茶树在3次普查结果中的种植面积和所占比例均最高,是五峰县农民的主要收入来源,其种植面积和所占比例逐年增加。蔬菜在1981/2014年种植面积和所占比例较大,随着人们生活水平的提高,对蔬菜种类和数量明显要高于1956年,2014年统计结果表明,蔬菜中魔芋种植面积达1413hm2,成为五峰县的特色经济作物,是农民提高收入的一个重要来源。1956/1981年,包括油菜/油茶/芝麻和花生等油料作物的种植面积明显要高于2014年的普查结果,可能是这些油料作物经济效益小,在种植方面要求水/温度/光照和土壤等自然条件较高,在管理方面上较为复杂,导致2014年油料作物的种植面积减少[6]。梨/柿子/李子等果树种植面积在2014年才有一定的种植规模,这可能是人民生活水平的提高,水果的需求增加,属于五峰县未来的一个朝阳产业,特别是五峰县的气候条件,尤其适宜猕猴桃/葡萄/梨子等果树产业的发展。另外,在其他作物中用于制作娃谷糖的籽粒苋在五峰县2014年也有一定的种植面积,这种基于文化传统/风俗习惯发展起来的经济作物具有较大的发展潜力。

2.3 农作物种植品种变化分析

农作物种质资源包括古老的地方品种/新育成品种或品系/遗传材料以及作物的野生种和野生近缘植物,是作物育种/生物科学研究和农业生产的物质基础,实现粮食安全/生态安全与农业可持续发展的重要保障[7],而地方品种种质资源是经过长期自然进化和选择形成的一类资源,演化保留了许多优良遗传性状,对当地环境适应性非常强/抗逆性突出[8]。由表3可知,五峰县农作物在1956年以种植地方品种为主,仅有少量培育品种,由于追求最大经济效益,大量淘汰不能满足农业种植需求的地方品种,1981年出现部分农作物以培育品种为主,但仍有部分农作物还以地方品种为主。从2014年的统计结果可以明显看出,农作物地方品种基本上消失殆尽,仅在一些交通不发达偏远山区有零星分布,培育品种在全县大面积推广应用。在1956/1981年两次普查中征集在册的农作物种质资源在2014年普查时很难找到,如玉米品种中籽白/小籽黄/中籽黄/大籽黄4个,水稻品种北稻/南稻/本地糯3个,小麦品种火麦/米麦/黄籽3个,马铃薯品种开花洋芋/麦黄白2个,甘薯品种山苕/洋苕/朱砂苕3个,还有白黄豆/鸡不啄/本地青/燕麦/苎麻等地方品种资源。但2014年普查征集到的品种本地西红柿/本地苦瓜/本地茄子/篱笆豆/黑米豆/架豆/云阳白/魔芋等蔬菜资源,本地柿子/本地山楂/本地空心李子/本地桃子等果树资源以及籽粒苋(娃谷）/本地甘蔗资源在前2次普查中均未有征集登记。另外,通过比较3次普查中农作物培育品种发现,3次普查中种植的农作物培育品种变化大,说明新品种/优势品种在农业生产中更新速度快。

