黄芪高产优质新品系JX08-5-1选育报告△
2014-11-02崔红艳周海方子森周锐峰柳福智
崔红艳,周海,方子森*,周锐峰,柳福智
(1.甘肃农业大学 甘肃 兰州 730070;2.陇西稷丰种业有限责任公司 甘肃 陇西 748100;3.陇西县巩昌镇人民政府 甘肃 陇西 748100)
甘肃省中药材产业扶持科研攻关项目(GYC09-11)
*
方子森,教授,研究方向:中药材栽培与鉴定、大田作物;E-mail:fangzs@gsau.edu.cn;崔红艳、周海为共同第一作者。
黄芪高产优质新品系JX08-5-1选育报告△
崔红艳1,周海2,方子森1*,周锐峰3,柳福智1
(1.甘肃农业大学 甘肃 兰州 730070;2.陇西稷丰种业有限责任公司 甘肃 陇西 748100;3.陇西县巩昌镇人民政府 甘肃 陇西 748100)
目的选育高产优质黄芪新品种。方法采用母系选育法,以产量和品质性状为主要指标,从蒙古黄芪变异群体中筛选优良单株,考察历代选育材料,开展了品系比较、鉴定和区域试验。结果选育的黄芪新品系JX08-5-1主茎黄绿色,平均茎粗3.6 mm,叶小,叶数多,花序和有效荚果数少,全果皮乳白色,种子扁肾形。两年生根长50~120 cm,直径0.51~20.5 mm,单根干重21.51 g。黄芪甲苷含量0.174%,质量优于2010年版《中国药典》规定标准。2008~2009年品系比较试验亩产674.5 kg,较蒙古黄芪(对照)增产20.1%(P﹤0.05)。2011~2012年多点区域试验增产效果也极其明显,较对照增产18.9%。结论选育的黄芪新品系JX08-5-1具有高产、优质等优点,适于西北地区种植,达到了选育的目的。
黄芪;品系;母系选育法;产量性状;品质性状
黄芪是豆科黄芪属植物蒙古黄芪(Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.var.mongholicus(Bge.)Hsiao)或膜荚黄芪Astragalusmembranaceus(Fisch.)Bge.的干燥根,是一种传统的中药,临床应用历史悠久,具补气升阳、固表止汗、利水消肿、生津养血、行滞通痹、托毒排脓、敛疮生肌益的功能,用于气虚乏力,食少便溏、中气下陷、久泻脱肛、便血崩漏、表虚自汗、气虚水肿、内热消渴、血虚萎黄、半身不遂、痹痛麻木、痈疽难溃、久溃不敛[1]。国内市场上的黄芪约有一半用于生产饮片,其余主要用于中成药、提取物及制剂[2]。甘肃省陇西一带由于特定的自然优势和悠久的栽培技术,所产黄芪品质好,药用价值高,被誉为“陇芪”[3],其栽培面积约产量占全国的40%左右,黄芪产业已成为甘肃省的重点支柱产业。
目前,甘肃黄芪栽培普遍采用的品种为黄芪属多种类型的混合体,种质退化,田间表现良莠混杂,难于管理,抗性降低、产量和质量下降,严重制约着当地黄芪生产的进一步发展[2,4]。为了贯彻中药材GAP实现中药材产业可持续发展的战略目标,甘肃省定西市旱作农业科研推广中心经多年选育出了适合当地种植、农艺综合性状优良、高产优质的黄芪新品系“9118、94-01和94-02”[3,5-6]。山东省泰安市农业科学研究院也培育了一些优质黄芪新品系,从中筛选出新品系“泰黄芪1号”[7]。2004年笔者将一些各地育成的黄芪新品种引进陇西种植后,产量表现一般,甚至还不及当地大面积种植的黄芪。2006年起采用母系选育法从当地蒙古黄芪变异群体中选育出了高产优质黄芪新品系JX08-5-1,药材的产量、品质有了较大的提高和改善。并于2013年通过甘肃省科技厅组织的技术鉴定验收,成果达到国内同类研究的领先水平。
1 材料和方法
1.1 材料
陇西县位于甘肃省东南部,渭河上游,属大陆性季风气候。海拔1 612~2 798 m,年均降水量445.8 mm,年均日照时数2 292 h,年均无霜期146 d,适宜多种药用植物生长,是我国重要的中药材生产基地之一[8]。
采用母系选育法,从蒙古黄芪群体中选出大根、高产、综合农艺性状优良的单株。2006年从山西引进的黄芪中选择具有良好综合性状的单株5株,编号分别为JY06-8-1、JY06-8-2、JY06-8-3、JY06-8-4、JY06-8-5;从当地蒙古黄芪中选择了3株优良单株,编号分别为JX08-5-1、JX08-5-2、JX08-5-3。单株所结的种子单独收获。2007年进行株系圃种植,观测其发芽出苗、物候期、长势长相、生物学性状、抗病性、抗逆性及产量性状等,选择综合性状优良的株系3个,分别为JY06-8-1、JX08-5-1和JX08-5-3。2009年进行新品系鉴定试验,选出农艺综合性状好且符合选育目标的新品系JX08-5-1。以当地蒙古黄芪为对照(CK)。
