摘  要：以單雌性工業(yè)大麻“云麻雌1號(hào)”作為對(duì)象，研究不同雌雄配比（雄株比例為10%、20%和30%）種植模式下種植密度（5210、10420、15630株/hm2）對(duì)麻籽和麻糠產(chǎn)量的影響，進(jìn)而探討單雌性工業(yè)大麻用于籽糠兼用的生產(chǎn)模式。結(jié)果表明,在同一雌雄比例下，種植密度越大，麻籽、麻糠、麻稈及大麻二酚（CBD）理論產(chǎn)量越高；在最大種植密度15630株/hm2下，20%雄株率下的麻籽、麻糠、麻稈及CBD理論產(chǎn)量均高于10%和30%雄株率的產(chǎn)量，其麻籽產(chǎn)量為5738.02kg/hm2，麻糠產(chǎn)量為6087.14kg/hm2，麻稈產(chǎn)量為9396.35kg/hm2，CBD理論產(chǎn)量127.58kg/hm2。在單雌性工業(yè)大麻“云麻雌1號(hào)”籽糠生產(chǎn)實(shí)踐中，建議配置花期一致的20%左右雄株，保證授粉充足，實(shí)現(xiàn)麻籽和麻糠豐產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：單雌性工業(yè)大麻；雌雄配比；種植密度；籽糠生產(chǎn)

 

大麻（Cannabis sativa L.）是大麻科（Cannabinance）大麻屬（Cannabis）一年生草本植物，是我國(guó)傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)作物，在自然狀態(tài)下大麻多為雌雄異株，雌雄同株稀少^[1-3]。工業(yè)大麻是指植株群體花期頂部葉片及花穗干物質(zhì)中的四氫大麻酚（THC）含量<0.3%，不能直接作為毒品利用的大麻作物品種類型，其籽、花葉、糠、莖稈等均可利用，應(yīng)用范圍涵蓋紡織、食品、醫(yī)藥、化妝品、新材料等多個(gè)領(lǐng)域^[4~9]。當(dāng)前在歐洲、北美洲、澳大利亞、南美洲及亞洲部分國(guó)家工業(yè)大麻均呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，尤其以籽用和藥用最為迅速。在我國(guó)，云南、黑龍江、廣西以及西北等省區(qū)是工業(yè)大麻主產(chǎn)區(qū)，其中黑龍江以纖維用為主，廣西以及我國(guó)西北等省區(qū)以籽用為主，云南則以花葉用、籽用或籽糠兼用為主，其中花葉和麻糠用來提取藥用成分大麻二酚（Cannabidiol，簡(jiǎn)稱為CBD）^[10]。現(xiàn)有工業(yè)大麻品種多為雌雄異株品種，在花葉種植模式下，因主要收獲雌株花葉來提取CBD，一般需要在雄株現(xiàn)蕾期進(jìn)行人工剔雄，剔雄過程達(dá)一個(gè)月，不僅勞動(dòng)力投入大，還不易剔除干凈；在籽糠兼用模式下，雌雄異株品種中雄株與雌株比例接近1:1，授粉后占全田約50%的雄株擠占雌株后期生長(zhǎng)空間，導(dǎo)致麻籽和麻糠產(chǎn)量均較低。提高田間雌株比例、減少種植端人工投入，以降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益，是工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)亟待解決的重要問題之一。

近年來云南已選育出云麻雌1號(hào)、云麻雜4號(hào)等單雌性品種，使用單雌性品種生產(chǎn)花葉，或通過在單雌性品種中加入常規(guī)雌雄異株品種，實(shí)現(xiàn)利用少量雄株開花散粉生產(chǎn)麻籽及麻糠的技術(shù)手段，可成為獲得產(chǎn)量突破性提升的解決途徑之一。改變工業(yè)大麻的種植密度、適量增施肥料等是提高其花葉或麻籽產(chǎn)量的常用手段^[11]。但是，針對(duì)單雌性品種并調(diào)控其雌雄比例的背景下，研究通過種植密度調(diào)整來提高籽糠產(chǎn)量方面未見相關(guān)研究報(bào)道。“云麻雌1號(hào)”是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所2022年選育成功的工業(yè)大麻新品種，是云麻系列第一個(gè)單雌性品種，群體中雌株比例大于95%。本研究以“云麻雌1號(hào)”為研究材料，通過搭配與其生育期相近的不同比例“云麻8號(hào)”雄株，旨在探討不同雌雄搭配比例下最適種植密度，以提高工業(yè)大麻籽糠單產(chǎn)，提高種植經(jīng)濟(jì)效益。

 

