两种玛咖品种类型繁育种株农艺性状的差异性比较

潘竟海，邓超宏，白晓山， 林 明，徐其江，王冬梅，朱光辉,陈友强,刘华君, 廖 晴, 李承业

(1.新疆农科院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农科院粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091；3.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052；4. 新疆科技发展战略研究院，乌鲁木齐 830011；5.新疆农科院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091)

两种玛咖品种类型繁育种株农艺性状的差异性比较

潘竟海1，邓超宏1，白晓山1， 林 明1，徐其江2，王冬梅3，朱光辉4,陈友强1,刘华君1, 廖 晴5, 李承业1

(1.新疆农科院经济作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农科院粮食作物研究所，乌鲁木齐 830091；3.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830052；4. 新疆科技发展战略研究院，乌鲁木齐 830011；5.新疆农科院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091)

【目的】通过对红色玛咖、黄色玛咖两个品种类型农艺性状差异性对比，选择出农艺性状好，采收的籽粒品质高的玛咖，为新疆玛咖品种繁育提供理论依据。【方法】采用随机区组对比试验。【结果】黄色玛咖各个生育期比红色玛咖提前5～7 d，红色玛咖在基部叶片数、最大叶片长、株高、主薹高、薹数5项试验项上优于黄色玛咖，红色玛咖的冠径小于黄色玛咖约1 cm。红色玛咖的单株籽粒数大于黄色玛咖，单株籽粒重和千粒重均小于黄色品种。【结论】 通过比较红色玛咖地上部分的各农艺性状都优于黄色玛咖。黄色玛咖生育期短。在所采收的玛咖种子籽粒性状方面，黄色玛咖种子的千粒重大于红色玛咖；单株籽粒数、单株籽粒重差异不显著。

玛咖；农艺性状；生育期；千粒重

0 引 言

【研究意义】玛咖(Maca)又名peruvian, ginseny, maka等。是一年生或两年生草本植物，属十字花科独行菜属，全称玛咖独行菜(Lepidiummeyemiiwalp)[1]。原产地南美洲秘鲁中部基宁及帕斯科附近海拔3 500～4 500 m的安第斯山区，是一种珍惜的药食兼用植物[2]。其较高的营养价值，合理的营养结构以及多种具有生物活性的次生代谢产物使玛咖具备多种保健功能，传统上具有增强精力，提高生育力，改善性功能，治疗更年期综合症，风湿症，抑郁症，贫血的功效[3-5]。另外，还有抗癌和抗白血症的功效。现代医学研究表明：玛咖具有抗疲劳，调节内分泌等多种独特功效[6，7]。这些保健作用使玛咖从20世纪60年代起逐步得到研究者的广泛关注。【前人研究进展】国际上已有几十种玛咖保健产品推出，并于近几年逐步进入中国市场，有学者通过水提醇沉法从玛咖干粉中提取了多糖，测得玛咖干粉中多糖的含量。另有学者采用体外氧化实验的方法，评价玛咖多糖的抗氧化作用，实验证明玛咖多糖体外具有显著的抗氧化保健作用[8，9]。目前对玛咖种植技术及药理的研究较多，而对玛咖种子的研究没见报道。【本研究切入点】药用植物资源作为最重要的生物资源越来越受世界各国的重视，植物药的开发带动了药用植物栽培技术的发展[15-17]。药用植物引进栽培在新疆也早已开展，研究就是通过开展玛咖种植繁育试验，选择两种玛咖品种类型,进行繁种种株主要农艺性状的差异性比较，对其进行相关种子繁育技术的深入研究。【拟解决的关键问题】试验以玛咖根茎颜色为划分依据，选出红色和黄色两种品种类型材料进行种株主要农艺性状的对比分析，选择出农艺性状好，采收的籽粒品质高的玛咖品种类型，为玛咖品种选育及种子繁育工作提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

