阿拉塔，孫海蓮，2

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)

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內(nèi)蒙古鄉(xiāng)土草種研究與利用的制度設(shè)計(jì)
——基于旱生牧草的“源庫(kù)圃繁”理論探索與生產(chǎn)實(shí)踐

阿拉塔1，孫海蓮1，2

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031；2.中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古草業(yè)研究中心，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)

通過對(duì)我國(guó)鄉(xiāng)土草種資源與利用的實(shí)際和對(duì)目前牧草種子生產(chǎn)現(xiàn)狀以及育繁體系分析，結(jié)合在旱生牧草鄉(xiāng)土草種中育繁的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出內(nèi)蒙古鄉(xiāng)土草種研究與利用的“源庫(kù)圃繁”建設(shè)體系。“源”是種質(zhì)資源的采集、整理，“庫(kù)”包括種子庫(kù)和基因數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，“圃”是建立種質(zhì)資源圃，“繁”是對(duì)優(yōu)異的材料進(jìn)行及時(shí)擴(kuò)繁。通過對(duì)鄉(xiāng)土草種的種源收集、栽培馴化選育，逐步實(shí)現(xiàn)由“源”到“庫(kù)”、從“圃”到“繁”這一過程的工作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良鄉(xiāng)土草種資源的生產(chǎn)推廣利用工作，達(dá)到為生產(chǎn)推廣提供種源的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“繁”和“庫(kù)”到生產(chǎn)的示范推廣和利用。

鄉(xiāng)土草種；育繁；“源庫(kù)圃繁”體系；生產(chǎn)實(shí)踐

草原是內(nèi)蒙古生態(tài)的主體，全區(qū)自西向東8800萬公頃的草原上分布有2781種植物，其中飼用植物900余種〔1，2〕。人們常對(duì)有一定經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值的草原植物進(jìn)行栽培和引種馴化，有的作為家畜采食利用，有的應(yīng)用于生態(tài)恢復(fù)，這些牧草都是鄉(xiāng)土草種(Native grass)。它源于本地區(qū)原有天然分布的植物種群，經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇，具有對(duì)當(dāng)?shù)赝寥?、氣候等自然條件較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗病蟲害能力，在植被恢復(fù)和退化草地生態(tài)治理、維系生態(tài)健康中表現(xiàn)出不可替代的作用〔2，6〕，由此成為草原生態(tài)保育與可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

目前，在生產(chǎn)與生態(tài)利用中，人們對(duì)鄉(xiāng)土牧草并不夠重視，種源嚴(yán)重缺乏，推廣利用品種單一的問題非常突出。在全區(qū)生態(tài)建設(shè)用種中，從西到東幾乎只有苜蓿和冰草兩種材料，并且絕大多數(shù)是國(guó)外進(jìn)口種子種源，有的地區(qū)根本不遵循植物的生態(tài)區(qū)系分布規(guī)律，也不經(jīng)過引種試驗(yàn)，盲目大面積種植，導(dǎo)致失敗。

隨著世界范圍嚴(yán)重干旱的出現(xiàn)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的科學(xué)家也開始關(guān)注旱生、超旱生植物的開發(fā)和利用〔3〕，大量收集其種質(zhì)資源，并將旱生牧草用于草原改良和荒漠化防治，起到了很好的效果。因此，加強(qiáng)對(duì)牧草鄉(xiāng)土草種的開發(fā)、種源培育及合理利用非常重要，也是生態(tài)改良與建設(shè)必需的科技支撐〔4〕。

1 鄉(xiāng)土草種研究基礎(chǔ)與存在問題

鄉(xiāng)土草種以其耐旱、適應(yīng)性強(qiáng)、利用年限長(zhǎng)的性能與特點(diǎn)，在生態(tài)恢復(fù)實(shí)踐中，能夠不斷地被發(fā)現(xiàn)和證實(shí)。有的是生態(tài)改良先鋒植物，有的具有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，是牲畜喜食牧草，這些諸多優(yōu)點(diǎn)和利用價(jià)值，非常適宜生產(chǎn)推廣利用〔5〕。

