7.植物与人类

7植物与人类的生存和发展 7 1人类利用和改造植物的历史 植物与人类的生存和发展息息相关 7 1 1栽培作物的起源和农业的发展 早期人类的四种生存方式 没有控制的狩猎和随意采集控制性狩猎和计划性采集专一性狩猎和采集选择性地畜养和种植 采集和原始农业的区别 采集 选择摘取自然物 但并不改造它原始农业 认识 改造自然 按需要生产 7 1 1 1引种驯化的概念及意义 引种驯化 通过人工栽培 自然选择和人工选择 使野生植物 外地或外国的植物适应本地自然环境和栽培条件 成为能满足生产需要的本地植物 引种驯化 引种 将野生植物移入人工栽培条件下种植或将一种植物从一个地区移种到另一个地区 驯化 通过人工措施使引入的植物适应新的生活条件 判断引种驯化成功的标准 生物学标准 既能正常生长发育 又能成功地繁殖后代 资源学标准 通过栽培能正常生长 同时原有的经济性状保持不变 植物引种驯化的意义 增加新的资源种类以良种代替劣种扩大栽培范围 6 1 1 2我国引种驯化的历史概述 7 1 1 2 1我国历代植物引种驯化梗概 1 国内引种时期 原始农业 公元一世纪 1 各地野生植物的逐步驯化 2 黄河流域为中心的地区间交流2 陆路引种时期 张骞出使西域 元代 3 海道引种时期 明代 新中国成立 7 1 1 2 2我国引种驯化的崭新阶段 计划引种阶段 1 重要乡土植物的引种驯化2 国外重要经济植物的引种驯化3 珍稀植物的保护 7 1 1 3植物引种驯化的理论 引种驯化的理论基础 以进化论 遗传学和生态学的某些基本概念为理论基础 植物学 植物区系学 植物地理学 植物生理学等多个学科对引种驯化理论的研究起着推动作用 7 1 1 3 1达尔文学说 植物引种驯化最重要的理论基础 达尔文对植物引种驯化的观点可归纳为以下几点 1 植物在自然条件下有适应风土的能力 在植物自然迁移时 往往抑制它和其它有机体的竞争 而首先适应新的环境条件 驯化则是在长期的进化中进行的 2 有机体的地理分布不仅决定于现代因子 还决定于历史因子 引种时要研究植物分布的历史及其生物学特性形成的历史 3 在自然和栽培条件下通过自然选择和保持新的变种能使植物驯化 因此 无论在自然和栽培条件下都能发生植物的驯化 有机体的遗传性不管如何巨大 都能够在改变了的条件下产生变异 不断出现新的性状 4 当植物的各个体在不同生存条件下发育时 再用选择手段就能获得新类型的植物 驯化是植物本身适应新环境条件和改变生存要求的过程 选择是人类驯化活动的基础 7 1 1 3 2气候相似论 H Mayr气候相似论 树木引种时 引进地和原产地的气候必须相似 引进的树木才能正常生长 发育 成功例子 上海植物园从气候相同或相近的黄山 天目山 九华山等地引进大量树种 成活率较高 气候相似论的缺点 1 强调树木的遗传保守性 忽视了树木遗传的可塑性 认为树木引种只能是在相似的气候条件下简单迁移 而驯化引进树木 改造其习性 使之适应不相似的气候条件是不可能的 2 气候相似 的确定在实践中有一定困难 常常由于资料有限 对很多物种分布及其原产地 分布区 生境难以在事先就有详尽的了解 在各大区之间因地质历史的变迁与受大气对流及小地形对环境的影响而形成种种特异条件 致使同一地区不同物种之间也存在着相当大的差异 7 1 1 3 3生态历史分析法 生态历史分析法 一些植物的现代分布区不一定是它们的最适生长区 生态历史分析法在植物引种驯化中的应用 生态历史法以植物区系为总体单位 通过分析植物区系中植物成分的起源 来揭示这些成分的生态历史 若发现其中有外来成分 再把它们引回原来生存过的生态条件下 可望获得较好结果 7 1 1 3 4区系发生法 区系发生法 引种起源上有亲缘关系和有某些共性的区系之间的植物 容易成功 7 1 1 3 5栽培植物起源中心学说 栽培植物起源中心 现在称为 演变中心或多样性中心 学说 将世界栽培植物起源划分为八个中心 栽培植物起源中心概况 7 1 2植物资源的开发利用 已利用植物 25000种其中栽培植物 15000种 1 自然资源根据我国生态学家马世骏教授的观点 