2009年种植的红色玛咖母根、黄色玛咖母根。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

采用对比方法，实验点选在海拔约为1 600 m的南山水西沟镇，年平均气温18℃。利用简易拱棚对玛咖进行种植栽培。4月4日将玛咖红色品种和黄色品种母根移栽，移栽方式为沟栽，株行距为0.20 m×0.30 m。试验小区面积：6.2 m×5.0 m，小区间道0.3 m，10个小区，随机区组排列，3次重复。保护行设置在试验田周围1 m外。定点调查各生育期生长发育情况，取平均值。

1.2.2 田间管理

试验小区土壤类型为粘土，前茬作物为蔬菜，手扶式旋耕机耕翻，人工精细平整土地，除草情况：人工除草3次，施肥情况：施腐殖酸有机肥80 kg/棚(大棚面积360 m2)，灌溉情况：浇水5次，收获前15 d停水。

2 结果与分析

2.1 供试品种生育期

研究表明，玛咖采种栽培的生育期可以根据玛咖在第二年生长中种株各器官的出现状况，划分为四个时期：叶丛形成期(丛叶期)、抽薹期、开花期和种子形成期[10]。将开花期细分成初花期和盛花期，种子形成期细分为成熟期和采种期。根据调查情况得以下数据，红色玛咖的生育期都较黄色玛咖推迟5～7 d。在同等条件下栽培玛咖植物，黄色玛咖生育期短，比红色玛咖早熟。表1

表1 玛咖采种植株栽培生育期
Table 1 Maca seed plant growth period investigation

品种Variety丛叶期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)采种期Seedstage(日/月)红色玛咖 RedMaca25/411/517/524/58/713/7黄色玛咖 YellowMaca20/43/511/517/52/713/7

注：采种期应比实际采收期提早3～5 d

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

2.2 玛咖种株相关植物学性状

2.2.1 种株的基部叶片数和最大叶片长

玛咖种株基部叶片呈莲座状，无托叶，羽状深裂[11，12]。研究表明，两个品种基部叶片随生长时间的延续而逐渐减少，直至全部枯萎。就红色与黄色两个品种对比而言，在丛叶期和抽薹期两个品种的基部叶片数基本相同；从初花期以后，两个品种的基部叶片开始逐渐枯萎死亡，从2009年5月11～24日这段时间内黄色品种基部叶片衰退速率明显快于红色品种，5月24日到6月13日两个品种基叶衰退速率基本一致，6月13日黄色品种的基部叶片数已趋于0，而红色品种的基部叶片数到6月20日以后逐渐趋于0，对两个玛咖品种最大叶片长度的测定所得数据，两个品种起始的最大叶片长度一样7～8 cm，黄色品种到5月31日以后叶片开始卷曲枯萎，长度值减小。红色品种直到6月7日以后才开始卷曲枯萎。红色品种比黄色品种就时间上推迟了7 d左右。图1，图2

2.2.2 种株高和冠径

研究表明，种株高和冠径随时间的变化趋势。在各个生长发育阶段红色品种的种株高度高于黄色品种，红色品种到6月13日种株的高度都有增长趋势，黄色品种种株高度从5月31日以后基本就不再变化。两个品种在冠径方面的对比情况表明，在整个生育期内黄色品种的冠径都大于红色品种，两个品种的冠径变化速率基本一致。图3，图4

图1 玛咖种株基部叶片数随时间变化
Fig.1 The number of basal leaves of Maca seed plant changed with time

图2 玛咖种株最大叶片长度随时间变化
Fig.2 The maximum leaf length of Maca seed plant changed with time

