水稻地方品种资源的农家原位保护方法

摘要

本发明涉及一种水稻地方品种资源的农家原位保护方法。本发明的技术方案是保持目前矮杆高产现代水稻品种的常规条栽方式，在同一田块中将熟期相差0～10天高杆优质地方水稻品种与矮杆高产现代水稻品种间作；每隔4～8行矮杆高产现代水稻品种间栽1～4行高杆优质地方水稻品种；高杆优质地方水稻品种和矮杆高产现代水稻品种间的行距为15～30cm；高杆优质地方水稻品种丛栽，每丛3～5苗，丛距为15～30cm，行距15～30cm。本发明能有效地恢复和保存许多已经消失和濒危绝迹的优良地方水稻品种资源，解决传统优质稻感病、倒伏和产量低的重要问题，产生显著的经济效益、社会效益和生态效益。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种水稻地方品种资源农家原位保护的方法，属于植物保护领域。

背景技术：

由于现代农业的集约化生产方式使大量农作物地方品种被少数高产改良品种所取代，造成农作物基因库的严重“基因流失”(genetic erosion)，极大地降低了农作物的遗传多样性。由此而带来一系列问题，如病虫害的猖獗及其流行周期的缩短，高化肥、高农药的施用，农业生态环境变劣和基因资源匮乏等严重地威胁着农业的可持续发展和世界粮食安全保障(food security)。为此，农作物种植资源的保护已引起了人们广泛的重视。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，提供世界近一半人口的粮食。随着世界人口的不断增长，全球对稻米的需求量也日益增加，因此稻种生物多样性的保护在世界水稻的可持续生产中将变得越来越重要。水稻在祖先农民10,000多年的选择和栽培过程中形成了丰富的品种多样性，据估计，全世界共有约150,000多个水稻农家品种，但由于现代农业耕作方式造成了大量的水稻农家品种资源已经消失，在比较发达的农业生态环境中情况更为严重。水稻品种的异地保护(即对水稻品种及野生近缘种植资源进行收集、评价、繁殖和贮藏于种质库)，在水稻遗传多样性的保护中起到了十分重要的作用，如国际水稻研究所的国际水稻种质库已经贮藏了近100,000份水稻品种，中国国家种质库和中国水稻研究所种质资源库也分别保存了数万份水稻品种资源。其不足之处是维持、保存和繁殖这大量的稻种资源不仅需要巨大的投资，而且在种质资源的异地栽种、繁殖和评估过程中，又造成严重的种质库基因流蚀，使贮藏的水稻种质资源遗传多样性降低。这些冷冻贮存的稻种资源在若干年后，是否能够适应已变化的环境及气候，仍然是问题。因此对水稻地方品种进行农家原位保护，变得越来越重要。

农家保护是指农民在作物得以进化的农业生态系统中继续对已具有多样性的作物种群进行种植和管理的过程。农民在这一过程中具有十分重要的作用，表现在：①作物品种不仅是自然因素(如突变、自然选择等)的结果，更重要的是农民不断的选择和管理的产物；②农民的农事活动和抉择最终决定了某一作物品种的保留或丧失。传统的农家保护观点认为农家保护是只能由感兴趣或愿意对地方品种进行农家保护的农民来实施，这种传统的理念和运作，使得农家保护处于一种被动的状态，科学家和研究机构的作用和积极性都没有得到充分的发挥，因而一直以来没有很好的措施将农民的经济利益，市场的需求，社会的发展与保护的行动有机地结合起来，水稻地方品种的农家保护也始终未能有效的开展起来，大多数有关农作物品种农家保护的研究仅局限于对小规模的农户和不发达地区，品种保护的范围和力度都非常小，致使一些宝贵的地方水稻品种资源已经消失和濒危绝迹。

发明内容：

本发明克服了目前水稻品种资源保护方法的不足，提供了一套有效的对地方水稻品种的农家原位保护方法。

本发明的技术方案是保持目前高产矮杆现代水稻品种的常规条栽方式，其特征在于在同一田块中将熟期相差0～10天的高杆优质地方水稻品种与矮杆高产现代水稻品种间作，高杆优质地方水稻品种比矮杆高产现代水稻品种高20～45cm；每隔4～8行矮杆高产现代水稻品种间栽1～4行高杆优质地方水稻品种，高杆优质地方水稻品种和矮杆高产现代水稻品种间的行距为15～30cm；高杆优质地方水稻品种丛栽，每丛3～5苗，丛距为15～30cm，行距15～30cm；矮杆高产现代水稻品种是汕优63、汕优22、合系41、楚粳12和8126、II优7号、D优527、宜香优1577、岗优3551、川香优2号和II优838中的一种；高杆优质地方水稻品种是黄壳糯、紫糯、香谷、黄扳锁、弥勒香谷、酒谷、阿庐糯、八宝谷、文山大白谷、饵丝谷、沱江糯1号、竹丫谷、宜糯931、辐优101中的一种。

