纖用工業(yè)大麻新品種漢麻5號生長發(fā)育及產(chǎn)量特性的初步研究

張曉艷， 孫宇峰， 曹 焜， 韓承偉， 韓喜財， 姜 穎， 趙 越， 王曉楠

(黑龍江省科學(xué)院大慶分院， 黑龍江 大慶 163319)

大麻(CannabissativaL)屬木蘭綱、蕁麻目、大麻科、大麻屬、大麻種，為一年生草本植物，又名漢麻、火麻、寒麻、線麻、魁麻等，栽培歷史悠久，是人類最早使用的紡織纖維原料之一[1-3]。大麻的適應(yīng)性較強，種植簡便，被廣泛種植于歐洲、亞洲及南美等國家和地區(qū)，也是我國傳統(tǒng)的纖維作物[4]，大麻的用途較廣泛，可用于紡織、造紙、食品、醫(yī)藥和新型材料等領(lǐng)域，具有極好的經(jīng)濟利用價值[5-6]。工業(yè)大麻是致幻成分四氫大麻酚(THC)含量<0.3%、無毒品利用價值的一個品種類型，可以大規(guī)模種植及加工利用[7]。

近年來，由于黑龍江省農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，漢麻產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來，2017年全省漢麻的種植面積為3.05萬hm2，原莖總產(chǎn)量為13.9萬t，同比分別增長64%和121%[8]。目前黑龍江省推廣種植的纖維用工業(yè)大麻品種主要為雌雄異株，且以農(nóng)家品種居多，產(chǎn)量偏低，品質(zhì)較差。因此開展優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高纖、高抗及適應(yīng)性強的纖維用工業(yè)大麻新品種的選育及推廣極其重要。漢麻5號是黑龍江省科學(xué)院大慶分院2018年認(rèn)定的纖維用雌雄異株工業(yè)大麻新品種。本試驗主要研究漢麻5號的生長發(fā)育及產(chǎn)量特性，旨在闡明漢麻5號在黑龍江省輕度鹽堿地區(qū)的適應(yīng)性、抗逆性、生產(chǎn)潛能及經(jīng)濟效益等，為優(yōu)良品種的選育、推廣和合理布局提供可靠的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試品種

以黑龍江省科學(xué)院大慶分院2018年認(rèn)定的纖維用工業(yè)大麻新品種漢麻5號為試驗品種，以當(dāng)?shù)卮竺娣e推廣的纖維用工業(yè)大麻品種火麻1號為對照，兩品種均為雌雄異株，于2018年在黑龍江省科學(xué)院大慶分院的試驗基地星火牧場進行，試驗地平整，肥力均勻，土壤類型為草甸黑鈣土，土壤的基本農(nóng)化性狀如表1所示。

表1 土壤基本農(nóng)化性狀(0～20 cm耕層)

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)，小區(qū)面積432 m2，72行區(qū)，行距15 cm，區(qū)長40 m，區(qū)寬10.8 m，區(qū)間過道5 m，播種密度450粒/m2，4月27日，機械統(tǒng)一播種，其它管理同大田。

1.3 測定項目及方法

株高、莖粗、根長等生長指標(biāo)采用直接測量法，干物重采用烘干法，分別在苗期、快速生長期、現(xiàn)蕾期、開花期及工藝成熟期，每次取30株，選有代表性植株10株進行測量，然后將根、莖、葉分開, 鮮樣在105 ℃烘箱中殺青30 min，65 ℃烘干、稱重。

產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素，工藝成熟期，每試驗小區(qū)取代表性植株30株，從中選取10株進行室內(nèi)考種，并每小區(qū)取1 m2大麻原莖進行溫水漚制，機械剝麻測定全麻率。

干莖制成率(%)=(干莖重量/供試原莖重量)×100%；

全麻率(%)=(纖維總重量/供試干莖重量)×100%；

纖維產(chǎn)量=原莖產(chǎn)量×干莖制成率×全麻率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel軟件進行數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制，用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 試驗結(jié)果