图3 玛咖种株高随时间变化
Fig.3 The height of Maca seed plant changed with time

图4 玛咖种株冠径随时间变化
Fig.4 The crown diameter of Maca seed plant changed with time

2.2.3 种株主薹高和薹数

研究表明，5月17日以前两个品种的主薹高度相同，到5月31日以前红色品种的主薹生长速率明显快于黄色品种，主薹高度迅速超过黄色品种。在以后的生长过程中，两个品种的主薹高度基本保持不变。两个品种薹数的比较，在5月24日以前两个品种的抽薹速率保持一致，黄色品种的薹数多于红色品种。到5月31日这段时间，红色品种仍然保持原抽薹速率，黄色品种的抽薹速率开始减缓，最终红色品种的抽薹数超过了黄色品种。同时在玛咖种株生长末期测得红色品种最长的薹长度的平均值为20.06 cm，黄色品种为19.33 cm。图5，图6

图5 玛咖种株主薹高度随时间变化
Fig.5 The height of Main stems of Maca seed plant changed with time

图6 玛咖种株抽薹数随时间变化
Fig.6 The number of bolting of Maca seed plant changed with time

通过对红色玛咖和黄色玛咖两个品种类型地上部分农艺性状的综合比较得出：红色玛咖在基部叶片数、最大叶片长、主薹高、薹数、株高、最长抽薹长的调查项中都优于黄色玛咖。黄色玛咖冠径大于红色玛咖约1 cm，而红色玛咖植株高出黄色玛咖约2.5 cm，红色玛咖地上部分的各个生长势优于黄色玛咖。

2.3 供试品种产籽量

玛咖花为白色两性花，花排列成总状无限花序，雌蕊由2个心皮组成，被假隔膜分成2隔室，侧膜胎座，子房上位，果实为短角果，每个果实中着生1粒种子，种子呈椭圆形，长2 ～2.5 mm，微红灰色[13，14]。7月13日同时对两个品种的玛咖进行采收，在实验室内晾干，人工脱粒，对结籽情况进行统计分析表明，红色品种的单株籽粒数大于黄色品种，单株籽粒重和千粒重均小于黄色品种。表2

对试验结果进行进一步的方差分析得到的通过对单株籽粒数所作方差分析区组间F=0.851>P值，表明区组设计安排没有达到控制试验误差的效果，试验结果可靠性低，处理间F=0.086

对两个玛咖品种的籽粒千粒重进行方差分析(5)区组间F=8.73>P值，处理间F=35.109>P值，且都是远大于，红色玛咖和黄色玛咖千粒重产生显著性差异。表3，表4，表5

表2 玛咖种株结籽情况
Table 2 Different Maca plants seed

品种Variety调查项目Surveyproject重复1Repeat1重复2Repeat2重复3Repeat3平均Average红色玛咖RedMaca单株籽粒数(粒)3907364934623673单株籽粒重(g)18493180031729217929千粒重(g)04733049330499404887黄色玛咖YellowMaca单株籽粒数(粒)3750309739143587单株籽粒重(g)189071637220318526千粒重(g)05042052860518605171

表3 单株籽粒数方差
Table 3 Variance analysis of grain number per plant

变异来源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value区组间Groups21763033321088152085105403处理间Treatments11008166711100817008607969误 差Errors25582033321279102总变异Totalvariance4844588335

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

变异来源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value区组间Groups00326200163060206241处理间Treatments00053100053019807000误 差Errors00541200270总变异Totalvariance009205

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

变异来源Sourcesofvariation平方和SS自由度DF均方MSF值F-valueP值P-value区组间Groups00006200003873001028处理间Treatments000121000123510900273误 差Errors0000120总变异Totalvariance000195

3 讨 论

3.1 由于黄色玛咖提前成熟，种子严重损失，造成试验误差，所以有关单株籽粒数和单株籽粒重比较和种子发芽能力的比较，还有待进一步研究。另外，对于玛咖不同的两个品种间成熟和收获早晚的确切时间差度，种子发芽能力比较，也需要做进一步的研究，以便为育种繁育工作提供依据。

