摘 要:以“汉麻7号”为试验材料,研究快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA对花叶汉麻生长发育及光合特性的影响。结果表明:两个生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻叶面积、株高、茎粗、分枝高、分枝数、节数及根长的增加,快速生长期的作用效果优于现蕾期;两个生育时期叶面喷施IAA,促进了花叶汉麻叶干重、茎干重、根干重、Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量的增加,现蕾期的作用效果优于快速生长期;两个生育时期叶面喷施IAA对花叶汉麻CBD和THC的含量影响不大。
关键词:花叶用汉麻;IAA;叶面喷施;生长特性;光合特性
大麻(Cannabissativa)是大麻科、大麻属、大麻种1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[1]。20世纪90年代以来,欧盟将四氢大麻酚(THC)含量<0.3%(雌株花穗干物质百分比),不具备毒品利用价值的品种类型称为工业大麻,我国称为汉麻[2-3]。其根、茎、花叶、籽粒和麻皮等均具有较好的开发和利用价值[4-6]。而花叶用汉麻以利用花叶中提取的大麻二酚(CBD)为主,CBD作为天然大麻素的提取物,具有抗炎、神经保护、抗肿瘤等作用[7-8]。目前种植花叶汉麻并提取CBD,已逐渐成为我国汉麻产业发展的一个重要方向[9-10]。
IAA是最早发现的植物激素,其对植株的根、茎、叶等可起到生长促进作用,并与其浓度密切相关,低浓度能够促进细胞伸长,从而快速提高植物的生长量,加快植物的生长作用,而高浓度却有抑制生长的作用,因此,需根据作物的种类选择适当的IAA浓度[11-12]。外源喷施IAA可提高木薯株高、叶面积、总根系表面积、总根长、各部位N含量及N积累量[13]。Ragab等[14]。
通过将玉米种子浸泡和外源喷施SA、IAA后发现,20d后均幼苗鲜重和干重明显提高。此外,IAA还可以改善作物光合性能[15],研究已证实喷施IAA可提高夏橡光合特性、日变化指标、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及保健二氧化碳浓度,在低质量浓度IAA处理下、幼苗期夏橡净光合速率峰值提前,而高质量浓度处理后光合“午休”现象消失[16]。近年来,国内外关于用IAA来调控植株生长发育的研究较多,但主要集中在棉花、水稻及大豆等作物及蔬菜上[17-20],在汉麻上的应用较少。为探究IAA对花叶汉麻生长发育的影响,分别在快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,明确IAA对花叶汉麻生长及光合的作用,为花叶汉麻化控栽培提供理论依据。
1材料与方法
1.1供试材料
供试土壤为草碳土,含碱解氮786.84mg/kg、有效磷11.01mg/kg、速效钾128.12mg/kg、有机质32.24%、pH值6.41。供试品种为“汉麻7号”,雌雄异株,茎绿色圆形,叶片浅绿色,叶型为3~9片掌状裂叶;种子为卵圆形,种皮为浅褐色,种皮上有黑色条状花纹,抗病性较强,THC<0.0918%,CBD>1.21%。
1.2试验设计
试验于2022年在黑龙江省科学院大庆分院院内进行,当在花叶汉麻快速生长期和现蕾期时,在晴天,无风傍晚喷施0.5mol/L的IAA,清水为对照,3次重复,每个重复10盆,共90盆,每盆装土16kg,随机区组排列。每盆施基肥4g,将5粒“汉麻7号”种子均匀摆在盆内,覆土1cm左右,出苗前后用水浇灌,出苗后逐渐去除病弱株,在苗高15cm时每盆定株1株。其他管理同大田。
1.3测定方法
收获期(当雌株花叶在雌株花蕾膨胀为丰满的果穗状、花丝变为红褐色时)每个重复选取有代表性植株5株,测量株高、茎粗、分枝高、分枝数和节数等,并将根、茎、叶分开,105℃杀青30min,之后在60℃恒温烘干至恒重,称量。
叶面积采用打孔称重法。叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci),蒸腾速率(Tr),在收获期,每个处理挑选长相一致的5株,选取倒数第3片完全展开叶片,于09:30~11:30采用LI-6400(Li-COR,USA)测定。
THC、CBD、CBG含量采用液相色谱法测定,收获时每个重复连续取10株分枝顶部10~15cm,40℃烘箱烘干后,磨碎混匀待测。
1.4数据处理及分析
利用Excel进行数据处理及图表的绘制,用SPSS20.0软件进行统计分析,采用Duncan's法进行多重比较。
2结果与分析
2.1生长特性
2.1.1叶面积
如图1所示,在快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的叶面积与对照相比分别增加了7.43%,17.28%,差异显著(r<0.05)。现蕾期处理的叶面积比快速生长期处理高9.16%,两处理间差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻叶面积的增加,现蕾期喷施的作用效果优于快速生长期。
注:图中小写字母不同表示差异达显著水平(r<0.05),图、表同。
图1 叶面喷施IAA对叶面积的影响
2.1.2株高、茎粗