1材料與方法

1.1材料來源與試驗(yàn)地

以云麻雌1號(hào)、云麻8號(hào)為試驗(yàn)材料，其中云麻雌1號(hào)系單雌性品種，雌株比例約97%，頂部花穗中CBD平均含量為3.40%，出苗期至盛花末期為102～117d；云麻8號(hào)系常規(guī)雌雄異株品種，雌株比例約50%，頂部花穗中CBD平均含量為1.30%，出苗期至盛花末期為103～118d。試驗(yàn)于2023年在云南省工業(yè)大麻代表性產(chǎn)區(qū)楚雄州楚雄市東瓜鎮(zhèn)（E101°37'，N25。05'）、曲靖市沾益區(qū)菱角鄉(xiāng)（E103。43'，N25。49'）、麗江市永勝縣三川鎮(zhèn)（E100。61'，N26。70'）3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行，試驗(yàn)地土質(zhì)如表1。各試驗(yàn)點(diǎn)的土地平整，肥力均勻。

表13個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)土壤肥力情況

  

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)分別設(shè)成3個(gè)雌雄配比R1（楚雄市東瓜鎮(zhèn)）、R2（沾益區(qū)菱角鄉(xiāng)）、R3（永勝縣三川鎮(zhèn)），設(shè)置雄株占比分別為10%、20%和30%；每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均設(shè)計(jì)種植密度單因素試驗(yàn)，設(shè)置為D1、D2和D3，對(duì)應(yīng)每穴分別留1株、2株和3株，即種植密度分別為5210、10420、15630株/hm2。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，4次重復(fù)。小區(qū)面積48m2，小區(qū)寬6m，長(zhǎng)8m，穴距為1.2m，行距為1.6m，區(qū)間道1m。

5月17~25日播種，穴播，底肥是復(fù)合肥（m(N):m(P):m(K)=15:15:15），施用量375kg/hm2，配合間苗追肥施用尿素（N≥46%），施用量120kg/hm2，田間管理要求各試驗(yàn)點(diǎn)一致。3個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均為隔離地塊，周邊區(qū)域均無其他工業(yè)大麻種植，確保無外來工業(yè)大麻花粉干擾。試驗(yàn)地四周布置保護(hù)行，保護(hù)行品種為云麻雌1號(hào)。

1.3測(cè)定項(xiàng)目及方法

麻籽成熟期，每小區(qū)統(tǒng)計(jì)雌株及雄株的株數(shù)，計(jì)算雄株率。

雄株率（%）=雄株數(shù)/（雌株數(shù)+雄株數(shù)）

從每個(gè)處理選取代表性雌性植株10株，測(cè)量株高、莖粗、有效分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)度，各個(gè)單株的莖、穗分離曬干后，將去除空癟后的麻籽、麻糠及麻稈分別稱重得籽重（kg）、糠重（kg）及稈重（kg）。分別計(jì)算各性狀值的單株平均值。

麻籽產(chǎn)量(kg/hm2)=單株平均麻籽產(chǎn)量×小區(qū)有效雌株數(shù)/48m2×10000m2

麻糠產(chǎn)量(kg/hm2)=單株平均麻糠產(chǎn)量×小區(qū)有效雌株數(shù)/48m2×10000m2

麻稈產(chǎn)量(kg/hm2)=單株平均麻稈產(chǎn)量×小區(qū)有效雌株數(shù)/48m2×10000m2

每小區(qū)10株植株分離得到的干燥麻糠，參照郭孟璧等[12]采用HPLC方法進(jìn)行CBD含量的測(cè)定，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)（%）計(jì)。

CBD理論產(chǎn)量(kg/hm2)=麻糠CBD含量×麻糠產(chǎn)量

1.4數(shù)據(jù)分析

利用MSExcel2016進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用GraphpadPrismv.10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和圖表繪制。

 

2結(jié)果與分析

2.1田間雌雄比例

田間雌雄實(shí)際比例是否符合配比設(shè)計(jì)是本試驗(yàn)首先要調(diào)查的事項(xiàng)。從田間雄株率調(diào)查結(jié)果（圖1）可知，3個(gè)雌雄配比R1（楚雄市東瓜鎮(zhèn)）、R2（沾益區(qū)菱角鄉(xiāng)）、R3（永勝縣三川鎮(zhèn)）的實(shí)際雄株率分別為6.0%~13.0%、17%~24%、27%~36%，不同雌雄比設(shè)置間的差異均顯著，符合試驗(yàn)的預(yù)期設(shè)計(jì)。

  

注：“*”表示在0.05水平上差異顯著（p<0.05）；“**”表示在0.01水平上差異顯著（p<0.01）；“***”表示在0.001水平上差異顯著（p<0.001）。下同

圖1雄株率調(diào)查結(jié)果

2.2重要農(nóng)藝性狀分析

2.2.1株高

從株高（圖2左）分析可知，在同一雌雄配比（即同一種植地）下，不同種植密度間植株株高無明顯差異。雄株率為10%（R1）的植株株高為324.0~434.6cm，均顯著高于R2（220.8~276.8cm）和R3（253.6~333.6cm）。