1.2 方法
2010~2011年开展品比试验。2011年开展多点区域试验。2011~2012年重复开展品比和区域试验,并进行小面积的示范推广。
品系鉴定、品种比较试验和区域试验皆采用单因素随机区组设计,根据参试品种数量确定每区组的小区个数,3次重复,小区面积5 m×4 m=20 m2,小区间隔30 cm,重复间留50 cm走道,周边设2 m保护行。每年4月上中旬播种,边铲土边撒土盖种,播种量每亩20 kg。具体方法是用20 cm宽的平头铁锨沿着地面铲起2 cm厚的土放置旁边,将种子撒在铲过土的苗床上,紧挨着该行用铁铲再次铲起2 cm左右的土,将铲起的土均匀地覆盖在前一次撒播的黄芪种子上。10月20日前后收获。
1.3 数据分析
采用Microsoft Excel2003和 SPSS17.0统计软件进行数据处理和差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 产量表现
2.1.1 品系鉴定试验 2008年和2009年对筛选的3种综合性状较好的黄芪材料进行了品系鉴定试验,产量结果见表1。2008年JX08-5-1的产量最优,亩产(鲜黄芪、下同)达608.9 kg,较蒙古黄芪(CK)每亩增产97.8 kg,增产率达19.1%,与其他品系呈显著差异(P﹤0.05)。JX08-5-3和JY06-8-1两个品系的产量较高,与蒙古黄芪(CK)无显著差异(P﹥0.05)。2009年品系试验结果表明,JX08-5-1的产量比蒙古黄芪(CK)显著增加,亩产量达740.0 kg,比野生黄芪(CK)增产22.0%,增产效果达到显著水平。综合分析两年的品系鉴定试验结果可知,黄芪新品系JX08-5-1的产量居3个参试品系的第一位,折合亩产674.5 kg,较对照亩增产115.6 kg,增产率达20.1%,增产效应达到显著水平。
表1 3种黄芪新品系鉴定试验产量结果(2008~2009年)
*P<0.05
2.1.2 品系比较试验
2010~2011年的品比试验结果表明(表2),黄芪新品系JX08-5-1折合平均亩产鲜黄芪511.1 kg,较对照亩增产81.1 kg,增产率达18.9%。其中,2010年亩产为508.9 kg,较对照亩增产84.4 kg,增产率19.9%;2011年亩产513.3 kg,较对照亩增产77.8 kg,增产率达17.9%。两年品系比较试验中黄芪新品系JX08-5-1的产量结果均居参试品系首位,增产效果明显。就新品系的根部农艺性状而言,2010~2011年单根干重较对照分别增加19.1%和19.4%;根粗较对照增加20.3%和19.8%;根长较对照增加40.9%和42.2%。从两年的品比试验来看,新品系比对照有优势,基本上达到选育的目标。
2.1.3 区域试验
2011~2012年分别在陇西县首阳镇、渭源县莲峰镇、临洮县玉井镇、岷县十里镇和岷县中药材园区进行区域试验,亩产量分别为615.0 kg、574.1 kg、597.0 kg、599.9 kg和601.3 kg,分别较蒙古黄芪(CK)增产18.4%、16.6%、20.7%、17.6%和20.8%。两年5个区域试验点折合平均亩产601.3 kg,较对照增产18.8%,结果表明新品系JX08-5-1具有良好的丰产特性。
表2 2010~2011年黄芪新品系根部农艺性状比较及产量结果(品系比较试验)
2.2 主要形态特征
选育的黄芪新品系JX08-5-1主根粗大,明显地优于其他黄芪品系,属大根型黄芪种质资源。主茎黄绿色,茎上白色伏毛较密。叶小,叶数多,叶色深绿被白色蜡质状物,花序和有效荚果数少,全果皮乳白色。
2.2.1 根 主根圆柱状,当年可长至30~80 cm,芦头直径粗0.2~0.5 cm,中下部分少有分枝,根表面淡黄色,内部黄白色。两年生根长50~120 cm,直径0.51~20.5 mm,单根干重21.51 g(5.56~63.70 g),主根粗大、坚硬,外皮棕黄色,常有侧根,均明显大于其他黄芪品系,属大根型黄芪种质资源。主根上疏生横长皮孔,根断面处有明显的豆腥味。
2.2.2 茎 一年生株高25~35 cm,二年生株高56.0 cm。开展度25~45 cm,主茎黄绿色,单株分茎数5个(3~9个),每分茎分枝数9个,分枝长度10.6 cm。茎上白色伏毛较密,直径3.6 mm。植株较矮是一个区别于其他品系和类型的外观明显特征。
2.2.3 叶 该品系叶小,叶数多,叶色深绿被白色蜡质状物,外观白绿色或浅绿色。叶为奇数羽状复叶,紧凑互生,复叶长3~10 cm,小叶7~15对,广椭圆形,托叶离生,三角状卵形,带急尖,小叶长0.9~1.2 cm,宽0.65~0.75 cm,单个小叶面积近0.5 cm2。两端近圆形,叶正面光滑,背面疏生白色伏毛。