本发明的有益效果是应用生物多样性原理将高杆优质地方水稻品种与矮杆高产现代水稻品种进行间作的方法来保护水稻品种资源。由于矮杆高产现代品种与高杆优质地方品种间作混栽，形成了高矮相间的立体植株群落，改变了田间小气候，减少了植株间的互相遮盖，增强了通风透光，降低了田间的相对湿度，削弱了适宜的发病条件，从而减轻了病虫危害，大幅度地减少了化学农药施用和环境污染；增加了冠层光合有效辐射、照度和光通量，促进了光合作用和呼吸作用的进行，提高了光合作用和呼吸作用的效率，使水稻对硅的吸收增加，增强了茎杆的硬度和机械强度，显著提高了植株的抗倒伏能力。所以应用生物多样性原理将高杆优质地方水稻品种与矮杆高产现代水稻品种进行间作，不仅恢复和保存许多已经消失和濒危绝迹的优良地方水稻品种资源，同时，还能有效地解决传统优质高杆水稻品种感病、倒伏和产量低的重要问题，产生显著的经济效益、社会效益和生态效益，对实现农业的可持续发展具有十分重要的意义。

具体实施方式：

实施例一：

选用一个矮杆高产杂交稻品种合系41为主栽品种，两个高杆优质稻黄壳糯和弥勒香谷为间栽品种。同田对比实验，设4个处理：A为杂交稻品种合系41净栽，B为高杆优质稻黄壳糯净栽，C为弥勒香谷净栽，A/B为合系41/黄壳糯混栽，A/C为合系41/弥勒香谷混栽。试验设置3次重复，共12个小区，每小区50m²，随机排列。杂交稻移栽方式为双行宽窄条栽，窄行距为15cm，株距15cm；宽行行距为30cm，每4行杂交稻品种合系41的宽行之间增加1行高杆优质稻(黄壳糯或弥勒香谷)，高杆品种和矮杆品种之间个行距为15cm。高杆优质稻丛栽，每丛3苗，丛距为15cm，调查高杆优质稻茎杆的硅含量，结果见表1。

           表1黄壳糯混栽(A/B)、净栽(B)和弥勒香谷混栽(A/C)、净栽(C)

                               茎杆硅含量(％)

  处理   生育期   重复1   重复2   重复3   平均   增幅(％)    A/B     B     A/C     C    孕穗期   扬花期   成熟期   孕穗期   扬花期   成熟期   孕穗期   扬花期   成熟期   孕穗期   扬花期   成熟期   8.34   7.73   8.31   7.33   7.27   7.78   7.57   7.46   7.40   6.54   6.95   6.94   8.21   7.62   8.61   7.18   7.27   7.65   7.42   7.44   7.25   6.71   6.88   6.77   8.18   7.87   8.85   7.11   7.37   7.87   7.37   7.64   7.55   6.39   6.75   6.55   8.25   7.74   8.59   7.21   7.30   7.77   7.45   7.51   7.40   6.55   6.86   6.75   14.4   5.95   10.6      13.8   9.52   9.57    

由表1结果可以看出，高杆优质稻黄壳糯和弥勒香谷茎杆的硅含量混栽比净栽高。硅对病菌孢子的萌发和菌丝的生长由抑制作用，硅含量的增加增强了茎杆的硬度和机械强度，所以混合间栽能提高植株的抗病性和抗倒伏能力。

实施例二：

选用一个矮杆高产杂交稻品种合系41为主栽品种，高杆优质稻黄壳糯为间栽品种。同田对比实验，设3个处理：A为杂交稻品种合系41净栽，B为高杆优质稻黄壳糯净栽，A/B为每隔8行杂交稻品种合系41间栽4行高杆优质稻黄壳糯，高杆和矮杆之间行距为15cm。试验设置3次重复，共9个小区，每小区50m²。杂交稻移栽方式为双行宽窄条栽，窄行距为15cm，株距15cm；宽行行距为30cm，高杆优质传统品种丛栽，每丛5苗，丛距为30cm，每两行为一组，行距15cm，组与组之间的距离为30cm，调查黄壳糯稻瘟病发病和植株倒伏情况，结果见表2。

                     表2黄壳糯稻瘟病病害和植株倒伏情况调查

  处理   倒伏率(％)   抗倒伏率(％)   发病率(％)   降幅(％)   病情指数   降幅(％)   A   B   A/B   -   99.38   0   -   0.62   100   -   56.02   12.74   -    77.26   -   43.61   7.55   -    82.69 

由上表可看出，高杆优质稻黄壳糯净栽倒伏率为99.38％，间栽的倒伏率为0，间栽抗倒伏率为100％；高杆优质稻黄壳糯净栽发病率为56.02％，混栽发病率为12.74％，降幅为77.26％，病情指数为7.55，降幅为82.69％。