2.1 生長發(fā)育的變化

2.1.1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、莖粗是評價工業(yè)大麻纖維產(chǎn)量的重要指標(biāo)[9]。較佳的紡織用工業(yè)大麻株高為200～250 cm、莖粗為0.6～1.0 cm[10]。 如圖1所示，苗期至工藝成熟期，兩品種的株高、莖粗均隨著生育進程呈增加的趨勢，漢麻5號增加了194.18 cm、0.58 cm，火麻1號增加了183.76 cm、0.53 cm；各生育時期，漢麻5號的株高、莖粗分別比火麻1號高2.06～12.48 cm和0.04～0.11 cm。

2.1.2節(jié)數(shù)、根長

如圖2所示，苗期至工藝成熟期，兩品種節(jié)數(shù)、根長的變化趨勢基本一致，均隨著生育進程呈增加的趨勢，漢麻5號增加了14.53節(jié)、10.32 cm，火麻1號增加了15.66節(jié)、9.32 cm；各生育時期，火麻1號的節(jié)數(shù)比漢麻5號高0.47～1.60節(jié)；而各生育時期漢麻5號的根長比火麻1號高0.57～2.30 cm。

2.1.3根干重、植株干重

如圖3所示，苗期至工藝成熟期，兩品種根干重、植株干重均隨著生育進程呈先增加后降低的變化趨勢，開花期達到最大值，之后有所下降，漢麻5號根干重和植株干重分別下降了0.82 g、0.79 g，火麻1號下降了0.75、0.95 g；各生育時期漢麻5號的根干重、植株干重比火麻1號高出了0.09～0.69 g和0.46～1.68 g。

圖1 不同品種株高、莖粗的變化

圖2 不同品種節(jié)數(shù)、根長的變化

圖3 不同品種根干重、植株干重的變化

2.1.4根冠比

如圖4所示，苗期至工藝成熟期，兩品種的根冠比隨著生育進程呈先降低—升高—降低的變化趨勢，開花期達到最大值，漢麻5號為0.128，火麻1號為0.103。各生育時期漢麻5號的根冠比明顯高于火麻1號，漢麻5號比火麻1號高19.28%～24.42%。

2.2 干物質(zhì)積累與分配

2.2.1植株葉、莖干物質(zhì)積累量的變化

大麻生長發(fā)育期間，植株的干物質(zhì)積累及其在各部分的分配是制約工業(yè)大麻經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)鍵因素[11]。如圖5所示，苗期至工藝成熟期，兩品種葉的干物質(zhì)積累量隨著生育進程呈先升高后降低的變化趨勢，漢麻5號在現(xiàn)蕾期達到最大值(為1.61 g)，火麻1號在開花期達最大值(為2.05 g)；開花期至工藝成熟期由于葉片脫落，兩品種葉的干物質(zhì)積累量為負值；苗期至現(xiàn)蕾期，漢麻5號葉的干物質(zhì)積累量比火麻1號高0.02～0.23 g，開花期至工藝成熟期火麻1號葉的干物質(zhì)積累量明顯高于漢麻5號，說明在工藝成熟期漢麻5號葉片的衰老速度快于火麻1號，葉中的營養(yǎng)物質(zhì)較好的轉(zhuǎn)移到了莖中。

苗期至工藝成熟期，兩品種莖的干物質(zhì)積累量均隨著生育進程呈先增加后降低的變化趨勢，至開花期達到最大值，漢麻5號為10.17 g，火麻1號為9.77 g。各生育時期漢麻5號莖的干物質(zhì)積累量比火麻1號高0.22～0.62 g。

圖4 不同品種根干重的變化

圖5 不同品種葉、莖干物質(zhì)積累量的變化

2.2.2植株干物質(zhì)分配的變化

作物經(jīng)過光合作用合成的同化物質(zhì)，除了滿足作物各器官生長發(fā)育及呼吸消耗的需求之外，還有一部分作為貯藏物質(zhì)積累下來，而這部分同化物質(zhì)會在特定的時期轉(zhuǎn)運至作物其他器官。因此，同化物質(zhì)的積累與分配和作物生長發(fā)育及經(jīng)濟產(chǎn)量之間關(guān)系密切[12-13]。由表2可知，苗期至工藝成熟，兩品種的葉干重隨著生育進程呈先增加后降低的變化趨勢，開花期達最大值，漢麻5為4.98 g，火麻1號為5.48 g。苗期至現(xiàn)蕾期，漢麻5號的葉干重比火麻1號高0.23～0.46 g；開花期至工藝成熟期，火麻1號的葉干重高0.50 g和0.96 g。而兩品種的莖干重隨著生育進程呈逐漸增加后變化趨勢，工藝成熟期漢麻5號和火麻1號的莖干重為21.35 g和19.11 g。各生育時期漢麻5號莖干重明顯高于火麻1號，苗期至工藝成熟期，漢麻5號的莖干重比火麻1號高0.22～2.24 g。

