为国聚宝的国外农作物引种

 

佟大香 朱志华

(中国农业科学院作物品种资源研究所 北京 100081

 

摘要:国外农作物引种是作物品种资源工作的重要组成部分。我国的国外引种历史悠久,目前栽培的600种作物中约有一半是国外引进的。引进数以万计的优良品种和优异种质在我国直接推广利用或用作亲本培育新的品种,使我国的作物产量不断提高。国外引种潜力巨大而且经济、快捷。改革开放为国外引种提供了良好机遇。进一步加强国外引种的基础建设和管理,国外引种在我国农业科研和生产中的重要作用将更加突出。

关键词 国外 农作物 引种 增产 潜力 可持续发展

 

国外农作物引种是作物种质资源工作的重要组成部分,同时又是国际农业科技交流的重要方面。国外农作物引种对一个国家作物类型的增加、优良品种的利用、优异特异种质的积累以至对农业科研和生产的促进,能够起到超出人们意料的巨大作用。中国是一个历史悠久的农业大国,回顾中国农业的发展,国外农作物引种在其中留有引奇聚宝的深深印迹。

1. 国外农作物引种的历史贡献

1.1 引进许多重要栽培作物

据统计,目前我国的主要栽培植物大约有600种,其中粮食、经济作物约100种,果树、蔬菜作物约250种,牧草、绿肥作物约70种,花卉、药用作物约180余种[1]。这些栽培作物中,大约有近300种原产我国,另一半,即约300多种是陆续从国外引进的。玉米原产美洲,目前在我国是仅次于稻、麦的重要粮食作物。棉花是我国最重要的经济作物之一,而我国目前栽培面积最大、产量最高、纤维品质又好的陆地棉就是国外引进的。甜菜和甘蔗是我国最主要的糖料作物,花生、芝麻当属我国极其重要的油料作物,而它们都是国外引进的[2]。我国现有栽培蔬菜约209种,原产于我国(包括次生起源的)只有41种,国外引进的蔬菜作物占我国栽培蔬菜种类的4/5。我国目前栽培的主要果树如苹果、葡萄、甜橙、番木瓜、芒果、石榴、核桃、香蕉、菠萝、草莓等都是国外引进的[3]。在日常生活中,我们非常熟悉的甘薯、马铃薯、蚕豆、黄瓜、番茄、向日葵、可可、咖啡、烟等等都是因为历史上的国外引种,才有今天的广泛栽培。这众多的引进作物,不仅大大丰富了我国的作物种类,有效地改善种植结构,而且大大地增加了我国的产品和产量。

1.2 引进大量作物优良品种

引进适宜栽培的作物,丰富了我国的作物种类。引进综合性状好、适应性强的作物优良品种,经试验示范后,可直接在生产中利用,有效地提高我国的作物产量和品质,并迅即产生巨大经济效益。

水稻是我国最重要的粮食作物,新中国成立以来,生产上直接推广利用的引进水稻品种,面积在100万亩以上的有19个。从日本引进的粳稻品种世界一(农垦58)、金南凤(农垦57)、丰锦(农林199)、秋光(农林238)最大推广面积均达到300万亩以上,其中金南凤最大年推广面积达936万亩,而世界一最大年推广面积达5600多万亩。引自菲律宾国际水稻所的籼稻品种IR24直接推广利用面积达649万亩,IR8(国际稻8号)矮秆、高产,推广面积达到1370万亩[4]。日本品种山风不知(农林118),在北方稻区的宁夏推广种植20年不衰,种植面积曾占宁夏水稻种植面积的2/3以上。这些引进优良品种的直接推广利用,曾促使我国水稻品种一次又一次的更新换代,进而带动我国水稻产量的不断提高。

小麦优良品种的引进在我国小麦生产上有着重要地位。直接推广利用的引进品种就有80多个,其中推广面积超过50万亩的品种近30个,超过百万亩的15个,超过千万亩的6个。著名的小麦品种南大2419,是引进意大利小麦Mentana,经过驯化系选,在我国推广面积曾达7000万亩。意大利小麦品种阿夫(Funo)、阿勃(Abbondanza)、郑引1号(st1472/506)、美国品种甘肃96CI12203)、澳大利亚品种碧玉麦(QualityFlorence)都曾在我国直接推广利用千万亩以上[2]。而每次主栽品种的更替,都使我国的小麦生产达到一个新的水平。

