摘  要：本发明提供了一种矮壮素在工业大麻种植中的应用及提高工业大麻大麻二酚产量的方法，属于农业技术领域。本发明提供了一种矮壮素在工业大麻种植中的应用，还提供了一种提高工业大麻大麻二酚产量的方法。本发明在工业大麻种植中施用矮壮素，能够提高大麻二酚含量，同时还能够调控工业大麻内源激素水平，从而改变农艺性状，提高花叶产量，进一步提高大麻二酚总产量。采用本发明方法可提高工业大麻花叶55.6％～62.3％的产量，还能将大麻二酚含量提高30.9％～72.5％，有效提高大麻二酚的总产量，提升工业大麻的品质。

 

权利要求书

1.一种矮壮素在工业大麻种植中的应用。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，所述工业大麻种植包括提高大麻二酚的产量和/或改善工业大麻农艺性状。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，所述提高大麻二酚的产量包括提高工业大麻花叶产量和/或大麻二酚含量。

4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述提高工业大麻花叶产量和/或大麻二酚含量通过调节工业大麻内源激素含量实现。

5.根据权利要求4所述应用，其特征在于，所述调节工业大麻内源激素包括以下至少一种：提高脱落酸含量、降低生长素含量和降低赤霉素含量。

6.一种提高工业大麻大麻二酚产量的方法，其特征在于，包括以下步骤：在工业大麻种植中施用矮壮素。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述矮壮素的施用时机为工业大麻株高长至1～2m时施用。

8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述矮壮素的施用方法包括喷施叶片。

9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述矮壮素的工作浓度为50～300mg/L；优选的，所述矮壮素的工作浓度为100～200mg/L。

10.根据权利要求6～9中任意一项所述方法，其特征在于，所述矮壮素的施用次数为1~4次；

当施用两次以上时，相邻两次施用矮壮素的间隔时间为3～8d。

 

技术领域

本发明属于农业技术领域，尤其涉及一种矮壮素在工业大麻种植中的应用及提高工业大麻大麻二酚产量的方法。

 

背景技术

工业大麻是指其精神活性成分四氢大麻酚(tetrahydrocannabinol，THC)含量低于0.3％的大麻品种类型。大麻二酚(cannabidiol，CBD)主要富含于大麻花叶中，是一种主要存在于大麻雌株花萼腺毛中最具经济价值的大麻素类次生代谢物，其在医疗保健、食品、化妆品等领域具有广阔的应用前景。然而，目前国内合法种植的工业大麻品种例如云麻7号和云麻8号，普遍存在CBD含量低、产量低的问题，严重制约了工业大麻产业的发展。

目前，主要通过植物育种的方法提高大麻花叶产量和CBD含量，产业化种植品种已从云麻1号(CBD含量0.4％)发展到云麻8号(CBD含量1.33％)，但是工业大麻的育种需要花费大量的时间、巨额资金和先进技术，而且由于大麻中的四氢大麻酚属于精神活性成分，植物育种存在一定的不确定性和风险。因此，如何提高工业大麻CBD含量和工业大麻花叶产量，是本领域技术人员亟需解决的问题。

矮壮素(chlormequat chloride，CCC)是一种人工合成的有机化合物，在农业生产中作为延缓作物生长的调节剂，可通过种子、根系、芽、叶片、幼枝进入到植株体内，阻碍植物体内源赤霉素(gibberellin，GA)的合成，可抑制植物细胞的伸长，但不抑制细胞的分裂。在农业生产中，矮壮素能促进光合器官的建成，矮化植株从而达到抗倒伏的目的，改善植株的氮素营养、提高叶绿素含量，从而有利于光合产物的形成及淀粉的合成，关于外源喷施矮壮素对工业大麻的影响研究还未见报道。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种矮壮素在工业大麻种植中的应用，不仅能够提高工业大麻花叶产量，还能提高工业大麻的CBD含量。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种矮壮素在工业大麻种植中的应用。