在以往的研究中，國(guó)內(nèi)育種專家在冰草屬、賴草屬、披堿草屬等植物中，通過遠(yuǎn)緣雜交育種，取得卓越成績(jī)。但是，針對(duì)大多的旱生牧草種質(zhì)資源，廣大育種家們?nèi)耘f選擇傳統(tǒng)的引種馴化栽培選育手段，培育新品種，在生產(chǎn)中推廣利用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)牧草品種委員會(huì)登記品種475個(gè)，其中鄉(xiāng)土草種栽培馴化選育的有100種之多，占新品種總數(shù)的21%(數(shù)據(jù)來源：全國(guó)草品種審定委員會(huì))。這些品種中高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的當(dāng)家品種少，非當(dāng)家的品種較多。有原種生產(chǎn)的品種不足十幾種，種子繁育生產(chǎn)體系非常不健全，“有種無源”現(xiàn)象普遍存在，沒有種子何談應(yīng)用與利用？

在品種的生產(chǎn)推廣中，上世紀(jì)60年代的育種科學(xué)家們提出繁育體系建設(shè)，建立原種、原原種繁育生產(chǎn)基地，2000年-2004年國(guó)家農(nóng)業(yè)部在全國(guó)8個(gè)省區(qū)廣泛開展了牧草種子基地建設(shè)項(xiàng)目，鄉(xiāng)土草種的保種和生產(chǎn)工作得到了很大的促進(jìn)。但是，由于種子生產(chǎn)的市場(chǎng)機(jī)制和牧草種植的不規(guī)范，國(guó)外種子的沖擊，這些基地大多無力支撐種子生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，好多基地名存實(shí)亡。

隨著氣候變化和草原生態(tài)結(jié)構(gòu)與組成變化，鄉(xiāng)土草種資源情況人們掌握的并不清晰。在當(dāng)年植物志記載的分布區(qū)域，有些已經(jīng)很難找到其實(shí)有分布，摸清鄉(xiāng)土草種實(shí)際分布情況，了解其生態(tài)適應(yīng)的區(qū)域，才能指導(dǎo)人工推廣種植。有些鄉(xiāng)土草種固有野生種性是對(duì)自己的保護(hù)，是優(yōu)點(diǎn)，但是在人類利用時(shí)就會(huì)成為一種制約，需要人工改良〔6〕。缺乏適宜栽培技術(shù)，缺乏飼料利用研究等都是鄉(xiāng)土草種存在的問題。

另外，隨著基因交流和生物技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)作物、蔬菜、水果等很多植物的基因已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的交流，牧草的基因還比較純合，并且隨著全球氣候變化和人為干擾，部分地區(qū)草原生物多樣性在減少，而且植物多樣性基底不清。由此，針對(duì)鄉(xiāng)土草種的保護(hù)和利用是當(dāng)前重要的課題。

2 旱生牧草研究與利用的“源庫(kù)圃繁”體系的提出與應(yīng)用實(shí)例

在旱生牧草引種馴化和資源的收集研究方面，內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院積奠有雄厚的研究基礎(chǔ)。從上世紀(jì)60年代開始，溫都蘇、趙書元等老一輩的草原專家就做了大量的工作，在自治區(qū)乃至全國(guó)占據(jù)著重要的實(shí)力。先后育成蒙古冰草、科爾沁型華北駝絨藜、內(nèi)蒙古木地膚、烏拉特肋脈野豌豆、大青山草地早熟禾等優(yōu)良牧草和草坪植物新品種。但是，這些優(yōu)秀的牧草品種在后期的“育繁推”體系方面跟進(jìn)的力量薄弱，只有個(gè)別品種得到較大面積的推廣應(yīng)用〔7〕。從實(shí)踐情況看這些品種依舊是干旱的草原和荒漠地區(qū)適宜種植的優(yōu)良首選草種。

2006年，在內(nèi)蒙古農(nóng)牧科學(xué)院綜合試驗(yàn)示范中心四子王基地建設(shè)了50畝旱生牧草資源圃，立意在旱生牧草的種質(zhì)資源收集保存、栽培馴化、篩選利用以及研究展示方面建設(shè)一個(gè)良好的平臺(tái)。迄今，我們以種子直播(每一份材料都采用穴播和條播兩種方式)和采挖移栽實(shí)生苗等方式，成功引種了14個(gè)科27個(gè)屬175個(gè)種313份旱生牧草材料〔7〕。通過觀測(cè)、培育建立了種質(zhì)更新、繁殖與種子材料累積的方法和田間資源圃，為發(fā)展旱生牧草研究與生產(chǎn)利用，打下了良好的基礎(chǔ)。目前，從這些引種的材料中，已經(jīng)篩選出23種適宜在內(nèi)蒙古干旱、半干旱地區(qū)栽培種植和推廣優(yōu)良旱生材料，在研究積累和生產(chǎn)實(shí)踐的過程中，我們也逐漸梳理清晰和凝練了旱生牧草研究與生產(chǎn)的發(fā)展思路和生產(chǎn)設(shè)計(jì)。

