摘 要：为探究多效唑处理对工业大麻花叶产量和CBD含量的影响，以‘云麻8号’为试验材料，设5个多效唑浓度（C0：0mg/L，C1：100mg/L，C2：200mg/L，C3：300mg/L，C4：400mg/L）和2个喷施时期（T1：旺长初期，T2：旺长中后期）处理，通过农艺和产量性状的测定分析，筛选对提高工业大麻花叶产量和CBD含量最有效的多效唑喷施浓度和时期。结果表明，在农艺性状方面，T1时期喷施200mg/L多效唑对降低‘云麻8号’株高、增加茎粗和分枝数的作用最为显著。在产量方面，T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的增加，花叶和茎秆产量呈先上升后下降的趋势，其中，C2T1处理下，工业大麻的花叶产量最高，为3642.22kg/hm2。在CBD含量上，随多效唑喷施浓度的升高，两个时期均呈先上升后下降的趋势，其中，T1时期，喷施200mg/L多效唑，CBD含量最高为3.53%。综上，C2T1（200mg/L+旺长初期）为最佳处理组合，以上研究结果将为工业大麻花叶高产栽培提供理论参考。
关键词：多效唑；处理浓度；喷施时期；农艺性状；花叶产量；CBD含量
大麻（Cannabis sativa L.）又称汉麻、火麻，属于大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）、雌雄异株的一年生草本植物[1]。工业大麻是不具备制毒价值的大麻品种类型，其植株中的致幻成分四氢大麻酚（THC）的质量分数低于0.3%[2-3]。在我国，工业大麻主要作为一种纤维作物，被广泛用于服装、家居用品、无纺布、纸张等方面[4]。然而，随着工业大麻中的非精神活性化合物大麻二酚（CBD）的开发运用[5-6]，工业大麻的花叶也受到了人们的关注[4]，其提取物用于医疗、美容和保健等领域[7]，人们对花叶用工业大麻的需求量越来越大，但是对其花叶高产种植的方法研究还不够。所以，为了应对花叶用工业大麻CBD等药用活性成分[8-10]开发之迫切需要，本研究采用一种植物生长调节剂——多效唑对工业大麻进行处理，以此探寻促进工业大麻花叶产量和CBD含量积累的高效种植技术。多效唑简称PP333，是一种植物生长抑制剂[11]。多效唑的农业应用价值在于它对作物生长的控制效应[12]，具有延缓植物生长，抑制茎秆伸长，缩短节间，促进植物分蘖、花芽分化，进而增加植物抗逆性能，提高产量等效果[13]。目前，多效唑已经在谷子、水稻、高粱、大豆、马铃薯等作物中得到广泛的应用。其中，魏世林等[14]研究表明，喷施多效唑可提高高粱的抗倒伏性，延缓叶片衰老，提高产量。汤红玲[15]发现，多效唑能抑制马铃薯后期徒长，有防倒伏的作用。多效唑在麻类作物中也有报道，李智明[16]研究表明，多效唑能显著降低亚麻株高，对亚麻产量有显著影响。郭媛等[17]研究发现，亚麻快速生长期喷施100mg/L多效唑可在不影响其产量的前提下减轻倒伏危害，是较好的抗倒伏稳产栽培措施。然而，多效唑在工业大麻中的研究鲜有报道，尤其是喷施浓度和时期对其农艺性状、产量和CBD含量等的影响不清楚。基于此，本研究通过田间试验筛选出对工业大麻花叶产量和CBD含量最适宜的多效唑浓度水平和喷施时期，以期为工业大麻花叶高产栽培提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
以花叶用工业大麻品种‘云麻8号’为试验材料，由云南省农业科学院经济作物研究所工业大麻育种团队提供。
1.2 实验设计
试验于2021年在云南省曲靖市沾益区菱角乡聂子洞村的云南汉晟丰工业大麻种植有限公司试验基地（103.80°E，25.50°N）进行。供试土壤为黏土，含有机质32.6g/kg、全氮1373mg/kg、全磷825mg/kg、全钾2.52%。
小区面积30m2，所有小区基肥为“春果”生物有机肥（N+P2O5+K2O≥10%，有机质≥10%），施用量为1500kg/hm2，穴施，折合每穴150g。采用塑料营养钵（规格88）进行简易育苗，待大麻苗长到二叶（两对真叶）一心期或15cm高度时，选择长势一至的大麻苗进行田间定植，移栽的行距为1.2m，株距为1m。追肥在旺长初期（约60cm高）进行，施用尿素150kg/hm2，穴施，折合每穴15g。
多效唑处理采用叶面喷施，以叶面表层形成一层水雾但不下滴为准，本研究中的多效唑为纯度＞95%的粉剂（北京酷来搏科技有限公司生产）。多效唑喷施浓度处理，设C0（0mg/L，喷施等量清水）、C1（100mg/L）、C2（200mg/L）、C3（300mg/L）、C4（400mg/L）5个浓度水平。喷施时期处理，设T1（旺长初期，约70cm高）和T2（旺长中后期，约150cm高）2个喷施时期。试验采用二因素随机区组处理设计，如表1所示，共10个处理，每个处理3次重复，共30个小区。