优选的，所述工业大麻种植包括提高大麻二酚的产量和/或改善工业大麻农艺性状。

优选的，所述提高大麻二酚的产量包括提高工业大麻花叶产量和/或大麻二酚含量。

优选的，所述提高工业大麻花叶产量和/或大麻二酚含量通过调节工业大麻内源激素含量实现。

优选的，所述调节工业大麻内源激素包括以下至少一种：提高脱落酸含量、降低生长素含量和降低赤霉素含量。

本发明提供了一种提高工业大麻大麻二酚产量的方法，包括以下步骤：在工业大麻种植中施用矮壮素。

优选的，所述矮壮素的施用时机为工业大麻株高长至1～2m时施用。

优选的，所述矮壮素的施用方法包括喷施叶片。

优选的，所述矮壮素的工作浓度为50～300mg/L；

优选的，所述矮壮素的工作浓度为100～200mg/L。

优选的，所述矮壮素的施用次数为1～4次；

当施用两次以上时，相邻两次施用矮壮素的间隔时间为3～8d。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种矮壮素在工业大麻种植中的应用。矮壮素通过调节工业大麻内源激素的含量，促进植株分枝，提高花叶的产量，同时抑制工业大麻营养生长，刺激工业大麻次生代谢物的合成，提高花叶中大麻二酚的含量，从而提高大麻二酚的产量。本发明实施例比较了矮壮素、褪黑素和茉莉酸甲酯对工业大麻CBD含量的影响，结果表明矮壮素提高工业大麻CBD含量的效果最佳，且于THC含量没有显著影响，在喷施浓度为100mg/L矮壮素时，花叶干重和CBD含量达到最大值。本发明进一步测定了浓度为100mg/L矮壮素处理对工业大麻内源激素(脱落酸、生长素和赤霉素)含量的影响，结果表明，与对照相比，生长素含量下降，脱落酸含量增加，赤霉素含量下降，可见，矮壮素通过调节激素代谢平衡提高大麻CBD的产量。

同时，本发明提供的应用，通过比较100mg/L矮壮素喷施处理后的工业大麻农艺性状的变化，发现相较于对照，工业大麻茎粗和有效分枝数分别增长了106.9％和98.9％，株高下降了15.3％。可见，矮壮素的施用能够改善工业大麻的农艺性状，其中增加有效分枝数可增加花叶的数量，从而提高大麻花叶的产量。

本发明提供了一种提高工业大麻大麻二酚产量的方法，包括以下步骤：在工业大麻种植中施用矮壮素。矮壮素处理后，通过调控工业大麻内源激素的代谢平衡，进而刺激了植株次生代谢物的合成，同时改善植株农艺性状。采用本发明方法可提高工业大麻花叶55.6％～62.3％的产量，还能将大麻二酚含量提高30.9％～72.5％，有效提高大麻二酚的产量，提升工业大麻的品质。

 

附图说明

图1为不同植物激素对工业大麻CBD含量的影响图；

  

图1

图2为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻株高的影响图；

  

图2

图3为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻茎粗的影响图；

  

图3

图4为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻有效分枝数的影响图；

   

图4

图5为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻单株花叶干重的影响图；

   

图5

图6为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻雌株CBD含量的影响图；

   

图6

图7为喷施不同浓度矮壮素对工业大麻雌株THC含量的影响图；

   

图7

图8为喷施100mg/L矮壮素对工业大麻内源激素-IAA含量的影响图；

  

图8

图9为喷施100mg/L矮壮素对工业大麻内源激素-ABA含量的影响图；

  

图9

图10为喷施100mg/L矮壮素对工业大麻内源激素-GA3含量的影响图。

  

图10

 

