作者：張曉艷等
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發(fā)布時(shí)間：2021-10-27
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[麻進(jìn)展]3個(gè)國(guó)外引進(jìn)工業(yè)大麻品種在輕、中度鹽堿土生長(zhǎng)發(fā)育特性的研究
摘 要：以3個(gè)國(guó)外引進(jìn)工業(yè)大麻品種格列西亞(V1)、金刀15(V2)和格里昂(V3)為試驗(yàn)品種，研究了在輕、中度鹽堿條件下工業(yè)大麻的生長(zhǎng)特性、葉面積、干物質(zhì)重以及原莖產(chǎn)量。結(jié)果表明，不同品種的株高、莖粗、根長(zhǎng)、根體積、葉面積及干物質(zhì)重隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化趨勢(shì)，輕度鹽堿土高于中度鹽堿土，差異顯著；在鹽堿土脅迫條件下，V1的生長(zhǎng)發(fā)育特性優(yōu)于V2和V3，中度鹽堿脅迫V1的原莖產(chǎn)量最高，V2比V1和V3分別減少4.34t/hm2和0.74t/hm²，差異顯著；結(jié)論，V1的抗鹽堿性最強(qiáng)，V2最差。
關(guān)鍵詞：工業(yè)大麻；鹽堿脅迫；生長(zhǎng)發(fā)育特性
大麻(Cannabis sativa L)別名漢麻、寒麻、魁麻、火麻、線麻等，是大麻科、大麻屬、大麻種一年生草本植物，通常為雌雄異株，偶爾有雌雄同株，是人類最早種植的經(jīng)濟(jì)作物之一，幾千年來(lái)一直是纖維、食品和醫(yī)藥的重要來(lái)源[1]。而工業(yè)大麻是指其THC(四氫大麻酚)含量低于0.3%的大麻品種[2]，其纖維可用于紡織，具有吸濕、透氣、耐熱、防紫外線、抗靜電、抑菌等特點(diǎn)[3]；其籽粒含有豐富的蛋白質(zhì)和不飽和脂肪酸，可作為食品和飼料[4]；其桿芯纖維可以用做造紙和建筑材料；其花、葉和根，可以提取其中的有效成分用于制藥等，總之，工業(yè)大麻渾身是寶具有較好的開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值[5]。
鹽堿地是鹽類聚集的一個(gè)種類，鹽堿脅迫處理下，植物的生長(zhǎng)發(fā)育狀況受到明顯抑制作用，通常表現(xiàn)為植物生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，植株矮小、葉片發(fā)黃、干枯或脫落，甚至死亡[6]。黑龍江省約有66.7萬(wàn)hm²的鹽堿地，并且呈逐年遞增的趨勢(shì)[7]，這使黑龍江省農(nóng)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。工業(yè)大麻種植簡(jiǎn)便、適應(yīng)性好、抗性強(qiáng)，種植成本較低[8]，現(xiàn)已成為黑龍江省農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的作物之一。盡管目前其它作物耐鹽機(jī)制研究較多，但在工業(yè)大麻耐鹽堿脅迫方面研究極少，嚴(yán)重影響了工業(yè)大麻在鹽堿地的推廣種植。本試驗(yàn)主要研究不同鹽堿脅迫下，對(duì)引進(jìn)工業(yè)大麻品種的株高、莖粗、根長(zhǎng)、根體積、葉面積干物質(zhì)重、纖維產(chǎn)量的影響，從而篩選出適合鹽堿地種植的高產(chǎn)纖維型工業(yè)大麻品種，解決鹽堿地種植工業(yè)大麻纖維產(chǎn)量低、品質(zhì)差的問(wèn)題，以期為工業(yè)大麻高產(chǎn)高效栽培技術(shù)及育種奠定理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1供試品種及土壤
品種是黑龍江省科學(xué)院大慶分院從烏克蘭引進(jìn)的工業(yè)大麻品種格列西亞(V1)、金刀15(V2)、格里昂(V3)。供試土壤取至黑龍江省科學(xué)院大慶分院試驗(yàn)田，輕度鹽堿土（PH值8.0，含鹽量0.13%,主要成分是NaHCO3和NaCO3），中度鹽堿土（pH值8.7，含鹽量0.21%，主要成分是NaHCO3和NaCO3）。
