摘 要：為探究多效唑處理對工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量的影響，以‘云麻8號’為試驗材料，設5個多效唑濃度（C0：0mg/L，C1：100mg/L，C2：200mg/L，C3：300mg/L，C4：400mg/L）和2個噴施時期（T1：旺長初期，T2：旺長中后期）處理，通過農(nóng)藝和產(chǎn)量性狀的測定分析，篩選對提高工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量最有效的多效唑噴施濃度和時期。結果表明，在農(nóng)藝性狀方面，T1時期噴施200mg/L多效唑對降低‘云麻8號’株高、增加莖粗和分枝數(shù)的作用最為顯著。在產(chǎn)量方面，T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的增加，花葉和莖稈產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢，其中，C2T1處理下，工業(yè)大麻的花葉產(chǎn)量最高，為3642.22kg/hm2。在CBD含量上，隨多效唑噴施濃度的升高，兩個時期均呈先上升后下降的趨勢，其中，T1時期，噴施200mg/L多效唑，CBD含量最高為3.53%。綜上，C2T1（200mg/L+旺長初期）為最佳處理組合，以上研究結果將為工業(yè)大麻花葉高產(chǎn)栽培提供理論參考。
關鍵詞：多效唑；處理濃度；噴施時期；農(nóng)藝性狀；花葉產(chǎn)量；CBD含量
大麻（Cannabis sativa L.）又稱漢麻、火麻，屬于大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）、雌雄異株的一年生草本植物[1]。工業(yè)大麻是不具備制毒價值的大麻品種類型，其植株中的致幻成分四氫大麻酚（THC）的質(zhì)量分數(shù)低于0.3%[2-3]。在我國，工業(yè)大麻主要作為一種纖維作物，被廣泛用于服裝、家居用品、無紡布、紙張等方面[4]。然而，隨著工業(yè)大麻中的非精神活性化合物大麻二酚（CBD）的開發(fā)運用[5-6]，工業(yè)大麻的花葉也受到了人們的關注[4]，其提取物用于醫(yī)療、美容和保健等領域[7]，人們對花葉用工業(yè)大麻的需求量越來越大，但是對其花葉高產(chǎn)種植的方法研究還不夠。所以，為了應對花葉用工業(yè)大麻CBD等藥用活性成分[8-10]開發(fā)之迫切需要，本研究采用一種植物生長調(diào)節(jié)劑——多效唑對工業(yè)大麻進行處理，以此探尋促進工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量積累的高效種植技術。多效唑簡稱PP333，是一種植物生長抑制劑[11]。多效唑的農(nóng)業(yè)應用價值在于它對作物生長的控制效應[12]，具有延緩植物生長，抑制莖稈伸長，縮短節(jié)間，促進植物分蘗、花芽分化，進而增加植物抗逆性能，提高產(chǎn)量等效果[13]。目前，多效唑已經(jīng)在谷子、水稻、高粱、大豆、馬鈴薯等作物中得到廣泛的應用。其中，魏世林等[14]研究表明，噴施多效唑可提高高粱的抗倒伏性，延緩葉片衰老，提高產(chǎn)量。湯紅玲[15]發(fā)現(xiàn)，多效唑能抑制馬鈴薯后期徒長，有防倒伏的作用。多效唑在麻類作物中也有報道，李智明[16]研究表明，多效唑能顯著降低亞麻株高，對亞麻產(chǎn)量有顯著影響。郭媛等[17]研究發(fā)現(xiàn)，亞麻快速生長期噴施100mg/L多效唑可在不影響其產(chǎn)量的前提下減輕倒伏危害，是較好的抗倒伏穩(wěn)產(chǎn)栽培措施。然而，多效唑在工業(yè)大麻中的研究鮮有報道，尤其是噴施濃度和時期對其農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和CBD含量等的影響不清楚。基于此，本研究通過田間試驗篩選出對工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量最適宜的多效唑濃度水平和噴施時期，以期為工業(yè)大麻花葉高產(chǎn)栽培提供理論參考。
