夏威夷毛棉全面調查研究范文

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棉屬迄今發現了52個種（含一個尚未定名的新種），包括5個四倍體種，除陸地棉和海島棉外，其余3個是野生種。毛棉（GossypiumtomentosumNuttallexSeemann）是3個四倍體野生種之一，僅分布在美國的夏威夷州，所以曾經譯為“夏威夷棉”［1］。2011年8月下旬至9月初，我們4人在國家“948”等項目的資助下，赴美國夏威夷州專門考察毛棉的情況，找到野外的毛棉居群并采集了種子樣品。

1考察方式及路線圖

由于是首次到國外野外進行植物資源考察，所以事先與夏威夷農業研究中心（HawaiiAgricul－tureResearchCenter）的有關專家取得聯系，便于開展工作。考察工作的基本思路是：先了解毛棉分布情況，然后開展野外實地考察。到達夏威夷后，首先與該農業研究中心的幾位專家座談交流，到Bishop博物館（Bishopmuseum）查看標本，然后確定路線進行實地考察。植物分子生物學家Wing－liWang博士協助安排了我們在夏威夷農業研究中心的活動。農學家RobertOsgood博士簡要介紹了毛棉形態特征及其在夏威夷的大概分布情況，但具體地點等信息不太多（Osgood博士已經退休，而且以前并非專門研究棉花）。Bishop博物館保存的毛棉標本并不多，但可能已經是世界上有關毛棉最完備的了。夏威夷州有120余個大大小小的島嶼，主要的有8個島（稱作主島，Majorislands）。從標本采集地來看，8個主島中除了最大、最年輕的夏威夷大島（又名大島，Thebigisland）和可愛島（Kauai）沒有發現毛棉外，其余6個主島都有毛棉，其中瓦胡島（Oahu）最多（表1）。瓦胡島是夏威夷州州府火奴魯魯（Honolulu，又名檀香山）所在地，形狀類似一個從東西方向逆時針旋轉30余度的長菱形海島，東（偏北）和西（偏南）兩條海岸為長邊。火奴魯魯位于該島南部，緊鄰珍珠港，也是上述農業研究中心和標本館所在地。由于沒有去其它主島考察的預算，所以，我們僅在瓦胡島設計了3條野外實地考察的線路。我們估計，毛棉原產地主要是在海邊與山坡結合處，所以，野外考察路線的設計以海邊為主。這3條路線均是從火奴魯魯出發，沿著海邊依次：（1）自南（西南）向西，（2）自南（東南）向東，（3）直接向東北（北邊）。除了西北（小部分）、西北角及其向南一點外，3條路線約相當于全島海岸線長度的80％。我們租用一輛越野車，聘請了一名華裔向導，一天完成一條線路的勘察。

2主要收獲

2．1夏威夷州棉花資源概況

Bishop博物館有棉屬標本共計151件，其中毛棉最多（106件，占70％），其次是海島棉（G．bar－badenseL．）37份，有少量的陸地棉（G．hirsutumL．）和達爾文氏棉（G．darwiniiWatt．）等棉種的標本（表1）。在沒有毛棉的大島和可愛島采集到了海島棉和達爾文氏棉標本。毛棉在瓦胡島最多，標本的一半來自這個島；其次是在拉奈島（Lanai）。從毛棉標本采集時代來看（表2），最早是1864年，最新的是2006年，但樣本量都很少（僅2份或1份）。20世紀開始，采集樣本的時間接近連續，但最多的是在20世紀初到30年代，標本量接近總數的一半；而40年代僅有一年采集了3份樣本，90年代到現在又很少。毛棉樣本的采集活動看來與戰爭和美國經濟發展是緊密相關的。

