前言

水稻作为全球近半数人口的主食，在粮食安全保障体系中占据着核心地位。据联合国粮农组织数据，全球水稻种植面积广泛，主要集中在亚洲、非洲及拉丁美洲部分地区，其产量直接关系到数十亿人的温饱问题^[1]。但当前水稻栽培仍面临抗逆性弱、易受自然灾害侵袭、栽培方式落后等问题，严重制约产量与品质提升^[2]。种质资源库是现代种业的核心支撑，通过低温、干燥等技术长期保存水稻种子、种苗等种质材料，维持其遗传特性稳定。目前全球已建成多个大型水稻种质资源库，除核心保存功能外，更通过精准鉴定挖掘出高产、优质、抗逆等优良基因资源，为品种改良提供坚实支撑^[3]。德宏拥有丰富的野生稻种质资源以及地方古老品种资源，在食味品质、抗逆性等方面具有不可估量的应用价值。在此背景下，依托种质资源库技术优势构建科学的水稻栽培管理策略，具有重要现实意义。具体而言，通过资源库的精准筛选与鉴定，可针对性匹配不同生态区域的适宜品种；利用库中抗逆种质开展定向培育，能显著提升水稻灾害应对能力；结合现代信息技术与资源库数据支撑，优化区域化栽培技术并构建数字化管理体系，可推动水稻生产精准化、智能化发展，提升资源利用效率，助力产业可持续发展。

一、种质资源库支持下的水稻栽培管理现状

（一）种质资源库建设与资源储备现状

当前，各国均着力打造高水平种质资源保存设施，我国国家农作物种质库新库便是典型代表，作为全球单体规模最大、保存能力最强的国家级种质库，其保存技术达到国际领先水平。低温库通过国际领先的制冷控湿技术，将温度精准控制在-18℃、相对湿度稳定于30%，为水稻种子提供长期稳定的保存环境，确保其数十年内维持活力与遗传稳定性；活体圃则依托智能化灌溉、施肥及环境监测系统，为野生稻等活体种质创造适宜生长条件，有效保留其生物学特性^[4]。依托这些先进设施，该资源库已收集保存全球水稻种质资源超百万份，成果显著。云南省德宏芒市遮放是我国现存3个野生稻谷原种地之一。德宏州农业技术推广中心2021年得到了省级财政资金的支持成立了省级农作物种质资源德宏库。目前已经收集保存3000余份水稻种质资源，收集了遮放贡米的核心原种“毫秕”、“毫目细”等一批具有悠久的种植历史和独特的地理标志属性的种质资源，为下一步在提升稻米食味品质、增强水稻抗性、特色品牌打造等方面开发运用打下了坚实基础。

库中保存的水稻种质类型丰富，各具独特价值：野生稻作为栽培稻近缘祖先，蕴含大量未发掘的优良基因，如抗病虫害、耐恶劣环境等抗逆基因；地方品种是特定地域环境与人文历史下的选育成果，地域特色浓郁，如云南紫米稻营养丰富，江苏鸭血糯口感软糯、香气独特，均具有极高应用价值；随着社会经济水平和农业产业的快速发展，大众对稻米食味品质的要求逐渐提高，对稻米的食用需求已经从原来的“吃饱”向“吃好”转变。芒市谷子遮放米名扬国内外，为满足不同人群的消费需求，德宏选育出了毫木西、毫目细、毫秕、滇屯502、滇陇201、德优8号、德优16号等一批优质软米品种，大大丰富了稻米品种的类型。

此外，为实现资源高效管理与利用，科研人员采用SSR、SNP等先进分子标记技术，精准分析水稻种质遗传信息，明确其亲缘关系与遗传多样性；同时结合全面的表型鉴定，系统观察测量株型、叶色、穗粒形态、生育期、产量、品质等关键性状。基于这些研究，科研人员建立了完善的资源档案，不仅记录种质基本信息，更涵盖遗传特性、表型特征等详细数据，为后续种质筛选、品种选育及栽培管理提供全面准确的参考依据。