1 材料與方法
1.1 實驗材料
以花葉用工業(yè)大麻品種‘云麻8號’為試驗材料，由云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所工業(yè)大麻育種團隊提供。
1.2 實驗設計
試驗于2021年在云南省曲靖市沾益區(qū)菱角鄉(xiāng)聶子洞村的云南漢晟豐工業(yè)大麻種植有限公司試驗基地（103.80°E，25.50°N）進行。供試土壤為黏土，含有機質(zhì)32.6g/kg、全氮1373mg/kg、全磷825mg/kg、全鉀2.52%。
小區(qū)面積30m2，所有小區(qū)基肥為“春果”生物有機肥（N+P2O5+K2O≥10%，有機質(zhì)≥10%），施用量為1500kg/hm2，穴施，折合每穴150g。采用塑料營養(yǎng)缽（規(guī)格88）進行簡易育苗，待大麻苗長到二葉（兩對真葉）一心期或15cm高度時，選擇長勢一至的大麻苗進行田間定植，移栽的行距為1.2m，株距為1m。追肥在旺長初期（約60cm高）進行，施用尿素150kg/hm2，穴施，折合每穴15g。
多效唑處理采用葉面噴施，以葉面表層形成一層水霧但不下滴為準，本研究中的多效唑為純度＞95%的粉劑（北京酷來搏科技有限公司生產(chǎn)）。多效唑噴施濃度處理，設C0（0mg/L，噴施等量清水）、C1（100mg/L）、C2（200mg/L）、C3（300mg/L）、C4（400mg/L）5個濃度水平。噴施時期處理，設T1（旺長初期，約70cm高）和T2（旺長中后期，約150cm高）2個噴施時期。試驗采用二因素隨機區(qū)組處理設計，如表1所示，共10個處理，每個處理3次重復，共30個小區(qū)。
表1 試驗的處理因素和編號
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多效唑濃度 Concentrations of polyazole |
多效唑噴施時期 Treatment periods of polyazole |
處理編號 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 指標測定及方法
在雄麻現(xiàn)蕾期,對小區(qū)內(nèi)所有雄麻植株進行收獲,經(jīng)自然曬干后,用電子天平分別稱量每株雄麻的花葉?麻稈的重量,結果取平均值,分別作為雄麻單株花葉重量和莖稈重量?在雌麻花葉收獲期收獲全部雌麻,測定其株高?莖粗?分枝數(shù)等農(nóng)藝性狀,并取平均值?其中,株高以大麻莖稈底部為起點,尖端為終點,用卷尺測量?莖粗用游標卡尺(精度0.01cm)測量距根基部0.8m處的主莖直徑?分枝數(shù)以主干莖底部第一個分支為起點,至莖尖端的所有長度大于20cm的分枝數(shù)目?雌麻的單株花葉和莖稈重量,測量指標和方法同雄麻?將每個小區(qū)內(nèi)所有雄麻和雌麻的花葉重量加在一起得到小區(qū)花葉產(chǎn)量,同樣方法得到小區(qū)莖稈產(chǎn)量,并將以上小區(qū)產(chǎn)量轉化為公頃產(chǎn)量?
在雌麻收獲期,每小區(qū)取所有雌麻主莖頂部花序(長15cm,含葉片),去除莖稈?籽實及其他雜質(zhì),自然曬干,經(jīng)粉碎混合后,取100g測定CBD含量?CBD含量的測定使用液相色譜法,參照NY/T 3252.1-2018《工業(yè)大麻種子第1部分:品種》[18]進行?
1.4 數(shù)據(jù)處理
使用Microsoft Excel 2021對收集的數(shù)據(jù)進行整理?計算?采用SPSS 26.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,試驗中多效唑對農(nóng)藝性狀?產(chǎn)量和CBD含量的影響采用多因素方差分析,各處理之間的比較采用DUNCAN(P<0.05)法,利用Origin 2021進行繪圖?