实施例三：

选用一个矮杆高产杂交稻合系41为主栽品种，高杆优质稻弥勒香谷为间栽品种。同田对比实验，设3个处理：A为矮杆高产杂交稻合系41净栽，B为高杆优质稻弥勒香谷净栽，A/B每隔6行矮杆高产杂交稻合系41间栽1行高杆优质稻弥勒香谷，高杆和矮杆之间行距为30cm。试验设置3次重复，共9个小区，每小区50m²。杂交稻移栽方式为双行宽窄条栽，即每两行秧苗为一组，行距为15cm，株距15cm；组与组之间的距离为30cm，高杆优质传统品种丛栽，每丛5苗，丛距为30cm，行距15cm，调查弥勒香谷稻瘟病发病和植株倒伏情况，结果见表3。

                          表3弥勒香谷稻瘟病发病和植株倒伏情况

  处理   倒伏率(％)   抗倒伏率(％)   发病率(％)   降幅(％)   病情指数   降幅(％)   A   B   A/B   -   97.68   0   -   2.32   100   -   66.20   12.71   -    80.8   -   42.70   8.11   -    81.01 

表3结果表明：弥勒香谷间栽与混栽相比，抗倒伏率增加了97.68％，发病率和病情指数分别下降了80.8％和81.01％。

实施例四：

选择了两个杂交稻汕优63(A)和汕优22(B)与两个地方优质糯稻品种黄壳糯(C)和紫糯(D)进行杂交稻与糯稻以及杂交稻之间混合间栽田间试验，在5个不同的试验点同时进行：每个试验点设置9个不同品种混合间栽和净栽处理：A/C、A/D、B/C、B/D、A/B品种混合间栽，A、B、C、D品种净栽。每个处理3次重复，随机排列，小区面积20m²，5个试验点共计135个试验小区。以抗病杂交稻(A或B)为主栽品种和感病优质稻(C或D)为间栽品种，栽培方式在净栽杂交稻宽窄行规格的基础上，每隔4行杂交稻的宽行(30cm)内多加插一行传统优质稻，规格距为优质稻∶杂交稻∶杂交稻∶杂交稻∶杂交稻∶优质稻[行距：15∶15∶30∶15∶15(cm)]。其中杂交稻单苗栽插，株距15cm；优质稻丛栽，每丛4苗，丛距15cm，A、B品种的间栽比例为2∶2，调查混合间栽的产量，结果见表3。

                  表45个试验点水稻品种混合间栽产量结果

  品种组合  单产(kg/ha)  总产(kg/ha)  增产(kg/ha)  幅度(％)  A/C  A/D  B/C  B/D  A/B  A  B  C  D  9451.0/981.0  9353.0/857.0  9383.0/986.0  9439.0/863.0  4861.0/4743.0  9671.0  9486.0  4845.0  4881.0  10432.0  10210.0  10369.0  10302.0  9604.0  9671.0  9486.0  4845.0  4881.0  761.0  539.0  883.0  816.0  92.5  7.9  5.6  9.3  8.6  1.0

表4结果表明，5个混合间栽组合均有不同程度的增产作用。杂交稻与优质糯稻的混合间栽组合有显著的增产效果，而杂交稻品种间混栽的的增产效果不明显，是由于两杂交稻汕优63(株高104cm))和汕优22(90cm)株高差异较小(14cm)。

实施例五：

选择一个优质糯稻品种黄壳糯(C)和3个优质粳稻品种合系41(E)、楚粳(F)、8126(G)进行粳稻与糯稻以及粳稻品种间混合间栽田间试验，3个试验点，每个试验点设置6个不同品种混合间栽及净栽处理：E/C、E/F/G品种混合间栽和C、E、F、G品种净栽。每个处理3次重复，随机排列，小区面积20m²，3个试验点共计54个试验小区。品种混合间栽和净栽的栽培方式采用宽窄行条(丛)栽、每丛5苗，丛距30cm。合系41与黄壳糯混合间栽模式为合系41为为主栽品种，高杆优质稻黄壳糯为间栽品种，每4行杂交稻品种合系41的宽行之间增加1行高杆优质稻黄壳糯。粳稻品种种合系41(E)/楚粳(F)/8126(G)混合间栽组合中E、F、G的间栽比例为2∶2∶2，调查混合间栽的产量，结果见表5。

                   表53个试验点水稻品种混合间栽产量结果

  品种组合  单产(kg/ha)  总产(kg/ha)  增产(kg/ha)  幅度(％)  E/C  E/F/G  E  F  G  C  8624.0/978.0  2968.0/2575.0/2508.0  8767.0  8081.0  7983.0  5173.0  9602.0  8051.0  8767.0  8081.0  7983.0  5173.0  835.0  -226.0  9.5  -2.7

表5结果表明，合系41与黄壳糯(株高130cm)混合间栽单位面积内的总产量比净栽合系41有显著的增产效果，增幅为9.5％。但合系41(株高91.0cm)、8126(株高102.0cm)、和楚粳(株高95.0cm)3个粳稻品种混合间栽的总产量较3个净栽品种的平均产量有所降低，减幅为2.7％，这是由于，这3个品种间的株高差异较小(3～11cm)，所以在品种搭配上高杆品种比矮杆水稻品种高20～45cm是一个重要的指标。