具体实施方式

本发明提供了一种矮壮素在工业大麻种植中的应用。

在本发明中，所述工业大麻品种优选为花叶型品种，所述工业大麻为THC含量低于0.3％的大麻品种，所述工业大麻优选为云麻，所述云麻为云南省推广的云麻系列品种，更优选为云麻7号或云麻8号。本发明实例中采用云麻7号种子为试验材料，矮壮素纯度≥95％，购自北京Solarbio公司。

在本发明中，所述种植优选包括设施种植或大田种植。

在本发明中，所述工业大麻种植优选包括提高大麻二酚的产量和/或改善工业大麻农艺性状。

在本发明中，所述提高大麻二酚的产量优选包括提高工业大麻的花叶产量和/或大麻二酚含量。在本发明实施例中，分别比较了矮壮素、褪黑素和茉莉酸甲酯对工业大麻CBD含量的影响，结果表明矮壮素提高工业大麻CBD含量的效果最佳。本发明进一步比较了不同浓度(50mg/L、100mg/L、200mg/L和300mg/L)矮壮素处理对工业大麻花叶干重、CBD含量和THC含量的影响，结果表明，不同浓度的矮壮素处理下工业大麻THC含量均没有显著提高，而不同浓度的矮壮素均可提高工业大麻花叶干重、CBD含量，随着矮壮素浓度的升高，花叶产量和CBD含量呈先升高后下降趋势，且在喷施浓度为100mg/L矮壮素时，花叶干重和CBD含量达到最大值。因此，矮壮素可以通过提高工业大麻花叶干重、CBD含量的方式提高工业大麻CBD的产量，矮壮素的浓度优选为50～300mg/L，更优选为100～200mg/L，最优选为100mg/L。

在本发明中，所述提高工业大麻花叶产量和/或大麻二酚含量优选通过调节工业大麻内源激素含量实现。所述调节工业大麻内源激素优选包括以下至少一种：提高脱落酸含量、降低生长素含量和降低赤霉素含量。

在本发明中，矮壮素调节工业大麻内源激素的含量，有利于促进植株分枝，提高花叶的产量，同时还能抑制工业大麻营养生长，刺激叶片和花序产生更多的大麻二酚，提高花叶中大麻二酚的含量，从而提高大麻二酚的产量。

在本发明实施例中，为了进一步了解大麻二酚含量提高的内在机制，比较了浓度为100mg/L矮壮素处理对工业大麻内源激素含量的影响，结果表明，与对照相比，3次喷施处理后的生长素含量分别下降了49.8％、39.6％和16.8％，脱落酸含量分别增加了37.9％、30.4％和43.6％，赤霉素含量分别下降了25.7％、10.9％和17.0％。因此，矮壮素能够提高脱落酸含量、降低生长素含量和降低赤霉素含量，矮壮素浓度最优选为100mg/L。

在本发明中，所述改善工业大麻农艺性状优选包括以下至少一种：提高茎粗、增加有效分枝数和降低株高。

在本发明中，矮壮素通过增加有效分枝数可增加花叶数量，从而有效提高大麻花叶的产量，进而提高工业大麻二酚的产量。

在本发明实施例中，分别比较了不同浓度矮壮素对工业大麻农艺性状的影响，结果表明随着矮壮素处理浓度的升高，株高呈逐渐下降趋势，茎粗和有效分枝数呈先升高后下降趋势，且在喷施浓度为100mg/L矮壮素时，茎粗和有效分枝数达到最大值。与清水对照处理相比，喷施100mg/L矮壮素浓度后的茎粗、有效分枝分别增长了106.9％和98.9％，株高下降了15.3％。因此，矮壮素可以改善工业大麻农艺性状，矮壮素的浓度最优选为100mg/L。