2 結果與分析
2.1 多效唑噴施濃度和時期對工業(yè)大麻農(nóng)藝性狀的影響
由圖1可知，多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’的株高有一定的影響，在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，‘云麻8號’的株高均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。其中，在T1時期，200mg/L的多效唑處理的植株最矮，為2.67m，與對照（C0T1）相比降低了8.77%。而在T2時期，200mg/L的多效唑處理的植株也是最矮的，為2.71m，與對照組（C0T2）相比降低了7.41%。但同是在200mg/L多效唑處理下，T1時期的‘云麻8號’株高比T2時期更矮。
多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’的莖粗和分枝數(shù)有顯著影響，在T1和T2時期，隨噴施濃度的升高，其莖粗和分枝數(shù)均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中，在T1時期，200mg/L的多效唑處理的‘云麻8號’莖粗達31.18mm，分枝數(shù)多達34.20個，分別比對照組（C0T1）提高了74.26%和25.74%；在T2時期，200mg/L的多效唑處理的‘云麻8號’效果也最為顯著，其莖粗為30.67mm，分枝數(shù)為33.13個，分別比對照組（C0T2）提高了53.98%和19.76%。然而，在相同濃度多效唑處理下，T1時期均比T2時期的效果顯著，其中200mg/L多效唑處理組在T1時期的莖粗和分枝數(shù)分別比T2時期提高了0.51mm和1.07個。
圖1 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’農(nóng)藝性狀的影響
不同小寫字母表示不同處理濃度間差異顯著（P<0.05），下同
2.2 多效唑噴施濃度和時期對工業(yè)大麻產(chǎn)量的影響
2.2.1 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’雄麻單株花葉和莖稈重量的影響
多效唑噴施能提高‘云麻8號’雄麻的單株重量，且效果顯著（見圖2）。在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，其單株花葉、莖稈重量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。其中，在T1時期，200mg/L多效唑處理的單株花葉重量最高為0.1897kg/株，比對照組（C0T1）提高了96.78%；同樣，200mg/L多效唑處理的單株莖稈重量最高為0.2948kg/株，比對照組（C0T1）提高了1.54倍。在T2時期，200mg/L多效唑處理對‘云麻8號’雄麻單株花葉重量和莖稈重量提高效果最為顯著，分別是0.1739kg/株和0.2749kg/株，其次是100mg/L多效唑處理組。
圖2 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’雄麻單株重量的影響
2.2.2 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’雌麻單株花葉重量和莖稈重量的影響
多效唑噴施顯著提高了‘云麻8號’雌麻的單株花葉重量和莖稈重量（見圖3）。在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，其單株重量變化趨勢呈現(xiàn)先上升后下降。其中，在T1時期，單株花葉重量和莖稈重量提高效果最顯著的是200mg/L多效唑處理組，分別可達0.7544kg/株和0.9056kg/株。在T2時期，200mg/L多效唑噴施對提高雌麻單株花葉重量和莖稈重量的作用效果也最顯著，分別為0.7107kg/株和0.8291kg/株，比對照組（C0T2）提高了1.02倍和0.69倍，其次是100mg/L處理組。
圖3 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’雌麻單株重量的影響
