劉浩，張云云，2，胡華冉，杜光輝，楊陽，劉飛虎*（.云南大學農(nóng)學院，昆明65009；2.云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，昆明 650205）

氮磷鉀配施對工業(yè)大麻干物質(zhì)和養(yǎng)分積累與分配的影響

劉浩1，張云云1，2，胡華冉1，杜光輝1，楊陽1，劉飛虎1*
（1.云南大學農(nóng)學院，昆明650091；
2.云南省農(nóng)業(yè)科學院經(jīng)濟作物研究所，昆明 650205）

采用盆栽試驗研究氮磷鉀配施對工業(yè)大麻品種云麻 1號的生長、干物質(zhì)和氮磷鉀養(yǎng)分積累與分配的影響。氮是影響大麻生長和產(chǎn)量形成的主要因素；氮、鉀供應(yīng)充分時，磷的影響不顯著；缺氮時，增施磷、鉀肥對纖維產(chǎn)量形成的作用微弱；對比 NPK和 NK配施，NP配施一定程度上阻礙了大麻的生長與干物質(zhì)積累；NK配施增加植株對氮鉀的積累，但 PK配施雖增加了植株對磷的積累，卻減少了對鉀的積累；大麻植株對鉀積累最多，氮次之，磷最少。結(jié)果表明，氮磷鉀三要素對大麻產(chǎn)量的貢獻差異較大，三要素之間存在互惠和拮抗效應(yīng)，從而影響大麻對它們的吸收與積累。

工業(yè)大麻；生長；干物質(zhì)；養(yǎng)分積累

Key words：industrial hemp；growth；dry matter；nutrient accumulation

大麻 （Cannabis sativa L.），為大麻科大麻屬一年生草本植物，栽培歷史悠久，是一種古老的纖維韌皮作物［1］。工業(yè)大麻是大麻的品種類型，其所含致幻成份四氫大麻酚 （THC）＜0.3%，不具毒品利用價值，其纖維或種子經(jīng)濟價值高，可進行產(chǎn)業(yè)化種植和利用［2］。

大麻生育期間，植株干物質(zhì)積累及在各部分的分配是制約大麻經(jīng)濟產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。氮磷鉀是大麻必需的營養(yǎng)元素，對其干物質(zhì)積累與產(chǎn)量形成至關(guān)重要，其中氮肥的作用最大，鉀肥亦是提高大麻產(chǎn)量和品質(zhì)所必需的［3］。工業(yè)大麻生產(chǎn)中的經(jīng)驗性施肥，不可避免地造成肥料施用不當，從而導(dǎo)致增產(chǎn)效果減弱、肥料浪費、成本增加、經(jīng)濟效益降低以及環(huán)境污染［4，5］。迄今，有關(guān)大麻施肥技術(shù)的報告較多［6－9］，但尚缺乏氮磷鉀配施對大麻干物質(zhì)積累及分配的研究。本研究采用盆栽控肥方法，探索不同的氮磷鉀肥配施方式對大麻的生長、干物質(zhì)積累與分配及產(chǎn)量形成的影響，為工業(yè)大麻科學施肥和提高養(yǎng)分利用效率提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種為云麻1號 （由云南省農(nóng)業(yè)科學院提供）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗于2012年在云南省昆明市云南大學試驗基地進行，土壤質(zhì)地為壤土 （加入適量蛭石混勻），pH 6.14，有機質(zhì)含量97.0 g／kg，全氮4.18 g／kg，全磷2.02 g／kg，全鉀18.2 g／kg，水解性氮301 mg／kg，有效磷78.3 mg／kg，速效鉀268 mg／kg。

盆栽試驗共設(shè)5個處理：NPK、NP、NK、PK、CK（不施肥，對照）。肥料用量：按耕作層土壤厚度 20 cm，計算每畝耕地耕作層土壤的體積，根據(jù)大田畝施肥量 （N：15 kg／667 m2，P2O5：5 kg／667 m2，K2O：10 kg／667 m2）換算盆栽施肥量，由于盆栽土體積小，盆栽施肥量設(shè)為大田施肥量的3倍（表1）。