棉花的引种使我国有了陆地棉和海岛棉的栽培,引进的岱字棉品种成为我国本世纪中期的主栽品种,就岱字棉15号而言,1960年种植面积达6000多万亩,占当时全国棉田面积的84.1%,成为我国近40年来种植面积最大的品种[5]

从欧美国家引进的低芥酸和低硫代葡萄糖甙油菜品种奥罗、米达斯、托尔等,直接在我国推广应用,到80年代末类累计推广面积达1700多万亩,大大提高食用油的质量。

我国现有大量蔬菜作物的优良品种是国外引进利用的。果树育种周期较长,目前我国公认较好的苹果品种金冠、红星、国光、青香蕉、红玉、赤阳、祝光、倭锦、印度、红富士、新红星、葡萄品种玫瑰香、无核白、保尔加尔、莎巴珍珠、玫瑰露、康拜尔、巨峰等都是国外引进直接利用的优良品种。其它如美国的脐橙、夏橙、葡萄柚、柠檬等果树品种的推广利用都大大提高了我国的果树生产水平[3]。外引优良品种的直接利用为我国的农业生产创造了巨大的经济效益和社会效益。

1.3 引进数以万计的作物优异种质

国外农作物引种引进数量最多的还是优异、特异作物种质,也就是一些优良品种以及那些具有一种或多种优良遗传因素而又不能作为优良品种直接推广利用的作物品种材料。这些材料通过试验鉴定,用于作物育种和其它科研领域,极大地促进了我国农业科学技术的发展。

引进的水稻材料,经测选、杂交等途径获籼型杂交水稻强优势恢复系如泰引1号,IR24IR26IR661IR30,密阳46,明恢6366个,对我国籼型杂交水稻的培育和发展起了重大作用。1976-1993年,全国杂交水稻累计种植约24亿亩,合计增产稻谷2400亿公斤,对我国的粮食生产作出突出贡献。在培育新品种的过程中,仅60-70年代,使用94个国外引进的水稻亲本材料,培育出近300个水稻优良品种。其中湘矮早9号和浙辐802新品种,最大推广面积分别达1800多万亩和1900多万亩[4]

引进的澳大利亚小麦品种碧玉麦,作为父本与我国品种蚂蚱麦杂交,育成碧蚂1号小麦品种,在我国推广面积曾达9000多万亩,是我国历史上推广面积最大的小麦品种。由国外引进小麦品种系统选育或杂交选育的泰山1号、北京8号、丰产3号、博爱7023、甘麦8号、济南2号、徐州14等,其推广面积均在1000万亩以上。有些引进小麦品种曾衍生出近百个 100多个新品种[2]。由智利引进的欧柔小麦,作为优异种质曾直接或间接育成小麦新品种260多个。据统计,我国的育成品种80%以上有国外小麦的血缘,尤其是抗性材料,绝大部分来自国外。

引进的玉米优良自交系Mo17,经测配培育出中单2号,单玉13、烟单4号等高产、抗病、适应性好的优良单交种,种植面积都在几千万亩以上,大幅度地提高我国的玉米产量,仅中单2号已累计推广3亿多亩,增加产量达150多亿公斤。

引进的陆地棉种质,到80年代末,杂交育成的陆地棉新品种已超过350个,其中年种植面积超过百万亩的15个。利用外引陆地棉种质杂交育成的中棉12号和鲁棉1号年最大种植面积分别达到2500多万亩和3000多万亩。引进的岱字棉15号,衍生出来的优良品种(系)400多个,种植面积超过百万亩的就有22[5]。纵观我国的农业历史,国外引进的优异种质与我国的作物品种相结合,通过杂交、辐射及其它生物技术不断培育出新的品种,对我国农业生产的影响更深远,贡献更持久,因此而产生的社会经济效益更加无法估量。

2. 国外农作物引种的潜力巨大

  1. 可引进的作物、品种、种质还很多

据报导,世界上的栽培植物多达2300多种,当然它们生长在各种各样的生态环境之中。中国地域广大,南北跨越五个气候带,地貌复杂,有世界最高的山峰和最低的盆地。多样的气候和复杂的地貌形成了丰富多采的生态环境,这就为中国容纳更多的栽培植物种类提供了物质基础。加上中国人口众多,需要更多的作物种质资源维持生存,提供消费。仅就栽培植物的种类而言,中国需要和可能引进的还很多很多。改革开放以后,我们身边不断增加着的陌生蔬菜、水果真真实实地注释了这一点。