2.4 茶树种质资源保存和利用情况分析

五峰县种茶历史悠久,早在公元3世纪的西晋时期就有“武陵七县道(今包括五峰县）出茶最好”的记载。唐代陆羽在《茶经》中写到“茶者,南方之嘉木也。一尺/二尺乃至数十尺。其巴山/峡州有两人合抱者”,据考证,两人合抱的大茶树就是指生长在五峰县临溪两岸崇山峻岭中的大茶树。同时,复杂的地形地貌和多样的立体气候为五峰县孕育丰富的茶树种质资源提供了条件。茶树种质资源是生产利用/品种创新和生物技术研究的物质基础,具有重要的价值和意义[9]。五峰县在茶树种质资源保存和利用方面做了许多工作,并取得了一定成效。1937年就成立了湖北省农业改进所五峰茶业改良场,通过调查和搜集县内茶树优异资源,进行有性和无性繁殖与示范推广,为五峰县茶树种质资源保存和利用作出了巨大贡献。从表3中可知,目前五峰县茶树主要包括五峰大叶茶和五峰小叶茶2类。到2014年为止,已从五峰县茶树群体种中选育出多个优良茶树品种,其中五峰土家族自治县茶叶局从五峰县地方群体种中选育出鄂茶7号/五峰310和五峰2123个省级品种。鄂茶7号(五峰柳叶早）属灌木型,中叶类,早芽种,是优良的红/绿茶兼制品种,适于湖北省海拔800m以下的茶区种植。五峰310属灌木型,中叶类,早芽种,耐寒/耐旱性较强,绿茶外形翠绿紧细,香高持久,滋味鲜醇,汤色清澈明亮,叶底嫩绿。五峰212属灌木型,大叶类,早芽种,产量高,耐寒/耐旱性较强,所制绿茶外形深绿显毫,香气栗香持久,滋味鲜醇,汤色清澈明亮,叶底嫩绿明亮,适于五峰县海拔900m以下的茶区种植。同时,还从五峰县茶树群体种中选育了五峰210/五峰107/五峰1083个地方茶树品种,这些品种为五峰县茶产业的健康发展提供了有力保障。

表3 五峰县主要农作物种植品种变化分析

3、结论与讨论

3.1 农业产业结构调整有序,农业资源配置逐步优化

对比分析3次农作物种质资源普查结果中的土地类型和农业经济发展概况,五峰县农业产业结构发生了巨大的变化,1956/1981年农业产业中主要以种植粮食作物为主,同时大力垦荒扩耕,耕地面积大幅度增加﹔伴随着城镇化进程和城乡居民消费结构的转型,自20世纪90年代起,农业生产结构由发展粮食作物为主向农林牧渔业协调发展转变[4],从2014年的统计结果可知,五峰县逐步大力发展茶叶/烟草/魔芋等特色经济作物,占农业总产值的32.50%。同时,肉/蛋/奶等逐步成为人们生活必需品,畜牧业得到了空前发展,在农业生产占有较大的比重。总的来说,五峰县农业产业结构调整合理有序,农业资源配置逐步优化,但在今后发展中应注意以下几点,以提高农产品质量和区域化布局水平为重点,着力调整经济作物/畜牧业和渔业产业结构﹔大力发展农产品加工业和农业服务产业,把农业产业结构的调整优化延伸到产前和产后领域。

3.2 农作物种植类型单一化严重,种植结构调整空间大

农户选择种植作物通常从劳动力和收益两方面考量,权衡外出务工收入与种地收入中劳动力付出的回报效应[6]。五峰县粮食作物以玉米种植的面积以及所占比例最高,马铃薯次之,水稻/小麦/大豆和甘薯等粮食作物也有一定的种植面积,但相对较小,小麦在2014年的普查结果中种植较少。在经济作物中茶树种植面积和所占比例均最高,是五峰县农民的主要收入来源,蔬菜在1981/2014年在种植面积和所占比例较大,其中2014年魔芋种植面积达1413hm2,是五峰县的特色经济作物,而油菜/油茶/芝麻和花生等油料作物在1956/1981年的种植面积明显高于2014年的普查结果。总之,五峰县农户更愿意选择易种易收的玉米而减少劳动力成本,或者趋向于种植经济作物和撂荒土地,减少经济收益小的作物,改种收益大的作物。这些因素导致县内农作物种植结构比例和类型变化有明显的单一化趋势。因此,对现阶段一些农作物(如玉米）种植面积过剩的情况下,应该积极引导农户改变种植行为,同时应根据不同的地形地貌/气候特征有选择地种植较为优势的农作物,另外加强农业技术研究(如新品种/新技术等）提升作物产量和种植面积,进而对农作物的种质结构进行合理调整。