表1 盆栽試驗施肥處理表Tab.1 Fertilization treatments for potted hemp

取直徑30 cm、高26 cm帶底盤的塑料盆，裝壤土16 L，按照設(shè)計稱取相應(yīng)肥料加入盆土充分混勻；每盆播種20粒，栽培盆隨機區(qū)組排列，重復(fù)3次；麻苗高約10 cm時間苗，約20 cm時定苗，每盆留苗4株；不追肥，及時澆水，保證麻苗正常生長。

1.2.2 測定項目與方法

在大麻工藝成熟期，測量各處理全部植株的株高、莖粗，將植株地上部分為枝葉、麻皮與麻骨3部分，采用烘干法測單株干物質(zhì)重、各部分干物重及所占比例。將烘干樣品粉碎用于氮磷鉀養(yǎng)分含量測定：采用濃 H2SO4－H2O2消煮，半微量凱氏滴定法 （LY／T 1269－1999）測定全氮，釩鉬黃比色法測定全磷，火焰原子吸收分光光度法 （LY／T 7887－1987）測定全鉀。根據(jù)上述測定結(jié)果計算工藝成熟期大麻氮、磷、鉀的總積累量：QX＝W·S·SX＋W·B·BX＋W·L·LX（Q：養(yǎng)分總積累量 mg；W：單株干物重 g；X：N／P／K各養(yǎng)分；S：麻骨干物分配率%；B：麻皮干物分配率%；L：枝葉干物分配率%；SX：某養(yǎng)分的麻骨含量%；BX：某養(yǎng)分的麻皮含量%；LX：某養(yǎng)分的枝葉含量%）。

利用 SPSS 19.0和Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 NPK配施對株高、莖粗的影響

施氮處理 （NPK、NP、NK）的株高、莖粗顯著高于不施氮處理 （PK）和對照 （CK）（p＜0.05），NK處理與 NPK處理間差異不顯著，兩者顯著大于 NP處理，不施氮處理 （PK）與對照間差異不顯著。由此可見，NPK配施或者 NK配施對大麻的株高、莖粗具有促進作用 （表2）。

表2 氮磷鉀配施對大麻株高、莖粗的影響Tab.2 Effect of N，P，K fertilizers on plant height and stem diameter of hemp

2.2 NPK配施對地上部干物質(zhì)積累與分配的影響

施肥處理 （NPK、NP、NK、PK）的單株干物重顯著高于對照，施氮處理顯著高于不施氮處理 （p＜0.05）。從單株增產(chǎn)幅度來看，4個施肥處理依次比對照增加462.00%、413.60%、474.00%和92.80%，由此可見，NPK配施和NK配施對增加大麻干物重的效果顯著；并且兩者明顯優(yōu)于NP處理，綜合考慮株高、莖粗指標，磷對工業(yè)大麻的生長沒有顯著促進作用，說明大麻對磷需求較少，土壤中磷足夠植株正常生長。

施肥處理的大麻成熟期干物質(zhì)在麻骨、麻皮、枝葉中的分配率與對照差異顯著 （p＜0.05）（表3）。干物質(zhì)在麻骨、麻皮中的分配率以對照 （不施肥）最高，不施氮處理顯著高于施氮處理，而施氮處理間差異不顯著；干物質(zhì)在枝葉中的分配比率與麻骨、麻皮的情況相反。施氮處理的大麻枝葉干物分配率顯著高于其他處理，但施氮處理中的不同磷鉀施用并未顯著改變干物質(zhì)在枝葉、麻骨、麻皮中的分配率。此外，不施氮和不施肥處理的收獲部分 （麻皮）干物質(zhì)分配率明顯更高 （表3）。

表3 氮磷鉀配施對大麻干物質(zhì)積累和分配的影響Tab.3 Effect of N，P，K fertilizers on shoot biomass and its distribution in different parts of hemp