2.2.3 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’產(chǎn)量的影響
如圖4所示，多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’的花葉產(chǎn)量和莖稈產(chǎn)量影響顯著。在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，‘云麻8號’產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢。其中，在T1時期，花葉產(chǎn)量和莖稈產(chǎn)量最高的是200mg/L多效唑處理組，最低的是400mg/L多效唑處理組。在T2時期，多效唑噴施濃度對‘云麻8號’產(chǎn)量影響效果最顯著的也是200mg/L處理組，每公頃花葉產(chǎn)量和莖稈產(chǎn)量最高分別可達3427.7780kg和3671.1110kg，比對照組（C0T2）增長了67.30%和61.49%。然而，從總體上看，在T1時期噴施多效唑處理的植株總產(chǎn)量均比T2時期處理的高。
圖4 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’產(chǎn)量的影響
2.3 多效唑噴施濃度和時期對工業(yè)大麻CBD含量的影響
多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’雌株花葉的CBD含量有顯著影響（見圖5）。從總體上看，在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，其CBD含量呈先上升后下降的趨勢。在T1時期，噴施200mg/L的多效唑對CBD含量提高作用最顯著，為3.532%。而400mg/L多效唑處理組對‘云麻8號’的CBD含量影響不顯著。在T2時期，200mg/L多效唑處理組能顯著提高植株的CBD含量，其次是100mg/L多效唑處理組，且噴施200mg/L多效唑比噴施100mg/L多效唑處理的植株CBD含量高0.495%。從兩個時期來看，在T1時期噴施多效唑比T2時期噴施多效唑對提高植株的CBD含量作用要顯著，其中，在200mg/L多效唑處理下，T1時期的CBD含量比T2時期高了0.067%。
圖5 多效唑噴施濃度和時期對‘云麻8號’CBD含量的影響
3 討論
3.1 多效唑處理對工業(yè)大麻農(nóng)藝性狀的影響
農(nóng)藝性狀可直觀地反應出植株的外部形態(tài)變化[19]，而適宜的多效唑濃度對調(diào)節(jié)植物的農(nóng)藝性狀有重要的作用，能夠顯著降低株高，抑制莖稈伸長，促進植物分蘗，提高植株的產(chǎn)量[20-21]。本研究中，利用多效唑對花葉用工業(yè)大麻品種‘云麻8號’進行化學調(diào)控，改變植株的農(nóng)藝性狀，以期獲得良好株型，在大麻優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)中具有重要的意義。
李冬梅等[22]研究表明，在亞麻樅形末期噴灑50mg/L多效唑和現(xiàn)蕾期噴灑150mg/L多效唑，可明顯抑制植株生長，降低株高。曾成等[23]對西紅花進行化學調(diào)控研究，發(fā)現(xiàn)采用100mg/L外源多效唑處理能夠增大西紅花植株莖粗。魏世林等[14]在研究多效唑對高粱生長發(fā)育的影響中發(fā)現(xiàn)，噴施不同濃度的多效唑后，高粱株高均比對照降低，且植株分蘗數(shù)增加，在大田生產(chǎn)中，以拔節(jié)期噴施450～600mg/L多效唑的效果較好。本研究結果顯示，在‘云麻8號’旺長初期（T1）和旺長中后期（T2）噴施多效唑，隨噴施濃度的升高，其株高呈先下降后上升的趨勢，但總體上株高與對照組相比都有一定的矮化，而莖粗和分枝數(shù)隨噴施濃度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，總體上均比對照組要高。并且，C2T1處理組對抑制株高、增加莖粗和促進分枝數(shù)的作用效果最為顯著。
