摘 要:為探究提高雌雄異株工業(yè)大麻品種籽粒和麻糠產(chǎn)量的農(nóng)藝措施，以云麻8號為試驗材料，開展大田試驗研究開花前打頂和噴施乙烯利處理（0、100、200、400mg/L）對籽粒和麻糠產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，打頂處理會導(dǎo)致雌株的籽粒和麻糠產(chǎn)量下降。噴施乙烯利顯著增加了雌株數(shù)量，雌雄株數(shù)比值由1.04提高到1.60。隨噴施乙烯利濃度的增加，雌株的籽粒和麻糠產(chǎn)量均先升高后降低。噴施200mg/L乙烯利溶液處理的雌株籽粒和麻糠產(chǎn)量最高，分別為2158.4kg/hm2和1978.4kg/hm2，較0mg/L處理分別增加了50.8%和28.5%，較400mg/L處理分別高283.5kg/hm2和549.0kg/hm2。噴施乙烯利還會導(dǎo)致部分雄株分化出雌花并結(jié)實，噴施400mg/L乙烯利時雄株籽粒產(chǎn)量最高，達(dá)到910.5kg/hm2，但雄株麻糠產(chǎn)量在噴施200mg/L乙烯利時最高，為427.5kg/hm2。綜合雌株和雄株的產(chǎn)量，噴施400mg/L乙烯利的籽粒產(chǎn)量最高，噴施200mg/L乙烯利的麻糠產(chǎn)量最高。
關(guān)鍵詞：工業(yè)大麻；打頂；乙烯利；籽粒產(chǎn)量；麻糠產(chǎn)量
工業(yè)大麻（Cannabis sativa L.）植株中四氫大麻酚含量低于 0.3%，不具備直接毒品利用價值[1]。云南省是我國首個實施工業(yè)大麻許可種植制度的地區(qū)。近年來，受國際市場大麻素價格下降的影響，云南省工業(yè)大麻種植逐漸從以收獲花葉提取大麻素為主轉(zhuǎn)變?yōu)樽选⒖罚ㄔ诿摿Ｊ钱a(chǎn)生的碎屑，包括籽粒的苞片、花絮的小葉等）兼收為主，除麻糠用于提取具備藥用活性的大麻素外，籽?？勺鳛閮?yōu)質(zhì)食品或飼料的原料[2]。目前云南省主要栽培的工業(yè)大麻品種為雌雄異株，用于籽粒生產(chǎn)存在雄株比例高，植株高大但分枝少、結(jié)實率低等問題[3-4]。因此，探究增加雌雄株比例、增加分枝數(shù)和結(jié)實率的方法對提高云南省工業(yè)大麻種植效益具有重要意義。
雌雄異株植物群體的雌雄株比例受外源激素及環(huán)境條件的影響。有研究表明，乙烯利可促進(jìn)瓠瓜[5]、泡核桃[6]等植物的雄花轉(zhuǎn)為雌花，增加雌花數(shù)量，起到化學(xué)疏雄的作用。一定濃度的乙烯利可作為促進(jìn)黃瓜[7]、苦瓜[8]和南瓜[9]的雌花分化的調(diào)節(jié)劑。Mohan等[10]報道工業(yè)大麻的性別表達(dá)受激素、重金屬鹽和環(huán)境因素的影響，但關(guān)于乙烯利調(diào)控工業(yè)大麻性別分化的研究不足[11]，且缺乏大田試驗研究報道。另一方面，打頂處理可去除植株的頂端優(yōu)勢，促進(jìn)分枝形成，從而改變植株個體株型和群體結(jié)構(gòu)，提高作物產(chǎn)量[12-13]，但是否能通過打頂來提高工業(yè)大麻籽粒和麻糠產(chǎn)量尚需進(jìn)一步研究。
本文以云南省主栽工業(yè)大麻品種為材料，探討打頂和噴施乙烯利對籽粒產(chǎn)量和麻糠產(chǎn)量的影響，旨在為高效種植雌雄異株工業(yè)大麻提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 供試材料及試驗條件