就生物多样性而言,美国存有各种作物种质资源近40万份,其中70%以上是来自全球众多国家,其遗传因素的地理远缘十分明显。我国现有贮存作物种质资源35万余份,在数量上与美国的贮藏种质相差无几,但我国的贮存种质中80%左右来自中国本土,这固然有它的唯一性特点,但其地理远缘、遗传差异就有明显的缺陷。为了作物种质的遗传多样性,可引进的作物种质也还有很多很多。况且随着科学技术的发展,对新作物、新品种、新种质培育和改良的效果愈来愈明显,因而世界各地不断涌现新的栽培作物、优良品种、优异种质,这些都是科学技术的成果和结晶。国外引种在某种意义上说就是利用和享受国际上现成的科技成果。一种作物的驯化,一个优良品种的培育,一个优异种质的筛选和改良,少则几年,多则几十年甚至上百年,这期间需要消耗大量的人力、物力和财力。有些还要受到许多非科学因素的制约,历时更长,耗费就更多。我国是第三世界的发展中国家,财力还不雄厚,尽管国家对农业生产和科研的政策一再倾斜,农业科研和育种经费依然十分紧缺,育种效果受到一定影响。国外引种虽然也要付出一些代价,但它历时短,见效快,作为发展本国的农业生产,应该说是既快捷又经济实惠的好途径。引进足够的抗病虫、抗逆境、高产、优质、特质等各类种质材料,能够有力地促进我国育种科研达到一个新水平,从而保证我国农业生产的持续发展。

  1. 可调动的引种力量还很大

我国的专业引种单位一直从事着国外农作物引种的组织和引导工作,从七十年代初以来,从世界90多个国家、地区、国际组织引进各类作物种质11万多份(次),经过试种鉴定,有的直接或间接利用,有的入国家种质库保存,取得较好效果。工作的实践启发我们,国外农作物引种可动员的力量还很大很大。

我国的改革开放政策为我国科技人员的出访和外国科学家的来访提供了方便。在科学家互访的过程中,往往相互提供研究材料、种质资源,使我国大量引入我们需要的优良品种、优异种质成为可能。事实上,据中国农科院品资所国外引种室不完全统计,80年代初,每年引进各类作物种质在7,000份以上,最多的1982年达到12,000多份,比改革开放前成倍增长。引进的作物种质,从不同的角度促进我国粮食产量的增加和整个农业的发展。

我国的改革开放政策为爱国侨胞报效祖国开启了方便之门。不少爱国侨胞通过各种途径为我国引入珍贵作物和优良品种,为我国引种提供了帮助。改革开放后,更有大量的留学人员分散在世界各地,成为我国有效引进作物种质的重要力量。

我国的改革开放政策极大地促进了我国与国际上的信息交流,使我们了解到世界科技发展的现状和动态。世界一流水平的农业科技专家和不断推出的作物优良品种、品系和各种农业新技术、新方法,使我国寻求的品种和技术引进有了目标。

我国的改革开放政策为我国与国际上的作物种质交换解绳松绑,促进了国际作物种质的交流。国外引种的重要途径之一是种质交换,以宝换宝,平等互惠。改革开放以后,逐渐克服我国长期封闭所形成的保守思想,不断扩大我国作物种质对外交换的范围。1983年,我国对外交换的作物为95种,4,899个品种(),到1989年扩大为159种作物的21,444个品种(),目前正在整理、编纂作物种质资源目录,争取进一步扩大作物种质的交换范围。除了扩大可供交换作物的范围,还千方百计筹集经费繁殖国际交换用种,近几年来,由于争取到一些国际机构的资助,对交换需求最多的几十种作物的6,000余个品种()扩繁了种子,并向20多个国家、地区或国际组织的近50个机构或科学家提供了中国的种质,这不仅赢得了国际上的欢迎和好评,同时收到许多希望今后加强合作的复函、复电,反响甚为强烈。这就从另一个方面调动了愿意向我国提供优异种质资源的积极因素。凡此种种,只要政策宽松,举措得当,可调动的国外农作物引种力量还很大很大。

  1. 国外引进材料的研究利用领域还很宽

事实上,不仅需要引进的作物、品种、种质还很多很多,近些年已经引入我国的作物种质资源,为了充分地利用,需要挖潜鉴定的领域还很宽很宽

80年代以前,对国外引进的作物品种材料一般有着比较有效的归口管理,试种的范围较广,易于扎根在最适的生态地区,鉴定的比较细致深入,常常能发现其优异的特性,因而利用的比较彻底有效。从美国引进的玉米自交系Mo17,在不同的地区配制成中单2号,丹玉13、烟单4号等高产、抗病、适应性好的优良单交种,可谓是其中的典型。