1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)
二因素試驗(yàn)，3個(gè)品種，2種土壤，共6個(gè)處理，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種3盆，共54盆，隨機(jī)區(qū)組排列。試驗(yàn)所選盆高30m，上直徑30cm，下直徑為26cm的塑料盆。土壤風(fēng)干后過(guò)2mm篩，裝盆，每盆裝土12.5kg，施基肥3.2g/盆，相當(dāng)于每公頃施肥450kg。將大麻種子均勻的擺在盆內(nèi)，人工覆土1cm，種植密度是每平方米450粒。出苗前后用水澆灌，其它管理同大田。
1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法
株高、莖粗、根長(zhǎng)、根體積等指標(biāo)采用直接測(cè)量法，干物重采用烘干法，分別在苗期、快速生長(zhǎng)期、開(kāi)花期及工藝成熟期，在每一處理內(nèi)選取有代表性植株10株進(jìn)行測(cè)量。然后將根、莖、葉分開(kāi)，鮮樣在105℃烘箱中殺青30min，65℃烘干、稱重。
葉面積采用干重法，分別在苗期、快速生長(zhǎng)期、開(kāi)花期及工藝成熟期，在每一處理內(nèi)選取有代表性植株10株，將葉片用打孔器打100片小葉，然后小葉和剩余葉片在105℃烘箱中殺青30min，65℃烘干、稱重，用于計(jì)算葉面積。
1.4數(shù)據(jù)分析
用Excel2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制，用SPSS20軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2試驗(yàn)結(jié)果
2.1工業(yè)大麻的原莖產(chǎn)量
鹽堿土脅迫對(duì)工業(yè)大麻原莖產(chǎn)量的影響如圖1所示，3個(gè)工業(yè)大麻品種均隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化規(guī)律，中度鹽堿土的原莖產(chǎn)量比輕度鹽堿土降低了0.57~2.02t/hm²，差異顯著。不同鹽堿土脅迫下3個(gè)工業(yè)大麻品種間的原莖產(chǎn)量差異顯著，輕度鹽堿土V1的原莖產(chǎn)量比V2和V3分別提高64.15%和38.69%；中度鹽堿土V2的原莖產(chǎn)量最低，V1的原莖產(chǎn)量最高，V2比V1和V3分別減少4.34t/hm²和0.74t/hm²。由以上分析可知，V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
圖1 鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻原莖產(chǎn)量的影響
2.2工業(yè)大麻的生長(zhǎng)特性
2.2.1株高、莖粗
一般情況下，工業(yè)大麻的株高越高，莖粗越粗，植株的纖維產(chǎn)量越高，因此株高、莖粗是評(píng)價(jià)工業(yè)大麻纖維產(chǎn)量的重要指標(biāo)[9]。如表1所示，苗期至工藝成熟期3個(gè)工業(yè)大麻品種的株高和莖粗均隨著生育進(jìn)程呈增加的趨勢(shì)，輕度鹽堿土株高增加57.35~107.90cm、莖粗增加了0.24~0.30cm；中度鹽堿土株高增加54.45~114.83cm、莖粗增加了0.17~0.30cm。鹽堿土脅迫對(duì)工業(yè)大麻的株高和莖粗具有明顯的抑制作用，均表現(xiàn)為隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的趨勢(shì)，并且3個(gè)工業(yè)大麻品種的變化趨勢(shì)基本一致。由苗期至工藝成熟期，中度鹽堿土脅迫下V1、V2和V3的株高和莖粗比輕度鹽堿土分別降低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、開(kāi)花期和工藝成熟期差異顯著，莖粗在各生育時(shí)期均差異顯著。工藝成熟期輕度鹽堿土脅迫下V2和V3的株高和莖粗比V1分別降低34.33cm、17.17cm和0.08cm、0.03cm，中度鹽堿土脅迫下V2和V3的株高和莖粗比V1分別降低57.67cm、53.17cm和0.17cm、0.07cm，品種間差異顯著。以上分析可知，V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