本发明提供了一种提高工业大麻大麻二酚产量的方法，包括以下步骤：在工业大麻种植中施用矮壮素。

在本发明中，所述矮壮素的施用时间优选为工业大麻株高长至1～2m时施用，更优选为株高长至1.2～1.8m时，最优选为株高长至1.5m时。矮壮素的施用时间段为工业大麻的快速生长期，施入矮壮素不仅有利于促进植株分枝，提高大麻花叶的产量，同时有利于抑制大麻营养生长，刺激工业大麻叶片和花序产生更多的大麻二酚，提高花叶中大麻二酚的含量，进一步提高大麻二酚的产量。所述施用的条件优选为晴天中午的强光照条件，在晴天施用更有利于使矮壮素快速地被吸收，从而刺激大麻二酚的生成。

在本发明中，所述矮壮素的施用方法优选包括喷施叶片；更优选为采用矮壮素溶液喷施叶片至叶片滴液体为止；所述矮壮素的工作浓度优选为50～300mg/L，更优选为100~200mg/L，最优选为100mg/L；所述矮壮素的施用次数优选为1～4次，更优选为2～3次，最优选为3次；当施用两次以上时，相邻两次施用的间隔时间优选为3～8d，更优选为4～6d，最优选为5d。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一、试验设计

采用盆栽种植的方式，用高27cm，内径35cm，底部直径22cm的塑料栽培盆，粒径为5~10mm带启动营养的细泥炭基质，复合肥(N:P2O5:K2O的比例为20:6:10)与基质按500:1的比例混合，加水搅拌均匀后装盆(每盆基质重量一样)，每个栽培盆各播种大麻种子10粒，待幼苗长至第三对真叶时进行间苗，每盆定植3株长势均匀的幼苗。待工业大麻植株高约1.5m时，选晴天太阳光照强的时间段，用三种植物激素，每个激素设4个浓度：矮壮素(50、100、200、300mg/L)、茉莉酸甲酯(50、100、200、300μmol/L)、褪黑素(50、100、200、300mg/L)分别对工业大麻植株叶面进行喷施，喷施至叶片滴液体为止，以喷施清水(0mg/L)为对照。连续喷施3次，每次间隔5d。其它的正常管理直至收获。

在喷施处理前测量植株的株高和茎粗，在收获期(植株生殖生长末期)再测量株高、茎粗和有效分枝数，在收获期取雌株主茎顶部花叶测定其CBD和THC含量，在植株收获时取整个植株所有的花叶，经阴干后称量获得干重。在每一次喷施处理后第3d取植株主茎上从上到下第三对真叶于-80℃保存，共取样3次，统一测定内源激素(生长素IAA、赤霉素GA3和脱落酸ABA)含量。

二、植株农艺指标及生理指标的测定

1农艺指标的测定

1.1株高和茎粗：在激素处理前对每株大麻的株高、茎粗进行测量，在收获期再测量一次。株高以大麻茎秆底部为起点，尖端为终点用米尺测量。茎粗用游标卡尺(精度0.01cm)测量，距土面3cm处的主茎直径。按照公式I计算株高相对增长率(H)，按照公式II计算茎粗相对增长率(D)。

公式I

株高相对增长率(H，％)＝处理后株高(H1)-处理前株高(H2)/处理前株高H2×100

公式II

茎粗相对增长率(D，％)＝处理后茎粗(D1)-处理前茎粗(D2)/处理前茎粗D2×100

1.2有效分枝数(个/株)：以茎底部第一个分枝为起点，数至茎尖端所有主干分枝数(长度大于10cm为有效分枝数)。

1.3单株花叶干重(g/株)：大麻植株砍除后，将每株全部花叶剪下分别放入网袋中，置于阴凉处晾干后称量花叶干重。

2大麻二酚(CBD，％)和四氢大麻酚(THC，％)含量测定

在收获期取工业大麻雌株主茎顶部花叶，烘干研磨，使用液相色谱法测定工业大麻CBD和THC含量，测定参照NY/T3252.1—2018《工业大麻种子第一部分：品种》其中提取液改为甲醇，流动相B改为纯水。