（二）现有栽培管理对种质资源的利用模式

在品种选育过程中，种质资源的高效应用离不开技术支撑。杂交育种作为传统有效手段，可通过整合不同种质的优良性状实现基因优化，例如将高产潜力种质与强抗病种质杂交，经多代选育可培育出“双优”新品种。分子标记辅助选择（MAS）技术则凭借分子标记与目标基因的紧密关联，快速精准筛选含目标基因的植株，大幅提升育种效率，科研人员利用该技术将资源库中的Pi9抗病基因、OsDREB1A耐逆基因导入主栽品种，成功培育出“Y两优”“荃优”等高抗高产组合。其中“Y两优”系列在南方稻区广泛种植，兼具高产、优质特性，对稻瘟病、纹枯病抗性突出，显著降低防治成本，提升了种植收益^[5]。

同时，针对不同区域的特殊生境，种质资源库的特异性材料成为核心解决方案。在盐碱地，以野生稻耐盐种质为基础，通过杂交、回交育种培育耐盐碱品种，搭配合理灌排、土壤改良等配套技术，实现盐碱地水稻种植突破；在冷凉山区，选用强耐寒种质，结合适期播种、保温育苗、合理密植等技术，保障低温环境下水稻正常生长，提升山区产量与自给能力。在辽南海洋性气候区，依托耐高温高湿种质培育本地适配品种，通过优化施肥方案、强化病虫害监测等措施实现高产稳产；在黄淮海平原，针对干旱、土壤肥力不均问题，利用耐旱耐瘠薄种质，推广滴灌喷灌、测土配方施肥等节水抗旱技术，显著提升水肥利用效率，保障区域生产稳定。

二、当前种质资源库支持下的水稻栽培管理的核心不足

（一）种质资源利用效率与针对性不足

首先，在水稻种质资源的利用中，对野生稻、古老地方品种中抗逆基因的挖掘深度远远不够。尽管种质资源库中储备着丰富的野生稻资源，像普通野生稻、疣粒野生稻、药用野生稻等，以及大量古老地方品种，但对其中抗逆基因的挖掘仍处于实验室研究阶段，尚未实现大规模的生产应用。这导致在面对气候变化带来的频繁洪涝灾害时，栽培品种的抗逆性改良滞后，无法有效抵御自然灾害，严重影响水稻产量与品质。

其次，部分地区在水稻品种选择上存在盲目性，过于追求高产品种，却忽视了对本地适应性材料的开发利用。如：南方稻区气候复杂，部分地区盲目引进高产品种，却未充分考虑本地的气候特点和种质资源优势，对温敏型不育系的利用不足，容易导致花期不遇，使水稻无法正常授粉结实，从而造成结实率低、产量不稳定等问题。

（二）栽培技术与种质特性匹配度低

现有水稻栽培的水肥管理方案大多依赖传统经验，缺乏对种质资源养分利用效率的精准考量。如：不同的水稻种质在养分利用效率上存在显著差异，但目前的施肥方案往往没有结合这些品种特性进行优化，导致肥料的投入与水稻的实际需求不匹配，肥料利用率仅维持在30%～35%的较低水平；同时，大量未被利用的肥料随农田排水进入水体，引发水体富营养化等环境问题，同时也增加了农业生产成本^[6]。在水资源利用方面，灌溉方案同样未充分考虑种质特性，造成水资源的严重浪费，这在水资源日益短缺的背景下，对水稻产业的可持续发展极为不利。

另外，在病虫害防控方面，对种质资源库中丰富的抗病虫基因利用不足，过度依赖化学农药。种质资源库中蕴含着众多抗病虫基因，Bt抗虫蛋白基因能够使水稻对螟虫等害虫产生抗性，稻瘟病抗性基因Pi-ta则可有效抵御稻瘟病菌的侵染。但在实际生产中，这些基因的应用推广缓慢，农民主要依靠喷洒化学农药来防治病虫害。

（三）数字化管理与资源库数据脱节

种质资源库积累了海量的水稻表型数据，涵盖株高、分蘖数、叶面积、穗型、粒型等多个方面，但这些宝贵的数据未能有效接入水稻栽培管理模型，使得数字化工具在水稻栽培管理中的作用大打折扣，无法为精准农业提供有力的数据支持。同时，在面对复杂多变的气候条件时，当前的水稻栽培管理缺乏基于种质抗逆基因数据库的气候预警系统，使得水稻生产在应对自然灾害时处于被动地位，减灾效果十分有限，严重制约了水稻产业的抗风险能力。

三、种质资源库支撑下的水稻栽培管理策略

（一）优质种质资源精准筛选与定向培育

（1）集成全基因组关联分析技术与高通量测序技术，对水稻种质的全基因组进行扫描，快速、全面地检测出与目标性状相关的遗传变异，实现对水稻种质从基因型到表型的全方位分析。

