栽培密度和收获期对工业大麻“云麻7号”主要农艺性状及花叶产量的影响

为了探明花叶用工业大麻在云南地区种植的最佳栽培密度和收获期,以云南主栽的工业大麻品种“云麻7号”为材料,分别于2019、2020年在云南省曲靖市沾益区进行大田随机区组试验。两年均设置4个栽培密度(0.5、1、2、3万株/hm^(2))和4个收获期(140、150、160、170 d),在收获期测定株高、茎粗、花叶产量、茎秆产量以及CBD含量等指标。于170 d收获时,两年的株高均在密度2万株/hm^(2)下达到最大值,分别为346.8 cm和267.1 cm,两年的茎粗均在密度0.5万株/hm^(2)下达到最大值,分别为44.3 mm和49.3 mm。2019年在140 d收获和3万株/hm^(2)密度条件下,花叶产量达到最大值3375 kg/hm^(2),2020年在170 d收获和2万株/hm^(2)密度条件下,花叶产量达到最大值5426 kg/hm^(2)。2019年在150 d收获和3万株/hm^(2)密度条件下,茎秆产量和地上部总产量均达到最大值,分别为7560 kg/hm^(2)和11014 kg/hm^(2),2020年在170 d收获2万株/hm^(2)密度条件下,茎秆产量达到最大值5632 kg/hm^(2),在170 d收获和3万株/hm^(2)密度下,地上部总产量达到最大值11001 kg/hm^(2)。大麻CBD含量两年均在160 d收获和1万株/hm^(2)密度条件下达到最大值,分别为1.2%和2.4%。栽培密度与收获期能影响工业大麻的花叶产量和CBD含量,栽培密度为3万株/hm^(2)和170 d时收获是“云麻7号”获得高产的重要栽培措施,同时在160 d收获和1万株/hm^(2)密度下栽培是获得高CBD含量的关键因素。

不同种植密度对籽秆兼用工业大麻农艺性状和产量的影响

为了掌握籽秆兼用工业大麻在云南省大理地区生产适宜的种植密度,选用云麻7号为试验材料,进行5个种植密度(1、2、3、4、5万株/hm^(2))的比较试验,研究其对工业大麻农艺性状、麻籽产量及麻秆产量等的影响。结果表明:种植密度影响云麻7号种子的成熟期,密植的比稀植的大约提早2 d。低密度种植,雌麻的比例较高,而高密度种植,雌雄比例基本达到1∶1。雄麻株高是在5万株/hm^(2)密度下最高,为343.5 cm,而其茎粗和分枝数均是在1万株/hm^(2)密度下最粗或最多,分别为29.9 cm和32.6个。雄麻的单株花叶和麻秆重量也在1万株/hm^(2)密度下最高,分别为0.10、0.43 kg/株。而雄麻花叶产量最高是在4万株/hm^(2)种植密度下,为863.33 kg/hm^(2),其次是5万株/hm^(2)种植密度下的846.33 kg/hm^(2)。同样,雄麻麻秆产量最高是在4万株/hm^(2)种植密度下,为4081.33 kg/hm^(2),其次是5万株/hm^(2)种植密度下的3662.33 kg/hm^(2)。雌麻株高是在5万株/hm^(2)密度下最高,为330.5 cm,而茎粗和分枝数均是在1万株/hm^(2)密度下最粗或最多,分别为30.8 mm和18.5个。雌麻的单株麻籽和麻秆重量均在1万株/hm^(2)密度下最高,分别为0.16、0.56 kg/株,其次为5万株/hm^(2)的。雌麻麻秆产量最高是在5万株/hm^(2)种植密度下,为8438.90 kg/hm^(2)。最终,麻秆总产量和麻籽产量是在5万株/hm^(2)种植密度下最高,分别为12101.23 kg/hm^(2)和1438.10 kg/hm^(2)。综合考虑麻籽和麻秆产量,得出云麻7号在云南省大理地区作为籽秆兼用工业大麻种植的适宜密度为5万株/hm^(2)。

