兩種瑪咖品種類型繁育種株農(nóng)藝性狀的差異性比較

潘竟海，鄧超宏，白曉山， 林 明，徐其江，王冬梅，朱光輝,陳友強,劉華君, 廖 晴, 李承業(yè)

(1.新疆農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)科院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052；4. 新疆科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院，烏魯木齊 830011；5.新疆農(nóng)科院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091)

兩種瑪咖品種類型繁育種株農(nóng)藝性狀的差異性比較

潘竟海1，鄧超宏1，白曉山1， 林 明1，徐其江2，王冬梅3，朱光輝4,陳友強1,劉華君1, 廖 晴5, 李承業(yè)1

(1.新疆農(nóng)科院經(jīng)濟作物研究所，烏魯木齊 830091；2.新疆農(nóng)科院糧食作物研究所，烏魯木齊 830091；3.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，烏魯木齊 830052；4. 新疆科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院，烏魯木齊 830011；5.新疆農(nóng)科院園藝作物研究所，烏魯木齊 830091)

【目的】通過對紅色瑪咖、黃色瑪咖兩個品種類型農(nóng)藝性狀差異性對比，選擇出農(nóng)藝性狀好，采收的籽粒品質(zhì)高的瑪咖，為新疆瑪咖品種繁育提供理論依據(jù)?！痉椒ā坎捎秒S機區(qū)組對比試驗?！窘Y(jié)果】黃色瑪咖各個生育期比紅色瑪咖提前5～7 d，紅色瑪咖在基部葉片數(shù)、最大葉片長、株高、主薹高、薹數(shù)5項試驗項上優(yōu)于黃色瑪咖，紅色瑪咖的冠徑小于黃色瑪咖約1 cm。紅色瑪咖的單株籽粒數(shù)大于黃色瑪咖，單株籽粒重和千粒重均小于黃色品種?！窘Y(jié)論】 通過比較紅色瑪咖地上部分的各農(nóng)藝性狀都優(yōu)于黃色瑪咖。黃色瑪咖生育期短。在所采收的瑪咖種子籽粒性狀方面，黃色瑪咖種子的千粒重大于紅色瑪咖；單株籽粒數(shù)、單株籽粒重差異不顯著。

瑪咖；農(nóng)藝性狀；生育期；千粒重

0 引 言

【研究意義】瑪咖(Maca)又名peruvian, ginseny, maka等。是一年生或兩年生草本植物，屬十字花科獨行菜屬，全稱瑪咖獨行菜(Lepidiummeyemiiwalp)[1]。原產(chǎn)地南美洲秘魯中部基寧及帕斯科附近海拔3 500～4 500 m的安第斯山區(qū)，是一種珍惜的藥食兼用植物[2]。其較高的營養(yǎng)價值，合理的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)以及多種具有生物活性的次生代謝產(chǎn)物使瑪咖具備多種保健功能，傳統(tǒng)上具有增強精力，提高生育力，改善性功能，治療更年期綜合癥，風(fēng)濕癥，抑郁癥，貧血的功效[3-5]。另外，還有抗癌和抗白血癥的功效。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明：瑪咖具有抗疲勞，調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等多種獨特功效[6，7]。這些保健作用使瑪咖從20世紀(jì)60年代起逐步得到研究者的廣泛關(guān)注?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】國際上已有幾十種瑪咖保健產(chǎn)品推出，并于近幾年逐步進(jìn)入中國市場，有學(xué)者通過水提醇沉法從瑪咖干粉中提取了多糖，測得瑪咖干粉中多糖的含量。另有學(xué)者采用體外氧化實驗的方法，評價瑪咖多糖的抗氧化作用，實驗證明瑪咖多糖體外具有顯著的抗氧化保健作用[8，9]。目前對瑪咖種植技術(shù)及藥理的研究較多，而對瑪咖種子的研究沒見報道?！颈狙芯壳腥朦c】藥用植物資源作為最重要的生物資源越來越受世界各國的重視，植物藥的開發(fā)帶動了藥用植物栽培技術(shù)的發(fā)展[15-17]。藥用植物引進(jìn)栽培在新疆也早已開展，研究就是通過開展瑪咖種植繁育試驗，選擇兩種瑪咖品種類型,進(jìn)行繁種種株主要農(nóng)藝性狀的差異性比較，對其進(jìn)行相關(guān)種子繁育技術(shù)的深入研究。【擬解決的關(guān)鍵問題】試驗以瑪咖根莖顏色為劃分依據(jù)，選出紅色和黃色兩種品種類型材料進(jìn)行種株主要農(nóng)藝性狀的對比分析，選擇出農(nóng)藝性狀好，采收的籽粒品質(zhì)高的瑪咖品種類型，為瑪咖品種選育及種子繁育工作提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

