播种期对两个工业大麻品种生长发育、农艺性状和产量的影响

曹焜，王晓楠，孙宇峰，韩承伟，潘冬梅，姜颖，2，赵越，2，张晓艳，郭永霞，韩喜财

（1.黑龙江省科学院大庆分院，黑龙江大庆163319；2.黑龙江省科学院高技术研究院，黑龙江哈尔滨150020；3.黑龙江八一农垦大学，黑龙江大庆163319）

工业大麻（CannabissativaL.）指四氢大麻酚（tetrahydrocannabinol，THC）含量低于0.3&的大麻品种，是大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）一年生草本植物［1］。为推动工业大麻产业发展，育种专家们按纤用型、籽用型等用途培育出许多专用型工业大麻品种，如：火麻一号、金刀15、云麻1-3号、庆麻1号、汾麻3号等［2-5］，其共同点为低毒（THC含量低于0.3&），甚至无毒。

工业大麻是中国古老的纤维作物之一［6］，在全国各地均有种植。唐慧娟等［7］发现鲜重和干皮重是影响纤维产量的主要性状；魏国江等［8］探索了盐碱地工业大麻高产栽培技术；郝冬梅等［9］对中大麻1号的品种特性及栽培措施进行了详细说明。在我国，黑龙江省是工业大麻种植面积较大的省份［10-11］。据报道，播种期的差异对作物产量具有较大影响［12-13］，而在黑龙江地区关于播种期对工业大麻影响的研究未见报道。为此，本研究以黑龙江省常见的工业大麻品种为研究对象，采用分期播种的方法，调查工业大麻农艺性状、产量性状及物候学特征，旨在明晰播种期对工业大麻产量的影响，为工业大麻种植中确定合理播种期提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与材料

1.1.1 试验地概况

试验地位于大庆市萨尔图东风农场（46.63°N，125.19°E）。土壤肥力中等，全氮1.73 g／kg，碱解氮 132.94 mg／kg，速效磷 46.05 mg／kg，速效钾 160.00 mg／kg，有机质 3.69&，pH 7.43。

1.1.2 试验材料

雌雄同株纤维用型工业大麻品种金刀15（乌克兰引进品种），通过引种驯化，现已适应黑龙江省的气候环境；雌雄异株纤维用型工业大麻品种火麻一号（黑龙江省科学院大庆分院自主选育品种）。

1.2 试验设计

试验设播种期为A因素，4个水平（A1：4月25日，A2：5月5日，A3：5月15日，A4：5月25日）；设品种为B因素，2个品种（B1：火麻一号，B2：金刀15），共8个处理组合。随机区组设计，3次重复，小区面积为12.0 m2，区长8.0 m，宽1.5 m，10行条播，播种密度为每平方米450粒有效粒数，区间道1 m，组间道1 m，试验区四周设1.5 m宽保护行，大庆龙根48&复合肥（18&N、15&P2O5、15&K2O）施肥量为375 kg／hm2，其它栽培管理措施与当地大田生产一致。

1.3 调查项目

从播种开始定期进行田间观测，记录各个生育阶段的农艺性状和物候性。

农艺性状调查：出苗数、株高、茎粗、雌雄比、分枝高等指标（快速生长期是工业大麻生长发育最快的时期，故多次对该阶段内不同的农艺性状进行调查）；

产量性状：原茎产量、干茎产量、纤维产量；

生育时期：出苗天数（从播种到进入苗期起始的天数）、苗期、三叶期、快速生长期、开花期等重要生育时期的持续天数。

1.4 数据处理方法

采用软件Excel 2007和SPSS 20进行方差分析、相关性分析和多元回归分析。

2 结果与分析

2.1 不同播种期对工业大麻物候期的影响

由表1可知，火麻一号和金刀15的全生育期分别为94～120 d和87～110 d，火麻一号和金刀15的工艺成熟期分别在8月25日和8月17日左右，说明播种期的差别并没有影响工业大麻最终的收获时间，只是影响每个生育时期的长短，进而对生物产量和纤维产量产生影响。

表1 播种期对工业大麻生长发育进度的影响Table 1 Effects of sowing date on the growth duration in different phenophases of industrial hemp

2.2 不同播种期对工业大麻农艺性状的影响

由表2可知，三叶期时，播种期对株高影响不显著。在快速生长期、现蕾期和开花期，播种期5月25日的工业大麻株高低于其它播种期。工艺成熟期时，播种期对火麻一号的株高影响不显著，而播种期为5月25日的金刀15株高则显著偏低。由表3可知，现蕾期之前，播种期为5月25日的火麻一号叶片数均显著小于其它播种期；开花期之前，播种期为5月25日的金刀15叶片数均显著小于其它播种期，随着工业大麻生长，叶片数间差异不显著。由表4可知，播种期对工业大麻茎粗影响基本不显著，仅快速生长期和现蕾期时播种期为5月25日的火麻一号茎粗显著偏细。由表5可知，播种期为5月15日的火麻一号出苗率和保苗率显著低于其它播种期，分枝高差异不显著。播种期对金刀15出苗率的影响不显著，播种期为5月25日的金刀15保苗率和分枝高显著低于其它时期。因金刀15是雌雄同株类型，故没有雌雄比。

表2 播种期对工业大麻不同生长阶段株高的影响Table 2 Effects of sowing date on the plant height of industrial hemp at different growth stages

表3 播种期对工业大麻叶片数的影响Table 3 Effects of sowing date on the leaf numbers of industrial hemp

表4 播种期对工业大麻茎粗的影响Table 4 Effects of sowing date on the stem diameter of industrial hemp

表5 播种期对工业大麻其它农艺性状的影响Table 5 Effects of sowing date on the agronomic traits of industrial hemp