2.2.4 花 花为总状花序,生于茎顶或腋生,花梗倾斜向上,与主茎夹角32°~45°,较为直立,花序疏生,花梗长8.5 cm;每株花序数6~10(和其它类型相比较少),每花梗着生小花3~12枚,花梗长0.2~0.3 cm,具褐色伏毛;萼钟形,萼齿5个,正三角形,长为萼管的1/5左右;花蝶形,淡黄色,花期6~7月。
2.2.5 果 果实为荚果,平均有效荚果数4(每花序荚果数),跟其它类型相比较,结实较少。膜质无毛,膨胀,半卵形,前端具短喙,有长株柄,果皮前期发绿,成熟时荚果背缝及腹缝线白色,全果发白。其它类型荚果基部果皮,或全果皮,或背缝线及腹缝线发红,有色素沉着。这是该品系区别于其他品系的又一明显特征。荚果长2.8 cm(2.6~3.1 cm),最宽1.1 cm,厚0.9 cm,有明显网纹,一室,内含种子6粒(3~8粒)。
2.2.6 种子 种子扁肾形,胚根粗长较大(约占种子的1/3),将种皮鼓起胚根基部种皮两面微凹,长0.24~0.32 cm,宽0.2~0.27 cm,表面光滑,色泽棕褐色,上面有黑色花斑。种子成熟期7~8月,种子千粒重7.76 g,发芽率89.5%,发芽势33.2%。
2.3 品质特点
黄芪新品系JX08-5-1经甘肃省食品药品检验所检验,检验结果为黄芪甲苷含量0.174%,优于2010年版《中国药典》的规定标准;特、一级商品出成率高,分别为23.8%和27.1%,较对照分别提高2.1和3.8个百分点,具有良好的药用价值和优良的商品品质。
2.4 适宜范围
根据多年多点区域试验结果表明,该品系适宜在我国西北干旱、半干旱年降水量200~600 mm、海拔1 600~3 000 m的地区种植。
2.5 栽培技术要点
2.5.1 选好土壤,合理轮作 黄芪新品系JX08-5-1根系发达,入土较深,喜肥沃土壤,怕田间积水受涝。要求选择土层深厚,结构良好,排灌便利,富含腐殖质的黑垆土或黄绵土为宜。前茬以油菜、麦类、玉米、马铃薯和其它非豆科类药材等作物为好,不易或忌豆、菜类茬口,轮作周期要求三年以上。
2.5.2 精细整地,合理施肥 前作收获后及时深耕30 cm左右,灭茬晒垡,秋后浅耕,打耱保墒。移栽前结合施基肥再深耕一次,增加活土层,并达到土壤疏松地面平整。要求亩施腐熟优质有机肥5 000 kg以上,配施化肥纯N 10~15 kg,P2O515~18 kg,K2O 4~6 kg。施肥方法,肥料全部用作基肥,采用深施方法一次均匀施入土壤。
2.5.3精选种苗,适期移栽 移栽前选取根形健壮,生长均匀的优质种苗。栽植适期为3月中旬~4月中旬,在适宜栽植期内应适当早栽。
2.5.4中耕除草,加强管理 在黄芪成药期,要求中耕除草3次。第一次约在5月中旬进行,要浅锄;第二次约在6月中旬进行,要求锄深锄透,为封垄打好基础;第三次约在7月中旬进行,要求浅锄、细除。后期出现杂草应及时拔出,加强田间管理。
2.5.5适时收获,保证药材质量 10月下旬,当叶片开始变黄时即可采挖。采挖前3d,割去地上茎叶,留下3cm左右短茬,便于采挖时识别,采挖时要避免断根或漏挖。采挖的鲜黄芪要及时晾晒,合理进行初加工,提高产值。
3 讨论
黄芪新品系JX08-5-1在选育地及周边地区区试和小面积推广应用结果表明其增产幅度大、抗病耐病,主要品质指标优于2010年版《中国药典》规定指标。但还需在生态环境条件差异较大的地区进行进一步的区域试验,确定该良种的适应范围,扩繁推广,尽快发挥良种的增产作用,促进黄芪药材的高效健康发展。
[1] 国家药典委员会.中国药典[S].一部.北京:中国医药科学出版社,2010:283-284.
[2] 张兰涛,郭宝林,朱顺昌,等.黄芪种植资源调查报告[J].中药材,2006,29(8):771-773.
[3] 李鹏程.黄芪新品系94-01选育报告[J].中药材,2005,28(7):535-536.
[4] 冯学金,刘根科,梁素明.蒙古黄芪种质资源研究进展[J].山西农业科学,2010,38(8):95-98.
[5] 刘效瑞,荆彦明,贾婕楠,等.黄芪新品系94-02选育报告[J].作物研究,2007,21(3):419-421.
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[7] 杨永恒,毕研文,陈宝芳,等.优质黄芪新品系比较试验与经济性状综合分析[J].天津农业科学,2011,17(2):122-123,132.
[8] 马建明.陇西县中药材产业发展中存在的问题及建议[J].甘肃农业科技,2009(5):35.