打顶和喷施乙烯利对工业大麻籽粒和麻糠产量的影响

为探究提高雌雄异株工业大麻品种籽粒和麻糠产量的农艺措施,以云麻8号为试验材料,开展大田试验研究开花前打顶和喷施乙烯利处理(0、100、200、400 mg/L)对籽粒和麻糠产量的影响。结果表明,打顶处理会导致雌株的籽粒和麻糠产量下降。喷施乙烯利显著增加了雌株数量,雌雄株数比值由1.04提高到1.60。随喷施乙烯利浓度的增加,雌株的籽粒和麻糠产量均先升高后降低。喷施200 mg/L乙烯利溶液的雌株籽粒和麻糠产量最高,分别为2158.4 kg/hm^(2)和1978.4 kg/hm^(2),较0 mg/L处理分别增加了50.8%和28.5%,较400 mg/L处理分别高283.5 kg/hm^(2)和549.0 kg/hm^(2)。喷施乙烯利还会导致部分雄株分化出雌花并结实,喷施400 mg/L乙烯利时雄株籽粒产量最高,达到910.5 kg/hm^(2),但雄株麻糠产量在喷施200 mg/L乙烯利时最高,为427.5 kg/hm^(2)。综合雌株和雄株的产量,喷施400 mg/L乙烯利的籽粒产量最高,喷施200 mg/L乙烯利的麻糠产量最高。

外源硅对工业大麻生长及生理特性的影响

为了明确外源硅对工业大麻生长的影响,研究以工业大麻品种云麻7号为材料,采用盆栽的方法,研究5个不同浓度(4、8、12、16、20 g/L)硅酸钠(Na_(2)SiO_(3)9H_(2)O)叶面喷施处理对工业大麻农艺性状、生理特性的影响以及硅在大麻植株中的含量分布。结果表明:施用硅酸钠可不同程度提高工业大麻的株高、茎粗和生物量;同时,硅酸钠能够增强大麻叶片的光合作用,提高其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性以及渗透调节物质的积累。其中,以12 g/L硅酸钠处理促进工业大麻生长的效果最佳。最后,通过对大麻植株各部位硅含量分析发现,叶面喷施硅酸钠处理后,硅主要富集于大麻叶片,且随着硅酸钠处理浓度的增加,硅在大麻各部位的含量也呈增加趋势。以上结果表明,外源硅能够影响工业大麻生长与生理活动。研究结果将为工业大麻合理地施用硅肥提供科学依据。

工业大麻-辣椒轮作对辣椒生长和生理特性的影响

辣椒是一种重要的蔬菜和调味品,但目前的种植模式使其连作障碍问题日渐突出,合理轮作是解决辣椒连作障碍的有效方法和手段。工业大麻是一种理想的轮作植物,但工业大麻轮作对辣椒连作障碍的缓解机理还不清楚,为探究工业大麻-辣椒轮作对辣椒生长发育及生理的影响,本研究于2018—2019年在云南大学农学试验大棚中,以工业大麻品种云麻1号和2个当地辣椒品种太阳红、羊角辣为材料,进行辣椒连作和工业大麻-辣椒轮作盆栽试验,通过对比分析工业大麻轮作后辣椒的形态生长与生理生化指标变化,初步探索工业大麻轮作对后季辣椒生长和生理影响的机制。结果表明:轮作组和连作组辣椒的主要生理生化指标变化趋势基本一致。但是,与辣椒连作相比,工业大麻轮作后,2个辣椒品种的叶绿素含量在定苗后40、50、60、100 d均有一定程度的提高,而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性和根系活力也相应提高,尤其是在收获期(100 d)的增幅最大。工业大麻轮作后,2个辣椒品种叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间CO_(2)浓度(C_(i))和蒸腾速率(T_(r))4个光合作用指标在定苗后40、50、60 d均显著提高,进而导致收获期的株高、茎粗、地上部干重以及根冠比明显增加。与辣椒连作相比,工业大麻轮作后,羊角辣和太阳红的株高分别增加了20.65%和16.85%,茎粗分别增加了16.32%和19.94%,地上部干重分别增加了15.39%和27.50%,而根冠比分别增加了33.26%和25.47%。综上,工业大麻轮作增强了后季辣椒的生理活性,更好地维持了辣椒的正常生长发育。该研究结果对今后辣椒合理种植模式的选择具有指导意义。