以云麻8號為供試材料，于2023年在云南省曲靖市沾益區(qū)菱角鄉(xiāng)（東經(jīng)103°44'55.5"，北緯25°51'24.6"）開展大田試驗。云麻8號是雌雄異株品種，由云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育，是目前云南省主要種植的工業(yè)大麻品種。試驗大田所在地屬于以季風(fēng)氣候為主的低緯度高原地區(qū)，年平均氣溫16.3～18.6℃，年均日照時數(shù)2098h，年均降雨量1002mm，降雨主要集中在每年5~10月。
1.2 試驗處理
采用育苗移栽方式種植，于5月27日移栽，株行距為1.2m×1.2m，種植密度為6945株/hm2。施肥方式參照當(dāng)?shù)毓I(yè)大麻高產(chǎn)種植規(guī)范，即在移栽當(dāng)天施用基肥，每公頃施1035kg復(fù)合肥（m(N):m(P2O5):m(K2O)=15:15:15），追肥于營養(yǎng)生長旺期和雄株現(xiàn)蕾期分兩次施用，每公頃共施208.5kg尿素。
試驗設(shè)置打頂和噴施乙烯利兩個處理，小區(qū)面積為28m2，設(shè)置 3 次重復(fù)。打頂處理（D）為人工去除植株頂端生長點(diǎn)（頂部5～10cm），一共進(jìn)行兩次，第一次在第四對真葉完全展開時進(jìn)行，第二次在第一次打頂后10d進(jìn)行，對照植株不進(jìn)行打頂操作。噴施乙烯利處理設(shè)置4個濃度水平：0、100、200、400mg/L，于雄株現(xiàn)蕾時（移栽后70d）開始施用純度為CP級的乙烯利水溶液進(jìn)行噴施處理，噴施部位為植株各分枝的莖尖及莖尖以下約3~5cm，每隔一周噴施1次，共噴施3次。
1.3 數(shù)據(jù)收集
雄株于移栽后137d收獲。雌株的籽粒成熟期稍晚于雄株，于移栽后158d收獲。收獲時，首先統(tǒng)計每個小區(qū)內(nèi)的雌雄株數(shù)量，然后在每個小區(qū)內(nèi)選取代表性雄株和雌株各6株，剪下有籽的枝條，按小區(qū)放置于陰涼通風(fēng)處晾干，晾干后將籽粒和麻糠分離并稱取重量。分離出的麻籽用于空癟率、千粒重測定，麻糠用于CBD含量測定。
1.4 數(shù)據(jù)處理
使用 Microsoft Excel v.2016 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、計算和繪圖。采用SPSSv.25.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，試驗中打頂和噴施乙烯利處理對麻籽和麻糠產(chǎn)量形成的影響采用雙因素方差分析，若方差分析顯示處理間存在顯著差異，則采用Tukey法進(jìn)行多重比較（P<0.05）。
2 結(jié)果與分析
2.1 噴施乙烯利對雌雄株數(shù)比的影響
試驗于收獲期對雌株和雄株的數(shù)量進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果如圖1所示。‘云麻8號’的雌雄株數(shù)比值在噴施0mg/L乙烯利處理下的數(shù)值約為1.04，這一比值隨噴施乙烯利的濃度增加而增加，噴施400mg/L乙烯利小區(qū)的雌雄株數(shù)比0mg/L小區(qū)增加了58.0%，達(dá)到顯著水平（P<0.05）。打頂處理對雌雄株數(shù)比值的影響不顯著。
圖1 打頂處理和乙烯利對云麻8號雌株和雄株數(shù)量比的影響
注：不同字母表示差異顯著（P<0.05）。
2.2 打頂和噴施乙烯利對云麻 8 號雌株籽粒產(chǎn)量的影響
