纤用工业大麻新品种汉麻5号生长发育及产量特性的初步研究

张晓艳， 孙宇峰， 曹 焜， 韩承伟， 韩喜财， 姜 颖， 赵 越， 王晓楠

(黑龙江省科学院大庆分院， 黑龙江 大庆 163319)

大麻(CannabissativaL)属木兰纲、荨麻目、大麻科、大麻属、大麻种，为一年生草本植物，又名汉麻、火麻、寒麻、线麻、魁麻等，栽培历史悠久，是人类最早使用的纺织纤维原料之一[1-3]。大麻的适应性较强，种植简便，被广泛种植于欧洲、亚洲及南美等国家和地区，也是我国传统的纤维作物[4]，大麻的用途较广泛，可用于纺织、造纸、食品、医药和新型材料等领域，具有极好的经济利用价值[5-6]。工业大麻是致幻成分四氢大麻酚(THC)含量<0.3%、无毒品利用价值的一个品种类型，可以大规模种植及加工利用[7]。

近年来，由于黑龙江省农业种植结构调整，汉麻产业迅速发展起来，2017年全省汉麻的种植面积为3.05万hm2，原茎总产量为13.9万t，同比分别增长64%和121%[8]。目前黑龙江省推广种植的纤维用工业大麻品种主要为雌雄异株，且以农家品种居多，产量偏低，品质较差。因此开展优质、高产、高纤、高抗及适应性强的纤维用工业大麻新品种的选育及推广极其重要。汉麻5号是黑龙江省科学院大庆分院2018年认定的纤维用雌雄异株工业大麻新品种。本试验主要研究汉麻5号的生长发育及产量特性，旨在阐明汉麻5号在黑龙江省轻度盐碱地区的适应性、抗逆性、生产潜能及经济效益等，为优良品种的选育、推广和合理布局提供可靠的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试品种

以黑龙江省科学院大庆分院2018年认定的纤维用工业大麻新品种汉麻5号为试验品种，以当地大面积推广的纤维用工业大麻品种火麻1号为对照，两品种均为雌雄异株，于2018年在黑龙江省科学院大庆分院的试验基地星火牧场进行，试验地平整，肥力均匀，土壤类型为草甸黑钙土，土壤的基本农化性状如表1所示。

表1 土壤基本农化性状(0～20 cm耕层)

1.2 试验设计

试验采用随机区组排列，3次重复，小区面积432 m2，72行区，行距15 cm，区长40 m，区宽10.8 m，区间过道5 m，播种密度450粒/m2，4月27日，机械统一播种，其它管理同大田。

1.3 测定项目及方法

株高、茎粗、根长等生长指标采用直接测量法，干物重采用烘干法，分别在苗期、快速生长期、现蕾期、开花期及工艺成熟期，每次取30株，选有代表性植株10株进行测量，然后将根、茎、叶分开, 鲜样在105 ℃烘箱中杀青30 min，65 ℃烘干、称重。

产量及产量构成因素，工艺成熟期，每试验小区取代表性植株30株，从中选取10株进行室内考种，并每小区取1 m2大麻原茎进行温水沤制，机械剥麻测定全麻率。

干茎制成率(%)=(干茎重量/供试原茎重量)×100%；

全麻率(%)=(纤维总重量/供试干茎重量)×100%；

纤维产量=原茎产量×干茎制成率×全麻率。

1.4 数据分析

用Excel软件进行数据处理及图表的绘制，用SPSS软件进行统计分析。

2 试验结果

2.1 生长发育的变化

2.1.1株高、茎粗

一般情况下，工业大麻的株高越高，茎粗越粗，植株的纤维产量越高，因此株高、茎粗是评价工业大麻纤维产量的重要指标[9]。较佳的纺织用工业大麻株高为200～250 cm、茎粗为0.6～1.0 cm[10]。 如图1所示，苗期至工艺成熟期，两品种的株高、茎粗均随着生育进程呈增加的趋势，汉麻5号增加了194.18 cm、0.58 cm，火麻1号增加了183.76 cm、0.53 cm；各生育时期，汉麻5号的株高、茎粗分别比火麻1号高2.06～12.48 cm和0.04～0.11 cm。

2.1.2节数、根长

如图2所示，苗期至工艺成熟期，两品种节数、根长的变化趋势基本一致，均随着生育进程呈增加的趋势，汉麻5号增加了14.53节、10.32 cm，火麻1号增加了15.66节、9.32 cm；各生育时期，火麻1号的节数比汉麻5号高0.47～1.60节；而各生育时期汉麻5号的根长比火麻1号高0.57～2.30 cm。

2.1.3根干重、植株干重

如图3所示，苗期至工艺成熟期，两品种根干重、植株干重均随着生育进程呈先增加后降低的变化趋势，开花期达到最大值，之后有所下降，汉麻5号根干重和植株干重分别下降了0.82 g、0.79 g，火麻1号下降了0.75、0.95 g；各生育时期汉麻5号的根干重、植株干重比火麻1号高出了0.09～0.69 g和0.46～1.68 g。

图1 不同品种株高、茎粗的变化

图2 不同品种节数、根长的变化

图3 不同品种根干重、植株干重的变化

2.1.4根冠比

如图4所示，苗期至工艺成熟期，两品种的根冠比随着生育进程呈先降低—升高—降低的变化趋势，开花期达到最大值，汉麻5号为0.128，火麻1号为0.103。各生育时期汉麻5号的根冠比明显高于火麻1号，汉麻5号比火麻1号高19.28%～24.42%。