表1 试验的处理因素和编号
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多效唑浓度 Concentrations of polyazole |
多效唑喷施时期 Treatment periods of polyazole |
处理编号 Treatment numbers |
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C0 |
T1 |
1: C0T1 |
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T2 |
2: C0T2 |
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C1 |
T1 |
3: C1T1 |
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T2 |
4: C1T2 |
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C2 |
T1 |
5: C2T1 |
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T2 |
6: C2T2 |
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C3 |
T1 |
7: C3T1 |
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T2 |
8: C3T2 |
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C4 |
T1 |
9: C4T1 |
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T2 |
10: C4T2 |
1.3 指标测定及方法
在雄麻现蕾期,对小区内所有雄麻植株进行收获,经自然晒干后,用电子天平分别称量每株雄麻的花叶?麻秆的重量,结果取平均值,分别作为雄麻单株花叶重量和茎秆重量?在雌麻花叶收获期收获全部雌麻,测定其株高?茎粗?分枝数等农艺性状,并取平均值?其中,株高以大麻茎秆底部为起点,尖端为终点,用卷尺测量?茎粗用游标卡尺(精度0.01cm)测量距根基部0.8m处的主茎直径?分枝数以主干茎底部第一个分支为起点,至茎尖端的所有长度大于20cm的分枝数目?雌麻的单株花叶和茎秆重量,测量指标和方法同雄麻?将每个小区内所有雄麻和雌麻的花叶重量加在一起得到小区花叶产量,同样方法得到小区茎秆产量,并将以上小区产量转化为公顷产量?
在雌麻收获期,每小区取所有雌麻主茎顶部花序(长15cm,含叶片),去除茎秆?籽实及其他杂质,自然晒干,经粉碎混合后,取100g测定CBD含量?CBD含量的测定使用液相色谱法,参照NY/T 3252.1-2018《工业大麻种子第1部分:品种》[18]进行?
1.4 数据处理
使用Microsoft Excel 2021对收集的数据进行整理?计算?采用SPSS 26.0对数据进行统计分析,试验中多效唑对农艺性状?产量和CBD含量的影响采用多因素方差分析,各处理之间的比较采用DUNCAN(P<0.05)法,利用Origin 2021进行绘图?
2 结果与分析
2.1 多效唑喷施浓度和时期对工业大麻农艺性状的影响
由图1可知，多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’的株高有一定的影响，在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，‘云麻8号’的株高均呈现先下降后上升的趋势。其中，在T1时期，200mg/L的多效唑处理的植株最矮，为2.67m，与对照（C0T1）相比降低了8.77%。而在T2时期，200mg/L的多效唑处理的植株也是最矮的，为2.71m，与对照组（C0T2）相比降低了7.41%。但同是在200mg/L多效唑处理下，T1时期的‘云麻8号’株高比T2时期更矮。
多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’的茎粗和分枝数有显著影响，在T1和T2时期，随喷施浓度的升高，其茎粗和分枝数均呈现先上升后下降的趋势。其中，在T1时期，200mg/L的多效唑处理的‘云麻8号’茎粗达31.18mm，分枝数多达34.20个，分别比对照组（C0T1）提高了74.26%和25.74%；在T2时期，200mg/L的多效唑处理的‘云麻8号’效果也最为显著，其茎粗为30.67mm，分枝数为33.13个，分别比对照组（C0T2）提高了53.98%和19.76%。然而，在相同浓度多效唑处理下，T1时期均比T2时期的效果显著，其中200mg/L多效唑处理组在T1时期的茎粗和分枝数分别比T2时期提高了0.51mm和1.07个。
