摘 要: 本发明公开了一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，涉及工业大麻种植技术领域，包括如下步骤：1)种植环境的选择：现代化玻璃温室或者塑料大棚环境；2)安装水肥一体化滴灌设备：包括定时系统、肥液罐、水泵、过滤器、主管道、分管道与压力补偿式滴头；3)种植：种植采用种子直播或移栽生根扦插苗；4)水肥一体化管理：出苗或移栽后采用水肥一体化滴灌设备供应水肥；水与肥料的供应量根据工业大麻植株的生长时期进行调整；5)适时采收。本发明的水肥一体化滴灌技术能显著减少工业大麻种植过程中化肥和灌水的投入。通过本发明种植的工业大麻可获得了极高的生物量，包括与大麻二酚(CBD)产量有关的花序产量，同时提高了花序中的CBD含量。
权利要求书
1.一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于,包括下列步骤:
1)种植环境的选择:现代化玻璃温室或者塑料大棚环境,透光通风良好；
2)安装水肥一体化滴灌设备:包括定时系统?肥液罐?水泵?过滤器?主管道?分管道与压力补偿式滴头,所述滴头的平均出水速率为10~20ml/min；
3)种植:种植基质选用0.5~20mm粒茎的泥炭土;泥炭土装于种植器皿;种植前2~3天将种植基质浇透水,然后进行种植;种植采用种子直播或移栽生根扦插苗；
4)水肥一体化管理:种子出苗或移栽完成后,将滴头的滴箭插入种植基质距离幼苗主茎5~10cm处;出苗或移栽后采用水肥一体化滴灌设备供应水肥;水与肥料的供应量根据工业大麻植株的生长时期进行调整；
5)适时采收:当50~70%工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时进行采收。
2.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述步骤2)中所述肥液罐中安装搅拌器,所述水泵接入定时系统?连通主管道,所述主管道的进口与肥液罐连通,所述主管道途经过滤器,所述过滤器连通分管道,所述分管道连通压力补偿式滴头。
3.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述泥炭土中添加珍珠岩,所述泥炭土与珍珠岩的质量比为2~3:1。
4.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述种植器皿为种植袋或种植盆中的一种;种植器皿的直径为30~50cm,种植器皿的高为30~50cm。
5.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述3)中采用种子直播时,每个种植器皿播种4~5粒种子,播种两周后进行间苗,每种植器皿中保留一株生长健壮植株;采用移栽生根扦插苗时选择根系发达?生长健壮的幼苗,每个种植器皿中移栽一株幼苗。
6.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述3)中种植后在白天温度控制25~30℃?夜间空气温度控制15~20℃,光照采用自然光照,空气湿度控制在50%~70%。
7.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于:所述4)中出苗或移栽后采用水肥一体化滴灌装置供应水肥,每1~2天灌溉一次;所述水肥中水溶肥的供应方式为每次灌溉时肥液罐中添加水溶肥,肥随水施;水溶肥的养肥含量与供应量因生长阶段调整,在幼苗期施用N:P2O5:K2O为19:19:19的水溶肥料,施用量为0.5~0.8g/天/株;在快速生长期施用N:P2O5:K2O比例为20:8:28的水溶肥料,施用量为0.8~1.0g/天;在开花成熟期施用N:P2O5:K2O比例为20:6:29的水溶肥料,施用量为1.2~1.7g/天。
8.如权利要求7所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,其特征在于,所述水肥中水的供应量为下列方式中的一种:
S1、滴灌至种植器皿底部有水渗出时停止；
S2、根据每日蒸发量与作物系数确定，其中，每株的水分供应量＝每日蒸发量×间隔天数×作物系数/灌溉效率；所述蒸发量通过蒸发测量仪确定，控制在2.0～3.5mm/天；