如图2所示,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的株高、茎粗与对照相比分别增加了20.33%、1.84%(株高),4.11%、2.74%(茎粗),差异显著(r<0.05)。快速生长期处理的株高、茎粗分别比现蕾期处理高4.78%,1.33%,两处理间株高差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻株高、茎粗的增加,快速生长期喷施的作用效果优于现蕾期。
图2 叶面喷施IAA对株高、茎粗的影响
2.1.3分枝高、分枝数
由图3可见,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的分枝高、分枝数与对照相比分别增加了20.41%、10.61%(分枝高),20.52%、11.12%(分枝数),差异显著(r<0.05)。快速生长期处理的分枝高、分枝数分别比现蕾期处理高8.87%和8.46%,两处理间差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻分枝高、分枝数的增加,快速生长期喷施的作用效果优于现蕾期。
图3 叶面喷施IAA对分枝高、分枝数的影响
2.1.4节数、根长
由图4可见,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的节数、根长与对照相比分别增加了23.08%、14.00%(节数),11.91%、14.49%(根长),差异显著(r<0.05)。快速生长期处理的节数比现蕾期处理高出了7.96%,但根长减少了2.32%,两处理间节数差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻节数、根长的增加,其中节数的增加,快速生长期喷施的作用效果优于现蕾期。
图4 叶面喷施IAA对节数、根长的影响
2.1.5花叶干重、茎干重
由图5可见,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的花叶干重和茎干重与对照相比分别增加了5.95%、33.94%(花叶干重),19.80%、38.20%(茎干重),差异显著。现蕾期处理的花叶干重和茎干重比快速生长期处理分别高13.07%,3.18%,花叶干重快速生长期和现蕾期之间差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻花叶干重和茎干重的增加,现蕾期喷施的作用效果优于快速生长期。
图5 叶面喷施IAA对花叶干重、茎干重的影响
2.1.6根干重
如图6所示,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的根干重与对照相比分别增加了15.14%和33.51%,差异显著(r<0.05)。现蕾期处理的根干重比快速生长期处理高15.96%,两处理间差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻根干重的增加,现蕾期喷施的作用效果优于快速生长期。
图6 叶面喷施IAA对根干重的影响
2.2光合特性
由表1可知,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量与对照相比分别增加了2.70%~60.15%和3.96%~84.00%,差异显著(r<0.05)。现蕾期处理的Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量分别比快速生长期处理高1.23%~26.95%,除Ci外,其余光合指标快速生长期和现蕾期之间差异显著(r<0.05)。由此说明,不同生育时期叶面喷施IAA均能促进花叶汉麻的光合特性,现蕾期喷施的作用效果优于快速生长期。
表1 叶面喷施IAA对光合参数的影响
2.3CBD和THC含量
由图7可见,快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,花叶汉麻的CBD和THC含量与CK相比变化不大,均未达差异显著水平(r<0.05)。各处理THC含量与CBD含量之间差异显著(r<0.05)。由此说明快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA对花叶汉麻的CBD和THC含量影响较小,是由品种本身的遗传特性决定的。
图7 叶面喷施IAA对主要大麻素含量的影响
3结论
快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,均能促进花叶汉麻叶面积、株高、茎粗、分枝高、分枝数、节数及根长的增加,与对照相比增加了1.84%~23.08%,对照与处理间差异显著,快速生长期比现蕾期高1.33%~9.16%。
快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,均能促进花叶汉麻叶干重、茎干重和根干重的增加,与对照相比增加了5.95%~38.20%,对照与处理间差异显著,现蕾期比快速生长期高出了3.18%~15.96%。
快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA,均能促进花叶汉麻Pn、Gs、Ci、Tr和叶绿素含量的增加,与对照相比增加了2.70%~84.00%,对照与处理间差异显著,现蕾期比快速生长期高1.23%~26.95%。
快速生长期和现蕾期叶面喷施IAA对花叶汉麻的CBD和THC含量影响较小,是由品种本身的遗传特性决定的。
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