作者：张晓艳等   来源：   发布时间：2021-10-27   Tag:   点击：
[麻进展]3个国外引进工业大麻品种在轻、中度盐碱土生长发育特性的研究
摘 要：以3个国外引进工业大麻品种格列西亚(V1)、金刀15(V2)和格里昂(V3)为试验品种，研究了在轻、中度盐碱条件下工业大麻的生长特性、叶面积、干物质重以及原茎产量。结果表明，不同品种的株高、茎粗、根长、根体积、叶面积及干物质重随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化趋势，轻度盐碱土高于中度盐碱土，差异显著；在盐碱土胁迫条件下，V1的生长发育特性优于V2和V3，中度盐碱胁迫V1的原茎产量最高，V2比V1和V3分别减少4.34t/hm2和0.74t/hm²，差异显著；结论，V1的抗盐碱性最强，V2最差。
关键词：工业大麻；盐碱胁迫；生长发育特性
 
大麻(Cannabis sativa L)别名汉麻、寒麻、魁麻、火麻、线麻等，是大麻科、大麻属、大麻种一年生草本植物，通常为雌雄异株，偶尔有雌雄同株，是人类最早种植的经济作物之一，几千年来一直是纤维、食品和医药的重要来源[1]。而工业大麻是指其THC(四氢大麻酚)含量低于0.3%的大麻品种[2]，其纤维可用于纺织，具有吸湿、透气、耐热、防紫外线、抗静电、抑菌等特点[3]；其籽粒含有丰富的蛋白质和不饱和脂肪酸，可作为食品和饲料[4]；其杆芯纤维可以用做造纸和建筑材料；其花、叶和根，可以提取其中的有效成分用于制药等，总之，工业大麻浑身是宝具有较好的开发和利用价值[5]。
盐碱地是盐类聚集的一个种类，盐碱胁迫处理下，植物的生长发育状况受到明显抑制作用，通常表现为植物生长发育迟缓，植株矮小、叶片发黄、干枯或脱落，甚至死亡[6]。黑龙江省约有66.7万hm²的盐碱地，并且呈逐年递增的趋势[7]，这使黑龙江省农业的持续性发展受到严重威胁。工业大麻种植简便、适应性好、抗性强，种植成本较低[8]，现已成为黑龙江省农业种植结构调整的作物之一。尽管目前其它作物耐盐机制研究较多，但在工业大麻耐盐碱胁迫方面研究极少，严重影响了工业大麻在盐碱地的推广种植。本试验主要研究不同盐碱胁迫下，对引进工业大麻品种的株高、茎粗、根长、根体积、叶面积干物质重、纤维产量的影响，从而筛选出适合盐碱地种植的高产纤维型工业大麻品种，解决盐碱地种植工业大麻纤维产量低、品质差的问题，以期为工业大麻高产高效栽培技术及育种奠定理论基础。
 
1材料与方法
1.1供试品种及土壤
品种是黑龙江省科学院大庆分院从乌克兰引进的工业大麻品种格列西亚(V1)、金刀15(V2)、格里昂(V3)。供试土壤取至黑龙江省科学院大庆分院试验田，轻度盐碱土（PH值8.0，含盐量0.13%,主要成分是NaHCO3和NaCO3），中度盐碱土（pH值8.7，含盐量0.21%，主要成分是NaHCO3和NaCO3）。
1.2试验设计
二因素试验，3个品种，2种土壤，共6个处理，3次重复，每个重复种3盆，共54盆，随机区组排列。试验所选盆高30m，上直径30cm，下直径为26cm的塑料盆。土壤风干后过2mm筛，装盆，每盆装土12.5kg，施基肥3.2g/盆，相当于每公顷施肥450kg。将大麻种子均匀的摆在盆内，人工覆土1cm，种植密度是每平方米450粒。出苗前后用水浇灌，其它管理同大田。
1.3测定项目及方法
株高、茎粗、根长、根体积等指标采用直接测量法，干物重采用烘干法，分别在苗期、快速生长期、开花期及工艺成熟期，在每一处理内选取有代表性植株10株进行测量。然后将根、茎、叶分开，鲜样在105℃烘箱中杀青30min，65℃烘干、称重。
叶面积采用干重法，分别在苗期、快速生长期、开花期及工艺成熟期，在每一处理内选取有代表性植株10株，将叶片用打孔器打100片小叶，然后小叶和剩余叶片在105℃烘箱中杀青30min，65℃烘干、称重，用于计算叶面积。
1.4数据分析
用Excel2016进行数据处理及图表的绘制，用SPSS20软件进行统计分析。
 