2.2.2莖粗

從莖粗（圖2右）分析可知：雄株率為10%（R1）3個(gè)種植密度（D1、D2和D3）平均莖粗分別為3.26、3.04、2.95cm；雄株率為20%（R2）3個(gè)種植密度（D1、D2和D3）莖粗分別為2.74、2.53、2.33cm；雄株率為30%（R3）3個(gè)種植密度（D1、D2和D3）莖粗分別為2.90、2.63、2.47cm。在3個(gè)不同雌雄配比下，種植越稀疏其莖越粗，而在相同種植密度下，雄株率為10%（R1，楚雄冬瓜）的莖粗均高于R2和R3，同株高規(guī)律一致。

  

圖2不同雌雄比例及種植密度下的植株株高和莖粗

2.2.3有效分枝數(shù)及中部分枝長(zhǎng)

從圖3分析可知，在雌雄配比R1和R2下，不同種植密度對(duì)有效分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)的影響不顯著，而在R3中呈現(xiàn)稀植狀態(tài)下較密植狀態(tài)有更多的有效分枝和更長(zhǎng)的中部分枝。雄株率10%（R1）在不同種植密度下的有效分枝數(shù)為30~45個(gè)，中部分枝長(zhǎng)為108.3~128.7cm；雄株率為20%（R2）的有效分枝數(shù)為23~29個(gè)，中部分枝長(zhǎng)為59.0~91.0cm；雄株率為30%（R3）的有效分枝數(shù)為21~29個(gè)，中部分枝長(zhǎng)為63.8~106.5cm?？傮w上看，雄株率為10%（R1）有效分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)均大于R2和R3。

  

圖3不同雌雄比例及種植密度下的植株分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)

2.3大麻二酚含量品質(zhì)分析

在同一雌雄配比下，植株種植越稀疏，麻糠中CBD含量越高。如圖4所示，不同雌雄配比下，均為D1種植密度（5210株/hm2）時(shí)CBD含量最高。D1種植密度下R1、R2和R3的CBD平均含量分別為2.710%、2.69%、2.92%。

  

圖4不同雌雄比例及種植密度下麻糠CBD含量

2.4經(jīng)濟(jì)性狀分析

2.4.1麻籽和麻糠產(chǎn)量

從圖5分析可知，在同一雌雄比例下，種植密度越大，麻籽和麻糠產(chǎn)量越高，即種植密度為D3（15630株/hm2）時(shí)，麻籽麻糠產(chǎn)量最高。其中，雌雄配比R1（雄株率為10%）下，最高麻籽產(chǎn)量為5032.55kg/hm2，麻糠產(chǎn)量為3311.2kg/hm2；雌雄配比R2（雄株率為20%）下，最高麻籽產(chǎn)量為5738.02kg/hm2，麻糠產(chǎn)量為6087.14kg/hm2；雌雄配比R3（雄株率為30%）下，最高麻籽產(chǎn)量為3686.46kg/hm2，麻糠產(chǎn)量為2434.38kg/hm2。由此可知，配置雄株率為20%，種植密度為15630株/hm2，麻籽和麻糠的產(chǎn)量最高。

  

圖5不同雌雄比例及種植密度下的麻籽及麻糠產(chǎn)量

2.4.2麻稈產(chǎn)量

從麻稈產(chǎn)量（圖6）分析可知，在同一雌雄配比下，與麻籽和麻糠產(chǎn)量規(guī)律一致，種植密度越大，麻稈產(chǎn)量越高；其中，雌雄配比R1（雄株率為10%）下，最高麻稈產(chǎn)量為8917.11kg/hm2；雌雄配比R2（雄株率為20%）下，最高麻稈產(chǎn)量為9396.35kg/hm2；雌雄配比R3（雄株率為30%）下，最高麻稈產(chǎn)量為5930.21kg/hm2。由此可知，配置雄株率為20%，種植密度為15630株/hm2，麻稈的產(chǎn)量最高。

  

圖6不同雌雄比例及種植密度下的麻稈產(chǎn)量

2.4.3大麻二酚理論產(chǎn)量

盡管在同一雌雄配比下，稀植能提高麻糠中CBD含量（見文中2.3），在R1（雄株率為10%）和R2（雄株率為20%）雌雄比例下，適當(dāng)提高植株的種植密度，仍然可顯著提高麻糠的CBD理論產(chǎn)量。如圖7，在種植密度為15630株/hm2時(shí)，R1和R2的麻糠CBD平均理論產(chǎn)量最高，分別為84.43kg/hm2和127.58kg/hm2。在R3（雄株率為30%）雌雄比例下，則是種植密度為10420株/hm2時(shí)，麻糠CBD平均理論產(chǎn)量最高，為61.84kg/hm2。同一種植密度下，R2的CBD理論產(chǎn)量均較R1和R3高。在最高種植密度15630株/hm2時(shí)，R2的CBD理論產(chǎn)量較R1和R2分別提高了51.1%、135.69%。