2.3 NPK配施對地上部 NPK積累與分配的影響

施肥處理的地上部氮素積累及其在各部分中的百分含量均顯著高于對照，施氮處理顯著高于不施氮處理。施肥處理中氮素積累以NK處理最高，PK處理最低；各部分氮素含量以NP處理最高，PK處理最低。各處理的大麻地上部氮素分配總體表現(xiàn)為葉＞皮 ＞骨。可見，肥料配施對工業(yè)大麻地上部氮素積累的影響顯著，而對氮素在各部分的分配無明顯影響 （表4）。

表4 氮磷鉀配施對大麻氮素積累的影響Tab.4 Effect of N，P，K fertilizers on nitrogen content in different parts of hemp

施肥處理的地上部磷素積累顯著高于對照，施肥處理間也差異顯著；在施肥處理間，NP配施的磷素積累最高，而 PK處理則最低。各部分的磷素含量以PK處理最高，顯著高于其它處理，而 NK（不施磷）處理的各部分磷素含量最低，且顯著低于施磷處理與對照；施氮處理的大麻地上部磷含量降低。各處理的地上部磷素分配總體表現(xiàn)為葉 ＞皮 ＞骨 （表5）。與氮素的情況類似，肥料配施對地上部磷素積累及磷含量的影響顯著，而對各部分磷素的分配無明顯影響。

表5 氮磷鉀配施對大麻磷素積累的影響Tab.5 Effect of N，P，K fertilizers on phosphorus content in different parts of hemp

施肥處理的地上部鉀素積累顯著高于對照，施肥處理間也差異顯著；NK配施的鉀素積累最高，而NP處理最低。各部分鉀素含量以 PK處理最高，并顯著高于其它處理，而不施鉀 （NP）處理的各部分鉀素含量最低，且顯著低于施鉀處理與對照；施氮能顯著降低大麻各部分的鉀素含量。各處理的地上部鉀素分配總體表現(xiàn)為葉 ＞皮＞骨 （表6）。結(jié)果顯示，肥料配施對地上部鉀素積累及地上部鉀含量的影響明顯，而對各部分鉀素的分配影響不大。

對工藝成熟期大麻全株 N、P、K養(yǎng)分含量的分析發(fā)現(xiàn)，施氮處理的全株氮含量顯著高于其它處理，且NP和 NK處理最高。PK處理全株磷素含量最高，顯著高于其它施氮、磷處理（NPK、NP）。全株鉀含量以 NK處理最高，PK處理最低，且顯著低于對照，可見 NK配施增加植株對氮鉀的積累，而 PK配施雖增加了植株對磷的積累，卻減少了對鉀的積累。此外，從不施肥處理 （CK）看出，大麻植株對鉀積累最多，氮次之，磷最少，NPK三者比例為1：0.09：2.13（表7）。

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，NPK和 NK配施處理對大麻株高、莖粗的促進最為顯著，二者對比發(fā)現(xiàn)，在氮、鉀肥給予充足時，磷肥對大麻生長的影響不大，可能是土壤中的磷含量較高，已能滿足大麻生長所致。但若缺少充足的肥料供應(yīng) （對照）將嚴重影響大麻生長、干物質(zhì)積累及產(chǎn)量的形成。施氮處理的單株干物重顯著高于 PK處理，說明在完全肥料組成中，以氮素作用最大，缺氮時，磷、鉀對纖維形成所起的作用顯得很弱［10］。因此，施氮對提高產(chǎn)量極為重要。然而，施氮處理的麻皮干物分配率顯著低于不施氮處理及對照，這可能由于氮肥給予充分致使葉片生長旺盛，從而導(dǎo)致麻皮比重有所降低。實際生產(chǎn)中由于受栽培土壤基礎(chǔ)肥力差異的影響，氮肥通常是限制大麻增產(chǎn)的關(guān)鍵因素［11］，故在某些肥力較高的土壤上能否適當減少施氮量以提高麻皮干物分配率即麻皮產(chǎn)量，值得進一步研究。

表6 氮磷鉀配施對大麻鉀素積累的影響Tab.6 Effect of N，P，K fertilizers on potassium content in different parts of hemp

