不同類型地膜覆蓋對工業(yè)大麻生長和產(chǎn)量的影響

張慶瀅，郭蓉，許艷萍，陳璇，呂品，郭孟璧，楊明，郭鴻彥

（云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，云南 昆明 650205）

工業(yè)大麻是指植株群體花期頂部葉片及花穗干物質(zhì)的致幻成癮成分四氫大麻酚（THC）含量＜0.3%，不能直接作為毒品利用的大麻作物品種類型，目前廣泛應用于紡織、造紙、食用油、功能保健食品、化妝品、醫(yī)藥、生物能源、建材、新生物復合材料等行業(yè)［1］。云南是中國工業(yè)大麻的主產(chǎn)區(qū)，在全國率先開展了工業(yè)大麻的研究，工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)在云南穩(wěn)步發(fā)展，形成了較好的產(chǎn)業(yè)基礎。2013年之前主要以發(fā)展纖維用工業(yè)大麻為主，隨著國際藥用工業(yè)大麻成為科研的熱點以及在醫(yī)藥市場的興起，近幾年來，云南藥用工業(yè)大麻種植和以大麻二酚（CBD）為主的大麻素提取與加工得以迅速發(fā)展，2019年核定種植面積超過1.3萬公頃。在生產(chǎn)上以獲得纖維為目標的高密度種植型轉變?yōu)橐垣@得花葉、麻籽、麻糠為主的稀植型。在工業(yè)大麻稀植型種植過程中，抗旱保苗、中耕除草是獲得高產(chǎn)量的關鍵步驟，往往花費較多的勞動力，尤其當今勞動力成本大幅上漲，通過改善生產(chǎn)模式和栽培技術是降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)量和品質(zhì)的重要途徑。

覆膜栽培技術是現(xiàn)代應用在農(nóng)作物上的一種新型技術，其兼具有效收集降水、保墑增溫、保水抗旱、抑制雜草、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)等優(yōu)點。目前該技術已廣泛應用于玉米、馬鈴薯、甘蔗、甜菜等一年生或多年生作物栽培上［2－6］，然而在工業(yè)大麻生產(chǎn)中尚未見相關研究報道。本研究擬對工業(yè)大麻進行覆膜技術的研究，旨在建立適用于工業(yè)大麻稀植型種植的旱作高產(chǎn)節(jié)本栽培模式。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種：工業(yè)大麻品種云麻8號和工業(yè)大麻材料M123；

供試地膜：普通透明白膜、普通黑膜（云南塑料廠提供）、除草膜（云南省農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究所提供），地膜規(guī)格均為膜幅寬120 cm，厚0.008 mm。

1.2 試驗地基本情況

試驗于2016～2018年在云南省昆明小哨（云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所工業(yè)大麻試驗基地）進行，海拔高度為1900 m，屬北緯低緯度亞熱帶高原山地季風氣候，明顯分為干、濕兩季，冬春少雨，夏季占全年降水60%以上，降水主要集中在5～10月，年平均氣溫15℃，年均日照2200 h左右，年均降水量1035 mm，無霜期240 d以上。該試驗地為沙壤土，pH值5.4，土壤有機質(zhì)含量為22.6 g／kg，全氮量0.169%，全磷量0.082%，全鉀量1.60%，有效鈣2.47 g／kg。前茬為工業(yè)大麻，肥力中等，地塊平整。于3月份進行翻耕，播種前1周進行碎土耙平。

1.3 試驗設計和調(diào)查方法

試驗采用單因素隨機區(qū)組設計，設置A、B兩組。

A組試驗供試工業(yè)大麻品種為云麻8號，試驗設2個處理，分別為：覆普通黑膜和不覆膜，每個處理3次重復，共6個小區(qū)，小區(qū)面積38.4m2，采用穴（塘）播方式，行穴（塘）距為160 cm×80 cm，每個小區(qū)90株。該組試驗于2016、2017年連續(xù)兩年執(zhí)行，2016年于5月27日播種，11月17日成熟收獲；2017年于5月12日播種，11月10日成熟收獲。2017年試驗除進行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量調(diào)查外，在出苗后于小區(qū)內(nèi)隨機固定10株進行每周1次的株高調(diào)查。植株的高度、莖粗、第一有效分枝高、分枝數(shù)和分枝長度等農(nóng)藝性狀的調(diào)查依據(jù)《大麻種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準》［7］中的方法進行。

B組試驗供試工業(yè)大麻材料為M123，試驗設4個處理，分別為：覆普通透明白膜、覆普通黑膜、覆除草膜和不覆膜，每個處理3次重復，共12個小區(qū)，小區(qū)面積43.2 m2，采用穴（塘）播方式，行穴（塘）距為180 cm×40 cm，每個小區(qū)180株。該組試驗于2018年6月20日播種，于11月12日收獲。該組試驗除進行農(nóng)藝性狀和產(chǎn)量調(diào)查外，還開展防草效果調(diào)查：于出苗后30、60 d進行調(diào)查，每小區(qū)隨機3點取樣，每點調(diào)查面積0.25 m2（以穴（塘）為中心取50 cm×50 cm調(diào)查），調(diào)查取樣面積內(nèi)雜草的鮮草總重，計算防除效果。防效（%）＝（1－處理雜草鮮重／對照雜草鮮重）×100%。