自然资源是指自然界形成的可供给人类生活与生存的物质与能源 包括生命和无生命部分 他又根据自然资源的转化 属性和运动 将自然资源分为三个部分 1 生物资源 是一类再生资源或可更新资源 例如植物资源 动物资源和微生物资源等 这类资源的特性都是具有生长 繁殖 发育和调节的能力 2 矿物资源 是一类无生命资源 不具备生长 繁殖和再生能力 一般认为它是一类非再生资源或不可更新资源 地球上的矿物资源随着不断地消费 越来越少 直到耗尽 3 生态环境资源 是在一定地区特定条件下形成的恒定资源 而且是多种自然因素相互结合形成的 或称之为生态资源 例如热量 光能 风 山地 水分 以及此类因素共同形成的生态环境等 2 植物资源 植物资源是生物资源的一个重要组成部分 由于植物资源本身的特性 不同的学者对植物资源的理解有所不同 我们根据国内一些著名学者对植物资源的定义 将这些概念划分为狭义和广义概念两种 狭义 我国著名学者吴征镒院士对植物资源定义如下 一切有用植物的总和 统称为植物资源 广义 植物资源是指一切植物的总和 中国植物资源是指中国土地上的一切植物总和 某一地区的植物资源是指某一地区的一切植物总和 植物资源分类 意义 植物资源的开发利用和保护的基础 按植物分类系统分类 按资源用途和内含物进行的分类 一 根据植物资源的用途分类 中国经济植物志 1 食用植物资源2 药用植物资源3 工业用植物资源4 防护和改造环境用植物资源5 种质资源 1 食用植物资源 包括直接和间接可以被人类食用的植物资源 1 淀粉糖料 2 蛋白质 3 油脂 4 维生素 5 饮料 6 食用香料色素 7 植物性饲料 饵料 8 蜜源植物 2 药用植物资源 1 中药 2 草药 3 化学药品原料植物 4 兽用药 5 植物性农药 3 工业用植物资源 1 木材资源 2 纤维资源 3 鞣料资源 4 芳香油资源 5 植物胶资源 6 工业用油脂资源 7 经济昆虫的寄生植物 8 工业用植物性染料 4 防护和改造环境用植物资源 1 防风固沙植物 2 改良环境植物 3 固氮增肥 改良土壤植物 4 绿化美化保护环境植物 5 监测和抗污染植物 5 种质资源 按照遗传学的观点 每一种植物中具有不同的遗传特性 这些遗传特性均应视为不同的种质资源 这里主要是指有用植物的种质资源 种子库 种子银行 植物园和自然保护区 种质资源保护 二 根据植物体内的内含物和用途分类 何关福 20类 1 甜味品植物资源2 淀粉植物资源3 蛋白质植物资源4 油脂植物资源5 芳香植物资源6 维生素植物资源7 色素植物资源8 鞣质植物资源 9 树脂植物资源10 胶用植物资源11 药用植物资源 1 人药植物资源 2 兽药植物资源 3 农药植物资源12 饮料植物资源13 野菜植物资源14 野果植物资源 15 纤维植物资源16 木材植物资源17 饲料植物资源18 蜜源植物资源19 经济昆虫寄生植物资源20 环境植物资源 三 吴征镒植物资源分类系统 1 食用植物资源 1 淀粉植物类 2 植物蛋白类 3 食用油脂类 4 维生素植物类 5 饮料植物类 6 食用色素类 7 食用香料类 8 植物甜味剂类 9 饲用植物类 10 蜜源植物类 2 药用植物类 1 中草药类 2 植物农药类 3 有毒植物类 3 工业用植物资源 1 木材类 2 纤维植物类 3 鞣料植物类 4 香料植物类 5 工业用油脂植物类 6 植物胶类 7 工业用植物性染料类 8 能源植物类 9 经济昆虫寄生植物类 10 其它工业用资源植物类 4 保护和改造环境植物资源 1 防风固沙植物类 2 水土保持植物类 3 绿肥植物类 4 花卉资源类 5 指示植物类 6 抗污染植物类 5 植物种质资源 1 特有植物类 2 作物品种种质资源类 7 1 2 1食用植物资源 图1 1世界主要粮食和经济植物的产量 7 1 2 1 1淀粉植物类 一 概述主要分布部位 果实 种子 块茎 鳞茎或根 含淀粉的主要野生植物类群 山毛榉科 禾本科 蓼科 百合科 天南星科 旋花科 蕨类 豆科 防己科 莲科 桔梗科 菱科 檀香科 银杏科次之 二 资源概况 初步研究显示 我国约有400多种淀粉植物 1 蕨 