2009年種植的紅色瑪咖母根、黃色瑪咖母根。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設(shè)計

采用對比方法，實驗點選在海拔約為1 600 m的南山水西溝鎮(zhèn)，年平均氣溫18℃。利用簡易拱棚對瑪咖進(jìn)行種植栽培。4月4日將瑪咖紅色品種和黃色品種母根移栽，移栽方式為溝栽，株行距為0.20 m×0.30 m。試驗小區(qū)面積：6.2 m×5.0 m，小區(qū)間道0.3 m，10個小區(qū)，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)。保護(hù)行設(shè)置在試驗田周圍1 m外。定點調(diào)查各生育期生長發(fā)育情況，取平均值。

1.2.2 田間管理

試驗小區(qū)土壤類型為粘土，前茬作物為蔬菜，手扶式旋耕機耕翻，人工精細(xì)平整土地，除草情況：人工除草3次，施肥情況：施腐殖酸有機肥80 kg/棚(大棚面積360 m2)，灌溉情況：澆水5次，收獲前15 d停水。

2 結(jié)果與分析

2.1 供試品種生育期

研究表明，瑪咖采種栽培的生育期可以根據(jù)瑪咖在第二年生長中種株各器官的出現(xiàn)狀況，劃分為四個時期：葉叢形成期(叢葉期)、抽薹期、開花期和種子形成期[10]。將開花期細(xì)分成初花期和盛花期，種子形成期細(xì)分為成熟期和采種期。根據(jù)調(diào)查情況得以下數(shù)據(jù)，紅色瑪咖的生育期都較黃色瑪咖推遲5～7 d。在同等條件下栽培瑪咖植物，黃色瑪咖生育期短，比紅色瑪咖早熟。表1

表1 瑪咖采種植株栽培生育期
Table 1 Maca seed plant growth period investigation

品種Variety叢葉期Theleavesperiod(日/月)抽薹期Boltingperiod(日/月)初花期Irstflowering(日/月)盛花期Fullbloom(日/月)成熟期Aturingstage(日/月)采種期Seedstage(日/月)紅色瑪咖 RedMaca25/411/517/524/58/713/7黃色瑪咖 YellowMaca20/43/511/517/52/713/7

注：采種期應(yīng)比實際采收期提早3～5 d

Note: the collection period should be earlier 3-5d than the actual harvest period

2.2 瑪咖種株相關(guān)植物學(xué)性狀

2.2.1 種株的基部葉片數(shù)和最大葉片長

瑪咖種株基部葉片呈蓮座狀，無托葉，羽狀深裂[11，12]。研究表明，兩個品種基部葉片隨生長時間的延續(xù)而逐漸減少，直至全部枯萎。就紅色與黃色兩個品種對比而言，在叢葉期和抽薹期兩個品種的基部葉片數(shù)基本相同；從初花期以后，兩個品種的基部葉片開始逐漸枯萎死亡，從2009年5月11～24日這段時間內(nèi)黃色品種基部葉片衰退速率明顯快于紅色品種，5月24日到6月13日兩個品種基葉衰退速率基本一致，6月13日黃色品種的基部葉片數(shù)已趨于0，而紅色品種的基部葉片數(shù)到6月20日以后逐漸趨于0，對兩個瑪咖品種最大葉片長度的測定所得數(shù)據(jù)，兩個品種起始的最大葉片長度一樣7～8 cm，黃色品種到5月31日以后葉片開始卷曲枯萎，長度值減小。紅色品種直到6月7日以后才開始卷曲枯萎。紅色品種比黃色品種就時間上推遲了7 d左右。圖1，圖2

2.2.2 種株高和冠徑

研究表明，種株高和冠徑隨時間的變化趨勢。在各個生長發(fā)育階段紅色品種的種株高度高于黃色品種，紅色品種到6月13日種株的高度都有增長趨勢，黃色品種種株高度從5月31日以后基本就不再變化。兩個品種在冠徑方面的對比情況表明，在整個生育期內(nèi)黃色品種的冠徑都大于紅色品種，兩個品種的冠徑變化速率基本一致。圖3，圖4

圖1 瑪咖種株基部葉片數(shù)隨時間變化
Fig.1 The number of basal leaves of Maca seed plant changed with time