2.2.2根長(zhǎng)、根體積
見(jiàn)表2，在鹽堿脅迫下，苗期至工藝成熟期3個(gè)工業(yè)大麻品種的根長(zhǎng)和根體積均隨著生育進(jìn)程呈增加的趨勢(shì)，但在各生育時(shí)期卻隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化規(guī)律，中度鹽堿土的根長(zhǎng)和根體積從苗期至工藝成熟期比輕度鹽堿土降低3.32%~37.72%和15.38%~74.29%，差異顯著。在工藝成熟期V1的根長(zhǎng)和根體積與V2差異顯著，輕度鹽堿土脅迫下V1的根長(zhǎng)和根體積比V2和V3分別提高2.25cm、2.00cm和0.25mL、0.38mL；中度鹽堿土V1的根長(zhǎng)和根體積最大，V3的根長(zhǎng)和根體積最小，V1的根長(zhǎng)和根體積比V2和V3分別增加3.72cm、0.48cm和0.44mL、0.12mL。由以上分析可知，V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
表1 鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻株高和莖粗的影響 cm
|
項(xiàng)目
|
處理
|
品種
|
苗期
|
快速生長(zhǎng)期
|
開(kāi)花期
|
工藝成熟期
|
|
|
|
V1
|
29.767a
|
48.600a
|
83.533a
|
134.667a
|
|
|
輕度鹽堿脅迫
|
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
|
|
|
中度鹽堿脅迫
|
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
|
|
|
輕度鹽堿脅迫
|
V2
|
0.225b
|
0.335b
|
0.367a
|
0.467b
|
|
莖粗
|
|
V3
|
0.222c
|
0.380c
|
0.430b
|
0.520c
|
|
|
|
V1
|
0.200d
|
0.270d
|
0.400ab
|
0.500d
|
|
|
中度鹽堿脅迫
|
V2
|
0.160e
|
0.233e
|
0.323c
|
0.363e
|
|
|
|
V3
|
0.200d
|
0.260f
|
0.380a
|
0.433f
|
注：不同字母表示處理間差異顯著(P＜0.05)，下同
表2 鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻根長(zhǎng)和根體積的影響cm，mL
|
項(xiàng)目
|
處理
|
品種
|
苗期
|
快速生長(zhǎng)期
|
開(kāi)花期
|
工藝成熟期
|
|
|
|
V1
|
9.933a
|
11.267a
|
14.200a
|
16.567a
|
|
|
輕度鹽堿脅迫
|
V2
|
11.625b
|
12.100b
|
13.760b
|
14.320b
|
|
根長(zhǎng)
|
|
V3
|
10.000a
|
10.367c
|
14.567a
|
15.067c
|
|
|
|
V1
|
7.033c
|
10.533cd
|
11.733c
|
15.050cd
|
|
|
中度鹽堿脅迫
|
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
|
|
|
輕度鹽堿脅迫
|
V2
|
0.210b
|
0.347a
|
0.573b
|
1.570b
|
|
根體積
|
|
V3
|
0.234ab
|
0.463b
|
0.670c
|
1.700c
|
|
|
|
V1
|
0.123c
|
0.217c
|
0.660d
|
1.520d
|
|
|
中度鹽堿脅迫
|
V2
|
0.054d
|
0.180cd
|
0.327e
|
1.080e
|
|
|
|
V3
|
0.076cde
|
0.193ce
|
0.510f
|
1.400f
|
2.2.3葉面積