所有處理播種時施用復合肥（N－P－K：15－15－15，云南天騰牌）20 kg／667m2，于出苗后約30 d追施尿素（含氮量≥46.0%，金沙江牌）10 kg／667 m2，每穴（塘）定苗3株。管理上，不覆膜處理于出苗后約30 d進行第1次人工鋤草，于出苗后約60 d進行第2次人工鋤草，同時進行中耕培土；其它覆膜處理僅在不覆膜處理（對照）第2次人工鋤草時進行膜間機械割除雜草。

1.4 統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 覆膜對工業(yè)大麻產(chǎn)量的影響

2016、2017年連續(xù)兩年的覆膜種植試驗均表明：覆普通黑膜處理與不覆膜處理相比，前者能夠提高工業(yè)大麻麻糠（麻糠為種子脫粒后去除枝梗的殘余物，主要為麻株果穗的葉片和苞片，可用于具高附加值工業(yè)大麻次生代謝產(chǎn)物如大麻二酚等的提?。⒙樽?、莖稈的產(chǎn)量，起到增產(chǎn)作用，具體產(chǎn)量及增產(chǎn)情況詳見表1。對2016、2017年的麻糠、麻籽、莖稈產(chǎn)量進行方差分析（表2），結果表明：覆普通黑膜處理與不覆膜處理相比，三個產(chǎn)量性狀中麻籽和莖稈兩年平均產(chǎn)量分別提高了22.23%和18.98%，增產(chǎn)幅度均達到了顯著水平；麻糠產(chǎn)量也明顯增加，增產(chǎn)幅度達8.39%，但未達顯著水平；同時，由于2017年遭遇干旱，受氣候影響麻糠、麻籽、莖稈產(chǎn)量均低于2016年產(chǎn)量水平，不同年度間的產(chǎn)量有所差異，三個產(chǎn)量性狀中麻籽和麻糠差異顯著，莖稈產(chǎn)量差異不顯著。

表1 不同處理、不同年份工業(yè)大麻麻糠、麻籽、莖稈產(chǎn)量（A組試驗）Table 1 Effects of cultivation mode on chaff，seed，stem yield of hemp in 2016 and 2017

表2 處理間、年度間兩因素方差分析結果（A組試驗）Table 2 Two－way ANOVA results based on treatments and years for yields of chaff，seed and stem

2.2 覆膜對工業(yè)大麻株高的影響

于2017年5月12日進行“三干”播種，2017年5月15日試驗地有較好的降水（中雨），隨后5天內(nèi)也有降水（小雨），5月25日試驗地出苗整齊，覆膜種植處理先于對照1～2 d完成出苗。然而，出苗后隨即遭遇長時間的自然干旱，直到6月中旬后發(fā)生有效降水，從株高數(shù)據(jù)可知，6月15日覆膜處理平均株高28.6 cm，對照組平均株高11.1 cm，說明覆膜處理有顯著的保水抗旱能力。從圖1中可以看出，在整個生長期內(nèi)，覆膜處理組株高均明顯高于對照組，尤其在遭遇了苗期的自然干旱后，覆膜處理獲得了生長上的優(yōu)勢，在7月中旬之前，其株高約為對照組的2倍以上。

2.3 不同地膜對工業(yè)大麻主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響

從表3可以看出，在B組試驗中（2018年），不同地膜覆蓋處理對工業(yè)大麻主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量存在不同程度的影響。通過覆膜處理增加了植株的高度、莖粗和分枝長度，在株高、莖粗、分枝長度性狀上，4種處理的影響分別為除草膜＞普通黑膜＞普通透明白膜＞不覆膜，從對5個農(nóng)藝性狀影響的差異顯著性分析看，僅在株高上3種覆膜處理與不覆膜處理差異達到了顯著水平，而在莖粗、第一有效分枝高、分枝數(shù)和分枝長度4個性狀上雖然存在差異，但未達顯著水平。在產(chǎn)量影響方面，3種覆膜處理對工業(yè)大麻三個主要收獲產(chǎn)物的產(chǎn)量均具有增產(chǎn)效應，從麻糠產(chǎn)量上看，與對照相比，普通透明白膜、普通黑膜、除草膜處理每667m2分別增產(chǎn)10.13%、15.96%和17.53%，其中除草膜處理與對照相比差異達到了顯著水平；從麻籽產(chǎn)量上看，與對照相比，普通透明白膜、普通黑膜、除草膜處理每667m2分別增產(chǎn)為12.51%、24.40%和25.80%，其中普通黑膜和除草膜處理與對照相比差異均達到了顯著水平；從麻稈產(chǎn)量上看，與對照相比，普通透明白膜、普通黑膜、除草膜處理每667 m2分別增產(chǎn)為9.82%、28.80%和21.93%，其中普通黑膜和除草膜處理與對照相比均差異顯著。