以打頂和乙烯利處理對千粒重和籽粒產(chǎn)量的影響交互作用不顯著，但對空癟率和麻糠產(chǎn)量的影響交互作用顯著（表1）。相較于不打頂處理，打頂處理降低了雌株千粒重，最多減少了9.5%（圖2A）；乙烯利濃度為0、200、400mg/L時雌株籽?？瞻T率在打頂處理下有所上升，但在乙烯利濃度為100mg/L時有些許下降（圖2B）。打頂降低了雌株籽粒產(chǎn)量，且在乙烯利處理濃度為200、400mg/L時達(dá)到了顯著水平（P<0.05），較不打頂雌株分別減少了29.0%和31.4%（圖2C）。在乙烯利濃度為0～200mg/L時打頂處理下雌株麻糠產(chǎn)量少于不打頂處理，且在濃度為200mg/L時達(dá)到顯著影響（P<0.05），較不打頂減少29.5%。但乙烯利濃度為400mg/L時打頂處理對雌株麻糠產(chǎn)量無顯著影響（圖2D）。
雌株的千粒重隨噴施乙烯利濃度的升高而增加（圖2A），打頂和不打頂小區(qū)的雌株千粒重均在乙烯利濃度為400mg/L時達(dá)到最大值，較對照（0mg/L時）分別增加了21.2%和17.7%。乙烯利對雌株空癟率無顯著影響。隨著噴施乙烯利濃度逐漸增大，雌株籽粒產(chǎn)量呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，在不打頂處理噴施濃度為200mg/L時達(dá)到最高，較對照（不打頂、0mg/L時）增加50.8%。不打頂植株的籽粒和麻糠產(chǎn)量隨噴施乙烯利濃度增加呈先升高后下降的趨勢，在噴施濃度為200mg/L時達(dá)到最高，較對照（不打頂、0mg/L時）增加28.5%；籽粒和麻糠產(chǎn)量在打頂時受乙烯利影響較小（圖2D）。
表1 打頂和噴施乙烯利對雌株籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。
注：不同字母表示數(shù)值間存在顯著差異（P<0.05）。
圖2 打頂和噴施乙烯利對云麻8號雌株千粒重、空癟率、籽粒產(chǎn)量和麻糠產(chǎn)量的影響
2.3 打頂和噴施乙烯利對云麻 8 號雄株的影響
噴施100～400mg/L乙烯利溶液均可使部分雄性植株雌化，表現(xiàn)為開雌花并結(jié)籽（圖3A、B）。雌化雄株的基本形態(tài)與普通雄株一致，其花序與雄花花序類似。不同乙烯利濃度處理的雌化雄株的籽粒形態(tài)差異明顯，100mg/L乙烯利處理雄株產(chǎn)生的麻籽較小，但雌化雄株的籽粒隨著噴施乙烯利溶液濃度升高而增大（圖3C）。
圖3 雌化雄株與未雌化雄株對比、雌化雄株結(jié)籽、打頂和噴施乙烯利濃度對雄株籽粒形態(tài)的影響
打頂處理對雌化雄株的千粒重和空癟率無顯著影響（表 1；圖 4（A）和（B）），與不打頂植株相比，打頂植株的籽粒產(chǎn)量有下降趨勢，但其麻糠產(chǎn)量有上升趨勢（圖 4（C）、（D））。
由圖4可知，云麻8號雄株的雌化效果隨著乙烯利溶液濃度的升高而加強(qiáng)，表現(xiàn)為雌化雄株收獲籽粒的千粒重、籽粒和麻糠產(chǎn)量隨著乙烯利溶液濃度的升高而增加。噴施乙烯利溶液濃度為100mg/L時，不打頂和打頂處理下雌化雄株的千粒重分別為12.3g和13.4g；400mg/L乙烯利處理下雄株的千粒重最高增加至17.9g，但仍較對照雌株千粒重少13.4%。雌化雄株空癟率隨乙烯利濃度升高有下降趨勢，其中，最小空癟率為19.0%（圖4B；不打頂400mg/L乙烯利處理），最高為36.7%（圖4B；不打頂200mg/L乙烯利處理）。雌化雄株的籽粒產(chǎn)量隨噴施乙烯利濃度上升而增加（圖4C），在不打頂噴施400mg/L乙烯利時最高，為910.5kg/hm2。麻糠產(chǎn)量在不打頂時隨噴施乙烯利濃度升高而增加，但在打頂情況下，麻糠產(chǎn)量在乙烯利濃度為200mg/L時達(dá)到最高值，繼續(xù)增加乙烯利濃度麻糠產(chǎn)量并不顯著增加（圖4D）。