灌浆期弱光逆境对小麦生长和产量影响的模拟模型

【目的】定量研究灌浆期弱光逆境对弱筋小麦生长和产量的影响,为应对全球气候变化造成的弱光天气事件对小麦生产的不利影响提供决策依据。【方法】以弱筋小麦品种扬麦15号、扬麦13号和宁麦9号为试材,通过设定灌浆期4个光照强度(光照强度分别为自然光强的100%、50%、34%和16%)和4个弱光持续时间(2 d、4 d、6 d和8 d)的遮阴处理试验,模拟连阴雨天气导致的弱光逆境对小麦生长和产量的影响。在定量分析试验数据的基础上,确定弱光逆境对小麦叶片光合作用、叶面积指数和经济系数的影响因子的计算方法。将上述影响因子计算公式与SUCROS模型结合,建立灌浆期弱光逆境影响小麦生长和产量的模拟模型,并使用独立试验资料对模型进行检验。【结果】小麦灌浆期日总光合有效辐射低于3.71 MJ.m-2且持续2 d以上对叶片净光合速率产生显著影响;日总光合有效辐射低于3.71 MJ.m-2且持续4 d以上对叶面积指数、干物质生产和产量产生显著影响。用独立试验资料对模型检验的结果表明,模型对叶片净光合速率、叶面积指数、总干重和产量的模拟值与实测值基于1﹕1线的决定系数(R2)分别为0.78、0.88、0.96、0.96,相对均方根差(rRMSE)分别为5.69%、12.46%、3.32%、5.24%。【结论】本研究建立的模型可以较好地模拟不同强度和持续时间的弱光逆境对小麦灌浆期生长和产量的影响,从而为评估全球气候变化背景下弱光天气事件对小麦生产的不利影响提供了模型工具。

花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型

【目的】建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型,为弱光天气事件对优质弱筋小麦生产的灾损评估提供模型工具。【方法】以弱筋小麦品种扬麦15号为试材,通过设定花后3个光照强度(光照强度分别为自然光强的50%、34%和16%)和4个弱光持续时间(2 d、4 d、6 d和8 d)的遮阴处理试验,模拟连阴雨天气诱发的弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质的影响。在定量分析弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和氮素累积影响的基础上,确定其与籽粒品质指标的函数关系,将这些函数关系与笔者前期建立的弱光对小麦干物质生产影响模拟模型相结合,建立花后弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质影响的模拟模型,并使用独立试验数据对模型进行检验。【结果】确定了花后对弱筋小麦每穗结实粒数和籽粒氮含量产生显著影响的临界弱光阈值和持续时间。模型检验结果表明,模型对每穗结实粒数、千粒重、籽粒容重、面粉降落数值、籽粒粗蛋白含量和面粉湿面筋含量的模拟值与实测值基于1﹕1线的决定系数(R2)分别为0.89、0.75、0.72、0.73、0.93、0.84,相对均方根差(rRMSE)分别为2.86%、3.41%、1.01%、2.50%、2.64%、5.05%。【结论】本研究建立的模型能够较为准确地模拟花后不同强度和持续时间弱光逆境对弱筋小麦产量构成因素和籽粒品质的影响,模型的建立为评估全球气候变化背景下弱光天气事件对优质弱筋小麦生产的不利影响提供了模型工具。

