播種期對兩個工業(yè)大麻品種生長發(fā)育、農藝性狀和產量的影響

曹焜，王曉楠，孫宇峰，韓承偉，潘冬梅，姜穎，2，趙越，2，張曉艷，郭永霞，韓喜財

（1.黑龍江省科學院大慶分院，黑龍江大慶163319；2.黑龍江省科學院高技術研究院，黑龍江哈爾濱150020；3.黑龍江八一農墾大學，黑龍江大慶163319）

工業(yè)大麻（CannabissativaL.）指四氫大麻酚（tetrahydrocannabinol，THC）含量低于0.3&的大麻品種，是大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）一年生草本植物［1］。為推動工業(yè)大麻產業(yè)發(fā)展，育種專家們按纖用型、籽用型等用途培育出許多專用型工業(yè)大麻品種，如：火麻一號、金刀15、云麻1-3號、慶麻1號、汾麻3號等［2-5］，其共同點為低毒（THC含量低于0.3&），甚至無毒。

工業(yè)大麻是中國古老的纖維作物之一［6］，在全國各地均有種植。唐慧娟等［7］發(fā)現(xiàn)鮮重和干皮重是影響纖維產量的主要性狀；魏國江等［8］探索了鹽堿地工業(yè)大麻高產栽培技術；郝冬梅等［9］對中大麻1號的品種特性及栽培措施進行了詳細說明。在我國，黑龍江省是工業(yè)大麻種植面積較大的省份［10-11］。據(jù)報道，播種期的差異對作物產量具有較大影響［12-13］，而在黑龍江地區(qū)關于播種期對工業(yè)大麻影響的研究未見報道。為此，本研究以黑龍江省常見的工業(yè)大麻品種為研究對象，采用分期播種的方法，調查工業(yè)大麻農藝性狀、產量性狀及物候學特征，旨在明晰播種期對工業(yè)大麻產量的影響，為工業(yè)大麻種植中確定合理播種期提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況與材料

1.1.1 試驗地概況

試驗地位于大慶市薩爾圖東風農場（46.63°N，125.19°E）。土壤肥力中等，全氮1.73 g／kg，堿解氮 132.94 mg／kg，速效磷 46.05 mg／kg，速效鉀 160.00 mg／kg，有機質 3.69&，pH 7.43。

1.1.2 試驗材料

雌雄同株纖維用型工業(yè)大麻品種金刀15（烏克蘭引進品種），通過引種馴化，現(xiàn)已適應黑龍江省的氣候環(huán)境；雌雄異株纖維用型工業(yè)大麻品種火麻一號（黑龍江省科學院大慶分院自主選育品種）。

1.2 試驗設計

試驗設播種期為A因素，4個水平（A1：4月25日，A2：5月5日，A3：5月15日，A4：5月25日）；設品種為B因素，2個品種（B1：火麻一號，B2：金刀15），共8個處理組合。隨機區(qū)組設計，3次重復，小區(qū)面積為12.0 m2，區(qū)長8.0 m，寬1.5 m，10行條播，播種密度為每平方米450粒有效粒數(shù)，區(qū)間道1 m，組間道1 m，試驗區(qū)四周設1.5 m寬保護行，大慶龍根48&復合肥（18&N、15&P2O5、15&K2O）施肥量為375 kg／hm2，其它栽培管理措施與當?shù)卮筇锷a一致。

1.3 調查項目

從播種開始定期進行田間觀測，記錄各個生育階段的農藝性狀和物候性。

農藝性狀調查：出苗數(shù)、株高、莖粗、雌雄比、分枝高等指標（快速生長期是工業(yè)大麻生長發(fā)育最快的時期，故多次對該階段內不同的農藝性狀進行調查）；

產量性狀：原莖產量、干莖產量、纖維產量；

生育時期：出苗天數(shù)（從播種到進入苗期起始的天數(shù)）、苗期、三葉期、快速生長期、開花期等重要生育時期的持續(xù)天數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理方法

采用軟件Excel 2007和SPSS 20進行方差分析、相關性分析和多元回歸分析。

2 結果與分析

2.1 不同播種期對工業(yè)大麻物候期的影響

由表1可知，火麻一號和金刀15的全生育期分別為94～120 d和87～110 d，火麻一號和金刀15的工藝成熟期分別在8月25日和8月17日左右，說明播種期的差別并沒有影響工業(yè)大麻最終的收獲時間，只是影響每個生育時期的長短，進而對生物產量和纖維產量產生影響。