作物葉片是截獲光能和光合作用的主要器官其與產(chǎn)量關(guān)系最密切、變化最大，同時(shí)又是相對(duì)較易控制的一個(gè)因素，許多增產(chǎn)措施，像合理密植、水肥等農(nóng)業(yè)技術(shù)措施，之所以能起到顯著增產(chǎn)的效果，主要在于適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大了作物的葉面積。葉面積過(guò)小，光能利用率低，葉面積過(guò)大會(huì)導(dǎo)致作物群體內(nèi)透光差，最終會(huì)影響作物的光合作用和產(chǎn)量[10]。如圖2所示，苗期至工藝成熟期3個(gè)工業(yè)大麻品種的葉面積均隨著生育進(jìn)程呈增加的趨勢(shì)，輕度鹽堿土葉面積增加了531.94cm²~711.67cm²；中度鹽堿土葉面積增加了520.40cm²-861.44cm²。鹽堿土脅迫對(duì)工業(yè)大麻的葉面積具有明顯的抑制作用，均表現(xiàn)為隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化趨勢(shì)，差異顯著。由苗期至工藝成熟期，中度鹽堿土脅迫下V1、V2和V3的葉面積比輕度鹽堿土分別降低3.07%~56.69%，27.60%~61.82%、9.96%~60.95%；苗期至工藝成熟期不同鹽堿土脅迫下V1的葉面積明顯高于V2，略高于V3，品種之間的葉面積差異顯著，工藝成熟期輕度鹽堿土脅迫下V2和V3的葉面積比V1分別降低111.39cm²、51.04cm²，中度鹽堿土脅迫下V2和V3的葉面積比V1分別降低368.88cm²、120.21cm²。以上分析可知V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
圖2 鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻葉面積的影響
2.3干物質(zhì)重
由表3可知，苗期至工藝成熟期3個(gè)工業(yè)大麻品種的莖葉干重隨著生育進(jìn)程呈增加的趨勢(shì)，且每個(gè)生育時(shí)期莖葉干重均隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化規(guī)律，中度鹽堿土的莖葉干重比輕度鹽堿土降低了10.34%~71.23%和24.24%~75.61%，差異顯著。工藝成熟期不同鹽堿土脅迫下3個(gè)工業(yè)大麻品種間的莖葉干重差異顯著，輕度鹽堿土V1的莖葉干重比V2和V3分別提高64.16%、54.01%和47.46%、37.81%；中度鹽堿土V2的莖葉干重最低，V1的莖葉干重最高，V2比V1和V3分別減少87.16%、38.33%和63.19%、32.89%。由以上分析可知，V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
苗期至工藝成熟期3個(gè)工業(yè)大麻品種的根干重均隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化趨勢(shì)見(jiàn)表3，輕度鹽堿土的根干重比中度鹽堿土提高22.83%~76.04%，差異顯著。不同鹽堿脅迫下，V1的根干重與V2差異顯著。在工藝成熟期，輕度鹽堿土V1的根干重比V2和V3分別提高35.56%和25.26%；中度鹽堿土V1的根干重最高，V2的根干重最低，V1的根干重比V2和V3分別提高79.37%和37.22%。由以上分析可知，V1品種的抗鹽堿性最好，V2最差。
表3 鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻干物重的影響 g
|
處理
|
品種
|
干重
|
苗期
|
快速生長(zhǎng)期
|
開(kāi)花期
|
工業(yè)成熟期
|
|
|
V1
|
莖
|
0.219a
|
0.250a
|
0.983a
|
4.110a
|
|
|
|
葉
|
0.471a
|
0.479a
|
1.229a
|
2.166a
|
|
|
|
根
|
0.030a
|
0.048a
|
0.079a
|
0.289a
|
|
輕度鹽堿土
|
V2
|
莖
|
0.062b
|
0.345b
|
0.636b
|
1.473b
|
|
|
|
葉
|
0.206b