表2 打頂和乙烯利對雌化雄株籽粒產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響
注：“*”代表無麻籽產(chǎn)量數(shù)據(jù)（不噴施乙烯利的雄株無結(jié)籽）。
圖4 打頂和乙烯利對云麻8號雌化雄株千粒重、空癟率、籽粒產(chǎn)量和麻糠產(chǎn)量的影響
2.4 打頂和噴施乙烯利對云麻8號麻糠CBD含量和產(chǎn)量的影響
如表3所示，打頂和噴施乙烯利溶液對雌、雄株麻糠CBD含量和麻糠CBD總產(chǎn)量均有交互作用。打頂處理對噴施乙烯利濃度為0mg/L和100mg/L的麻糠CBD含量影響不顯著（P>0.05）。相較于不打頂植株，打頂雌株的麻糠CBD含量在乙烯利濃度為200mg/L時增高了27.4%（P<0.001），在400mg/L下降低了9.7%（P<0.01）（圖5A）。打頂雄株的麻糠CBD含量在乙烯利濃度為100mg/L和200mg/L時較不打頂植株分別增高了20.7%和80.1%（P<0.001），但在400mg/L時降低了10.0%（P<0.05）（圖5B）。打頂處理對乙烯利濃度為0～200mg/L的麻糠CBD總產(chǎn)量有促進(jìn)效果，但是降低了乙烯利濃度為400mg/L時的麻糠CBD總產(chǎn)量（圖5C）。
噴施乙烯利溶液在不打頂時對雌株麻糠CBD含量無明顯影響，平均值為1.98%（質(zhì)量比）；相較于對照（0mg/L），打頂雌株的麻糠CBD含量在乙烯利溶液濃度為200mg/L和400mg/L時分別增加了19.5%和減少了10.1%。對比噴施100mg/L和200mg/L乙烯利溶液，400mg/L顯著增加不打頂雄株的麻糠CBD含量（P<0.001），達(dá)到2.17%（圖5B）。打頂時，雄株麻糠的CBD含量隨乙烯利溶液濃度增加呈先上升后下降趨勢，在濃度為200mg/L時達(dá)到最高，為2.20%。噴施乙烯利溶液在打頂和不打頂情況下均增加了麻糠中CBD總產(chǎn)量，但只在打頂情況下有較明顯規(guī)律，隨乙烯利濃度增加呈先上升后下降趨勢，在200mg/L時最高，達(dá)到52.8kg/hm2，較0mg/L時增加67.0%（圖5C）。
表3 打頂和噴施乙烯利對麻糠CBD含量和麻糠CBD總產(chǎn)量的影響
注：“*”代表無麻糠 CBD 含量數(shù)據(jù)（不噴施乙烯利的雄株無結(jié)籽）
注：不同字母表示數(shù)值間存在顯著差異（P<0.05）。
圖5 打頂和噴施乙烯利對“云麻8號”雌株麻糠CBD含量、雄株麻糠CBD含量和麻糠CBD總產(chǎn)量的影響
3 討論
工業(yè)大麻的植株形態(tài)和籽粒產(chǎn)量易受到環(huán)境條件的影響[14-15]，本研究以云南省主要種植的云麻8號為研究對象，探討在營養(yǎng)生長期對植株進(jìn)行兩次打頂處理以及雄株現(xiàn)蕾期噴施不同濃度的乙烯利溶液對工業(yè)大麻產(chǎn)量和產(chǎn)量相關(guān)因素的影響。
3.1 打頂處理對云麻8號籽粒產(chǎn)量和麻糠CBD含量的影響
打頂處理可改變植株個體株型和群體結(jié)構(gòu)，從而提高作物產(chǎn)量[11-12]。但本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，打頂處理降低了云麻8號雌株和雌化雄株的籽粒產(chǎn)量，這一影響在噴施200mg/L和400mg/L乙烯利處理下顯著（表1和2）。打頂處理下雌株籽粒產(chǎn)量的降低可能與千粒重的下降以及空癟率的上升有關(guān)（圖2）。與雌株不同，雌化雄株的千粒重和空癟率受打頂處理影響不顯著，產(chǎn)量的下降在乙烯利濃度為400mg/L時較顯著（圖4）。這說明打頂處理對云麻8號的籽粒產(chǎn)量無促進(jìn)作用。