2试验结果
2.1工业大麻的原茎产量
盐碱土胁迫对工业大麻原茎产量的影响如图1所示，3个工业大麻品种均随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化规律，中度盐碱土的原茎产量比轻度盐碱土降低了0.57~2.02t/hm²，差异显著。不同盐碱土胁迫下3个工业大麻品种间的原茎产量差异显著，轻度盐碱土V1的原茎产量比V2和V3分别提高64.15%和38.69%；中度盐碱土V2的原茎产量最低，V1的原茎产量最高，V2比V1和V3分别减少4.34t/hm²和0.74t/hm²。由以上分析可知，V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
 
图1 盐碱胁迫对工业大麻原茎产量的影响
 
2.2工业大麻的生长特性
2.2.1株高、茎粗
一般情况下，工业大麻的株高越高，茎粗越粗，植株的纤维产量越高，因此株高、茎粗是评价工业大麻纤维产量的重要指标[9]。如表1所示，苗期至工艺成熟期3个工业大麻品种的株高和茎粗均随着生育进程呈增加的趋势，轻度盐碱土株高增加57.35~107.90cm、茎粗增加了0.24~0.30cm；中度盐碱土株高增加54.45~114.83cm、茎粗增加了0.17~0.30cm。盐碱土胁迫对工业大麻的株高和茎粗具有明显的抑制作用，均表现为随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的趋势，并且3个工业大麻品种的变化趋势基本一致。由苗期至工艺成熟期，中度盐碱土胁迫下V1、V2和V3的株高和茎粗比轻度盐碱土分别降低6.17~31.00cm，2.47~29.50cm、3.97~42.17cm和0.05~0.10cm，0.03~0.13cm和0.02~0.12cm；株高在苗期、开花期和工艺成熟期差异显著，茎粗在各生育时期均差异显著。工艺成熟期轻度盐碱土胁迫下V2和V3的株高和茎粗比V1分别降低34.33cm、17.17cm和0.08cm、0.03cm，中度盐碱土胁迫下V2和V3的株高和茎粗比V1分别降低57.67cm、53.17cm和0.17cm、0.07cm，品种间差异显著。以上分析可知，V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
2.2.2根长、根体积
见表2，在盐碱胁迫下，苗期至工艺成熟期3个工业大麻品种的根长和根体积均随着生育进程呈增加的趋势，但在各生育时期却随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化规律，中度盐碱土的根长和根体积从苗期至工艺成熟期比轻度盐碱土降低3.32%~37.72%和15.38%~74.29%，差异显著。在工艺成熟期V1的根长和根体积与V2差异显著，轻度盐碱土胁迫下V1的根长和根体积比V2和V3分别提高2.25cm、2.00cm和0.25mL、0.38mL；中度盐碱土V1的根长和根体积最大，V3的根长和根体积最小，V1的根长和根体积比V2和V3分别增加3.72cm、0.48cm和0.44mL、0.12mL。由以上分析可知，V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
表1 盐碱胁迫对工业大麻株高和茎粗的影响 cm
 