|
0.529b
|
0.591b
|
1.138b
|
|
|
|
根
|
0.016b
|
0.043b
|
0.078a
|
0.192b
|
|
|
V3
|
莖
|
0.160c
|
0.328c
|
0.804c
|
1.890c
|
|
|
|
葉
|
0.297c
|
0.527bc
|
0.936c
|
1.347c
|
|
|
|
根
|
0.013c
|
0.038c
|
0.067b
|
0.216c
|
|
|
V1
|
莖
|
0.063bd
|
0.114d
|
0.348d
|
3.685d
|
|
|
|
葉
|
0.161d
|
0.273d
|
0.612bd
|
1.641d
|
|
|
|
根
|
0.017bd
|
0.026d
|
0.057c
|
0.223cd
|
|
中度鹽堿土
|
V2
|
莖
|
0.024e
|
0.100de
|
0.379de
|
0.473e
|
|
|
|
葉
|
0.080e
|
0.129e
|
0.407e
|
0.604e
|
|
|
|
根
|
0.007ce
|
0.018ce
|
0.041d
|
0.046e
|
|
|
V3
|
莖
|
0.058bf
|
0.127df
|
0.701f
|
0.767f
|
|
|
|
葉
|
0.125f
|
0.418f
|
0.579ef
|
0.900f
|
|
|
|
根
|
0.009f
|
0.025df
|
0.049a
|
0.140f
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3結(jié)論與討論
土地鹽堿化是危害當(dāng)今全球農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要因素之一，對(duì)植物的種子萌發(fā)、生長(zhǎng)發(fā)育以及基因表達(dá)都會(huì)造成不同程度的影響[11,12]。鹽脅迫下，工業(yè)大麻的葉片呈現(xiàn)不同程度萎蔫癥狀，隨時(shí)間延長(zhǎng)有加重趨勢(shì)，同時(shí)葉片周邊伴有發(fā)黃癥狀[13]，胡華冉等進(jìn)一步證實(shí)，隨著鹽脅迫程度及鹽脅迫時(shí)間的增加，大麻生長(zhǎng)減緩、株高下降，甚至停止生長(zhǎng)發(fā)育。并且在鹽堿脅迫下工業(yè)大麻的植株干重、根長(zhǎng)、葉綠素含量、根冠比和含水量降低[14]。然而國(guó)內(nèi)僅有極少科研工作者對(duì)工業(yè)大麻種子萌發(fā)和苗期的抗鹽堿性做過(guò)研究[13-15]，全生育期內(nèi)，鹽堿土對(duì)工業(yè)大麻生長(zhǎng)發(fā)育的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)研究表明，苗期至工藝成熟期，工業(yè)大麻的株高、莖粗、根長(zhǎng)、根體積、葉面積及莖、葉、根干重隨著生育進(jìn)程呈增加的趨勢(shì)；不同工業(yè)大麻品種的株高、莖粗、根長(zhǎng)、根體積、葉面積及莖、葉、根干重隨著土壤鹽堿濃度的提高呈降低的變化趨勢(shì)，輕度鹽堿土高于中度鹽堿土，差異顯著；在鹽堿土脅迫條件下，V1的生長(zhǎng)發(fā)育特性優(yōu)于V2和V3，而V3又優(yōu)于V2；輕、中度鹽堿脅迫V1原莖產(chǎn)量最高，V2的原莖產(chǎn)量最低，差異顯著；中度鹽堿脅迫下，V2比V1和V3分別減少了4.34t/hm²和0.74t/hm²；綜合分析結(jié)果表明，V1的抗鹽堿性最強(qiáng)，V2最差，V3次之。
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文章摘自 張曉艷,曹焜,韓承偉,王曉楠,孫宇峰.3個(gè)國(guó)外引進(jìn)工業(yè)大麻品種在輕、中度鹽堿土生長(zhǎng)發(fā)育特性的研究[J/OL].東北農(nóng)業(yè)科學(xué):1-7[2021-10-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/22.1376.S.20210517.1226.008.html.
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