班定悅 李文鳳 李鵬 李廣澤 張曉臣 張偉君 郭春景 肖佳雷

摘要：工業(yè)大麻種植、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用已成為全球各大公司開(kāi)展的重要產(chǎn)業(yè)，工業(yè)大麻在種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中起到重要作用。本研究利用成熟期大麻器官根部和花果部烘干粉劑與黑土（體積1：3）混拌進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，分析不同處理對(duì)大豆和玉米根系生長(zhǎng)指標(biāo)的影響。結(jié)果表明：工業(yè)大麻根干粉可提高大豆根干重，比對(duì)照增加1.67倍，花果干粉提高玉米根干重，比對(duì)照增加18.0%；工業(yè)大麻根干粉增加大豆根長(zhǎng)、根表面積及根體積作用顯著，但降低大豆根平均直徑；根干粉和花果干粉均極顯著增加玉米根長(zhǎng)、根表面積、根體積及根尖數(shù)，不利于根平均直徑增加；工業(yè)大麻不同器官粉劑對(duì)單子葉和雙子葉作物根系生長(zhǎng)調(diào)控作用差異顯著，玉米根系生長(zhǎng)指標(biāo)好于大豆，以上研究結(jié)果將為工業(yè)大麻在農(nóng)化產(chǎn)品研發(fā)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：工業(yè)大麻；根；花果；粉劑；黑土；大豆；玉米；根系生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S636.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號(hào)：cjas2021-0026

Effects of Different Tissue Powders of Industrial Hemp on Root Growth of Soybean and Maize

Ban Dingyue1， Li Wenfeng1， Li Peng2， Li Guangze3， Zhang Xiaochen2， Zhang Weijun2， Guo Chunjing2， Xiao Jialei1

（1College of Life Sciences， Northeast Agricultural University， Harbin 150010， Heilongjiang， China； 2Institute of High Technology， Heilongjiang Academy of Sciences， Harbin， 150020， Heilongjiang， China； 3Shenzhen Nopson Agrochemical Co.， Ltd.， Shenzhen 518102， Guangdong， China）

Abstract： The cultivation， development and application of industrial hemp have become an important industry of major companies in the world， and play an important role in the structural adjustment of planting industry. In this study， we mixed dried powder from root and flower and seed from industrial hemp at maturation period with black soil （volume 1：3） for pot experiment to analyze the effects of different treatments on root growth of soybean and maize. The results showed that dry powder of industrial hemp root increased the dry weight of soybean root by 1.67 times that of the control. The dry powder of flower and seed increased the dry weight of maize root by 18.0% compared with that of the control. Dry powder of industrial hemp root increased root length， root surface area and root volume of soybean significantly， but decreased the average root diameter； dry powder of root and dry powder of flower and seed significantly increased root length， root surface area， root volume of maize and the number of root tip， but was not conducive to the increase of the average root diameter. In conclusion， the effects of dry powder of industrial hemp from different tissues on monocotyledon and cotyledon are different， and the study could provide theoretical guidance and technical support for the research and development of industrial hemp in agrochemical products.

Keywords： Industrial Hemp； Root； Flower； Powder； Soybean； Black Soil； Corn； Root Growth

0引言

大麻是中國(guó)人類最早培植的“五谷”之一，是傳統(tǒng)的纖維作物，當(dāng)今中國(guó)將四氫大麻酚含量低于0.3%的漢麻品種亦稱工業(yè)用大麻[1-3]。國(guó)內(nèi)外對(duì)工業(yè)大麻研發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域還主要集中在紡織、醫(yī)療、食品、化妝品、建材等領(lǐng)域，花葉中的化合物可以用作醫(yī)療用途，皮中的大麻纖維可以用作紡織品和新材料領(lǐng)域，桿芯可以用作建筑材料，根可以用于燃料和電池正負(fù)極材料，工業(yè)大麻的根莖、種子是上等的造紙、紡織、無(wú)毒材料、上光劑和潤(rùn)滑油等的原材料[3-8]。目前，研究工業(yè)大麻在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和畜牧業(yè)養(yǎng)殖方面報(bào)道很少。本研究針對(duì)工業(yè)大麻體內(nèi)含有豐富的天然產(chǎn)物（酚類、萜類）及多糖，這些物質(zhì)可能對(duì)作物生長(zhǎng)起調(diào)節(jié)作用。鑒于此，本試驗(yàn)研究工業(yè)大麻成熟期不同器官（根、葉、花）粉劑對(duì)大豆和玉米苗期根系形態(tài)指標(biāo)影響，初步明確工業(yè)大麻對(duì)作物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)作用及組織器官利用形式，以期為拓寬中國(guó)工業(yè)大麻生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域提供新的思路，為利用工業(yè)大麻研發(fā)農(nóng)化產(chǎn)品提供數(shù)據(jù)支撐和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