云南省花叶用工业大麻种植的经济效益与碳足迹分析

云南是我国花叶用工业大麻最主要的种植省份,为探寻云南省花叶用工业大麻种植的经济效益和生态效益,文章基于对云南省具有代表性的工业大麻种植公司及种植户的调研数据,利用生命周期评价的理论和方法,以整地作为起始边界,以花叶出售作为终点边界,从经济效益和碳足迹两方面对花叶用工业大麻种植过程进行分析。结果表明:在不考虑地租的情况下,育苗移栽模式种植的花叶用工业大麻成本为10371.3元/hm^(2),其中人工和农机是种植成本中的最大支出,分别占59.3%和15.5%,交售花叶的收入为24375.0~43875.0元/hm^(2),净利润为14003.7~33503.7元/hm^(2);从整地到花叶出售的整个种植周期内产生的碳排放量为1485.3 kgCO_(2)eq/hm^(2),其中,肥料是碳排放的主要贡献者,占66.1%;碳汇值为2514.0~4536.8 kgCO_(2)eq/hm^(2),净碳排放为-1028.7~-3051.4 kgCO_(2)eq/hm^(2),碳生态效率为1.7~3.1。综合看来,在云南省进行花叶用工业大麻种植不仅可以促进农民增收,还能增加碳汇,改善农业生态环境,促进农业的可持续发展。

工业大麻种子萌发及渗透胁迫下实时荧光定量PCR内参基因的筛选

为了筛选适用于工业大麻种子正常萌发与渗透胁迫下萌发的实时荧光定量PCR(qRT-PCR)内参基因,研究以‘云麻7号’种子为试验材料,设置正常萌发和20%PEG渗透胁迫下萌发处理.利用qRT-PCR技术对10个候选参考基因(CDPK,eIF4E,TIP41,UBQ,EF1α,PP2A,Actin,Clathrin,TUB,DHS2)在3个萌发时间点(萌发3、5、7 d)幼苗中的表达量进行检测.通过GeNorm、Normfinder和BestKeeper三种软件包对内参基因表达稳定性进行评价,再利用RefFinder在线软件进行综合分析,从而获得稳定、适宜的内参基因.结果表明,在工业大麻种子正常萌发过程中,PP2A基因的稳定性最好.在渗透胁迫下的种子萌发中,UBQ基因的稳定性最好.综合两组结果得出,eIF4E内参基因的表达最稳定.研究结果确定了工业大麻种子萌发及渗透胁迫下进行qRT-PCR分析的最适内参基因,为今后研究工业大麻种子萌发响应渗透胁迫相关基因的表达提供前期基础.

硼和镁元素缺乏对工业大麻生长及大麻二酚(CBD)含量的影响

硼和镁对植物的正常生长和次生代谢物合成具有重要作用.为明确硼和镁元素缺乏对工业大麻生物量和叶片中大麻二酚(CBD)质量分数的影响,研究采用砂培盆栽的方法,以云麻7号和晋麻1号为材料,在苗期进行缺硼和缺镁培养4周后观测植株的形态特征、生物量以及叶片中的CBD质量分数等指标.结果表明,缺硼导致工业大麻植株新叶卷曲发黄,随后生长点坏死,植株生长停滞;缺硼培养4周后,株高、茎粗、叶干重分别较对照低35.2%、12.5%、11.1%,叶中的CBD质量分数较对照低55.0%.镁缺乏首先是老叶出现脉间失绿症状,随后逐渐向新叶扩展;缺镁培养4周后,株高、茎粗、叶干重分别较对照低9.3%、12.5%、13.9%,叶中的CBD质量分数与对照没有显著差别.研究结果可为诊断工业大麻硼和镁元素缺乏,通过优化硼和镁元素管理提高CBD产量提供依据.

花叶用工业大麻扦插育苗全雌栽培优势分析

相比常规的播种栽培,花叶用工业大麻扦插育苗全雌栽培具有如下突出优势:工厂化育苗,可控性强;无性繁殖,保持品种优良特性;育苗移栽,避开干旱对直播种子出苗的影响;移栽时间可控,保证足够的生育期;移栽成活率高,一次全苗,生长更整齐;用苗量少而精确,有利精准施肥,且每公顷节省间、定苗用工至少15个;全雌栽培,免除砍雄麻操作,每公顷节省用工至少45个;不结籽,避免品种混杂和非法扩散,有利监管;田间生长期延长,每公顷花叶产量4.5 t以上,CBD含量也明显提高;无麻籽,降低花叶初加工难度和成本。总之,花叶用工业大麻扦插育苗全雌栽培,可控度高,可推广性强,有利监管,花叶高产优质,每公顷可节省用工60个以上。