表1 播種期對工業(yè)大麻生長發(fā)育進度的影響Table 1 Effects of sowing date on the growth duration in different phenophases of industrial hemp

2.2 不同播種期對工業(yè)大麻農藝性狀的影響

由表2可知，三葉期時，播種期對株高影響不顯著。在快速生長期、現(xiàn)蕾期和開花期，播種期5月25日的工業(yè)大麻株高低于其它播種期。工藝成熟期時，播種期對火麻一號的株高影響不顯著，而播種期為5月25日的金刀15株高則顯著偏低。由表3可知，現(xiàn)蕾期之前，播種期為5月25日的火麻一號葉片數(shù)均顯著小于其它播種期；開花期之前，播種期為5月25日的金刀15葉片數(shù)均顯著小于其它播種期，隨著工業(yè)大麻生長，葉片數(shù)間差異不顯著。由表4可知，播種期對工業(yè)大麻莖粗影響基本不顯著，僅快速生長期和現(xiàn)蕾期時播種期為5月25日的火麻一號莖粗顯著偏細。由表5可知，播種期為5月15日的火麻一號出苗率和保苗率顯著低于其它播種期，分枝高差異不顯著。播種期對金刀15出苗率的影響不顯著，播種期為5月25日的金刀15保苗率和分枝高顯著低于其它時期。因金刀15是雌雄同株類型，故沒有雌雄比。

表2 播種期對工業(yè)大麻不同生長階段株高的影響Table 2 Effects of sowing date on the plant height of industrial hemp at different growth stages

表3 播種期對工業(yè)大麻葉片數(shù)的影響Table 3 Effects of sowing date on the leaf numbers of industrial hemp

表4 播種期對工業(yè)大麻莖粗的影響Table 4 Effects of sowing date on the stem diameter of industrial hemp

表5 播種期對工業(yè)大麻其它農藝性狀的影響Table 5 Effects of sowing date on the agronomic traits of industrial hemp

2.3 不同播種期對工業(yè)大麻產量的影響

由表6可知，播種期不同的工業(yè)大麻產量間存在較大差異。播種期為5月5日的火麻一號原莖產量和纖維產量顯著高于其它時期，干莖制成率差異不顯著。播種期為4月25日的金刀15原莖產量和纖維產量高于其它時期，干莖制成率和出麻率差異不顯著。

表6 播種期對工業(yè)大麻產量的影響Table 6 Effects of sowing date on yield of industrial hemp

2.4 工業(yè)大麻產量與農藝性狀間的相關性分析

對農藝性狀生育日數(shù)（X1）、出苗率（X2）、保苗率（X3）、雌雄比（X4）、分枝高（X5）、株高（X6）和莖粗（X7）與原莖產量（Y1）進行相關分析。由表7可以看出，火麻一號的原莖產量與雌雄比、分枝高和株高呈極顯著正相關（p＜0.01）；分枝高與株高呈極顯著正相關（p＜0.01），與莖粗呈顯著正相關（p＜0.05）；株高和莖粗呈顯著正相關（p＜0.05）。

表7 火麻一號原莖產量性狀與農藝性狀相關分析Table 7 Correlation analysis on the yield and agronomic traits of the original stem of Huo Ma NO.1

由表8可以看出，金刀15的原莖產量（Y2）與生育日數(shù)、保苗率和株高呈極顯著正相關（p＜0.01），與分枝高和莖粗呈顯著正相關（p＜0.05）；生育日數(shù)與保苗率呈顯著正相關（p＜0.05）；分枝高與莖粗呈顯著正相關（p＜0.05），與株高呈極顯著正相關（p＜0.01）；株高與莖粗呈極顯著正相關（p＜0.01）。

表8 金刀15原莖產量性狀與農藝性狀相關分析Table 8 Correlation analysis on the yield and agronomic traits of the original stem of Jin Dao NO.15