2.1 旱生牧草“源庫(kù)圃繁”體系

“源庫(kù)圃繁”研究生產(chǎn)體系是針對(duì)旱生牧草育繁推的科研與生產(chǎn)利用而提出設(shè)計(jì)，是生產(chǎn)利用的前提與基礎(chǔ)。其中：“源”是旱生牧草種質(zhì)資源的采集、整理。對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)以及分布在蒙古高原優(yōu)異鄉(xiāng)土種材料種子或?qū)嵣邕M(jìn)行采集保存。解決科學(xué)研究種源和保種問題，主要通過種質(zhì)來源分布、生境與適應(yīng)性以及利用價(jià)值分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)旱生牧草鄉(xiāng)土草種的收集和整理。

“庫(kù)”包括種子庫(kù)和基因數(shù)據(jù)庫(kù)。種子庫(kù)是實(shí)物貯存，用于種植資源的室內(nèi)保藏，建立半地上半地下方式的種子貯存庫(kù)，好處是溫度比較低，建設(shè)成本低，適宜于中長(zhǎng)期的種子保存；基因庫(kù)是對(duì)旱生牧草種質(zhì)資源進(jìn)行葉片轉(zhuǎn)錄組，基因組的分析，獲得不同草種的基因序列，建立基因庫(kù)，用于品種的優(yōu)異基因發(fā)掘與利用。在基因庫(kù)建設(shè)方面，我們已經(jīng)完成藜科華北駝絨藜和禾本科冰草、披堿草、新麥草等10個(gè)牧草材料的基因組測(cè)序和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)工作，為深入的分子生物學(xué)研究和改良技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)資源。

“圃”是指種質(zhì)資源圃。旱生牧草種質(zhì)資源圃的作用是進(jìn)行田間的保種和栽培馴化選育，對(duì)廣泛收集的材料田間種植，單株種植和條播兩種方式建設(shè)對(duì)比小區(qū)種植，對(duì)有希望的材料要及時(shí)進(jìn)行品比評(píng)價(jià)，通過選擇優(yōu)良單株、株系等傳統(tǒng)育種選擇方法，發(fā)揮資源圃的引種選擇的功能。同時(shí)，也對(duì)需要田間保存的材料進(jìn)行種植保存。目前，四子王基地現(xiàn)有50畝資源圃的旱生植物材料，我們每年進(jìn)行及時(shí)地觀測(cè)、積累和更新，為栽培馴化選育做了很好的積累。

“繁”是指大田擴(kuò)繁田，是對(duì)優(yōu)異的材料及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)繁，生產(chǎn)種子或種苗，為區(qū)試和大面積推廣提供重要的物質(zhì)材料。良種材料的擴(kuò)繁是旱生牧草生產(chǎn)利用的重要步驟，需要有一定的面積和資金的投入與支撐。

源庫(kù)圃繁體系的建設(shè)，就是要通過種源收集、栽培馴化選育，通過逐步由“源”到“庫(kù)”，從“圃”到“繁”這一過程的工作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良種質(zhì)資源的生產(chǎn)推廣利用工作。只有在種質(zhì)收集的基礎(chǔ)上才能建立種子庫(kù)，再通過田間資源圃進(jìn)行引種馴化和選育，選育的優(yōu)異材料在通過大田的擴(kuò)繁，達(dá)到為生產(chǎn)推廣提供種源的目的，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)“繁”和“庫(kù)”到生產(chǎn)的示范推廣和利用。田間資源圃也是種子庫(kù)里的種子更新的重要途徑。

另外，通過“源庫(kù)圃繁”的研究示范體系建設(shè),在種源培育的框架下，可以開展各種牧草選育栽培、分子改良等技術(shù)研究工作，這是對(duì)傳統(tǒng)育種技術(shù)的拓寬和新種質(zhì)的創(chuàng)制。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