图1 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’农艺性状的影响
不同小写字母表示不同处理浓度间差异显著（P<0.05），下同
2.2 多效唑喷施浓度和时期对工业大麻产量的影响
2.2.1 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’雄麻单株花叶和茎秆重量的影响
多效唑喷施能提高‘云麻8号’雄麻的单株重量，且效果显著（见图2）。在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，其单株花叶、茎秆重量呈现先上升后下降的趋势。其中，在T1时期，200mg/L多效唑处理的单株花叶重量最高为0.1897kg/株，比对照组（C0T1）提高了96.78%；同样，200mg/L多效唑处理的单株茎秆重量最高为0.2948kg/株，比对照组（C0T1）提高了1.54倍。在T2时期，200mg/L多效唑处理对‘云麻8号’雄麻单株花叶重量和茎秆重量提高效果最为显著，分别是0.1739kg/株和0.2749kg/株，其次是100mg/L多效唑处理组。
图2 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’雄麻单株重量的影响
2.2.2 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’雌麻单株花叶重量和茎秆重量的影响
多效唑喷施显著提高了‘云麻8号’雌麻的单株花叶重量和茎秆重量（见图3）。在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，其单株重量变化趋势呈现先上升后下降。其中，在T1时期，单株花叶重量和茎秆重量提高效果最显著的是200mg/L多效唑处理组，分别可达0.7544kg/株和0.9056kg/株。在T2时期，200mg/L多效唑喷施对提高雌麻单株花叶重量和茎秆重量的作用效果也最显著，分别为0.7107kg/株和0.8291kg/株，比对照组（C0T2）提高了1.02倍和0.69倍，其次是100mg/L处理组。
图3 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’雌麻单株重量的影响
2.2.3 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’产量的影响
如图4所示，多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’的花叶产量和茎秆产量影响显著。在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，‘云麻8号’产量呈先上升后下降的趋势。其中，在T1时期，花叶产量和茎秆产量最高的是200mg/L多效唑处理组，最低的是400mg/L多效唑处理组。在T2时期，多效唑喷施浓度对‘云麻8号’产量影响效果最显著的也是200mg/L处理组，每公顷花叶产量和茎秆产量最高分别可达3427.7780kg和3671.1110kg，比对照组（C0T2）增长了67.30%和61.49%。然而，从总体上看，在T1时期喷施多效唑处理的植株总产量均比T2时期处理的高。
图4 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’产量的影响
2.3 多效唑喷施浓度和时期对工业大麻CBD含量的影响
多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’雌株花叶的CBD含量有显著影响（见图5）。从总体上看，在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，其CBD含量呈先上升后下降的趋势。在T1时期，喷施200mg/L的多效唑对CBD含量提高作用最显著，为3.532%。而400mg/L多效唑处理组对‘云麻8号’的CBD含量影响不显著。在T2时期，200mg/L多效唑处理组能显著提高植株的CBD含量，其次是100mg/L多效唑处理组，且喷施200mg/L多效唑比喷施100mg/L多效唑处理的植株CBD含量高0.495%。从两个时期来看，在T1时期喷施多效唑比T2时期喷施多效唑对提高植株的CBD含量作用要显著，其中，在200mg/L多效唑处理下，T1时期的CBD含量比T2时期高了0.067%。