表7 氮磷鉀配施對全株 NPK養(yǎng)分含量的影響Tab.7 Effect of N，P，K fertilizers on N，P，K content in the whole plant

施氮處理地上各部分磷、鉀素的百分含量均低于不施氮處理，這可能由于施氮導(dǎo)致植株生物量增大，是不施氮處理的 2～8倍，從而對地上各部磷、鉀含量產(chǎn)生了 “稀釋”造成的；NK處理的磷積累量以及 NP處理的鉀積累量顯著低于其他的施氮處理，是因為不施磷與不施鉀分別造成的。

通過分析供試大麻品種氮磷鉀積累情況發(fā)現(xiàn)：鉀素積累最多，氮次之，磷最少；鉀素積累量高于氮素，且 NPK、NK、CK處理的大麻體內(nèi)鉀素百分含量亦高于氮素，而施鉀肥少于氮肥，說明該試驗條件下大麻對鉀素的吸收和利用更高；在含磷較高的土壤中，施磷雖有利于氮素積累，但抑制鉀素的積累，從而影響工業(yè)大麻的纖維產(chǎn)量與品質(zhì)，這與前人研究報道相一致［12，13］。鑒于在 NP配施下工業(yè)大麻的農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量指標較 NPK或NK處理均有顯著下降，推測工業(yè)大麻對磷肥較為敏感且需求較少，在土壤磷較充足情況下再施磷肥可能對大麻產(chǎn)生負面影響。

4 結(jié)論

研究證明：氮能促進大麻生長、提高干物產(chǎn)量，施氮條件下工業(yè)大麻植株較高，增產(chǎn)效果明顯；磷能提高纖維的品質(zhì)，促進氮素吸收，優(yōu)化麻皮比重；鉀能顯著增加大麻的莖粗、皮厚，提高纖維產(chǎn)量。NPK或NK配施彌補了施用單一肥料的不足，使大麻生長旺盛，麻皮分配率較理想，增產(chǎn)效果顯著。根據(jù)栽培土壤肥力實際情況，合理配施氮磷鉀，是提高工業(yè)大麻產(chǎn)量的有效措施。肥料的配施，勢必導(dǎo)致某些缺施的必需元素（如氮、鉀）的積累下降，也可在一定程度上減少某種必需元素 （如磷）以求優(yōu)化產(chǎn)量構(gòu)成、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。

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Effects of Combined Application of N，P，K Fertilizers on Accumulation and Distribution of Dry Matter and Nutrients in Industrial Hemp（Cannabis sativa L.）

LIU Hao1，ZHANG Yun－yun1，2，HU Hua－ran1，DU Guang－h(huán)ui1，YANG Yang1，LIU Fei－h(huán)u1*
（1.School of Agriculture，Yunnan University，Kunming 650091，China；2.Economic Crops Institute，Yunnan Academy of Agriculture，Kunming 650205，China）

Effects of combined fertilization of nitrogen，phosphorus and potassium on growth and accumulation and distribution of dry matter and N，P，K nutrients in industrial hemp cultivar Yunnan hemp 1 were studied via pot culture.Nitrogen was the main factor determining the growth and yield，while the effect of phosphorus was not significant if nitrogen and potassium were enough.P and K fertilizers affected the bast fiber yield little，if nitrogen was deficient.Being compared with NPK and NK，NP impeded the growth and dry matter accumulation.PK treatment promoted phosphorus accumulation but impeded potassium accumulation，while NK treatment facilitated the accumulation of both nitrogen and potassium.Hemp consumed potassium mostly，nitrogen secondly，phosphorus least.The results showed that NPK contributed differently to the growth and yield.There were mutual benefits and antagonistic action between the three elements，which affected the absorption and utilization of them in hemp.

S563.3

A

1671－3532（2015）02－0100－06

2014－09－16

國家麻類產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金 （CARS－19）

劉浩 （1986—），男，云南大學在讀碩士，主要從事工業(yè)大麻栽培研究。E－mail：elh＠live.cn。*

劉飛虎 （1958—），男，教授，博士，主要從事麻類作物研究。E－mail：dmzpynu＠126.com。