（2）构建“基因型－表型－环境”匹配模型，针对不同的目标区域，如盐碱地、高温区等特殊生态环境，筛选出携带耐盐基因（SKC1）、耐热基因（HsfA2）聚合的种质材料，缩短品种选育周期，提高育种效率^[7]。

（3）定向培育抗逆性品种，提升水稻应对逆境能力。如：利用CRISPR/Cas9技术，对种质资源中的抗逆关键基因进行精确编辑。以过表达OsVP1基因为例，该基因能够编码一种液泡膜质子焦磷酸酶，增强水稻细胞内的质子跨膜转运能力，从而提高细胞的渗透调节能力和抗旱性。在实际操作中，可通过设计特异性的sgRNA，引导Cas9蛋白准确切割目标基因位点，实现对OsVP1基因的过表达编辑。

（二）区域化栽培技术优化与模式创新

（1）充分考虑水稻种质资源的生态型差异，设计生态适配性栽培方案。对于南方籼稻区，推广“宽窄行插秧+缓释肥”模式，提高光合作用效率、肥料利用率，促进水稻生长发育。对于北方粳稻区推广耐盐碱种质，配套“膜下滴灌+微生物改良”技术，膜下滴灌技术可精准控制水分供应，减少土壤盐分的积累；微生物改良则可通过向土壤中添加有益微生物改善土壤结构、增加土壤肥力、降低土壤盐分含量，为水稻生长创造良好的土壤环境。

（2）基于种质资源的光温敏感特性，开发“播期－品种－气候”智能匹配系统，创新栽培模式，通过实时监测气象数据，结合水稻品种的光温需求和生长模型模拟，计算出适宜的播种期，确保水稻安全抽穗。

（三）数字化管理体系与资源库数据协同

（1）整合种质资源库的基因型数据、田间监测的表型数据及气象土壤数据，为构建水稻栽培数字孪生模型提供全面的数据支持。种质资源库的基因型数据包含了水稻种质的遗传信息，可为了解水稻的遗传特性和潜在性状提供基础；田间监测的表型数据则反映了水稻在实际生长环境中的表现，是评估水稻生长状况和产量潜力的重要依据；气象土壤数据记录了水稻生长过程中的气象条件和土壤环境参数，对分析环境因素对水稻生长的影响至关重要。通过对这些多源数据的深度融合与分析，构建出的水稻栽培数字孪生模型能够实时模拟水稻从育秧到收获的全过程，实现对水稻生长的精准调控。如：根据叶龄模型动态调整氮肥施用时期，当水稻生长到特定叶龄时，根据水稻的生长状况和土壤肥力水平，准确计算出所需的氮肥施用量和施用时间，避免氮肥的过量施用或施用不足，提高氮肥利用率，促进水稻的生长发育^[8]。

（2）病虫害绿色防控技术的升级依赖于种质资源库中的抗病虫基因信息，建立“基因－病原－防控”数据库，可实现对病虫害的精准预警与绿色防控。在预警层面，通过病原菌孢子捕捉器实时监测空气中的病原菌孢子浓度，结合抗病基因检测技术，分析水稻品种对病原菌的抗性水平，保证提前2～3周预测稻瘟病、稻飞虱等病虫害的爆发风险。在防控层面，优先选用含抗病基因的种质，配合生物防治手段，减少化学农药使用，降低农药残留，保护生态环境。

四、结论与展望

综上所述，种质资源库为水稻栽培管理提供了从基因挖掘到区域适配的全链条支撑，通过精准筛选、定向培育、技术集成与数据协同，可有效解决当前栽培中的抗逆性不足、资源利用低效等问题。未来需进一步加强种质资源库与智能装备、生物技术的深度融合，构建“资源－技术－环境”三位一体的智慧栽培体系，为保障全球粮食安全提供更强有力的科技支撑。一方面，随着人工智能、大数据等技术的飞速发展，将其深度融入种质资源库管理与水稻栽培过程，实现更精准的生长预测与管理决策；另一方面，深入挖掘种质资源库中的未知基因，探索其功能和应用潜力，为水稻遗传改良提供更多的可能性。

参考文献：

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[4]杨晓红,周晋峰,冯璐.中国野生稻种质资源利用与保护[J].中国稻米,2023,29(1):1-8.

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