工業(yè)大麻材料由黑龍江省科學(xué)院高新技術(shù)研究院提供，‘大豆農(nóng)生2號(hào)’和‘玉米哈粘2號(hào)’由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院提供。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1工業(yè)大麻樣品處理9月初取鮮樣10株，按根、莖、葉及花果部分進(jìn)行分割裝入袋內(nèi)，低溫帶回實(shí)驗(yàn)室，殺青后烘干，粉碎后待用。

1.2.2盆栽試驗(yàn)處理取烘干后根粉和花籽粉分別與黑土按體積比1：3混拌，分別將2種處理裝入盆，盆直徑10 cm×高10 cm大豆和玉米每盆播種3粒，每個(gè)處理重復(fù)3次，對(duì)照為正常黑土，苗期正常管理，出苗后30天取不同處理根系，洗凈后利用賽亞斯根系分析掃描儀進(jìn)行根系形態(tài)指標(biāo)測(cè)定。試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行處理。

2結(jié)果與分析

2.1不同器官粉劑對(duì)作物根干物質(zhì)、根長(zhǎng)的影響

圖1表明，工業(yè)大麻根干粉和花部干粉對(duì)大豆、玉米的根干重影響達(dá)差異顯著；大豆根干重變化特征為根粉>花果干粉>對(duì)照（CK），根粉處理大豆根干重比對(duì)照增加1.67倍；玉米根干重變化特征為花果干粉>對(duì)照（CK）>根粉，花果干粉處理玉米根干重比對(duì)照增加18.0%，根粉處理后降低玉米根干物質(zhì)積累。圖2表明，工業(yè)大麻根干粉和花果干粉對(duì)大豆、玉米的根長(zhǎng)影響達(dá)差異極顯著；大豆根長(zhǎng)變化特征為根粉>對(duì)照（CK）>花果干粉，根粉處理大豆根長(zhǎng)為192.8 cm，比對(duì)照增加46.8%；玉米根長(zhǎng)變化特征為花果干粉>根粉>對(duì)照（CK），花果干粉和根干粉處理分別比對(duì)照39.13%和35.7%，表明2種粉劑處理可以促進(jìn)玉米根系伸長(zhǎng)。

綜上，工業(yè)大麻根干粉對(duì)大豆根干重和根長(zhǎng)有顯著促進(jìn)作用；而花果部分烘干粉對(duì)玉米根干重和根長(zhǎng)的增加更加顯著，兩種作物表現(xiàn)不同。

2.2不同器官粉劑對(duì)作物根表面積、根體積的影響

圖3表明，工業(yè)大麻根干粉和花果干粉對(duì)大豆、玉米的根表面積影響差異極顯著；大豆根表面積變化特征為根粉>對(duì)照（CK）>花果粉，根粉處理大豆根表面積為39.7 cm2，比對(duì)照增加38.8%；玉米根表面積變化特征為花果粉>根粉>對(duì)照（CK），花果粉和根粉處理分別比對(duì)照21.8%和15.8%，表明2種粉劑處理可以增大玉米根表面積有利于根系對(duì)土壤營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。圖4表明，工業(yè)大麻根干粉和花果干粉對(duì)大豆根體積影響達(dá)差異極顯著，對(duì)玉米根體積影響差異不顯著；大豆根體積變化特征為根粉>對(duì)照（CK）>花果粉，根粉處理大豆根體積比對(duì)照增加26.6%；花果粉處理后玉米根體積增加22.48%，但根干粉處理后玉米根體積沒(méi)有顯著變化。