80年代,尤其是80年代中期以后,随着改革开放的深入发展,对外交流日益广泛,不少单位或个人都引进种子、苗木,并分别在不同范围内试种、鉴定,但相互间的沟通联络因种种原因削弱了,利用的深度和范围受到一定的限制。近年来,笔者利用“八五”攻关课题的方便,在有限的范围内组织鉴定国外引进的作物种质,以便促进利用。鉴定发现,近年引进的不少作物种质具有优异特性。在鉴定筛选出来的几百份引进水稻种质中,发现有综合性状好的优良品种,其株型紧凑、剑叶挺直、茎秆粗韧、株高适中、抗倒伏、分蘖力强、成穗率高、穗大粒多、抗稻瘟和褐飞虱,亩产在千斤以上。引进的品种中,有的耐肥抗倒,高产优质,有的比杂交水稻某些组合还增产,这就提高了米质还省去了制种的成本。这些优良品种已在部分地区示范推广,只要稍加扶植,就可能发挥很好的增产效果。在鉴定的玉米、小麦等引进作物种质中,也发现比现有对照品种增产的优良材料。几个引进的玉米自交系,在配合力测定中发现其具有很高的配合力,配制的组合有10多个产量超过目前高产对照。有若干组合亩产达千斤以上,比对照增产两成到四成。抗白粉病和品质育种是小麦育种愈来愈受到重视的问题,在鉴定的外引小麦种质中,发现对白粉病高抗或近乎免疫的小麦种质,蛋白质含量高于19%的种质,沉淀值高于60毫升的种质,硬度低于11秒的种质和一些蛋白质含量在16%以上、沉淀值在50毫升以上、硬度在13秒以下的综合优质材料。这些将在小麦抗白粉病和品质育种方面提供重要帮助,从而提高育种效率。另据报道。1979年起中国参加国际水稻遗传评价网(INGER),引入、评价各国水稻种质4万余份,直接系选命名和作为亲本杂交育成品种50余个,作恢复系组配杂交水稻新组合10余个。据不完全统计,到1992年,累计种植面积达1,279万公顷,增产稻谷287,734万公斤[汤圣祥等,1994]。由此可见,对国外引进作物种质材料可挖潜研究的领域很宽,充分的挖潜研究之后,方可发现它们在增产中的巨大潜力。

3. 国外农作物引种的可持续发展

3.1 我国国外农作物引种的现状

我国的国外农作物引种一直受到党和政府的关怀和重视。70年代,中国农科院作物品种资源所专门设置国外农作物引种研究室。80年代初,农业部委托作物品种资源所为引进和对外交换作物种质资源的归口管理单位。后来,由国家计委投资,在北京和厦门的鼓浪屿建设国外引种隔离检疫基地。1992年李鹏总理赴巴西参加环境发展大会,还带回巴西政府赠送的作物种子,并亲笔批示转送中国农科院试种、鉴定。19955月的全国科学技术大会,中共中央、国务院“关于加速科学技术进步的决定”中提出,“有选择地引进一批国外、境外的优良品种,先进技术和管理经验,加速推广应用。”足见中共中央、国务院对国外引种工作的重视。也正是因为如此,国外引种工作才会有历史性的功绩。

不过,与发达国家相比,我国的国外农作物引种工作无论在体制建设、引进规模、有序管理、深入研究、充分利用等诸多方面依然存在较大差距。以美国为例,由于其本土作物种质资源的贫乏,从建国之初就采取各种奖励政策鼓励引种。在一段实践之后,从1898年开始,将引进材料按照引进先后、研究程度整理成PI(Plant Introduction)编号,从此进入井然有序的管理。PI编号以1898年从俄国引进的卷心菜编为PI-1号,1903年从俄国引进的亚麻为PI-10,000号,1932年从中国引进的黄香报春花为PI-100,000号,1952年从埃塞俄比亚引进的小葵子为PI200,000号,1964年从南非引进的锦葵属植物为PI300,000号,1975年从菲律宾引进的水稻种质为PI-400,000号,到19851211日从美国东南部和南部考察得到紫杆小麦为PI-500,000号,在编够第50万号的时候,还举行了庆祝活动。目前PI号已编到近60万号,每号作物种质的背景材料和农艺性状、特点都十分清晰[6] [7],发布、使用起来得心应手。在这方面的工作我们落后美国100多年。