表2 不同品種莖、葉干重及比例

品種器官 苗期 快速生長期 現(xiàn)蕾期 開花期 工藝成熟期 干重/g比例/%干重/g比例/%干重/g比例/%干重/g比例/%干重/g比例/%火麻1號葉0.7765.312.0248.563.43 32.975.4824.652.1710.20莖0.4134.692.1451.446.9867.0316.7575.3519.11 89.80漢麻5號葉1.0161.382.2844.943.8932.184.9821.331.215.36莖0.6338.622.7955.068.2067.8218.3778.6721.3594.64

表3 不同品種纖維產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素

品種株高/cm莖粗/cm收獲株數(shù)/(株·hm-2)原莖產(chǎn)量/(kg·hm-2)干莖產(chǎn)量/(kg·hm-2)干莖制成率/%全麻率/%纖維產(chǎn)量/(kg·hm-2)火麻1號205.500.78800040.006557.035384.6382.1216.35880.54漢麻5號210.500.83970045.507698.696803.3388.3717.341156.87

從表2可知，苗期至工藝成熟期，葉干重所占整株比例隨著生育進程呈逐漸降低，且各生育時期火麻1號葉干重所占整株比例明顯高于漢麻5號。而莖干重所占整株比例卻隨著生育進程呈逐漸增加的變化趨，苗期至工藝成熟期，漢麻5號莖干重所占整株比例比火麻1號高0.79%～4.84%。苗期兩品種葉干重所占整株比例高于莖干重所占整株比例，苗期以后則莖干重所占整株比例明顯高于葉干重所占整株比例。由此可知，苗期營養(yǎng)物質(zhì)分配主要給葉片；快速生長期至工藝成熟期葉片營養(yǎng)物質(zhì)分配逐漸下降，而莖占的比重開始迅速上升，顯示苗期以后營養(yǎng)物質(zhì)分配中心已轉(zhuǎn)移到莖上。

2.3 纖維產(chǎn)量及構(gòu)成因素

纖維產(chǎn)量與株高、莖粗、單位面積收獲株數(shù)、原莖產(chǎn)量、干莖制成率、全麻率密切相關(guān)[14]。如表3所示，漢麻5號的株高、莖粗、每平方米收獲株數(shù)、原莖產(chǎn)量、干莖產(chǎn)量、干莖制成率、全麻率及纖維產(chǎn)量明顯高于火麻1號，其中原莖產(chǎn)量、干莖產(chǎn)量、干莖制成率、全麻率和纖維產(chǎn)量漢麻5號比火麻1號分別高11.63%、20.85%、7.04%、5.71%和23.87%。

3 結(jié) 論

1) 漢麻5號的長勢、干物質(zhì)積累量及產(chǎn)量高于對照品種火麻1號。

2) 工藝成熟期漢麻5號葉片的衰老速度快于火麻1號，葉中的營養(yǎng)物質(zhì)較好的轉(zhuǎn)移到了莖中。

3) 苗期至工藝成熟期，漢麻5號的株高、莖粗、根長、植株干重、莖干重、根干重、根冠比及莖干重所占整株比例高于對照品種火麻1號，而節(jié)數(shù)和葉干重低于對照品種火麻1號。

4) 工藝成熟期漢麻5號莖的干物質(zhì)積累量多于火麻1號，而葉的干物質(zhì)積累量少于火麻1號。

5) 苗期兩品種葉干重所占整株比例高于莖干重所占整株比例，苗期以后則莖干重所占整株比例明顯高于葉干重所占整株比例。

6) 漢麻5號的原莖產(chǎn)量、干莖產(chǎn)量、干莖制成率、全麻率和纖維產(chǎn)量比火麻1號分別高11.63%、20.85%、7.04%、5.71%和23.87%。

7) 本試驗由于苗期干旱，開花期雨水偏多，導(dǎo)致全麻率嚴(yán)重低于正常年份。