3.2 由于试验点海拔只有1 600 m，与玛咖原产地3 500 m以上的海拔，在光照，气温，土壤等不可控条件上存在很大的差异，在这样的差异下进行采种栽培，对玛咖种株产生的影响因子和机理不清楚。

3.3 若要选育出高产优质的玛咖新品种，还需要对采种栽培的吗咖种株农艺性状与产量构成因素的相关性进行深度研究，摸索出一套适宜我区玛咖种植栽培管理技术措施。

3.4 实验只对玛咖种株的几项农艺性状和产量构成因素进行了对比，不能完全的反映出红色玛咖与黄色玛咖的差异。还需要对玛咖的营养生长阶段的农艺性状和采收后种子的质量品性进行进一步的研究分析比较。

3.5 玛咖繁种栽培时，防治病虫草害的危害问题需要研究。

4 结 论

在同等条件下栽培采种玛咖，红色玛咖在基部叶片数、最大叶片长、株高、主薹高、薹数等调查项中数据都高于黄色玛咖 ，上述农艺性状红色玛咖优于黄色玛咖；红色玛咖生育期也较黄色玛咖长；在种子籽粒性状方面，黄色玛咖种子的千粒重大于红色玛咖；单株籽粒数、单株籽粒重差异不显著。

References)

[1] 余龙江，金文闻，吴元喜，等.玛咖的植物学及药理作用研究概况[J].天然产研究与开发，2002，14(5)：71-74.

YU long-jiang,JIN Wen-wen, WU Yuan-xi. (2002). A survey of botany and pharmacological effects on MACA [J].NaturalProductResearchandDevelopment, 14(5)：71-74.(in Chinese)

[2] 余龙江，孙友平，程华，等. 玛咖引种气候适宜区域的选择[J].生命科学研究 ，2004，8(3):250-255.

YU Long-jiang, SUN You-ping, CHENG Hua.(2004). Selection of proper areas for introducing the plantation of maca [J].LifeScienceResearch, 8(3):250-255. (in Chinese)

[3] 冯颖，何钊，徐珑峰，等. 云南栽培玛咖的营养成分分析与评价[J].林业科学研究， 2009，22(5)：696 -700.

FENG Ying, HE Zhao,XU Long-feng. (2009). Nutritive elements analysis and evaluation of maca (lepidiummeyenii) cultivated in Yunnan [J].ForestResearch, 22(5)：696-700. (in Chinese)

[4] 余龙江，金文闻.玛咖(Lepidiummeyenii. ) 干粉的营养成分及抗疲劳作用研究[J] . 食品科学，2004，25(1)：164-166.

YU Long-jiang, JIN Wen-wen. (2004). Study on the nutritional components and the anti-fatigue effects of dry powder of maca (lepidiummeyenii) [J].FoodScienceandTechnology, 25(1)：164-166. (in Chinese)

[5] 田 辉， 樊柏林，孙凡中，等 . 玛咖细粉毒理安全性实验研究[J] .实验动物科学, 2007，24(3): 6-11.

TIAN Hui, FAN Bo-Lin, SUN Fan-zhong. (2007). A study on the Toxicity of maca powder in mice and rats [J].LaboratoryAnimalScience, 24(3): 6-11. (in Chinese)

[6] 杨晶明，王竹，杨月欣. 玛咖(Maca)干品营养成分分析与比较[J] .中国食品卫生杂志，2007，19(3)：201-205.

YANG Jing-ming, WANG Zhu, YANG Yue-xin. (2007).Analysis and comparison of nutritional composition for dried maca [J].ChineseJournalofFoodHygiene, 19(3)：201-205. (in Chinese)

[7] 余龙江， 金文闻， 李为， 等. 南美植物玛咖的研究进展[J].中草药，2003， 34(2) : 7-9.

YU Long-jiang, JIN Wen-wen,LI Wei. (2003).The research progress of South American plants MACA [J].ChineseTraditionalandHerbalDrugs, 34(2):7-9. (in Chinese)

[8] 张永忠，余龙江，金文闻，等.玛咖多糖抗氧化保健作用研究[J].食品科技，2005，35(8):97-99.