图5 多效唑喷施浓度和时期对‘云麻8号’CBD含量的影响
3 讨论
3.1 多效唑处理对工业大麻农艺性状的影响
农艺性状可直观地反应出植株的外部形态变化[19]，而适宜的多效唑浓度对调节植物的农艺性状有重要的作用，能够显著降低株高，抑制茎秆伸长，促进植物分蘖，提高植株的产量[20-21]。本研究中，利用多效唑对花叶用工业大麻品种‘云麻8号’进行化学调控，改变植株的农艺性状，以期获得良好株型，在大麻优质生产中具有重要的意义。
李冬梅等[22]研究表明，在亚麻枞形末期喷洒50mg/L多效唑和现蕾期喷洒150mg/L多效唑，可明显抑制植株生长，降低株高。曾成等[23]对西红花进行化学调控研究，发现采用100mg/L外源多效唑处理能够增大西红花植株茎粗。魏世林等[14]在研究多效唑对高粱生长发育的影响中发现，喷施不同浓度的多效唑后，高粱株高均比对照降低，且植株分蘖数增加，在大田生产中，以拔节期喷施450～600mg/L多效唑的效果较好。本研究结果显示，在‘云麻8号’旺长初期（T1）和旺长中后期（T2）喷施多效唑，随喷施浓度的升高，其株高呈先下降后上升的趋势，但总体上株高与对照组相比都有一定的矮化，而茎粗和分枝数随喷施浓度的升高呈现先上升后下降的趋势，总体上均比对照组要高。并且，C2T1处理组对抑制株高、增加茎粗和促进分枝数的作用效果最为显著。
3.2 多效唑处理对工业大麻花叶产量的影响
研究表明，多效唑能够调节植物光合产物的流向，促进结实器官的形成[24]，增加植株的干物质积累，从而增加产量。刘皖慧等[25]在研究苎麻产量时发现，叶面喷施多效唑对苎麻地上部生物产量的影响视不同品种而定，多效唑使得湘苎3号、川苎8号、大庸黄壳麻地上部生物产量增加，且表现出低浓度促进高浓度抑制的规律；而使得中苎1号、华苎4号和遵义团蔸麻生物产量减少。寇爽等[26]在马铃薯的研究中发现，多效唑对马铃薯的总薯数、有效薯数和总薯重没有明显促进作用，部分处理中还出现下降趋势。鱼冰星等[27]在多效唑对农大8号谷子产量的影响研究结果中表明，多效唑处理后的谷子，千粒质量、穗质量和穗粒质量均随施药浓度的增加呈先增高后降低的趋势，分别在300、400mg/L时达到最大。本研究结果显示，在T1和T2时期，无论是雄麻、雌麻的单株花叶和茎秆重量，还是‘云麻8号’总的花叶产量和茎秆产量，随多效唑喷施浓度的升高，其产量均呈先升高后降低的趋势，且在T1时期喷施多效唑比在T2时期喷施多效唑的植株产量高，其中花叶产量和茎秆产量最高的处理浓度是200mg/L。这与刘皖慧和鱼冰星等[25-27]的研究结果相似，都表明适宜浓度的多效唑可促进植株产量的提高，高浓度的多效唑反而抑制了其产量或是对产量的促进效果不明显。
3.3 多效唑处理对工业大麻CBD含量的影响
CBD是非成瘾性物质，在抗癫痫、神经系统保护等方面有很高的药用价值[28]，其含量是衡量工业大麻经济价值的重要指标之一，它主要存在于大麻的花叶中[29-30]，因此，利用多效唑提高工业大麻的花叶产量可以有效提高CBD的含量。
周日秀等[31]研究表明，喷施多效唑可以增加菜用甘薯叶片的可溶性蛋白和可溶性总糖含量；杜友等[32]研究发现，当多效唑浓度为1.0～2.0g/L时，管花肉苁蓉中非结构性碳水化合物的含量和积累量均高于对照；王鼎豪[33]研究表明，各浓度的多效唑处理整体上促进了银杏叶可溶性糖和可溶性蛋白质的含量，尤其是100mg/L的处理效果最显著。多效唑处理对工业大麻CBD含量的影响还未见报道，只有吴姗[34]利用乙烯利（ETH）、赤霉素（GA3）、激动素（KT）对工业大麻进行喷施处理，结果发现10、100和200mg/L的3种外源激素在工业大麻花期两周或四周时喷施可显著提高CBD含量，而在花期六周时喷施可显著降低CBD含量或对CBD含量无影响。本研究中，CBD含量最高的是T1时期喷施200mg/L多效唑处理的植株，并且在T1和T2时期，随多效唑喷施浓度的升高，‘云麻8号’的CBD含量呈先上升后下降的趋势。这 与上述几人的研究结果相似，表明一定浓度的多效唑可促进植物体内化合物、营养物质，甚至于次生代谢产物（CBD等）的合成。
4 结论
喷施多效唑能够有效降低‘云麻8号’的株高，增加茎粗和分枝数，提高花叶产量、茎秆产量和CBD含量。除株高外，其他指标随多效唑喷施浓度的增加，均呈先上升后下降的趋势。其中，在旺长初期喷施200mg/L多效唑的作用效果最为显著，是提高工业大麻花叶产量和CBD含量的最佳处理组合。
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文章摘自：王珊珊，杨宇蕾，刘飞虎，杨阳，汤开磊，李涛，牛龙江，杜光辉．多效唑喷施浓度和时期对工业大麻花叶产量和CBD含量的影响[J/OL]．作物杂志.