云麻8號是籽、糠兼用型工業(yè)大麻品種（麻糠為麻籽脫粒時剩下的細(xì)碎苞片和葉片），其麻糠可用于提取藥用價值極高的CBD，因此，本研究評估了打頂處理對雌、雄株麻糠產(chǎn)量、麻糠CBD含量和產(chǎn)量的影響。結(jié)果顯示，雌株的麻糠產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量對打頂處理的響應(yīng)一致，但雌化雄株在打頂處理下的麻糠產(chǎn)量較不打頂有所提高。這可能與雄株籽粒的種子發(fā)育相關(guān)，打頂促進(jìn)了雄株的籽粒膨大，降低雄株籽粒的空癟率，因此得到更多麻糠（圖3C）。此外，打頂處理對雌、雌化雄株麻糠中CBD含量和總麻糠CBD產(chǎn)量的促進(jìn)作用受噴施乙烯利濃度的影響（圖5）。
3.2 乙烯利雌化工業(yè)大麻雄株的可行性
乙烯利已被證明可作為多種作物的化學(xué)疏雄劑，并在瓜類作物的生產(chǎn)上應(yīng)用廣泛[5-6,16]，但對工業(yè)大麻的影響卻少有研究。本研究結(jié)果表明，噴施乙烯利可以增加雌雄異株工業(yè)大麻品種的雌株數(shù)量，且雌株數(shù)量隨噴施乙烯利的濃度增加呈上升趨勢，雌雄株比值由1.04升高至1.6（圖1）。本研究結(jié)果與邊境等[11]報道火麻7號對乙烯利響應(yīng)結(jié)果類似。同時，乙烯利可以轉(zhuǎn)化云麻8號雄株的性別，使雄株開雌花，授粉并結(jié)籽，且雄株的雌化效果隨著乙烯利溶液濃度的升高而明顯增強(qiáng)。隨乙烯利溶液濃度的升高，雌化雄株的籽粒逐漸變大（圖3C），千粒重增加，空癟率下降，籽粒產(chǎn)量、麻糠產(chǎn)量、麻糠CBD含量和產(chǎn)量均逐漸上升（圖4和圖5）。這表明，乙烯利對工業(yè)大麻有促雌作用。此外，乙烯利濃度為100mg/L和200mg/L時雌株的籽粒產(chǎn)量和麻糠產(chǎn)量也較對照有顯著增加，但當(dāng)濃度升高至400mg/L時雌株籽粒產(chǎn)量和麻糠產(chǎn)量均有減少（圖2C、D）。這說明乙烯利對工業(yè)大麻雌株的影響具有濃度限制，乙烯利濃度過高不利于雌株的生產(chǎn)，但此影響可由雌化雄株產(chǎn)生的正效應(yīng)抵消。但本研究僅研究了乙烯利對工業(yè)大麻籽粒產(chǎn)量的影響，未對籽粒品質(zhì)進(jìn)行測試，后續(xù)研究需針對化學(xué)促雌對雌株、雌化雄株籽粒品質(zhì)和出芽率的影響進(jìn)行測試。
4 結(jié)論
打頂對工業(yè)大麻籽粒無顯著增產(chǎn)作用，但與乙烯利配合可以一定程度提高麻糠產(chǎn)量。噴施乙烯利可以有效增加雌雄異株工業(yè)大麻雌株數(shù)量，且可以轉(zhuǎn)化部分雄株為雌株，具有促雌作用。噴施一定濃度乙烯利可以增加雌株麻籽、麻糠產(chǎn)量，且與打頂處理配合可以增加雌株、雌化雄株麻糠中CBD含量，提高麻糠CBD產(chǎn)量。綜合來看，在不打頂情況下噴施400mg/L乙烯利可以有效提高云麻8號籽粒產(chǎn)量，但若以收取麻糠為主要目的，則在打頂情況下噴施200mg/L乙烯利最為有效。
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文章摘自: 歐陽文靜，楊陽，蔣偉志，杜光輝，劉飛虎，湯開磊. 打頂和噴施乙烯利對工業(yè)大麻籽粒和麻糠產(chǎn)量的影響[J]. 中國麻業(yè)科學(xué).1-12[2024-03-26]. https://link.cnki.net/urlid/43.1467.S.20240325.1249.006