3内源激素含量的测定

在每一次处理后第3d取植株主茎从上到下第三对真叶，于液氮中速冻后，置于-80℃冰箱保存，样品委托东莞市酶联生物科技有限公司用高效液相色谱法进行测定。

三、数据处理和分析

试验数据采用MicrosoftExcel2016进行处理，用SPSSstatistics26.0软件进行单因素方差分析，选用LSD方法进行多重比较及差异显著性检验(P<0.05)，使用GraphPad8.0.2进行绘图。

四、测定结果

1不同植物激素及浓度对工业大麻CBD含量的影响见图1

由图1可知，三种激素分别对工业大麻叶片喷施处理后，发现矮壮素能有效提高大麻CBD含量，浓度为100mg/L时效果最好。褪黑素和茉莉酸甲酯对提高大麻CBD也有一定效果，但与矮壮素相比，效果不显著。

2不同浓度矮壮素处理对工业大麻农艺性状的影响见图2～图4

由图2～图4可知，随着矮壮素处理浓度的升高，除株高外，工业大麻的茎粗和有效分枝数均随浓度的增加呈先上升后下降趋势，且在喷施浓度为100mg/L矮壮素时，各项指标都达到最大值。与0mg/L(清水对照)处理相比，喷施100mg/L矮壮素浓度后的茎粗、有效分枝分别增长了106.9％和98.9％，株高下降了15.3％。

3不同浓度矮壮素处理对工业大麻花叶干重(图5)、CBD含量(图6)和THC含量(图7)的影响

由图5和图6可知，随着矮壮素浓度的升高，工业大麻单株花叶干重和CBD含量呈先上升后下降趋势，但均显著高于0mg/L(清水对照)处理，在100mg/L矮壮素喷施处理下，工业大麻单株花叶干重和CBD含量达到最大值。与对照相比，喷施50mg/L、100mg/L、200mg/L和300mg/L矮壮素处理下工业大麻CBD含量分别增长了46.2％、72.5％、30.9％和22％，单株花叶干重分别增加了25.9％、62.3％、55.6％、43.12％。由图7可知，与对照相比，喷施50mg/L、100mg/L、200mg/L和300mg/L处理下工业大麻THC含量并没有显著提高。

4喷施矮壮素对工业大麻内源激素含量的影响见图8～图10

由图8可知，随着处理时间和次数的增加，无论喷施0mg/L(清水对照)，还是100mg/L矮壮素，工业大麻植株IAA含量均呈现不断上升的趋势。但是，100mg/L矮壮素处理下的IAA含量始终低于对照(0mg/L)处理。与对照相比，3次喷施处理后的IAA含量分别下降了49.8％、39.6％和16.8％。

由图9可知，随着处理时间和次数的增加，无论喷施0mg/L，还是100mg/L矮壮素，工业大麻植株ABA含量均呈现逐渐下降的趋势。同时，100mg/L矮壮素处理下的ABA含量始终高于对照处理。与对照相比，3次喷施处理后的ABA含量分别增加了37.9％、30.4％和43.6％。

由图10可知，随着处理时间和次数的增加，无论喷施0mg/L，还是100mg/L矮壮素，工业大麻植株GA3含量均呈现先上升后下降的趋势，但是100mg/L矮壮素处理下的GA3含量始终低于对照处理。与对照相比，3次喷施处理后的GA3含量分别下降了25.7％、10.9％和17.0％。

以上结果说明矮壮素CCC主要通过提高ABA含量，降低IAA和GA3含量来调控大麻植株生长发育、优化大麻株型提高大麻农艺性状，以及促进次生代谢物CBD含量的积累，从而达到提高CBD产量的目的。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

 

文章摘自国家发明专利，一种矮壮素在工业大麻种植中的应用及提高工业大麻大麻二酚产量的方法，发明人：杜光辉，蒋文素，杨阳，汤开磊，李家凤，欧阳文静；申请号：202410732850.4申请日：2024.06.06