所述作物系数为根据生长阶段确定，苗期为0.2～0.4L/mm，快速生长期为0.5～0.7L/mm，开花期为0.8～1.0L/mm；灌溉效率为0.9。
9.如权利要求1所述的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，其特征在于：所述5)中采收方法为人工将花序从枝条上剪下，剔除长柄叶，然后将花絮装入尼龙网袋，置于通风干燥处晾干；
在晾晒场地充足的情况下，将枝条晾干后再人工摘下花序、剔除长柄叶。
技术领域
本发明涉及工业大麻种植技术领域，尤其涉及一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法。
背景技术
大麻(Cannabis Sativa L.)是大麻科大麻属一年生草本植物，在世界多地广泛种植。工业大麻是四氢大麻酚(THC)含量低于0.3％的大麻品种类型，其花序中含有多种有益大麻素，其中大麻二酚(CBD)在保健、医疗等方面有广阔的应用前景。目前我国以提取大麻素为目的的工业大麻种植主要在大田中开展，大田中生长的植株容易受到温度、光照、水分、养分等诸多因素的制约，花序中的大麻素含量低、稳定性差。
而在温室或大棚等设施栽培工业大麻可减少或避免不利环境因素的影响，能显著提高花序中的大麻素含量和稳定性，提高种植效益。现有设施栽培工业大麻中，通常是分开灌水和施肥，施肥频率低但单次使用量大，会出现土壤短时间内养肥过量而后期不足的问题，肥料利用率低。另外，现有设施栽培工业大麻还存在养肥供给与工业大麻不同生长阶段需求不匹配的问题，影响花序产量和大麻二酚含量的提高。
为了解决上述问题，亟需开发一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，解决现有种植中肥料利用率低、大麻中有益成分含量不高的问题。
本发明的方案是：
一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，包括下列步骤：
1)种植环境的选择：现代化玻璃温室或者塑料大棚环境，透光通风良好；
2)安装水肥一体化滴灌设备，包括定时系统、肥液罐、水泵、过滤器、主管道、分管道与压力补偿式滴头，所述滴头的平均出水速率为10～20ml/min；
3)种植：种植基质选用0.5～20mm粒茎的泥炭土；泥炭土装于种植器皿；种植前2～3天将种植基质浇透水，然后进行种植；种植采用种子直播或移栽生根扦插苗其中的一种；
4)水肥一体化管理：种子出苗或移栽完成后，将滴头的滴箭插入种植基质距离幼苗主茎5～10cm处；出苗或移栽后采用水肥一体化滴灌设备供应水肥；水与肥料的供应量根据工业大麻植株的生长时期进行调整；
5)适时采收，当50～70％工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时进行采收。
作为优选的技术方案，所述步骤2)中所述肥液罐中安装搅拌器，所述水泵接入定时系统、连通主管道，所述主管道的进口与肥液罐连通，所述主管道途经过滤器，所述过滤器连通分管道，所述分管道连通压力补偿式滴头。
作为优选的技术方案，所述泥炭土中添加珍珠岩，所述泥炭土与珍珠岩的质量比为2～3。
作为优选的技术方案，所述种植器皿为种植袋或种植盆中的一种；种植器皿的直径为30～50cm，种植器皿的高为30～50cm。
作为优选的技术方案，所述3)中采用种子直播时，每个种植器皿播种4～5粒种子，播种两周后进行间苗，每种植器皿中保留一株生长健壮植株；
采用移栽生根扦插苗时选择根系发达、生长健壮的幼苗，每个种植器皿中移栽一株幼苗。
作为优选的技术方案，所述3)中种植后在白天空气温度控制25～30℃、夜间空气温度控制15～20℃，光照采用自然光照，空气湿度控制在50％～70％。
作为优选的技术方案，所述4)中出苗或移栽后采用水肥一体化滴灌装置供应水肥，每1～2天灌溉一次；所述水肥中水溶肥的供应方式为每次灌溉时肥液罐中添加水溶肥，肥随水施；水溶肥的养肥含量与供应量因生长阶段调整，在幼苗期施用N:P2O5:K2O为19:19:19的水溶肥料，施用量为0.5～0.8g/天/株；在快速生长期施用N:P2O5:K2O比例为20:8:28的水溶肥料，施用量为0.8～1.0g/天；在开花成熟期施用N:P2O5:K2O比例为20:6:29的水溶肥料，施用量为1.2～1.7g/天。