2.5 工業(yè)大麻產量與農藝性狀間的多元回歸分析

對火麻一號和金刀15的原莖產量（Y）進行正態(tài)性檢驗，其顯著水平分別為p1＝0.196和p2＝0.490，均大于0.05，服從正態(tài)分布，可對其進行多元回歸分析［14］。以生育日數(shù)（X1）、出苗率（X2）、保苗率（X3）、雌雄比（X4）、分枝高（X5）、株高（X6）和莖粗（X7）為自變量，通過逐步回歸分析法，建立與火麻一號原莖產量（Y1）的最優(yōu)多元回歸方程Y1＝-4296．875+91．707X5（R2＝0．582，F(xiàn)＝13．946**），共篩選出1個對火麻一號原莖產量有顯著效應的自變量，即分枝高。方程意義是：在本試驗條件下，當火麻一號的分枝高每增加1 cm，每公頃原莖產量增加91.707 kg。同理，金刀15原莖產量（Y2）的最優(yōu)多元回歸方程為Y2＝-11239．089+146．547X1+26．999X6（R2＝0．858，F(xiàn)＝27．287**），共篩選出2個對金刀15原莖產量有顯著效應的自變量，即生育日數(shù)和株高。方程意義是：在本試驗條件下，當2個自變量中的1個取值固定在試驗范圍內某一水平時，株高每增加1 cm，每公頃原莖產量增加26.999 kg；生育日數(shù)每增加1 d，每公頃原莖產量增加146.547 kg。

3 討論與結論

播種期對工業(yè)大麻工藝成熟期的影響不大，僅改變每個生育時期的長短，進而影響其農藝性狀和最終產量。由于生產目的不同，前人對工業(yè)大麻的栽培模式［8，15］、品種比較試驗［16］等方面進行了深入研究。在山西低海拔地區(qū)，康紅梅等［15］研究認為6月中下旬播種，麻籽產量最高；在黑龍江省，金玲［16］對10個工業(yè)大麻品種進行比較試驗，并對每個品種進行詳細總結分析，但其播種期都設定在5月5日，未能體現(xiàn)出不同品種的產量在播種期方面的差異。而本研究發(fā)現(xiàn)播種期在4月25日的金刀15原莖和纖維產量高于其它播種期，干莖制成率和出麻率差異不顯著；播種期在5月5日的火麻一號原莖和纖維產量顯著高于其它播種期，干莖制成率差異不顯著。近年來黑龍江省春旱現(xiàn)象時常發(fā)生［17］，嚴重影響農作物生長。2016年5月15日前后，試驗地降水較少、土壤墑情差，影響了工業(yè)大麻的出苗率和保苗率。因此，農戶為了確保土壤墑情，選擇搶墑早播法，該方式與本研究結果大致相同，故認為針對每個品種特性，適當早播，延長生長時間，利于增加工業(yè)大麻的產量。

不同類型的水稻光溫敏感性存在差異，該差異與其生育速率密切相關［18-19］。播種期為5月25日的金刀15在整個生育期內，株高整體上顯著低于其它播種期，故認為金刀15的光溫敏感性較強，進而影響其各生育時期的發(fā)育速率。

本研究以提高工業(yè)大麻產量為目標，在相關性分析的基礎上，將原莖產量與主要農藝性狀進行多元回歸分析，結果表明：分枝高對雌雄異株的火麻一號原莖產量的影響達58.2&以上，遠超過其它6個農藝性狀，能較好地預測火麻一號原莖產量的變化。而株高和生育日數(shù)對雌雄同株金刀15產量的總影響達85.8&，能更好地預測金刀15的原莖產量。

大麻纖維的發(fā)育機制與植株性別和麻莖結構有關［20-22］，加之雌雄同株的金刀15和雌雄異株的火麻一號的農藝性狀和產量間也具有一定差異，故推測不同類型的工業(yè)大麻纖維形成機制不同，具體差異需要進一步的解剖學分析驗證。

綜上所述，播種期的差異并沒有影響工業(yè)大麻最終的收獲日期，只是改變每個生育時期的長短，進而對生物產量和纖維產量產生影響?；鹇橐惶柕淖罴巡シN時期在5月初，影響其原莖產量的主要農藝性狀是分枝高、株高和雌雄比；而金刀15的最佳播種時期在4月底，影響其原莖產量的農藝性狀主要是株高和生育日數(shù)。可見，株高是影響工業(yè)大麻原莖產量的主要農藝性狀。