鹽堿脅迫對(duì)2個(gè)工業(yè)大麻品種的影響及其改良效果研究

曹焜 韓承偉 潘冬梅 姜穎 趙越 張曉艷 郭永霞 孫宇峰 王曉楠

摘要：本試驗(yàn)選用本地品種火麻一號(hào)和引進(jìn)品種格列西亞為研究對(duì)象，采用根箱法，通過(guò)配制不同梯度鹽堿土進(jìn)行外源脅迫，在苗期、快速生長(zhǎng)期、花期和工藝成熟期定株高和干物質(zhì)積累量的變化。結(jié)果表明，在重度鹽堿環(huán)境下，工業(yè)大麻不能生長(zhǎng)，火麻一號(hào)能在輕度和中度鹽堿環(huán)境中生長(zhǎng)，而格列西亞僅能在輕度鹽堿環(huán)境中生長(zhǎng);火麻一號(hào)在輕度鹽堿環(huán)境中的株高和干物質(zhì)積累量均高于在中度鹽堿環(huán)境中的;同時(shí)，火麻一號(hào)對(duì)鹽堿土的改良效果強(qiáng)于格列西亞?？梢?，不同品種工業(yè)大麻的鹽堿耐受性不同。

關(guān)鍵詞：鹽堿脅迫;火麻一號(hào);格列西亞

大麻又稱線麻、火麻、寒麻等，是大麻科大麻屬一年生草本植物，按用途分為工業(yè)用和醫(yī)藥用兩種。國(guó)際上將四氫大麻酚（THC）含量低于0.3%的品種稱為工業(yè)大麻。隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革和種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，黑龍江省逐漸成為工業(yè)大麻的主要種植省份。2017年5月1日，《黑龍江省禁毒條例》頒布實(shí)施，極大地促進(jìn)黑龍江省工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

土壤鹽化與堿化是兩種不同的非生物脅迫，分別以鹽度、p H值升高為主要特點(diǎn)。鹽化和堿化長(zhǎng)長(zhǎng)同時(shí)發(fā)生，它們對(duì)植物的危害程度從大到小是鹽堿脅迫、堿脅迫、鹽脅迫。鹽堿脅迫會(huì)降低土壤滲透勢(shì)、使離子失衡、打亂生理過(guò)程、抑制植物生長(zhǎng)、降低作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，嚴(yán)重地區(qū)甚至?xí)?dǎo)致植物死亡。

黑龍江省約有66.7萬(wàn)公頃鹽堿地，且呈逐年遞增的趨勢(shì)，嚴(yán)重影響糧食、牧草產(chǎn)量，進(jìn)而限制農(nóng)牧業(yè)的發(fā)展。工業(yè)大麻適應(yīng)能力強(qiáng)，具有一定的鹽堿耐受性。中國(guó)麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系已將麻類生產(chǎn)向非耕地（鹽堿地、山坡地）轉(zhuǎn)移，作為“十二五”工作重點(diǎn)任務(wù)之一。但是否所有的工業(yè)大麻都適合鹽堿地種植？其鹽堿耐受機(jī)制是什么？目前尚未明晰。為此，本研究選擇2個(gè)工業(yè)大麻品種，運(yùn)用鹽堿土和耕層土配比的方法設(shè)置鹽堿梯度，進(jìn)行外源脅迫;測(cè)定苗期、快速生長(zhǎng)期、花期和工藝成熟期的工業(yè)大麻株高和干物質(zhì)積累量等指標(biāo)，并測(cè)定鹽堿土的一些理化性質(zhì)。旨在從栽培學(xué)角度分析鹽堿脅迫對(duì)工業(yè)大麻的影響及其對(duì)鹽堿地的改良效果，為工業(yè)大麻的科學(xué)合理種植及植物修復(fù)鹽堿地提供理論參考和數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1

實(shí)驗(yàn)材料

雌雄同株工業(yè)大麻品種格列西亞（烏克蘭引進(jìn)品種）通過(guò)引種馴化，現(xiàn)已適應(yīng)黑龍江省的氣候環(huán)境;雌雄異株纖維用型工業(yè)大麻品種火麻一號(hào)（黑龍江省科學(xué)院大慶分院自主選育品種）。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

根箱為直徑10厘米、深20厘米的圓管，用孔徑為1毫米的尼龍網(wǎng)將一側(cè)包住，管里裝入按比例配好的鹽堿土，高度約18厘米。將根箱放在直徑為30厘米的橡膠桶里，桶底打孔，桶里裝入普通耕層土用于固定根箱和保持水分（圖1）。按照土壤鹽堿化程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將p H值為10.3的鹽堿土和pH值為7.7的耕層土按比例0：100、38：62和6l：39制作成pH值約為7.7、8.7和9.3的輕度、中度和重度鹽堿土。于5月15日播種，施用48%復(fù)合肥（18%N、15%P2O5、15%K2O）施肥量是375公斤/公頃，并定期將水澆在膠皮筒內(nèi)，保證根箱的濕度。

