鹽堿脅迫對2個工業大麻品種的影響及其改良效果研究

曹焜 韓承偉 潘冬梅 姜穎 趙越 張曉艷 郭永霞 孫宇峰 王曉楠

摘要：本試驗選用本地品種火麻一號和引進品種格列西亞為研究對象，采用根箱法，通過配制不同梯度鹽堿土進行外源脅迫，在苗期、快速生長期、花期和工藝成熟期定株高和干物質積累量的變化。結果表明，在重度鹽堿環境下，工業大麻不能生長，火麻一號能在輕度和中度鹽堿環境中生長，而格列西亞僅能在輕度鹽堿環境中生長;火麻一號在輕度鹽堿環境中的株高和干物質積累量均高于在中度鹽堿環境中的;同時，火麻一號對鹽堿土的改良效果強于格列西亞?？梢?，不同品種工業大麻的鹽堿耐受性不同。

關鍵詞：鹽堿脅迫;火麻一號;格列西亞

大麻又稱線麻、火麻、寒麻等，是大麻科大麻屬一年生草本植物，按用途分為工業用和醫藥用兩種。國際上將四氫大麻酚（THC）含量低于0.3%的品種稱為工業大麻。隨著供給側結構改革和種植結構調整，黑龍江省逐漸成為工業大麻的主要種植省份。2017年5月1日，《黑龍江省禁毒條例》頒布實施，極大地促進黑龍江省工業大麻產業的發展。

土壤鹽化與堿化是兩種不同的非生物脅迫，分別以鹽度、p H值升高為主要特點。鹽化和堿化長長同時發生，它們對植物的危害程度從大到小是鹽堿脅迫、堿脅迫、鹽脅迫。鹽堿脅迫會降低土壤滲透勢、使離子失衡、打亂生理過程、抑制植物生長、降低作物的質量和產量，嚴重地區甚至會導致植物死亡。

黑龍江省約有66.7萬公頃鹽堿地，且呈逐年遞增的趨勢，嚴重影響糧食、牧草產量，進而限制農牧業的發展。工業大麻適應能力強，具有一定的鹽堿耐受性。中國麻類產業技術體系已將麻類生產向非耕地（鹽堿地、山坡地）轉移，作為“十二五”工作重點任務之一。但是否所有的工業大麻都適合鹽堿地種植？其鹽堿耐受機制是什么？目前尚未明晰。為此，本研究選擇2個工業大麻品種，運用鹽堿土和耕層土配比的方法設置鹽堿梯度，進行外源脅迫;測定苗期、快速生長期、花期和工藝成熟期的工業大麻株高和干物質積累量等指標，并測定鹽堿土的一些理化性質。旨在從栽培學角度分析鹽堿脅迫對工業大麻的影響及其對鹽堿地的改良效果，為工業大麻的科學合理種植及植物修復鹽堿地提供理論參考和數據支撐。

1材料與方法

1.1

實驗材料

雌雄同株工業大麻品種格列西亞（烏克蘭引進品種）通過引種馴化，現已適應黑龍江省的氣候環境;雌雄異株纖維用型工業大麻品種火麻一號（黑龍江省科學院大慶分院自主選育品種）。

1.2實驗設計

根箱為直徑10厘米、深20厘米的圓管，用孔徑為1毫米的尼龍網將一側包住，管里裝入按比例配好的鹽堿土，高度約18厘米。將根箱放在直徑為30厘米的橡膠桶里，桶底打孔，桶里裝入普通耕層土用于固定根箱和保持水分（圖1）。按照土壤鹽堿化程度的劃分標準，將p H值為10.3的鹽堿土和pH值為7.7的耕層土按比例0：100、38：62和6l：39制作成pH值約為7.7、8.7和9.3的輕度、中度和重度鹽堿土。于5月15日播種，施用48%復合肥（18%N、15%P2O5、15%K2O）施肥量是375公斤/公頃，并定期將水澆在膠皮筒內，保證根箱的濕度。

1.5調查項目于方法

分別于苗期、快速生長期、花期和工藝成熟期采集樣品，測定株高、根部干物質重、莖稈干物質重和葉片干物質重，并于種植前和收獲后采集根箱中的土壤樣品用于測定土壤的p H值、土壤溶解性固體總量（TDS）和電導率，重復3次。

2結果與分析

2.1基本觀察結果

在pH值為9.3的根箱中，火麻一號和格列西亞基本不能生長，說明重度鹽堿環境不適合工業大麻生長。

在p H值為8.7的根箱中，約80%的格列西亞于苗期死亡，而火麻一號能生長。說明當pH值為8.7時，不適合格列西亞生長;同時也說明火麻一號的鹽堿耐受性強于格列西亞。

2.2鹽堿環境對火麻一號株高的影響

由圖2可知，在不同鹽堿環境下，火麻一號有各自的生長曲線。在每個生育階段，輕度鹽堿條件下株高顯著高于中度鹽堿條件下;在工藝成熟期，輕度鹽堿環境下的株高較中度鹽堿環境下高114%。

2.3鹽堿脅迫對火麻一號干物質積累情況的影響

由圖3、圖4和圖5可知，在不同鹽堿環境下，火麻一號的干物質積累情況有各自的變化曲線。在每個生育階段，輕度鹽堿環境下的根部干物質重、葉片干物質重和莖稈干物質重均高于中度鹽堿環境下的各項指標;在工藝成熟期，輕度鹽堿環境下的根部干物質重、葉片干物質重和莖稈干物質重較中度鹽堿環境下分別高327%、160%和687%。

2.4鹽堿環境對火麻一號根冠比的影響

由圖6可知，在不同鹽堿環境下，火麻一號的根冠比有各自的變化曲線。在pH值為7.7的條件下，根冠比隨生育時期呈上升趨勢;而在在p H值為8.7的條件下，根冠比隨生育時期呈下降勢。

2.5不同品種工業大麻對鹽堿土改良情況

由表1可知，種植工業大麻后，鹽堿土壤的pH值、TDS和電導率均稱下降趨勢，且種植火麻一號的改良效果強于格列西亞。

3結論

本研究旨在探究鹽堿環境對工業大麻的影響，而株高和干物質積累量能反映出工業大麻的生長和產量情況，為此本研究對不同生育時期樣品的株高、根部干物質重、葉片干物質重和莖稈干物質重進行監測分析。

通過對比發現火麻一號的鹽堿耐受性強于格列西亞，說明不同品種工業大麻的鹽堿耐受性不同，該結果與胡華冉結論一致。在中度鹽堿環境中，火麻一號的各項指標均小于輕度鹽堿環境的，說明隨著土壤鹽堿化程度的增加，鹽堿環境對工業大麻的抑制作用呈增強趨勢，直至完全不能生長。而鹽堿環境對工業大麻的根冠比影響變化呈不同趨勢，筆者認為在幼苗階段，鹽堿脅迫造成植物根部的生理干旱，進而促進工業大麻根部生長。具體原因，有待進一步研究分析。

由于工業大麻是直根系植物，為此本研究采用根箱法，避免了土壤鹽分由于澆水而下降的情況，并且能擴大根際效應，更能反映出工業大麻對鹽堿環境的改良效果。通過測定種植工業大麻前后的土壤理化指標，發現均呈下降趨勢，而種植火麻一號后各項指標的下降趨勢較種植格列西亞的高，說明火麻一號的改良效果強于格列西亞，可能與火麻一號的鹽堿耐受性強于格列西亞有關。

綜上所述，隨著土壤鹽堿化程度的增加，對工業大麻的抑制作用也逐漸上升，且不同品種工業大麻鹽堿耐受性不同。