2.3 不同播种期对工业大麻产量的影响

由表6可知，播种期不同的工业大麻产量间存在较大差异。播种期为5月5日的火麻一号原茎产量和纤维产量显著高于其它时期，干茎制成率差异不显著。播种期为4月25日的金刀15原茎产量和纤维产量高于其它时期，干茎制成率和出麻率差异不显著。

表6 播种期对工业大麻产量的影响Table 6 Effects of sowing date on yield of industrial hemp

2.4 工业大麻产量与农艺性状间的相关性分析

对农艺性状生育日数（X1）、出苗率（X2）、保苗率（X3）、雌雄比（X4）、分枝高（X5）、株高（X6）和茎粗（X7）与原茎产量（Y1）进行相关分析。由表7可以看出，火麻一号的原茎产量与雌雄比、分枝高和株高呈极显著正相关（p＜0.01）；分枝高与株高呈极显著正相关（p＜0.01），与茎粗呈显著正相关（p＜0.05）；株高和茎粗呈显著正相关（p＜0.05）。

表7 火麻一号原茎产量性状与农艺性状相关分析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的原茎产量（Y2）与生育日数、保苗率和株高呈极显著正相关（p＜0.01），与分枝高和茎粗呈显著正相关（p＜0.05）；生育日数与保苗率呈显著正相关（p＜0.05）；分枝高与茎粗呈显著正相关（p＜0.05），与株高呈极显著正相关（p＜0.01）；株高与茎粗呈极显著正相关（p＜0.01）。

表8 金刀15原茎产量性状与农艺性状相关分析Table 8 Correlation analysis on the yield and agronomic traits of the original stem of Jin Dao NO.15

2.5 工业大麻产量与农艺性状间的多元回归分析

对火麻一号和金刀15的原茎产量（Y）进行正态性检验，其显著水平分别为p1＝0.196和p2＝0.490，均大于0.05，服从正态分布，可对其进行多元回归分析［14］。以生育日数（X1）、出苗率（X2）、保苗率（X3）、雌雄比（X4）、分枝高（X5）、株高（X6）和茎粗（X7）为自变量，通过逐步回归分析法，建立与火麻一号原茎产量（Y1）的最优多元回归方程Y1＝-4296．875+91．707X5（R2＝0．582，F＝13．946**），共筛选出1个对火麻一号原茎产量有显著效应的自变量，即分枝高。方程意义是：在本试验条件下，当火麻一号的分枝高每增加1 cm，每公顷原茎产量增加91.707 kg。同理，金刀15原茎产量（Y2）的最优多元回归方程为Y2＝-11239．089+146．547X1+26．999X6（R2＝0．858，F＝27．287**），共筛选出2个对金刀15原茎产量有显著效应的自变量，即生育日数和株高。方程意义是：在本试验条件下，当2个自变量中的1个取值固定在试验范围内某一水平时，株高每增加1 cm，每公顷原茎产量增加26.999 kg；生育日数每增加1 d，每公顷原茎产量增加146.547 kg。

3 讨论与结论

播种期对工业大麻工艺成熟期的影响不大，仅改变每个生育时期的长短，进而影响其农艺性状和最终产量。由于生产目的不同，前人对工业大麻的栽培模式［8，15］、品种比较试验［16］等方面进行了深入研究。在山西低海拔地区，康红梅等［15］研究认为6月中下旬播种，麻籽产量最高；在黑龙江省，金玲［16］对10个工业大麻品种进行比较试验，并对每个品种进行详细总结分析，但其播种期都设定在5月5日，未能体现出不同品种的产量在播种期方面的差异。而本研究发现播种期在4月25日的金刀15原茎和纤维产量高于其它播种期，干茎制成率和出麻率差异不显著；播种期在5月5日的火麻一号原茎和纤维产量显著高于其它播种期，干茎制成率差异不显著。近年来黑龙江省春旱现象时常发生［17］，严重影响农作物生长。2016年5月15日前后，试验地降水较少、土壤墒情差，影响了工业大麻的出苗率和保苗率。因此，农户为了确保土壤墒情，选择抢墒早播法，该方式与本研究结果大致相同，故认为针对每个品种特性，适当早播，延长生长时间，利于增加工业大麻的产量。

不同类型的水稻光温敏感性存在差异，该差异与其生育速率密切相关［18-19］。播种期为5月25日的金刀15在整个生育期内，株高整体上显著低于其它播种期，故认为金刀15的光温敏感性较强，进而影响其各生育时期的发育速率。

本研究以提高工业大麻产量为目标，在相关性分析的基础上，将原茎产量与主要农艺性状进行多元回归分析，结果表明：分枝高对雌雄异株的火麻一号原茎产量的影响达58.2&以上，远超过其它6个农艺性状，能较好地预测火麻一号原茎产量的变化。而株高和生育日数对雌雄同株金刀15产量的总影响达85.8&，能更好地预测金刀15的原茎产量。

大麻纤维的发育机制与植株性别和麻茎结构有关［20-22］，加之雌雄同株的金刀15和雌雄异株的火麻一号的农艺性状和产量间也具有一定差异，故推测不同类型的工业大麻纤维形成机制不同，具体差异需要进一步的解剖学分析验证。

综上所述，播种期的差异并没有影响工业大麻最终的收获日期，只是改变每个生育时期的长短，进而对生物产量和纤维产量产生影响。火麻一号的最佳播种时期在5月初，影响其原茎产量的主要农艺性状是分枝高、株高和雌雄比；而金刀15的最佳播种时期在4月底，影响其原茎产量的农艺性状主要是株高和生育日数。可见，株高是影响工业大麻原茎产量的主要农艺性状。