圖2 瑪咖種株最大葉片長度隨時間變化
Fig.2 The maximum leaf length of Maca seed plant changed with time

圖3 瑪咖種株高隨時間變化
Fig.3 The height of Maca seed plant changed with time

圖4 瑪咖種株冠徑隨時間變化
Fig.4 The crown diameter of Maca seed plant changed with time

2.2.3 種株主薹高和薹數(shù)

研究表明，5月17日以前兩個品種的主薹高度相同，到5月31日以前紅色品種的主薹生長速率明顯快于黃色品種，主薹高度迅速超過黃色品種。在以后的生長過程中，兩個品種的主薹高度基本保持不變。兩個品種薹數(shù)的比較，在5月24日以前兩個品種的抽薹速率保持一致，黃色品種的薹數(shù)多于紅色品種。到5月31日這段時間，紅色品種仍然保持原抽薹速率，黃色品種的抽薹速率開始減緩，最終紅色品種的抽薹數(shù)超過了黃色品種。同時在瑪咖種株生長末期測得紅色品種最長的薹長度的平均值為20.06 cm，黃色品種為19.33 cm。圖5，圖6

圖5 瑪咖種株主薹高度隨時間變化
Fig.5 The height of Main stems of Maca seed plant changed with time

圖6 瑪咖種株抽薹數(shù)隨時間變化
Fig.6 The number of bolting of Maca seed plant changed with time

通過對紅色瑪咖和黃色瑪咖兩個品種類型地上部分農(nóng)藝性狀的綜合比較得出：紅色瑪咖在基部葉片數(shù)、最大葉片長、主薹高、薹數(shù)、株高、最長抽薹長的調(diào)查項中都優(yōu)于黃色瑪咖。黃色瑪咖冠徑大于紅色瑪咖約1 cm，而紅色瑪咖植株高出黃色瑪咖約2.5 cm，紅色瑪咖地上部分的各個生長勢優(yōu)于黃色瑪咖。

2.3 供試品種產(chǎn)籽量

瑪咖花為白色兩性花，花排列成總狀無限花序，雌蕊由2個心皮組成，被假隔膜分成2隔室，側(cè)膜胎座，子房上位，果實為短角果，每個果實中著生1粒種子，種子呈橢圓形，長2 ～2.5 mm，微紅灰色[13，14]。7月13日同時對兩個品種的瑪咖進(jìn)行采收，在實驗室內(nèi)晾干，人工脫粒，對結(jié)籽情況進(jìn)行統(tǒng)計分析表明，紅色品種的單株籽粒數(shù)大于黃色品種，單株籽粒重和千粒重均小于黃色品種。表2

對試驗結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步的方差分析得到的通過對單株籽粒數(shù)所作方差分析區(qū)組間F=0.851>P值，表明區(qū)組設(shè)計安排沒有達(dá)到控制試驗誤差的效果，試驗結(jié)果可靠性低，處理間F=0.086

對兩個瑪咖品種的籽粒千粒重進(jìn)行方差分析(5)區(qū)組間F=8.73>P值，處理間F=35.109>P值，且都是遠(yuǎn)大于，紅色瑪咖和黃色瑪咖千粒重產(chǎn)生顯著性差異。表3，表4，表5

表2 瑪咖種株結(jié)籽情況
Table 2 Different Maca plants seed

品種Variety調(diào)查項目Surveyproject重復(fù)1Repeat1重復(fù)2Repeat2重復(fù)3Repeat3平均Average紅色瑪咖RedMaca單株籽粒數(shù)(粒)3907364934623673單株籽粒重(g)18493180031729217929千粒重(g)04733049330499404887黃色瑪咖YellowMaca單株籽粒數(shù)(粒)3750309739143587單株籽粒重(g)189071637220318526千粒重(g)05042052860518605171

表3 單株籽粒數(shù)方差
Table 3 Variance analysis of grain number per plant

變異來源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value區(qū)組間Groups21763033321088152085105403處理間Treatments11008166711100817008607969誤 差Errors25582033321279102總變異Totalvariance4844588335

表4 單株籽粒重方差
Table 4 Variance analysis of grain weight per plant

變異來源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value區(qū)組間Groups00326200163060206241處理間Treatments00053100053019807000誤 差Errors00541200270總變異Totalvariance009205

表5 千粒重方差
Table 5 Variance analysis of 1000 grain weight

變異來源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value區(qū)組間Groups00006200003873001028處理間Treatments000121000123510900273誤 差Errors0000120總變異Totalvariance000195