项目
处理
品种
苗期
快速生长期
开花期
工艺成熟期
 
 
V1
29.767a
48.600a
83.533a
134.667a
 
轻度盐碱胁迫
V2
15.950b
56.500a
80.733b
100.333b
株高
 
V3
32.040c
51.830a
81.000b
117.500c
 
 
V1
13.667d
27.600a
52.533c
108.500d
 
中度盐碱胁迫
V2
13.480d
37.230a
66.130d
70.830e
 
 
V3
20.880e
35.233a
77.033e
75.333f
 
 
V1
0.300a
0.320a
0.380a
0.550a
 
轻度盐碱胁迫
V2
0.225b
0.335b
0.367a
0.467b
茎粗
 
V3
0.222c
0.380c
0.430b
0.520c
 
 
V1
0.200d
0.270d
0.400ab
0.500d
 
中度盐碱胁迫
V2
0.160e
0.233e
0.323c
0.363e
 
 
V3
0.200d
0.260f
0.380a
0.433f
 
注：不同字母表示处理间差异显著(P＜0.05)，下同
 

表2 盐碱胁迫对工业大麻根长和根体积的影响cm，mL

项目
处理
品种
苗期
快速生长期
开花期
工艺成熟期
 
 
V1
9.933a
11.267a
14.200a
16.567a
 
轻度盐碱胁迫
V2
11.625b
12.100b
13.760b
14.320b
根长
 
V3
10.000a
10.367c
14.567a
15.067c
 
 
V1
7.033c
10.533cd
11.733c
15.050cd
 
中度盐碱胁迫
V2
7.240cd
7.833e
10.333d
11.330e
 
 
V3
8.400e
9.530f
13.700ce
14.567f
 
 
V1
0.270a
0.360a
0.780a
1.950a
 
轻度盐碱胁迫
V2
0.210b
0.347a
0.573b
1.570b
根体积
 
V3
0.234ab
0.463b
0.670c
1.700c
 
 
V1
0.123c
0.217c
0.660d
1.520d
 
中度盐碱胁迫
V2
0.054d
0.180cd
0.327e
1.080e
 
 
V3
0.076cde
0.193ce
0.510f
1.400f
 
2.2.3叶面积
作物叶片是截获光能和光合作用的主要器官其与产量关系最密切、变化最大，同时又是相对较易控制的一个因素，许多增产措施，像合理密植、水肥等农业技术措施，之所以能起到显著增产的效果，主要在于适当地扩大了作物的叶面积。叶面积过小，光能利用率低，叶面积过大会导致作物群体内透光差，最终会影响作物的光合作用和产量[10]。如图2所示，苗期至工艺成熟期3个工业大麻品种的叶面积均随着生育进程呈增加的趋势，轻度盐碱土叶面积增加了531.94cm²~711.67cm²；中度盐碱土叶面积增加了520.40cm²-861.44cm²。盐碱土胁迫对工业大麻的叶面积具有明显的抑制作用，均表现为随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化趋势，差异显著。由苗期至工艺成熟期，中度盐碱土胁迫下V1、V2和V3的叶面积比轻度盐碱土分别降低3.07%~56.69%，27.60%~61.82%、9.96%~60.95%；苗期至工艺成熟期不同盐碱土胁迫下V1的叶面积明显高于V2，略高于V3，品种之间的叶面积差异显著，工艺成熟期轻度盐碱土胁迫下V2和V3的叶面积比V1分别降低111.39cm²、51.04cm²，中度盐碱土胁迫下V2和V3的叶面积比V1分别降低368.88cm²、120.21cm²。以上分析可知V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
 