作为优选的技术方案，所述水肥中水的供应量为下列方式中的一种：
S1、滴灌至种植器皿底部有水渗出时停止；
S2、根据每日蒸发量与作物系数确定，其中，每株的水分供应量(L)＝每日蒸发量×间隔天数×作物系数/灌溉效率；所述蒸发量通过蒸发测量仪确定，控制在2.0～3.5mm/天；
所述作物系数为根据生长阶段确定，苗期为0.2～0.4L/mm，快速生长期为0.5～0.7L/mm，开花期为0.8～1.0L/mm；灌溉效率为0.9。
作为优选的技术方案，所述5)中采收方法为人工将花序从枝条上剪下，剔除长柄叶，然后将花絮装入尼龙网袋，置于通风干燥处晾干；在晾晒场地充足的情况下，将枝条晾干下再人工摘下花序、剔除长柄叶。
本发明的优点：
本发明利用水肥一体化系统，将工业大麻不同生长阶段所需养分溶入灌溉水中施入，能显著提高肥料利用率，获得极高的大麻二酚(CBD)含量和产量；
本发明充分选择有利于工业大麻的生长环境，并配合水肥的施入，有利于工业大麻的生长，显著减少工业大麻种植过程中化肥和灌水的投入；通过本发明种植的工业大麻可获得了极高的生物量，包括与大麻二酚(CBD)产量有关的花序、叶片产量，同时提高了花序及叶片中的CBD含量，解决了大麻二酚产量低的问题，从而实现了规模化的推广，大大提高了工业大麻的经济价值。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
以下实施例中设施环境条件均为：昆明市晋宁区的GAP现代玻璃温室进行，该设施温室为玻璃温室，温室内有电源、自来水等保证稳定的供水。有通风机、空调调节室内温度及大气含量。室内高度7m，种植区域为可移动的苗床，苗床距地面80cm，苗床长20m，宽1.5m。
实施例1：
本实施例的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，包括以下步骤：
1)种植材料：由云麻8号雌株母本植株得到的生根扦插苗。
2)安装水肥一体化设备：水肥一体化设备包括定时系统、肥液罐、水泵、过滤器、主管道、分管道和压力补偿式滴头。肥液罐为PVC材质，容积为200L，采用人工加注水的方式加水。主管道由肥液罐引出，分别连接水泵和过滤器。水泵与定时系统连接，实现定时开关。过滤器后，主管上通过连接压力补偿式滴头，滴头的出水速率为10ml/min。一共安装15个滴头，每个滴头为1个植株供应水肥。
3)种植：种植基质选用泥炭土，装入高50cm、直径50cm的纺织种植袋中。种植袋排放在苗床上，左右距离约60cm，前后距离100cm。种植前将基质浇透水，每袋移栽一株雌性工业大麻扦插植株，移栽后将滴头放置于距离植株10cm处。在随后的一周内观察植株生长状况，及时对死亡植株进行补栽。
4)水肥一体化管理:移栽缓苗1周后根据工业大麻的生长时期及天气变化情况进行水肥管理。每隔1 2天灌溉一次。每株的水分供应量=每日蒸发量×间隔天数×作物系数/灌溉效率,其中,温室的每日蒸发量平均为2.7mm/天,灌溉效率为0.9,作物系数苗期使用0.3L/mm,快速生长期为0.5L/mm,开花期为1.0L/mm。根据天气情况,苗期灌溉水量在500 1250ml/株/天,营养生长期灌溉水量在2000 6000mL/株/天,开花期灌溉水量在6000 10000mL/株/天种植期。间施用肥料均先溶于水,随水供应苗期施用氮磷钾(N:P2O5:K2O)比例为19:19:19的肥料,施肥量为0.5g/天/株,壮苗发育期施用氮磷钾比例为20:8:28的肥料,施肥量为0.8g/天/株,开花成熟期期施用氮磷钾比例为20:6:29的肥料,施肥量为0.6g/天/株。
5)适时采收:50 70%工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时,将植株从基部剪断,人工摘下花序并提出长柄叶后装入尼龙网袋,置于通风干燥避雨处晾干。
6)采收后花叶中的CBD含量和产量
采用本实施案例的水肥一体化种植方法后,花絮中CBD(平均)含量达到2.55%;花叶中CBD(平均)产量达6kg/mu,CBD含量是农户露天种植(花絮中CBD含量为1.33%)的1.92倍,每亩CBD产量是农户露天种植的2~3倍。
实施例2:
本实施例的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,包括以下步骤:
1)种植材料:由云麻8号雌株母本植株得到的生根扦插苗。