3 討 論

3.1 由于黃色瑪咖提前成熟，種子嚴(yán)重?fù)p失，造成試驗誤差，所以有關(guān)單株籽粒數(shù)和單株籽粒重比較和種子發(fā)芽能力的比較，還有待進(jìn)一步研究。另外，對于瑪咖不同的兩個品種間成熟和收獲早晚的確切時間差度，種子發(fā)芽能力比較，也需要做進(jìn)一步的研究，以便為育種繁育工作提供依據(jù)。

3.2 由于試驗點海拔只有1 600 m，與瑪咖原產(chǎn)地3 500 m以上的海拔，在光照，氣溫，土壤等不可控條件上存在很大的差異，在這樣的差異下進(jìn)行采種栽培，對瑪咖種株產(chǎn)生的影響因子和機理不清楚。

3.3 若要選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的瑪咖新品種，還需要對采種栽培的嗎咖種株農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量構(gòu)成因素的相關(guān)性進(jìn)行深度研究，摸索出一套適宜我區(qū)瑪咖種植栽培管理技術(shù)措施。

3.4 實驗只對瑪咖種株的幾項農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量構(gòu)成因素進(jìn)行了對比，不能完全的反映出紅色瑪咖與黃色瑪咖的差異。還需要對瑪咖的營養(yǎng)生長階段的農(nóng)藝性狀和采收后種子的質(zhì)量品性進(jìn)行進(jìn)一步的研究分析比較。

3.5 瑪咖繁種栽培時，防治病蟲草害的危害問題需要研究。

4 結(jié) 論

在同等條件下栽培采種瑪咖，紅色瑪咖在基部葉片數(shù)、最大葉片長、株高、主薹高、薹數(shù)等調(diào)查項中數(shù)據(jù)都高于黃色瑪咖 ，上述農(nóng)藝性狀紅色瑪咖優(yōu)于黃色瑪咖；紅色瑪咖生育期也較黃色瑪咖長；在種子籽粒性狀方面，黃色瑪咖種子的千粒重大于紅色瑪咖；單株籽粒數(shù)、單株籽粒重差異不顯著。

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Supported by:National agricultural science and technology achievements transformation projects (2014GB2G400177) and Urumqi City science and technology plan project

Difference Comparison of Agronomic Traits of Two Breeding Strains of Maca

PAN Jing-hai1, DENG Chao-hong1, BAI Xiao-shan1,LIN Ming1,XU Qi-jiang2,WANG Dong-mei3, ZHU Guang-hui4,CHEN You-qiang1, LIU Hua-jun1, LIAO Qing5, LI Cheng-ye1

(1.ResearchInstituteofEconomicCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 2.ResearchInstituteofCerealCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China; 3.CollegeofAgronomy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China;4.XinjiangInstituteofScienceandTechnologyDevelopmentStrategy,Urumqi830011,China;5.ResearchInstituteofHorticulturalCrops,XinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi830091,China)

【Objective】 This study aims to compare differences in agronomic traits of two varieties of red and yellow maca and select strains with good agronomic traits and high quality for grain harvest in the hope of providing a theoretical basis for the varieties breeding of maca in our region.【Method】Using randomized block contrast experiment.【Result】Each growth period of red maca was 5 to 7 days ahead of the yellow maca. Red maca was better than brown one in such five test items as basal leaf number, leaf length, plant height, main stem height and the number of sprouts. Crown diameter of red maca was about 1 cm smaller than that of yellow maca, but grain number per plant of red maca was more than that of yellow maca and kernel weight per plant and 1000-grain weight were fewer than those of yellow maca.【Conclusion】Through the comparison of maca aerial parts, red Maca agronomic character is superior to the yellow maca. Yellow maca has short growth period and big full bright color grains. In the aspect of maca seed characters, 1000-grain weight of yellow maca is heavier than that of red maca; There is no significant difference in seed number and grain weight per plant.

maca; agronomic trait; growth; 1000-grain weight

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.02.012

2016-06-22

國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項目“高海拔地區(qū)瑪咖高效種植技術(shù)及產(chǎn)品中試”(2014GB2G400177)

潘竟海(1969-)，男，新疆人，副研究員，研究方向為特種作物栽與培育種，(E-mail)nathon_691224@163.com

李承業(yè)(1957-)，男，河北人，研究員，研究方向為特種作物栽培與育種，(E-mail)lcy7679@163.com

S631.9

A

1001-4330(2017)02-0297-07