以上體系建設(shè)，我們有成功的例證：1972年原內(nèi)蒙古畜牧科學(xué)院巴音哈太草原畜牧業(yè)試驗(yàn)站剛建站，老專家們就收集了華北駝絨藜的4個(gè)不同生態(tài)型，經(jīng)過多年引種馴化選育，1994年登記了“科爾沁型”品種、2010年登記了“烏蘭察布型”新品種，現(xiàn)在我們正在栽培馴化選育“察哈爾型”品種〔8〕。這些都是通過收集種子在資源圃種植、經(jīng)過長(zhǎng)期引種馴化，才培育出的新品種，新的品種再通過大面積擴(kuò)繁，有了大量的苗木和種子在生產(chǎn)中廣泛種植，使其得以推廣利用。由此可見，“源庫(kù)圃繁”的研究示范體系對(duì)于牧草生產(chǎn)和科研的重要作用。

華北駝絨藜是一種優(yōu)良的鄉(xiāng)土草種資源，以其旱生半灌木的抗旱特性、生態(tài)改良與水土保持能力以及利用年限長(zhǎng)等特點(diǎn)，是生態(tài)建設(shè)中具有很大應(yīng)用潛力的植物。關(guān)于駝絨藜屬植物的研究?jī)?nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院起始于20世紀(jì)60-70年代，到現(xiàn)在已有半個(gè)多世紀(jì)的研究歷史。研究?jī)?nèi)容涉及到該屬物種的發(fā)現(xiàn)、模式標(biāo)本的采集、植物志編纂、新物種的發(fā)現(xiàn)、引種、馴化與栽培，新的品種的培育及其推廣栽培技術(shù)和飼料開發(fā)利用、野生種質(zhì)問題的分子生物學(xué)解決探討等，在駝絨藜屬植物的研究方面，積累了豐富的理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取得了一批科研成果。上世紀(jì)80年代，原內(nèi)蒙古畜牧科學(xué)院趙書元先生和溫都蘇先生發(fā)現(xiàn)了“內(nèi)蒙古駝絨藜”新種，并與內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)富象乾教授共同發(fā)表了該種。上世紀(jì)90年代和2010年，在引種、栽培、馴化、培育新品種方面分別通過國(guó)家品種審定委員會(huì)登記了華北駝絨藜的“科爾沁型”(1995)和“烏蘭察布型”(2010)兩個(gè)新品種。在老一輩專家研究成果的基礎(chǔ)上，步入新世紀(jì)后，我們更加關(guān)注引種栽培和建植技術(shù)、飼料評(píng)價(jià)利用以及采用分子手段改良基因等方面的研究，提出旱生牧草“源庫(kù)圃繁”的研發(fā)與生產(chǎn)利用思路。

利用旱生牧草的“源庫(kù)圃繁”研發(fā)思路，針對(duì)華北駝絨藜植物，我們運(yùn)用宏觀尺度的資源調(diào)查、大田引種試驗(yàn)與建植技術(shù)研究、飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)和微觀手段的葉片轉(zhuǎn)錄組的研究工作，通過野外踏查對(duì)駝絨藜屬植物在內(nèi)蒙古的分布變化進(jìn)行新的分析。在建植技術(shù)方面，開展了“小面積育苗大面積移栽”“四行一帶”技術(shù)的研究和探討；同時(shí)，為解決飼草利用問題，開展了以華北駝絨藜、紫花苜蓿為主要飼草，配合谷草、冰草飼喂蘇尼特羔羊的研究；通過illumina Hiseq 2000開展華北駝絨藜葉片轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，并對(duì)整體基因篩選，對(duì)一些優(yōu)良抗性基因進(jìn)行比對(duì)研究，為內(nèi)蒙古的優(yōu)良牧草種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供理論依據(jù)。解決了華北駝絨藜“資源分布-生態(tài)建植-飼用價(jià)值-組學(xué)研究”中的應(yīng)用技術(shù)問題。目前，該品種的生產(chǎn)示范從典型草原到荒漠草原，從項(xiàng)目區(qū)到農(nóng)牧戶，推廣地域涉及6個(gè)盟市15個(gè)旗縣，總面積達(dá)到4.47萬畝，示范作用凸顯。從育苗種植的經(jīng)濟(jì)效益到改良植被的生態(tài)功能以及科技宣傳、培訓(xùn)發(fā)揮出的支撐效能，使該品種在經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益方面都取得了良好的效果。