2.3不同器官粉劑對(duì)作物根直徑和根尖數(shù)的影響

圖5表明，工業(yè)大麻根干粉和花果干粉對(duì)大豆、玉米根平均直徑影響達(dá)差異顯著水平，二者均降低了根平均直徑；大豆根、玉米根平均直徑以根粉處理最低，表明兩種粉劑處理不能增加玉米、大豆根粗度。圖6表明，工業(yè)大麻根干粉和花果干粉對(duì)大豆、玉米根尖數(shù)影響差異明顯，根干粉對(duì)大豆根尖數(shù)作用極顯著，花果干粉降低根尖數(shù)；而根干粉和花果干粉對(duì)玉米根尖數(shù)作用達(dá)極顯著水平，根干粉大于花果干粉，分別比對(duì)照增加37.59%和32.47%，根尖數(shù)增加提高玉米對(duì)土壤水分和肥料吸收，進(jìn)一步提升玉米抗逆性和產(chǎn)量水平。

3結(jié)論與討論

大麻不同器官代謝產(chǎn)物豐富，其生長(zhǎng)無(wú)需任何化學(xué)物質(zhì)，自身可抵御各種病蟲(chóng)害，是典型的綠色環(huán)保作物，更是一種天然的抑菌劑。有研究報(bào)道，葉乙醇提取物（DML4）和莖皮乙醇提取物（DMS4）均具有顯著的抑菌作用，對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、綠膿桿菌和白色念珠菌抑菌作用明顯，從大麻葉、莖皮石油醚提取物中分別分離得到8種和9種化合物，相同濃度DMS9抑菌作用顯著高于DML4抑菌作用，兩種提取物里都含有β-谷甾醇和齊墩果酸抑菌成分[9-15]。本研究結(jié)果顯示，工業(yè)大麻根干粉可提高大豆根干重，比對(duì)照增加1.67倍，花籽干粉提高玉米根干重比對(duì)照增加18.0%；根干粉增加大豆根長(zhǎng)、根表面積及根體積作用明顯，但降低大豆根平均直徑；花果干粉均極顯著增加玉米根干重、根長(zhǎng)、根表面積及根體積也不利于根直徑提高?？傊蹖?duì)大豆根系指標(biāo)調(diào)節(jié)作用明顯，根粉和花果粉對(duì)玉米根系指標(biāo)調(diào)節(jié)均作用顯著，花果粉作用更為突出，進(jìn)一步說(shuō)明工業(yè)大麻體內(nèi)代謝產(chǎn)物對(duì)單子葉和雙子葉作物生長(zhǎng)調(diào)控機(jī)制不同?？赡苁怯捎诠I(yè)大麻根粉主要含有高纖維素，與黑土混拌提高土壤透氣性和土壤溫度，進(jìn)而提高大豆和玉米根系生長(zhǎng)；另外，工業(yè)大麻花果部分含有較高活性物[6]，而大豆種子內(nèi)含有較高的脂肪和蛋白，玉米主要含有較高淀粉，在種子萌發(fā)時(shí)工業(yè)大麻花果干粉活性物質(zhì)抑制大豆萌發(fā)，延遲大豆出苗時(shí)間和苗期根系生長(zhǎng)，相反促進(jìn)玉米出苗時(shí)間和玉米苗期根系生長(zhǎng)，達(dá)到壯根的效果，其調(diào)控機(jī)理及應(yīng)用效果需要進(jìn)一步深入研究。工業(yè)大麻不同器官粉劑對(duì)作物根系調(diào)節(jié)作用研究拓寬了工業(yè)大麻應(yīng)用領(lǐng)域，為工業(yè)大麻及活性物質(zhì)提取后材料在農(nóng)化產(chǎn)品研發(fā)及利用提供理論了指導(dǎo)和技術(shù)支撐。

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