图2 盐碱胁迫对工业大麻叶面积的影响
 
2.3干物质重
由表3可知，苗期至工艺成熟期3个工业大麻品种的茎叶干重随着生育进程呈增加的趋势，且每个生育时期茎叶干重均随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化规律，中度盐碱土的茎叶干重比轻度盐碱土降低了10.34%~71.23%和24.24%~75.61%，差异显著。工艺成熟期不同盐碱土胁迫下3个工业大麻品种间的茎叶干重差异显著，轻度盐碱土V1的茎叶干重比V2和V3分别提高64.16%、54.01%和47.46%、37.81%；中度盐碱土V2的茎叶干重最低，V1的茎叶干重最高，V2比V1和V3分别减少87.16%、38.33%和63.19%、32.89%。由以上分析可知，V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
苗期至工艺成熟期3个工业大麻品种的根干重均随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化趋势见表3，轻度盐碱土的根干重比中度盐碱土提高22.83%~76.04%，差异显著。不同盐碱胁迫下，V1的根干重与V2差异显著。在工艺成熟期，轻度盐碱土V1的根干重比V2和V3分别提高35.56%和25.26%；中度盐碱土V1的根干重最高，V2的根干重最低，V1的根干重比V2和V3分别提高79.37%和37.22%。由以上分析可知，V1品种的抗盐碱性最好，V2最差。
表3 盐碱胁迫对工业大麻干物重的影响 g
处理
品种
干重
苗期
快速生长期
开花期
工业成熟期
 
V1
茎
0.219a
0.250a
0.983a
4.110a
 
 
叶
0.471a
0.479a
1.229a
2.166a
 
 
根
0.030a
0.048a
0.079a
0.289a
轻度盐碱土
V2
茎
0.062b
0.345b
0.636b
1.473b
 
 
叶
0.206b
0.529b
0.591b
1.138b
 
 
根
0.016b
0.043b
0.078a
0.192b
 
V3
茎
0.160c
0.328c
0.804c
1.890c
 
 
叶
0.297c
0.527bc
0.936c
1.347c
 
 
根
0.013c
0.038c
0.067b
0.216c
 
V1
茎
0.063bd
0.114d
0.348d
3.685d
 
 
叶
0.161d
0.273d
0.612bd
1.641d
 
 
根
0.017bd
0.026d
0.057c
0.223cd
中度盐碱土
V2
茎
0.024e
0.100de
0.379de
0.473e
 
 
叶
0.080e
0.129e
0.407e
0.604e
 
 
根
0.007ce
0.018ce
0.041d
0.046e
 
V3
茎
0.058bf
0.127df
0.701f
0.767f
 
 
叶
0.125f
0.418f
0.579ef
0.900f
 
 
根
0.009f
0.025df
0.049a
0.140f
 
3结论与讨论
土地盐碱化是危害当今全球农作物生长的重要因素之一，对植物的种子萌发、生长发育以及基因表达都会造成不同程度的影响[11,12]。盐胁迫下，工业大麻的叶片呈现不同程度萎蔫症状，随时间延长有加重趋势，同时叶片周边伴有发黄症状[13]，胡华冉等进一步证实，随着盐胁迫程度及盐胁迫时间的增加，大麻生长减缓、株高下降，甚至停止生长发育。并且在盐碱胁迫下工业大麻的植株干重、根长、叶绿素含量、根冠比和含水量降低[14]。然而国内仅有极少科研工作者对工业大麻种子萌发和苗期的抗盐碱性做过研究[13-15]，全生育期内，盐碱土对工业大麻生长发育的影响尚未见报道。本试验研究表明，苗期至工艺成熟期，工业大麻的株高、茎粗、根长、根体积、叶面积及茎、叶、根干重随着生育进程呈增加的趋势；不同工业大麻品种的株高、茎粗、根长、根体积、叶面积及茎、叶、根干重随着土壤盐碱浓度的提高呈降低的变化趋势，轻度盐碱土高于中度盐碱土，差异显著；在盐碱土胁迫条件下，V1的生长发育特性优于V2和V3，而V3又优于V2；轻、中度盐碱胁迫V1原茎产量最高，V2的原茎产量最低，差异显著；中度盐碱胁迫下，V2比V1和V3分别减少了4.34t/hm²和0.74t/hm²；综合分析结果表明，V1的抗盐碱性最强，V2最差，V3次之。
 
参考文献
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文章摘自 张晓艳,曹焜,韩承伟,王晓楠,孙宇峰.3个国外引进工业大麻品种在轻、中度盐碱土生长发育特性的研究[J/OL].东北农业科学:1-7[2021-10-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/22.1376.S.20210517.1226.008.html.

 

 
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