2.2 干物质积累与分配

2.2.1植株叶、茎干物质积累量的变化

大麻生长发育期间，植株的干物质积累及其在各部分的分配是制约工业大麻经济产量的关键因素[11]。如图5所示，苗期至工艺成熟期，两品种叶的干物质积累量随着生育进程呈先升高后降低的变化趋势，汉麻5号在现蕾期达到最大值(为1.61 g)，火麻1号在开花期达最大值(为2.05 g)；开花期至工艺成熟期由于叶片脱落，两品种叶的干物质积累量为负值；苗期至现蕾期，汉麻5号叶的干物质积累量比火麻1号高0.02～0.23 g，开花期至工艺成熟期火麻1号叶的干物质积累量明显高于汉麻5号，说明在工艺成熟期汉麻5号叶片的衰老速度快于火麻1号，叶中的营养物质较好的转移到了茎中。

苗期至工艺成熟期，两品种茎的干物质积累量均随着生育进程呈先增加后降低的变化趋势，至开花期达到最大值，汉麻5号为10.17 g，火麻1号为9.77 g。各生育时期汉麻5号茎的干物质积累量比火麻1号高0.22～0.62 g。

图4 不同品种根干重的变化

图5 不同品种叶、茎干物质积累量的变化

2.2.2植株干物质分配的变化

作物经过光合作用合成的同化物质，除了满足作物各器官生长发育及呼吸消耗的需求之外，还有一部分作为贮藏物质积累下来，而这部分同化物质会在特定的时期转运至作物其他器官。因此，同化物质的积累与分配和作物生长发育及经济产量之间关系密切[12-13]。由表2可知，苗期至工艺成熟，两品种的叶干重随着生育进程呈先增加后降低的变化趋势，开花期达最大值，汉麻5为4.98 g，火麻1号为5.48 g。苗期至现蕾期，汉麻5号的叶干重比火麻1号高0.23～0.46 g；开花期至工艺成熟期，火麻1号的叶干重高0.50 g和0.96 g。而两品种的茎干重随着生育进程呈逐渐增加后变化趋势，工艺成熟期汉麻5号和火麻1号的茎干重为21.35 g和19.11 g。各生育时期汉麻5号茎干重明显高于火麻1号，苗期至工艺成熟期，汉麻5号的茎干重比火麻1号高0.22～2.24 g。

表2 不同品种茎、叶干重及比例

品种器官 苗期 快速生长期 现蕾期 开花期 工艺成熟期 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号叶0.7765.312.0248.563.43 32.975.4824.652.1710.20茎0.4134.692.1451.446.9867.0316.7575.3519.11 89.80汉麻5号叶1.0161.382.2844.943.8932.184.9821.331.215.36茎0.6338.622.7955.068.2067.8218.3778.6721.3594.64

表3 不同品种纤维产量及产量构成因素

品种株高/cm茎粗/cm收获株数/(株·hm-2)原茎产量/(kg·hm-2)干茎产量/(kg·hm-2)干茎制成率/%全麻率/%纤维产量/(kg·hm-2)火麻1号205.500.78800040.006557.035384.6382.1216.35880.54汉麻5号210.500.83970045.507698.696803.3388.3717.341156.87

从表2可知，苗期至工艺成熟期，叶干重所占整株比例随着生育进程呈逐渐降低，且各生育时期火麻1号叶干重所占整株比例明显高于汉麻5号。而茎干重所占整株比例却随着生育进程呈逐渐增加的变化趋，苗期至工艺成熟期，汉麻5号茎干重所占整株比例比火麻1号高0.79%～4.84%。苗期两品种叶干重所占整株比例高于茎干重所占整株比例，苗期以后则茎干重所占整株比例明显高于叶干重所占整株比例。由此可知，苗期营养物质分配主要给叶片；快速生长期至工艺成熟期叶片营养物质分配逐渐下降，而茎占的比重开始迅速上升，显示苗期以后营养物质分配中心已转移到茎上。

2.3 纤维产量及构成因素

纤维产量与株高、茎粗、单位面积收获株数、原茎产量、干茎制成率、全麻率密切相关[14]。如表3所示，汉麻5号的株高、茎粗、每平方米收获株数、原茎产量、干茎产量、干茎制成率、全麻率及纤维产量明显高于火麻1号，其中原茎产量、干茎产量、干茎制成率、全麻率和纤维产量汉麻5号比火麻1号分别高11.63%、20.85%、7.04%、5.71%和23.87%。

3 结 论

1) 汉麻5号的长势、干物质积累量及产量高于对照品种火麻1号。

2) 工艺成熟期汉麻5号叶片的衰老速度快于火麻1号，叶中的营养物质较好的转移到了茎中。

3) 苗期至工艺成熟期，汉麻5号的株高、茎粗、根长、植株干重、茎干重、根干重、根冠比及茎干重所占整株比例高于对照品种火麻1号，而节数和叶干重低于对照品种火麻1号。

4) 工艺成熟期汉麻5号茎的干物质积累量多于火麻1号，而叶的干物质积累量少于火麻1号。

5) 苗期两品种叶干重所占整株比例高于茎干重所占整株比例，苗期以后则茎干重所占整株比例明显高于叶干重所占整株比例。

6) 汉麻5号的原茎产量、干茎产量、干茎制成率、全麻率和纤维产量比火麻1号分别高11.63%、20.85%、7.04%、5.71%和23.87%。

7) 本试验由于苗期干旱，开花期雨水偏多，导致全麻率严重低于正常年份。