另外,由于情况的发展变化,国外引种和对外交换不断出现新的问题,概括起来主要有:

3.1.1缺乏一个真正意义上的与国际接轨的引种和对外交换归口管理部门,引进和对外交换种质情况比较混乱。经常难以维持国际上的正常交换关系,甚至声誉受损。

3.1.2引进种子、苗木的隔离检疫试种不够规范,带进的危险性病、虫、杂草常常给大田生产造成威胁。

3.1.3珍贵种质和有关珍贵种质的信息资料的流失,严重影响我国引种交换的优势。

3.1.4经费缺乏,程序交错,工作难于开展,国外引种的专业队伍日渐萎缩。所有这些虽然是发展中的问题,前进中的困难,但目前已经严重影响国外引种的正常进行,需要妥善解决。

3.2 国外农作物引种迫切需要的基本建设

国外农作物引种在我国的农业发展史上功勋卓著,在未来的生物技术和农业生产发展方面潜力巨大,为保持我国国外农作物引种事业的可持续发展,迫切需要进行一些基本建设。

3.2.1建立“国家国外农作物引种交换管理中心”统一组织、协调、管理全国国外农作物引种和种质交换事宜,增强我国的引种能力,提高我国的引种利用效率。

3.2.2“国家国外农作物引种交换管理中心”在全国不同生态区建立或联系6-8个引种试验站,用于隔离试种从世界各生态区引进的农作物品种。

3.2.3建立、健全国外农作物引进和中国农作物种质对外交换信息系统,彻底改变历史以来引进和对外交换种质及其信息的混乱状态,争取和保持在国际作物种质交换中的主动和优势。

3.3 足下任重道远,展望前景灿烂

随着我国人口的增加和生活水平的不断提高,对农产品的消费需求日趋扩大,人们不仅需要消费粮食,还需要消费水果、蔬菜、花卉、药材等农副产品,不仅需要消费大路货农产品,还要求消费高档次高质量农产品,不仅需要消费已经熟悉的农产品,还渴望消费新的以往没有消费过的农产品,不仅需要消费土生土长的农产品,还希望消费原本产在国外海外的农产品。作为工业的一些行业甚至还需要作为特别原材料来使用的国外特异作物。所有这些都给国外农作物引种提出了新的要求,新的任务。事实上,信息时代已经到来,交通、通讯设备高度发展,全球一体化进程不断加快,这使我们对地球各个角落的生物多样性情况知道得越来越多,况且世界大多数国家强烈渴望在作物种质资源领域进行交流和合作,因此,只要做法得当,我国新形势下对国外农作物引种提出的新要求、新任务是可以办到的。作为国外农作物引种,重任在肩,不容推卸。目前引种体制的重残,引种专业队伍的后继无人,引种基本经费的奇缺等等,给引种任务的完成带来重重困难。看足下,任重而道远。

不过近年来各级领导逐渐了解到我国国外农作物引种存在的困难和问题,看到了国外引种的必要性、重要性、紧迫性和可能性。上级主管部门正下决心在政策、人员、经费等许多方面给国外农作物引种以大力支持,并进行一些必要的基础建设。国外农作物引种也将象它在历史上展现的情形一样,以受之滴水报之涌泉来创造巨大的社会、经济效益。种瓜得瓜,种豆得豆,我们相信,在全国上下的共同努力下,国外农作物引种在为我国农业科研、生产再创辉煌作出贡献的同时,也会为自身赢得可持续的发展。

 

Crop Introduction of Accumulating Treasures for China

 

Tong Daxiang Zhu Zhihua

Institute of Crop Germplasm Resources, CAAS

 

Abstract:Crop Introduction from abroad is an important part of the work on crop germplasm resources and has a long history in China. At present, there are approximately 600 crops cultivated in China, of which, almost half of them were introduced from abroad. Number of ten thousands of introduced elite varieties or germplasm have directly utilized in agriculture production or indirectly used for breeding new varieties. They have made great contribution to crop yielding increment. Crop introduction from abroad is more economical and faster than breeding in China to obtain suitable crop germplasm or varieties for crop production. Reformation and opening door policy provide a very good opportunity to crop introduction. The importance role of crop introduction from abroad in agriculture production and other agricultural study area in China will be more prominent when the capacity building and management of crop introduction are further promoted and strengthened.

Key Words: Abroad Crop Introduction Potentialities Sustainable development Yielding increment