2)安装水肥一体化设备:水肥一体化设备包括定时系统?肥液罐?水泵?过滤器?主管道?分管道和压力补偿式滴头?肥液罐为PVC材质,容积为200L,采用人工加注水的方式加水。主管道由肥液罐引出，分别连接水泵和过滤器。水泵与定时器连接,实现定时开关。过滤器后,主管上通过连接压力补偿式滴头,滴头的出水速率为20ml/min。一共安装15个滴头,滴头出口接一个二分水器,后接两个滴箭满足一株的水肥供应。
3)种植:种植基质选用泥炭土,泥炭土中拌入1/3珍珠岩后转入种植塑料盆。种植盆高50cm?直径40cm。种植盆放置在苗床上,左右距离约60cm,前后距离100cm。种植前将基质浇透水,每袋移栽一株雌性工业大麻扦插植株,移栽后将滴箭插入距离植株10cm处的基质中。在随后的一周内观察植株生长状况,及时对死亡植株进行补栽。
4)水肥一体化管理:移栽缓苗1周后根据工业大麻的生长时期及天气变化情况进行水肥管理。每隔1 2天灌溉一次。每株的水分供应量=每日蒸发量×间隔天数×作物系数/灌溉效率,其中,温室的每日蒸发量平均为2.7mm/天,灌溉效率为0.9,作物系数苗期使用0.3L/mm,快速生长期为0.5L/mm,开花期为1.0L/mm。根据天气情况设定用水量,苗期用水量在500 1250mL/株/天,营养生长期用水量在2000 6000mL/株/天,用水量在6000 10000mL/株/天。每次灌水时均将水溶肥溶于水中施用,苗期施用氮磷钾比例为19:19:19的肥料,施肥量为0.75g/天/株,壮苗发育期施用氮磷钾比例为20:8:28的肥料,施肥量为1.25g/天/株,开花成熟期期施用氮磷钾比例为20:6:29的肥料,施肥量为0.95g/天/株。
5)适时采收:50 70%工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时,将植株从基部剪断,剪下带有花序的枝条,倒挂在通风干燥避雨处晾干。晾干后人工讲将花序摘下,剔除长柄叶后装入网袋中贮存。
6)采收后花叶中的CBD含量和产量
采用本实施案例的水肥一体化种植方法后,花絮中CBD含量达到2.09%;花叶中CBD产量达5.11kg/mu,CBD含量是农户露天种植的1.57倍,每亩CBD产量是农户露天种植的1.5~2.5倍。
实施例3:
本实施例的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,包括以下步骤:
1)供试材料:云麻8号种子。
2)安装水肥一体化设备:水肥一体化设备包括定时系统?肥液罐?水泵?过滤器?主管道?分管道和压力补偿式滴头。肥液罐为PVC材质,容积为200L,采用人工加注水的方式加水。主管道由肥液罐引出,分别连接水泵和过滤器。水泵与定时器连接,实现定时开关。过滤器后,主管上通过连接压力补偿式滴头,滴头的出水速率为20ml/min。一共安装15个滴头,滴头出口接一个二分水器,后接两个滴箭满足一株的水肥供应。
3)种植:种植基质选用泥炭土,装入高50cm?直径50cm的纺织种植袋中。种植袋排放在苗床上,左右距离约60cm,前后距离100cm。种植前将基质浇透水,种植时每袋播种饱满工业大麻种子5粒。出苗后于2叶1心期间苗,每袋留健壮幼苗1株。间苗后将滴箭插入距离幼苗10cm处。
4)去除雄株:种子直播种植的工业大麻有雌性植株及雄性植株,一般情况下播种种植的雌雄比例为1:1,雌性工业大麻无法从外观性状上辨别性别,只有在开花时观察其花蕾性状辨别性别。通常雄性工业大麻植株会先开花,开花散粉前及时去除雄性工业大麻,避免对雌性授粉。
5)水肥一体化管理:每次灌溉至种植盆底部有水渗出。根据天气情况设定用水量,苗期灌溉水量在500 1250mL/株/天,营养生长期灌溉水量在2000 6000mL/株/天,开花期灌溉水量在6000 10000mL/株/天。工业大麻种植期间各生长时期施用肥料均先溶于水,随水供应:苗期施用氮磷钾比例为19:19:19的肥料,施肥量为0.75g/天/株,壮苗发育期施用氮磷钾比例为20:8:28的肥料,施肥量为1.25g/天/株,开花成熟期期施用氮磷钾比例为20:6:29的肥料,施肥量为0.95g/天/株。
6)适时采收:50 70%工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时,将植株从基部剪断,剪下带有花序的枝条,倒挂在通风干燥避雨处晾干。晾干后人工讲将花序摘下,剔除长柄叶后装入网袋中贮存。