2．2找到野外自然居群并采集到種子

我們在瓦胡島的海岸邊找到了6個自然居群的毛棉，其中4份是在西海岸，2份在東海岸，都采集到了種子。其中2個較大的居群在西海岸，均分布在長約500m、寬約100m的狹長地帶，各有100多個單株（表3，01和03號樣品）。此外，采集到陸地棉種子1份、海島棉種子4份，棉屬近緣植物楊葉桐棉（Thespesiapopulnea）3份（表3）。楊葉桐棉在瓦胡島分布較廣泛，火奴魯魯市區就作為綠化和觀賞植物種植。在西、東、北等三面的海邊也很多，植株非常高大（株高和樹冠直徑分別在6m和4m以上）。我們在瓦胡島東南的鉆石山國家公園邊觀察一株毛棉（表3，08號樣品）時，遇到一位中國吉林留學日本的女士，她說要去另外一個主島———茂宜島（Maui）旅游。我們就請她關注那里的毛棉。后來我們得知，她在茂宜島看到了毛棉，集中種植在一個農場，分別來源于7個地點（與在該島標本數相符，表1），其中只有6個地點的材料有成熟的蒴果，她也采集了樣品。

2．3毛棉自然居群及其生態環境

瓦胡島由分別位于西和東兩邊的兩條南北走向的山脈分開，四周海邊和島中軸線的海拔很低，西部、中軸線和東部的氣候差異很大。在有毛棉分布的西與東兩個海濱山坡地，西邊的非常干燥，東邊的濕潤，因此，分布于兩邊的毛棉的生態環境及其長勢差異明顯。西部的毛棉多數分布在向西的山坡下半坡（離海邊100～300m），生長在高約50cm或稍高的茅草中。當時茅草已經枯黃，所有毛棉單株均呈現成熟的狀態：開花已到上部，所剩無幾；大多數蒴果已經開裂；種毛（短纖維或短絨）顏色自淡黃至棕黃色（裂果時間越久，顏色越深），深黃色、棕黃色的偏多。在毛棉自然居群的后面（向上坡）有灌木林帶，或是巖石，2個自然居群有分散的單株100個以上（表3，樣品號為01和03）。西部還發現2個較小的居群（表3，樣品號為04和05），其中1個居群只有1株，另外1個居群只發現2株。04和05號2個居群的共性環境是：都在海邊，與海水只有十幾米或幾十米的距離，海拔高度在5m以下；周邊茅草已枯黃；土壤為黑色的巖土，或者附近就是黑色火山巖石；單株不太茂盛，甚至略顯干枯，也已成熟；單株蒴果不多，種子較小（不十分飽滿），種毛較短。在瓦胡島東海岸發現的2個居群（表3，樣品號為08和09）分別有2個單株（08號樣品）和10余個單株（09號樣品），單株旁邊雜草不多，更像人工引種，或是被人工“關照”過的自然居群；所在地也是在山坡的下半坡，但海拔比西海岸居群的高，坡向東或東偏南；所在土層較厚，黑色，較肥沃；氣候濕潤，單株生長較旺盛，株冠直徑超過3m；開花很多，有的蒴果也很多；種毛較長，種子飽滿；較西邊的居群晚熟，多數單株處于開花盛期；葉片嫩綠色，花冠鮮艷奪目。一個重要的形態特點是葉片和苞葉上沒有蜜腺。

2．4毛棉自然居群瀕臨滅絕

瓦胡島西邊采集的4個居群應該是原始的自然群體。而東邊看到的2個居群像是人工種植的，所有單株均在馬路（東海岸交通要道）邊，都在土壤較肥沃的地點；還有一些單株基部有石塊等圍住，或較整齊排在路邊。從西海岸居群的自然環境來看，非常惡劣。當時非常干燥，雜草雖然很高但也已干枯。毛棉單株比較矮小，裂果似有“被催熟”跡象；而且，粉蚧為害嚴重。在海邊的2個居群，小氣候更顯干燥；而且受海風吹拂，單株更矮小，“被催熟”現象更明顯。所有居群的環境都凸現了“現代化”的影響，因為都在西海岸交通要道的路邊，還有發電廠、燃氣管道、高壓輸電線、道路邊的排水溝渠等人為設施。這些人為活動更加惡化了毛棉的生存環境。從標本館獲知，在西海岸應該有更多的地點存在毛棉，但是我們沒有找到，這些毛棉可能已經成為“歷史”了。另外，據Bishop標本館信息，夏威夷州原有毛棉分布的7個主島中，可愛島（Kauai）已經找不到毛棉。