ZHANG Yong-zhong, YU Long-jiang, JING Wen-wen. (2005).Study on antioxidative activity of polysaccharide from maca(lepidiummeyeniiwalp.) in vitro[J].FoodScienceandTechnology, 35(8):97-99. (in Chinese)

[9] 陈燕青，陈思浩，丁德润.玛咖多糖含量测定的研究[J].食品科技，2007,(2):231-233.

CHEN Yan-qing, CHEN Si-Hao, DING De-run. (2007). Determination of polysaccharide in maca [J].FoodScienceandTechnology, (2): 231-233. (in Chinese)

[10]余龙江，孙友平，程华，等.玛咖在中国的独行菜属中的定位[J].西北植物学报，2004，24(10)：1 901-1 905.

YU Long-jiang, SUN You-ping, CHENG Hua. (2004).Taxonomic position of maca in Lepidium in China [J].ActaBot.Boreal.-Occident.Sin, 24(10)：1,901-1,905. (in Chinese)

[11]耿树香，邵华，王群.云南玛咖种子、块根愈伤组织的诱导培养[J].氨基酸和生物资源，2010，34(3):5-9.

GENG Shu-xiang, SHAO Hua, WANG Qun. (2010). Study on callus induction culture oflepidiummeyeniiseeds and roots[J].AminoAcids&BioticResources, 34(3):5-9. (in Chinese)

[12]高珊，童英，熊晓燕，等.玛咖与西洋参缓解体力疲劳作用对比试验研究[J].实验 动物科学与管理，2006，23(4)：4-6.

GAO Shan,TONG Ying, XIONG Xiao-yan. (2006). Experimentally Comparative Study of maca and American Ginseng for Relieving Physical Fatigue [J].LaboratoryAnimalScienceandManagement, 23(4)：4-6. (in Chinese)

[13]金文闻，王晴芳，李硕，等.新疆产玛咖的挥发油成分研究[J].食品科学，2009 ，30(12)：241-245.

JIN Wen-wen, WANG Qing-fang, LI Shuo. (2009). GC-MS Analysis of Chemical Components ofEssentialOilfrom Lepidium meyenii Grown in Xinjiang Area [J].FoodScience, 30(12)：241-245. (in Chinese)

[14]王竹，杨晶明，王国栋，等.玛咖独行菜对卵巢切除术后大鼠血脂及骨质代谢的影响[J].卫生研究，2009，38(4)：420-425.

WANG Zhu, YANG Jing-ming, WANG Guo-dong. (2009). Influence of LEpidium meyemii walp on lipid bone mass in ovariectomized [J].JournalofHygieneResearch, 38(4)：420-425. (in Chinese)

[15]Chen, Y., Wang, J., & Huang, C. (2003). Cryopreservation by vitrification of carrot (daucuscarotal.) suspension cells and protoplasts.CryoLetters, 24(24):57-64.

[16]Janssens J.(1986).In vitro propagation of sundew Drosera regia Stephens. Mededelingen van de Faculteit Landbouwwetenschappen Rijksuniversiteit Gent (Belgium),51:61-66.

[17]Cheng Hua, Yu Longjiang, Hu Qiongyue. (2004). Micro-propagation ofLepediummeyeniiWalp. (Maca) by shoot culture.Agricultual science &Technology, 5(4):18-22.

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

国家农业科技成果转化项目“高海拔地区玛咖高效种植技术及产品中试”(2014GB2G400177)

潘竟海(1969-)，男，新疆人，副研究员，研究方向为特种作物栽与培育种，(E-mail)nathon_691224@163.com

李承业(1957-)，男，河北人，研究员，研究方向为特种作物栽培与育种，(E-mail)lcy7679@163.com

S631.9

A

1001-4330(2017)02-0297-07