7)采收后花叶中的CBD含量和产量
采用本实施案例的水肥一体化种植方法后,花絮中CBD含量达到2.33%;花叶中CBD产量达4.65kg/mu,CBD含量是农户露天种植的1.75倍,每亩CBD产量是农户露天种植的1~2倍。
实施例4:
本实施例的一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法,包括以下步骤:
1)种植材料:由云麻8号雌株母本植株得到的生根扦插苗。
2)安装水肥一体化设备:水肥一体化设备包括定时系统?肥液罐?水泵?过滤器?主管道?分管道和压力补偿式滴头?肥液罐为PVC材质,容积为200L,采用人工加注水的方式加水。主管道由肥液罐引出,分别连接水泵和过滤器。水泵与定时器连接,实现定时开关。过滤器后,主管上通过连接压力补偿式滴头,滴头的出水速率为20ml/min。一共安装15个滴头,滴头出口接一个二分水器,后接两个滴箭满足一株的水肥供应。
3)种植:种植基质选用泥炭土,泥炭土中拌入1/3珍珠岩后转入种植塑料盆。种植盆高50cm?直径40cm。种植盆放置在苗床上,左右距离约60cm,前后距离100cm。种植前将基质浇透水,每袋移栽一株雌性工业大麻扦插植株,移栽后将滴箭插入距离植株10cm处的基质中。在随后的一周内观察植株生长状况,及时对死亡植株进行补栽。
4)水肥一体化管理方法的对比实验:移栽缓苗1周后根据工业大麻的生长时期及天气变化情况进行水肥管理。每隔1 2天灌溉一次。每株的水分供应量=每日蒸发量×间隔天数×作物系数/灌溉效率,其中,温室的每日蒸发量平均为2.7mm/天,灌溉效率为0.9,作物系数苗期使用0.3L/mm,快速生长期为0.5L/mm,开花期为1.0L/mm。根据天气情况设定用水量,苗期用水量在500 1250mL/株/天,营养生长期用水量在2000 6000mL/株/天,用水量在6000 10000mL/株/天每次灌水。时均将水溶肥溶于水中施用。
用肥情况为:
方案一:苗期施用氮磷钾比例分别为17:17:17的肥料,施肥量为0.75g/天/株,壮苗发育期施用氮磷钾比例为10:8:35的肥料,施肥量为1.25g/天/株,开花成熟期期施用氮磷钾比例为10:8:35的肥料,施肥量为0.95g/天/株。
方案二:苗期施用氮磷钾比例分别为19:19:19的肥料,施肥量为0.75g/天/株,壮苗发育期施用氮磷钾比例为20:8:28的肥料,施肥量均1.25g/天/株,开花成熟期期施用氮磷钾比例为20:6:29的肥料,施肥量为0.95g/天/株。
方案三:农户常规种植模式,移栽时施用市售15 15 15复合肥20kg/亩,追肥施用尿素8.5kg/亩,生长过程中不使用滴灌系统灌溉
5)适时采收:50 70%工业大麻植株雌蕊转变为棕红色时,将植株从基部剪断,剪下带有花序的枝条,倒挂在通风干燥避雨处晾干。晾干后人工讲将花序摘下,剔除长柄叶后装入网袋中贮存。
6)采收后花叶中的CBD含量和产量
采用本实施案例的水肥一体化种植方法后,花叶中的CBD含量和产量情况详见下表1:
表1 滴管不同肥料情况下花叶中的CBD含量和产量
滴管方案一的肥料,花絮中CBD含量为1.58%,花叶中CBD产量为4.08kg/mu,比方案二花絮中CBD含量降低24.4%,花叶中的CBD产量降低20.16%。
滴灌方案二的肥料,花絮中CBD含量达到2.09%;花叶中CBD产量达5.11kg/mu,CBD含量是农户露天种植的1.5倍,每亩CBD产量是农户露天种植的2.63倍。
从以上分析结果可知,19:19:19?20:8:28?20:6:29三个配方的大量元素水溶肥应用于温室水肥一体化种植雌工业大麻,相较于其他常规大量元素水溶肥(17:17:17和10:8:35)及户外农户的常规施肥(尿素8.5kg/mu+15 15 15复合肥20kg/mu)能显著提升工业大麻花絮中CBD含量和每亩花叶中的CBD产量,经济效益明显。
以上显示和描述了本发明的基本原理?主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
文章摘自国家发明专利，一种水肥一体化滴灌种植工业大麻的方法，陈月舞，汤开磊，马航，匡家灵，欧阳文静，陈旭，徐若，蒋伟志，边涛，杨洋，申请号，202411274005.3，申请日，2024.09.12。