3.2 多效唑處理對工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量的影響
研究表明，多效唑能夠調(diào)節(jié)植物光合產(chǎn)物的流向，促進結實器官的形成[24]，增加植株的干物質(zhì)積累，從而增加產(chǎn)量。劉皖慧等[25]在研究苧麻產(chǎn)量時發(fā)現(xiàn)，葉面噴施多效唑對苧麻地上部生物產(chǎn)量的影響視不同品種而定，多效唑使得湘苧3號、川苧8號、大庸黃殼麻地上部生物產(chǎn)量增加，且表現(xiàn)出低濃度促進高濃度抑制的規(guī)律；而使得中苧1號、華苧4號和遵義團蔸麻生物產(chǎn)量減少?？芩?/font>[26]在馬鈴薯的研究中發(fā)現(xiàn)，多效唑對馬鈴薯的總薯數(shù)、有效薯數(shù)和總薯重沒有明顯促進作用，部分處理中還出現(xiàn)下降趨勢。魚冰星等[27]在多效唑對農(nóng)大8號谷子產(chǎn)量的影響研究結果中表明，多效唑處理后的谷子，千粒質(zhì)量、穗質(zhì)量和穗粒質(zhì)量均隨施藥濃度的增加呈先增高后降低的趨勢，分別在300、400mg/L時達到最大。本研究結果顯示，在T1和T2時期，無論是雄麻、雌麻的單株花葉和莖稈重量，還是‘云麻8號’總的花葉產(chǎn)量和莖稈產(chǎn)量，隨多效唑噴施濃度的升高，其產(chǎn)量均呈先升高后降低的趨勢，且在T1時期噴施多效唑比在T2時期噴施多效唑的植株產(chǎn)量高，其中花葉產(chǎn)量和莖稈產(chǎn)量最高的處理濃度是200mg/L。這與劉皖慧和魚冰星等[25-27]的研究結果相似，都表明適宜濃度的多效唑可促進植株產(chǎn)量的提高，高濃度的多效唑反而抑制了其產(chǎn)量或是對產(chǎn)量的促進效果不明顯。
3.3 多效唑處理對工業(yè)大麻CBD含量的影響
CBD是非成癮性物質(zhì)，在抗癲癇、神經(jīng)系統(tǒng)保護等方面有很高的藥用價值[28]，其含量是衡量工業(yè)大麻經(jīng)濟價值的重要指標之一，它主要存在于大麻的花葉中[29-30]，因此，利用多效唑提高工業(yè)大麻的花葉產(chǎn)量可以有效提高CBD的含量。
周日秀等[31]研究表明，噴施多效唑可以增加菜用甘薯葉片的可溶性蛋白和可溶性總糖含量；杜友等[32]研究發(fā)現(xiàn)，當多效唑濃度為1.0～2.0g/L時，管花肉蓯蓉中非結構性碳水化合物的含量和積累量均高于對照；王鼎豪[33]研究表明，各濃度的多效唑處理整體上促進了銀杏葉可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)的含量，尤其是100mg/L的處理效果最顯著。多效唑處理對工業(yè)大麻CBD含量的影響還未見報道，只有吳姍[34]利用乙烯利（ETH）、赤霉素（GA3）、激動素（KT）對工業(yè)大麻進行噴施處理，結果發(fā)現(xiàn)10、100和200mg/L的3種外源激素在工業(yè)大麻花期兩周或四周時噴施可顯著提高CBD含量，而在花期六周時噴施可顯著降低CBD含量或對CBD含量無影響。本研究中，CBD含量最高的是T1時期噴施200mg/L多效唑處理的植株，并且在T1和T2時期，隨多效唑噴施濃度的升高，‘云麻8號’的CBD含量呈先上升后下降的趨勢。這 與上述幾人的研究結果相似，表明一定濃度的多效唑可促進植物體內(nèi)化合物、營養(yǎng)物質(zhì)，甚至于次生代謝產(chǎn)物（CBD等）的合成。
4 結論
噴施多效唑能夠有效降低‘云麻8號’的株高，增加莖粗和分枝數(shù)，提高花葉產(chǎn)量、莖稈產(chǎn)量和CBD含量。除株高外，其他指標隨多效唑噴施濃度的增加，均呈先上升后下降的趨勢。其中，在旺長初期噴施200mg/L多效唑的作用效果最為顯著，是提高工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量的最佳處理組合。
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文章摘自：王珊珊，楊宇蕾，劉飛虎，楊陽，湯開磊，李濤，牛龍江，杜光輝．多效唑噴施濃度和時期對工業(yè)大麻花葉產(chǎn)量和CBD含量的影響[J/OL]．作物雜志.