圖1 工業(yè)大麻生長期間株高的動態(tài)結果比較（A組試驗）Fig.1 Dynamics of the height of plants from the beginning of emergence to the end of flowering

表3 2018年度不同地膜覆蓋處理對主要農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響（B組試驗）Table 3 Effects of different plastic mulching types onmajor agronomic traits and yield composition

2.4 不同地膜的雜草防除效果

從表4可以看出，所有覆膜處理對雜草都起到了較好的防控作用。出苗后30 d，普通透明白膜處理和普通黑膜處理防效分別為84.02%和86.54%，二者差異不顯著，與對照相比有顯著差異，除草膜有最好的效果；出苗后60 d，普通透明白膜處理的防效不如普通黑膜和除草膜處理，而普通黑膜和除草膜處理因膜下幾無雜草達到了最好的效果。通過覆膜處理對雜草進行防控有顯著的效果，可以有效減少工業(yè)大麻中耕管理上的除草用工，一般情況下每667 m2地可減少3～4個勞動力，而且苗期和中耕除草的時間往往是云南連續(xù)降雨最多的時期，利用人工進行鏟除遭遇連續(xù)天陰下雨難以達到好的效果，覆膜處理則避免了該問題。

表4 不同地膜覆蓋處理對雜草的防除效果（B組試驗）Table 4 Effects of different plastic mulching types on inhibition and elimination of the weed growth

3 討論

云南地處中國西南邊陲，屬低緯多山地區(qū)，氣候類型總體上屬于亞熱帶高原山地季風型，干濕季節(jié)分明，冬春干旱少雨，每年進入4月始有少量降水，到6月上旬始有連續(xù)降水。在云南，工業(yè)大麻為山區(qū)旱地作物，其種植高度依賴于自然降水，而大麻為短日作物，早播有利于全生育期的增加，使產(chǎn)量提高。因此，工業(yè)大麻播種出苗是整個種植過程中的關鍵。為了抗旱保苗，2014～2015年我們開展了從4月初到6月上旬不同播期的覆膜試驗，結果表明，同期播種，覆膜處理較不覆膜種植有較高的出苗率，出苗后成活率和生長勢也較強，除了具有抗旱保苗作用，還有很好的防草作用，產(chǎn)量明顯高于對照，基于此結果，后續(xù)開展了上述連續(xù)3年（2016～2018年）的覆膜試驗，并同時開始在生產(chǎn)上進行逐步推廣。2016年以來工業(yè)大麻覆膜種植技術在云南推廣超過1萬多公頃。

農(nóng)作物覆膜栽培技術是為人廣知廣用的一項重要農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施，目前在玉米、花生、馬鈴薯、甘蔗、冬小麥、再生稻、油用亞麻等作物及各種蔬菜上［8－11］已有廣泛應用和較多的研究報道。近年來工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)在我國快速發(fā)展［12］，尤其是工業(yè)大麻在生物醫(yī)藥大健康領域的迅猛發(fā)展［13］，使云南工業(yè)大麻種植與生產(chǎn)受到了世界的廣泛關注。然而，隨著種植主體模式由高密度纖維型轉變?yōu)槌兔芏茸延眯停ɑ蚧ㄈ~型），種植過程中的諸多關鍵問題亟需解決，如：出苗率、草害、勞動效率、產(chǎn)量和質(zhì)量等。本研究表明：覆膜技術在工業(yè)大麻稀植型種植上，有明顯的保水抗旱、控草增產(chǎn)作用，對工業(yè)大麻種子萌發(fā)、生長發(fā)育進程、植株的干物質(zhì)積累及工業(yè)大麻主要收獲物（麻籽、麻葉、麻糠和麻稈）產(chǎn)量提高都有一定的輔助作用，同時，其提高了抗旱防災能力和勞動效率，達到了防草控草、節(jié)本增效的目的，對山區(qū)旱地工業(yè)大麻生產(chǎn)具有深遠意義。

目前工業(yè)大麻覆膜栽培技術形成時間較短，對該技術體系研究尚不夠深入。此外，當前所用地膜為塑料薄膜，存在其廢棄物回收不完全易造成農(nóng)田污染的問題。因此，下一步工作一方面需要從地膜影響工業(yè)大麻生長的各方面開展更為深入層次的細致研究，另一方面也要從低成本無害的農(nóng)用降解薄膜方面開展研究。

4 結論

（1）覆膜種植可明顯提高工業(yè)大麻麻籽、麻糠、莖稈的產(chǎn)量，對麻籽、莖稈的增產(chǎn)達顯著水平。2016～2018年的試驗結果表明，覆膜條件下種植工業(yè)大麻，可保證工業(yè)大麻高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，值得推廣。

（2）覆膜種植模式下可顯著影響植株的高度、莖粗、第一有效分枝高、分枝數(shù)和分枝長度，對株高的影響達顯著水平，且對植株株高的影響貫穿整個工業(yè)大麻生育期，尤其在植株開花之前促進植株長高可達2倍以上。

（3）不同類型地膜的覆膜種植均有比較顯著的防草效果，其中，除草膜和普通黑膜的效果最好，達顯著水平，并顯著提高產(chǎn)量。