2．5關于毛棉的潛在利用價值

從上述生存環境可以推測，毛棉應該在對干旱、鹽堿、干熱風等逆境反應上有潛在的利用價值。毛棉蒴果剛開裂時，種毛（短纖維）呈淺黃色，時間一長，逐漸變成深黃色甚至是棕色了，這一點與目前彩色陸地棉品種恰好相反。后者的纖維顏色有棕與綠2種顏色，但都是露天日曬時間越長顏色越淡，乃至全部消失。所以，毛棉的種毛顏色對于彩色棉育種有其特殊的價值。毛棉葉片和苞葉上沒有蜜腺，可以作為趨避棉鈴蟲等害蟲的一個有利性狀。毛棉葉片較厚，葉面茸毛很短但非常緊密，使得葉片呈白色或淺灰色，這特征也是被稱為“毛棉”的主要依據。在早期夏威夷州居民稱毛棉為“Mao”或“Ma′o”，發音雷同于漢語的毛，但取意是類似夏威夷一種鳥———夏威夷畫眉（Myadestesob－scurusJ．F．Gmelin；俗稱Hawaiianthrush）的毛色———綠，人們采取毛棉葉片做綠色的染料。有一個公司于1838年在夏威夷大島的凱盧阿市（Kai－lua）開始挖掘毛棉有利性狀的工作，并堅持了一個世紀，但從未實現商業化［2］。實際上，美國南卡羅來納州PeeDee農業試驗站已經將毛棉的無蜜腺等性狀轉育到陸地棉品種中［3］。

3體會、問題與建議

這是我們第一次在國外進行野外考察，一開始對能否找到野外自然群體，能否進而采集到種子樣品都沒有十足的把握。現在看來不是很難，成功的最關鍵點是有當地人的幫助。這一體會使我們對以后拓展境外的野生棉種實地考察有了信心。發現的明顯問題是毛棉的自然居群面臨滅絕。夏威夷州是美國較為發達的地區之一，現代化建設在加速毛棉等自然材料的滅絕。從毛棉現狀就不難聯想到另外2個四倍體野生棉種：黃褐棉（G．mustelinumMiersexWatt）和達爾文氏棉。這2個棉種都是“單一地”分布的，前者只在巴西，后者只在加拉帕戈斯群島。加拉帕戈斯群島也是在太平洋里，處于赤道附近，自然條件不會比夏威夷群島好；巴西是經濟發展最快的第三世界國家之一，現代化的進程很快。所以，黃褐棉和達爾文氏棉的自然生長狀態同樣堪憂。棉花非我國起源，基礎材料尤其是原始資源都是“泊來品”。我國在海南島建有國家野生棉種質圃，保存一些棉花的原始材料［4］，但遠遠不夠。特別是四倍體野生棉，易于與陸地棉雜交，轉育利用其優良基因比其它野生棉更便利，所以全面收集這類資源很有必要。進一步工作的基本步驟是：先完善對夏威夷群島毛棉的全面考察與收集，然后到巴西進行黃褐棉的狀況調查和資源收集，最后進軍加拉帕戈斯群島。技術上，展開工作的關鍵點是找到合適的野外考察向導。區棉花種植效率較高，其次是喀什地區、巴州、昌吉州、塔城、博州、和田、吐魯番，有3／5以上的棉花主產區的純費率均在以中位數表示的平均水平之上，100％保障水平下純費率最高的阿克蘇達4．0879％。目前新疆棉花種植保險采用統一費率的模式，這可能引發種植風險高的棉農踴躍參保而種植風險低的棉農退保或不參保，導致保險公司經營風險驟增、保險保障作用弱化。因此，根據以上研究結論，建議新疆根據種植風險重新厘定棉花主產區保險費率，從而有效分散棉花生產風險，穩定棉花種植面積，確保國家棉花生產安全。