3.3 地方品种资源日益减少,加强种质资源收集、保存工作力度

受农业结构宏观调控的影响,无优势产业遭到摒弃,推行单一主导产业,致使某些地方品种趋向单一化发展,一些宝贵的地方品种资源遭遇市场淘汰,逐步退出生产环节而消失。同时,为适应人民日益增长的物质需求,农业科技得到迅速发展,新品种/优势品种被不断开发和推广。五峰县农作物在1956年以种植地方品种为主,仅有少量培育品种,1981年出现部分农作物以培育品种为主,但仍有部分农作物还以地方品种为主,而2014年的统计结果表明,农作物地方品种仅在偏远山区有零星分布,培育品种在全县大面积推广应用。这些地方品种种质资源是经过长期自然进化和选择而形成的一类资源,演化保留了许多优良遗传性状,对当地环境适应性强/抗逆性突出,是农作物育种/生物科学研究和农业生产的物质基础,实现粮食安全/生态安全与农业可持续发展的重要保障。因此,新形势下应以广泛收集/妥善保存/深入评价/积极创新/共享利用为指南,完善相关农作物种质资源中长期储藏库,完善种质资源库(圃）建设,收集保存五峰县野生/优质/珍贵农作物种质资源,建立完整的种质资源保护体系,系统收集和保存种质资源,形成农作物种质资源的长效保存和利用机制。

3.4 加大地方特异资源收集利用,提高农业产业竞争力

茶产业是五峰县的特色产业,五峰县较早的开展县内优异茶树种质资源的收集和利用工作,现已育成鄂茶7号/五峰310和五峰2123个省级品种和多个优良地方品种,这些为五峰县茶产业发展提供了有力保障。但在茶树种质资源收集和利用上仍存在一些问题,首先,由于时代背景和育种定位的局限,前期育种工作主要注重高产/优质茶树品种的选育,忽视了高氨基酸/儿茶素/花青素等茶树品种的选育以及一些叶色突变茶树品种的选育,今后应加强这些方面特异资源的筛选利用。其次,选育的品种基本上没有进行配套的繁育/栽培技术研究,严重阻碍部分茶树良种的推广应用。近年来随着人们生活水平的提高,对蔬菜种类和数量的需求明显提高,2014年统计结果表明,蔬菜中魔芋种植面积达1413hm2,成为五峰县的特色经济作物,同时五峰县的梨/柿子/李子等果树近年来也有了一定的种植规模,五峰县的复杂地形地貌和多样的气候为一些具有特色的地方果树资源和魔芋资源种植提供了条件,因此加强地方果树资源和魔芋资源的保护和利用对五峰县农业产业的发展具有重要意义。另外,在其他作物中用于制作娃谷糖的籽粒苋在2014年也有一定的种植面积,这种基于文化传统/风俗习惯发展起来的经济作物具有较大的发展潜力。因此,在今后的农业发展中应加大地方特异种质资源的收集(茶树/果树等）,通过对资源的高效利用来提高农业产业的竞争力。

参考文献：

[1]姚明华,尹延旭,王飞,等.湖北省蔬菜种质资源调查与分析[J].植物遗传资源学报,2018,19(3):517-522.

[2]王艳杰.滇黔桂民族地区农作物遗传资源农家就地保护与传统文化关系的研究[D].北京:中央民族大学,2015.

[3]司海平.农作物种质资源调查信息系统研究[D].北京:中国农业科学院,2011.

[4]戎承法.县域农业资源配置效率研究[D].北京:中国农业大学,2004.

[5]刘珍环,唐鹏钦,范玲玲,等.1980―2010年东北地区种植结构时空变化特征[J].中国农业科学,2016,49(21):4107-4119.

[6]刘珍环,杨鹏,吴文斌,等.自然环境因素对农户选择种植作物的影响机制―――以黑龙江省宾县为例[J].中国农业科学,2013,46(15):3238-3247.

[7]刘宁,肖菁,王威,等.新疆若羌县与且末县抗逆农作物种质资源调查[J].植物遗传资源学报,2018,19(1):177-186.

[8]王亚娟,张正茂,王长有,等.陕西省旱区抗逆农作物地方种质资源调查与分析[J].植物遗传资源学报,2016,17(5):951-956.

[9]马建强,姚明哲,陈亮.茶树种质资源研究进展[J].茶叶科学,2015(1):11-16.

马林龙,曹丹,刘艳丽,等.五峰县农作物种质资源普查现状与分析[J].湖北农业科学,2019,58(22):114-119.

基金项目:第三次全国农作物种质资源普查与收集行动项目﹔湖北省农业科技创新中心项目(2016-620-000-001-032).