TheBreedingReportontheHighYieldandGoodQualityofastragalusmembranaceusStrainofJX08-5-1
CUIHongyan1,ZHOUHai2,FANGZisen1*,ZHOURuifeng3,LIUFuzhi1
(1.CollegeofAgronomy,Gansuagriculturaluniversity,Lanzhou730070,China;2.LongxiJifengseedindustryco.,Ltd.,Longxi748100,China;3.Thepeople'sGovernmentofLongxiCountyGongChangZhen,Longxi748100,China)
Objective:To breed newastragalusmembranaceusstrains with high yield and good quality.MethodsMaternal breeding method was applied to,and the superior individuals were selected fromastragalusmembranaceusvariation group in Mongolia based on the main target that is the characters of yield and quality.All the breeding material was investigated;the experiments of comparative and qualification along with strains regional test were carried out.ResultsThe main stems of bred new strain of the JX08-5-1 were yellowish green,and average stem diameter was 3.6mm with small but much more leaves.It had little inflorescence and pod number with its peel totally ivory,and the grains were flat kidney shaped.The root length of two years old was 50~120 cm,with diameter and per dry root were respectively 0.51~20.5 mm and 21.51 g.There was 0.174% astragaloside IV contained in the dried roots,which achieved better qualities than standards of‘Chinese Pharmacopoeia 2010’.The result of strain comparative test between 2008 and 2009 showed that the converted and per mu yield of JX08-5-1 reached 674.5 kg and was increased by 20.1% compared with the Mongolia’s(the check);effect of increasing yield in multi regional test between 2011 and 2012 was extremely obvious that was increased by 18.9% compared with the Mongolia’s.ConclusionThe bred new strain of the JX08-5-1 had both good yield and medicinal value,which was suitable for planting in Northwest China and also has accomplished the goal of breeding.
Astragalusmembranaceus;Maternal breeding method;Yield character;Qualitative character
10.13313/j.issn.1673-4890.2014.04.011
2013-08-05)