Pteridiumaquilinumvar latiusculum 根状茎含淀粉20 46 2 银杏 Ginkgobiloba 干种子含淀粉67 7 3 川榛 Corylusheterophyllavar szechuensis 果实含淀粉15 4 板栗 Castaneamollissima 坚果富含淀粉56 8 70 5 榆树 Ulmuspumila 榆皮含淀粉 6 木菠萝 Artocarpusheterophyllus 种子含淀粉 7 荞麦 Fagopyrumesculentum 种子富含淀粉 8 沙蓬 Agriophyllumsquarrosum 种子含淀粉20 9 赤芍 Paeoniaveitchii 根含淀粉56 38 10 葛藤 Puerarialobata 根状茎含淀粉18 新鲜 或42 5 干 11 木薯 Manihotesculenta 块根富含淀粉 12 狼毒 Stellerachamaejasm 干根含淀粉34 77 13 菱 Trapabispinosa 果实含淀粉68 46 14 甘薯 Ipomoeabatatas 块根富含淀粉 15 马铃薯 Solanumtuberosum 块茎富含淀粉 16 栝楼 Trichosantheskirilowii 块根含淀粉64 86 菊芋 Helianthustuberosus 地下茎含淀粉和糖份 18 慈姑 Sagittariasagittifolia 地下球茎含淀粉55 19 薏苡 Coixlacryma jobi 果实含淀粉45 20 桄榔 Arengapinnata 茎髓部含淀粉44 5 21 魔芋 Amorphophallusrivieri 地下球茎含淀粉35 22 日本薯蓣 Dioscoreajaponica 块根含淀粉25 11 23 马蔺 Irisensata 种子含淀粉38 5 7 1 2 1 2植物蛋白类 一 概述目前主要集中在 食用菌 单细胞蛋白 藻类蛋白 种子蛋白 药用氨基酸和叶蛋白 二 资源概况 1 食用菌常见的食用菌与 香菇 黑木耳 银耳 平菇 草菇 金针菇 猴头 灵芝等 2 单细胞蛋白 singlecellprotein SCP 天然的或经过加工之后 可以作为人类及动物食物的微生物细胞物质 3 藻类蛋白螺旋藻 蛋白质含量为其干重的65 小球藻 蛋白质含量达40 60 等 4 种子蛋白如大豆类植物 5 叶蛋白质绿色植物的叶子含有丰富的蛋白质 7 1 2 1 3食用油脂植物类 一 概述我国油脂植物大约600余种 其中可供食用的约50种 二 资源概况1 胡桃楸 Juglansmandshurica 种仁含油率57 9 70 2 落花生 Arachishypogaea 种仁含油率55 3 大豆 Glycinesoja 种子含油率为52 4 亚麻 Linumusitatissimum 种子含油率为44 10 胡麻 Sesamumindicum 种子含油率56 75 11 油渣果 Hodgsoniamacrocarpa 种仁含油率71 9 77 12 向日葵 Helianthusannuus 种子含油率17 7 32 7 13 油棕 Elaeisquineensis 果肉含油81 9 5 花椒 Zanthoxylumbungeanum 种子含油率为24 27 6 文冠果 Xanthocerassorbifolia 种子含油率为58 6 7 棉花 Gossypiumhirsutum 种子含油率为39 8 油茶 Camelliaoleifera 种子含油率为30 1 9 油橄榄 Oleaeuropaea 果肉含油36 70 7 1 2 1 4维生素植物类 重要的维生素植物资源1 金樱子 Rosalaevigata 每百克果实含维生素1 500毫克 2 野山楂 Crataeguscuneata 果实富含维生素C 3 枣 Ziziphusjujuba 每百克鲜果含270 463毫克 4 中华猕猴桃 Actinidiachinensis 每百克鲜果含维生素100 400毫克 5 柿 Diospyroskaki 新鲜叶片每百克含维生