1.5調(diào)查項(xiàng)目于方法

分別于苗期、快速生長(zhǎng)期、花期和工藝成熟期采集樣品，測(cè)定株高、根部干物質(zhì)重、莖稈干物質(zhì)重和葉片干物質(zhì)重，并于種植前和收獲后采集根箱中的土壤樣品用于測(cè)定土壤的p H值、土壤溶解性固體總量（TDS）和電導(dǎo)率，重復(fù)3次。

2結(jié)果與分析

2.1基本觀察結(jié)果

在pH值為9.3的根箱中，火麻一號(hào)和格列西亞基本不能生長(zhǎng)，說(shuō)明重度鹽堿環(huán)境不適合工業(yè)大麻生長(zhǎng)。

在p H值為8.7的根箱中，約80%的格列西亞于苗期死亡，而火麻一號(hào)能生長(zhǎng)。說(shuō)明當(dāng)pH值為8.7時(shí)，不適合格列西亞生長(zhǎng);同時(shí)也說(shuō)明火麻一號(hào)的鹽堿耐受性強(qiáng)于格列西亞。

2.2鹽堿環(huán)境對(duì)火麻一號(hào)株高的影響

由圖2可知，在不同鹽堿環(huán)境下，火麻一號(hào)有各自的生長(zhǎng)曲線。在每個(gè)生育階段，輕度鹽堿條件下株高顯著高于中度鹽堿條件下;在工藝成熟期，輕度鹽堿環(huán)境下的株高較中度鹽堿環(huán)境下高114%。

2.3鹽堿脅迫對(duì)火麻一號(hào)干物質(zhì)積累情況的影響

由圖3、圖4和圖5可知，在不同鹽堿環(huán)境下，火麻一號(hào)的干物質(zhì)積累情況有各自的變化曲線。在每個(gè)生育階段，輕度鹽堿環(huán)境下的根部干物質(zhì)重、葉片干物質(zhì)重和莖稈干物質(zhì)重均高于中度鹽堿環(huán)境下的各項(xiàng)指標(biāo);在工藝成熟期，輕度鹽堿環(huán)境下的根部干物質(zhì)重、葉片干物質(zhì)重和莖稈干物質(zhì)重較中度鹽堿環(huán)境下分別高327%、160%和687%。

2.4鹽堿環(huán)境對(duì)火麻一號(hào)根冠比的影響

由圖6可知，在不同鹽堿環(huán)境下，火麻一號(hào)的根冠比有各自的變化曲線。在pH值為7.7的條件下，根冠比隨生育時(shí)期呈上升趨勢(shì);而在在p H值為8.7的條件下，根冠比隨生育時(shí)期呈下降勢(shì)。

2.5不同品種工業(yè)大麻對(duì)鹽堿土改良情況

由表1可知，種植工業(yè)大麻后，鹽堿土壤的pH值、TDS和電導(dǎo)率均稱下降趨勢(shì)，且種植火麻一號(hào)的改良效果強(qiáng)于格列西亞。

3結(jié)論

本研究旨在探究鹽堿環(huán)境對(duì)工業(yè)大麻的影響，而株高和干物質(zhì)積累量能反映出工業(yè)大麻的生長(zhǎng)和產(chǎn)量情況，為此本研究對(duì)不同生育時(shí)期樣品的株高、根部干物質(zhì)重、葉片干物質(zhì)重和莖稈干物質(zhì)重進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)火麻一號(hào)的鹽堿耐受性強(qiáng)于格列西亞，說(shuō)明不同品種工業(yè)大麻的鹽堿耐受性不同，該結(jié)果與胡華冉結(jié)論一致。在中度鹽堿環(huán)境中，火麻一號(hào)的各項(xiàng)指標(biāo)均小于輕度鹽堿環(huán)境的，說(shuō)明隨著土壤鹽堿化程度的增加，鹽堿環(huán)境對(duì)工業(yè)大麻的抑制作用呈增強(qiáng)趨勢(shì)，直至完全不能生長(zhǎng)。而鹽堿環(huán)境對(duì)工業(yè)大麻的根冠比影響變化呈不同趨勢(shì)，筆者認(rèn)為在幼苗階段，鹽堿脅迫造成植物根部的生理干旱，進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)大麻根部生長(zhǎng)。具體原因，有待進(jìn)一步研究分析。

由于工業(yè)大麻是直根系植物，為此本研究采用根箱法，避免了土壤鹽分由于澆水而下降的情況，并且能擴(kuò)大根際效應(yīng)，更能反映出工業(yè)大麻對(duì)鹽堿環(huán)境的改良效果。通過(guò)測(cè)定種植工業(yè)大麻前后的土壤理化指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)均呈下降趨勢(shì)，而種植火麻一號(hào)后各項(xiàng)指標(biāo)的下降趨勢(shì)較種植格列西亞的高，說(shuō)明火麻一號(hào)的改良效果強(qiáng)于格列西亞，可能與火麻一號(hào)的鹽堿耐受性強(qiáng)于格列西亞有關(guān)。

綜上所述，隨著土壤鹽堿化程度的增加，對(duì)工業(yè)大麻的抑制作用也逐漸上升，且不同品種工業(yè)大麻鹽堿耐受性不同。