3 建議

3.1 強(qiáng)調(diào)生態(tài)建設(shè)遵循自然規(guī)律的理念

因地制宜是生態(tài)建設(shè)首要遵循的規(guī)律。鄉(xiāng)土草種源于草原，對(duì)它的應(yīng)用是一種回歸。經(jīng)過長(zhǎng)期的自然選擇，鄉(xiāng)土草種具有對(duì)當(dāng)?shù)赝寥?、氣候等自然條件較強(qiáng)的適應(yīng)性和抗病蟲害能力，在植被恢復(fù)和退化草地生態(tài)治理、維系生態(tài)健康中發(fā)揮著不可替代的作用，是草原生態(tài)保育與可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。建議在生態(tài)建設(shè)與改良中，大力推廣使用鄉(xiāng)土草種。

3.2 重視鄉(xiāng)土草種新品種的選擇與培育

目前，國(guó)內(nèi)多年生人工草地建設(shè)和生態(tài)改良用種，70-80%的種子依賴進(jìn)口，進(jìn)口種子雖然產(chǎn)量高、質(zhì)量好，但抗逆性差，達(dá)到高產(chǎn)需要較高水肥條件。特別是“倒春寒”后，第二年返青率低，成活差。鄉(xiāng)土草種抗逆性好，適應(yīng)性強(qiáng)，加強(qiáng)選擇培育工作，才能大力推廣種植。

3.3 加強(qiáng)鄉(xiāng)土草種的生產(chǎn)擴(kuò)繁工作

當(dāng)前，全區(qū)牧草種籽生產(chǎn)較為粗放，目前全區(qū)已有了10個(gè)旗縣級(jí)草籽基地，40多個(gè)草籽繁殖場(chǎng)。但是牧草種籽生產(chǎn)水平較低，草籽主要來源于栽培草地，以群眾自發(fā)零散的原始采集方式為主，規(guī)模小，種類少，缺乏當(dāng)家品種，質(zhì)量低劣，價(jià)格不穩(wěn)定，無論在數(shù)量上還是質(zhì)量上都難以適應(yīng)草業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，加強(qiáng)鄉(xiāng)土草種的種子生產(chǎn)工作，只有生產(chǎn)足夠的種源數(shù)量，才能滿足日益加強(qiáng)的生態(tài)建設(shè)需求。

〔1〕中國(guó)飼用植物志編輯委員會(huì).中國(guó)飼用植物志.第一卷〔M〕.北京：農(nóng)業(yè)出版社，1987

〔2〕中國(guó)科學(xué)院內(nèi)蒙古寧夏綜合考察隊(duì).內(nèi)蒙古植被.北京：科學(xué)出版社，1985

〔3〕趙書元.華北駝絨藜種子壽命及其采收貯藏〔J〕.內(nèi)蒙古草業(yè)，1986(3)：42-44.

〔4〕張新時(shí).毛烏素沙地的生態(tài)背景及其草地建設(shè)的原則與優(yōu)化模式〔J〕.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1994.18(1)：1-16.

〔5〕陳志宏，王志剛等.我國(guó)牧草種質(zhì)資源保護(hù)利用現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策.草業(yè)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新(中國(guó)草學(xué)會(huì)六屆二次會(huì)議及國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集)：442

〔6〕阿拉塔，孫海蓮，駝絨藜屬植物研究.內(nèi)蒙古畜牧科學(xué),2012.02:27-28.

〔7〕阿拉塔，孫海蓮，賽希雅拉，納欽，荒漠草原區(qū)駝絨藜資源的推廣利用.內(nèi)蒙古草業(yè),2012.04:25-26.

〔8〕孫海蓮，阿拉塔.烏蘭察布型華北駝絨藜品種栽培馴化試驗(yàn)研究.畜牧與飼料科學(xué),2012.33:48-52.

S813.9

2095—5952(2015)03—0004—04

2015-06-20

阿拉塔(1958-)，男，蒙古族，研究員，內(nèi)蒙古錫林郭勒盟太仆寺旗人，從事草原專業(yè)研究。