  

圖7不同雌雄比例及種植密度下麻糠CBD理論產(chǎn)量

 

3討論與結(jié)論

調(diào)控工業(yè)大麻籽糠兼用常規(guī)品種的種植密度，可有效影響植株生長(zhǎng)的光照、土壤肥力等條件，從而有效調(diào)控籽糠的產(chǎn)量^[13-14]。隨著單雌性品種的成功選育，可在播種時(shí)搭配少量常規(guī)雌雄異株品種，并通過優(yōu)化種植密度來實(shí)現(xiàn)工業(yè)大麻籽、糠產(chǎn)量雙豐收將成為一項(xiàng)新的技術(shù)手段。這一新的種植模式將傳統(tǒng)的籽用和新興的CBD藥用結(jié)合起來，既能收獲麻籽，又能收獲主要由頂部小葉和苞片組成的麻糠，有望大幅提升種植農(nóng)戶的收入。在本試驗(yàn)研究中，通過搭配常規(guī)雌雄異株品種種子到單雌性品種中，嘗試設(shè)置了3種不同雄株比例的種植模式。在同一雌雄比例下3種種植密度對(duì)株高的影響均不顯著，但顯著影響植株的莖粗，密度越大，植株越細(xì)。分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)對(duì)設(shè)置的3種種植密度表現(xiàn)不敏感，僅表現(xiàn)在30%雄株比例下，稀植狀態(tài)下較密植狀態(tài)有更多的有效分枝和更長(zhǎng)的中部分枝。但是，麻糠中CBD品質(zhì)對(duì)種植密度的調(diào)控較為敏感，在不同雌雄比下，均表現(xiàn)為植株種植越稀疏，CBD含量越高，預(yù)示麻糠的提取品質(zhì)也越好，這與之前種植密度對(duì)大麻素的研究結(jié)果一致^[12,15-16]。此外，雄株比例10%模式下，株高、莖粗、有效分枝數(shù)和中部分枝長(zhǎng)的數(shù)值均大于雄株比例20%和30%的模式。這些農(nóng)藝性狀的差異可能是10%模式下花粉量少導(dǎo)致雌株授粉不足從而繼續(xù)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，也可能是局部氣候因素影響所致。對(duì)于單雌性品種的籽糠種植，合理的雌雄配比可以給工業(yè)大麻雌株提供足夠的花粉量，保證結(jié)籽率。合理的種植密度能增強(qiáng)工業(yè)大麻的光合利用率，提高有效株數(shù)，這是獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵^[14]。

本研究發(fā)現(xiàn)，在同一雌雄比例下，種植密度越大，麻籽、麻糠及麻稈產(chǎn)量越高；在最大種植密度（15630株/hm2）下，20%雄株率下的麻籽、麻糠、麻稈及CBD理論產(chǎn)量均高于10%和30%雄株率，其麻籽產(chǎn)量為5738.02kg/hm2，麻糠產(chǎn)量為6087.14kg/hm2，麻稈產(chǎn)量為9396.35kg/hm2，CBD理論產(chǎn)量127.58kg/hm2。該結(jié)果提示，過多的雄株反而對(duì)于籽糠產(chǎn)量無益，還會(huì)降低土地的利用率和光能利用率。由于工業(yè)大麻風(fēng)媒傳粉特性，同一地塊或者相近地塊無法開展不同雄株

比例試驗(yàn)，本研究在不同地區(qū)開展了不同雄株比例試驗(yàn)，可能土壤肥力、氣候條件差異也會(huì)給產(chǎn)量結(jié)果帶來一定的局限性。總體來看，在云南省內(nèi)云麻雌1號(hào)種植生產(chǎn)實(shí)踐中，可以考慮通過配置花期一致品種的20%左右雄株來獲得籽糠高產(chǎn)和CBD高產(chǎn)。實(shí)際生產(chǎn)過程中，也要綜合考慮種植地的氣候因素，比如雨季和開花期高度重疊、花期空氣濕度較大的地區(qū)適當(dāng)提高雄株比例，如花粉量過少或者風(fēng)媒傳播效率不高可能導(dǎo)致授粉嚴(yán)重不足、結(jié)籽率低，出現(xiàn)麻籽減產(chǎn)的現(xiàn)象。

 

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文章摘自：郭孟璧, 楊若菡, 楊明, 鄭建芬, 牛龍江, 木麗海, 張園, 陳璇. 雌雄配比和種植密度對(duì)單雌性工業(yè)大麻籽糠產(chǎn)量的影響[J]. 中國(guó)麻業(yè)科學(xué), 1-9.