張曉艷，邊境，孫開學(xué)，曹焜，韓承偉，趙越，王曉楠，孫宇峰

(1.黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江 大慶 163319；2.黑龍江省克山縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣中心，黑龍江 克山縣 161600)

工業(yè)大麻是指四氫大麻酚(THC)含量低于0.3%，無毒品利用價值的一個品種類型，在中國也稱之為漢麻[1-3]，是重要的纖維作物，其韌皮部是天然的植物纖維原料，可用于紡線織布等，具有獨特的天然保健功能，能防止紫外線輻射、消散音波、抗霉抑菌、防腐防臭、潤膚護發(fā)、舒適爽身等[4]。2016年黑龍江省成立了漢麻協(xié)會，致力于推進工業(yè)大麻種植的合法化，現(xiàn)已將工業(yè)大麻作為農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整的作物之一，并有效管控，極大地提高了農(nóng)民種植工業(yè)大麻的積極性，目前工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)已被列為黑龍江省新增長領(lǐng)域的培育對象，對于農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)“農(nóng)頭工尾”將發(fā)揮重要作用[5]。

工業(yè)大麻種植簡便、適應(yīng)環(huán)境能力強、生長速度快、纖維產(chǎn)量高，是適合大面積種植的經(jīng)濟作物[6]。如何進一步挖掘纖維工業(yè)大麻的生長發(fā)育潛能，實現(xiàn)纖維工業(yè)大麻超高產(chǎn)栽培，是廣大科研工作者關(guān)注的重點問題之一。然而纖維工業(yè)大麻的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)離不開科學(xué)的施肥與合理的種植密度。研究已證實，氮肥能促進工業(yè)大麻生長發(fā)育，提高干物質(zhì)產(chǎn)量；磷肥能提高工業(yè)大麻纖維品質(zhì)，促進氮素吸收，優(yōu)化麻皮比重；鉀肥則能顯著增加工業(yè)大麻的莖粗、皮厚，提高纖維產(chǎn)量[7]。密度顯著影響工業(yè)大麻的株高、莖粗和干莖重，高密度條件下工業(yè)大麻的株高、莖粗和干莖重顯著低于低密度[8]。當栽培密度較稀，施肥量適中，工業(yè)大麻植株高大、莖粗壯，可較好地利用光能及吸收養(yǎng)分；而栽培密度較大，株間互相遮蔽，則表現(xiàn)為莖稈細，植株矮小，進而影響纖維產(chǎn)量。施肥量對麻皮產(chǎn)量影響達極顯著水平，而施肥比例、栽培密度對麻稈與麻皮產(chǎn)量影響達極顯著水平[9]。

隨著工業(yè)大麻新品種的選育成功及種植規(guī)模的穩(wěn)步增長，合理密植和施肥，提高工業(yè)大麻麻皮、麻稈、麻葉的產(chǎn)量已成為工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展中亟須解決的問題。肥料和密度單因素對工業(yè)大麻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響已有研究，而針對肥料施用量、施用比例及種植密度之間的互作效應(yīng)需進一步研究。本試驗研究不同的種植密度、施肥量對纖維工業(yè)大麻農(nóng)藝性狀及纖維產(chǎn)量的影響，以期為纖維工業(yè)大麻優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試驗地

以火麻一號為試驗材料，雌雄異株，株高1.7～2.0 m，千粒重20 g左右，全麻率24.1%。試驗于2020年在黑龍江省齊齊哈爾市克山縣農(nóng)業(yè)中心城東試驗地進行，試驗地土壤類型為淋溶黑鈣土，土壤含有機質(zhì)32.88%、堿解氮196.98 mg/kg、速效磷 31.24 mg/kg、速效鉀 187.80 mg/kg，pH值6.82。試驗地為秋整地，土地平整，肥力均勻，前茬作物為大豆。

1.2 試驗設(shè)計

二因素試驗，隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)面積24 m2，區(qū)寬2.4 m，長10 m，區(qū)間道2 m。試驗設(shè)3個密度，D1(450粒/m2)、D2(500粒/m2)、D3(550粒/m2)。4個施肥量，F(xiàn)0(N ∶P∶K＝0∶0∶0)、F1(N ∶P ∶K＝3∶0.44∶1.7)、F2(N ∶P ∶K＝3∶1.15∶2.2)、F3(N ∶P ∶K＝3∶1.3∶3.3)，共12個處理，具體如下表1。

表1 施肥量Table1 Fertilization amount kg/hm2

5月9日機械條播，氮肥是尿素(N≥46%)、磷肥是重過磷酸鈣(P2O5≥42%)、鉀肥是硫酸鉀(K2O≥51%)，作為基肥一次性施入，施肥深度8 cm左右，其他管理同大田。具體施肥量見表1。

1.3 測定項目及方法

工藝成熟期，每小區(qū)去除邊界效應(yīng)，取2 m2進行雨露脫膠，當有90%以上的麻莖達脫膠標準時，剔除株高小于1 m的麻株，計算收獲株數(shù)。從每個處理選取代表性植株30株，從中選取10株將莖、葉分開稱重，并測量株高、莖粗、工藝長度、穗長等。莖重即為干莖重，將纖維和木質(zhì)部分離后分別稱重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel進行數(shù)據(jù)處理及圖表的繪制，用SPSS 20.0軟件進行統(tǒng)計分析，采用Duncan，s新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 株高

由圖1可以看出，在F2和F3施肥水平下，株高隨著種植密度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，在D2達到高峰后降低，而F0和F1施肥水平下株高隨著種植密度的增加逐漸增加。同一密度處理下，株高隨著施肥量的增加先升高后降低，當施肥量達到F2時，達最大值，在D1、D2和D3種植密度下，F(xiàn)2的株高分別比F0、F1和F3高出了2.34～66.00 cm。由以上分析可知，種植密度和施肥量對火麻一號的株高有很大影響，F(xiàn)2D2處理條件下最佳，說明氮、磷、鉀3種肥料適宜的配比及施用量在密度適宜的條件下對株高有一定的促進作用。

圖1 不同肥密處理對纖維漢麻株高的影響Fig.1 Effect of different fertilizer level and density treatments on plant height of fiber hemp

2.2 莖粗

由圖2可知，在同一密度條件下，莖粗隨著施肥量的增加呈先升高后減少的變化趨勢，當施肥量達到F2時，莖粗達到峰值，在D1、D2和D3種植密度下，F(xiàn)2的株高分別比F0、F1和F3高出了0.21～2.76 cm。同一肥力水平下，密度對莖粗的影響明顯，在F0和F1施肥水平下，莖粗隨著種植密度的增加逐漸降低，F(xiàn)2和F3施肥水平下，莖粗隨著種植密度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，D2時達到高峰。由以上分析可知，種植密度和施肥量對火麻一號的莖粗有很大影響，F(xiàn)2D2處理條件下最佳，說明氮、磷、鉀3種肥料適宜的配比及施用量在密度適宜的條件下對莖粗有一定的促進作用。

圖2 不同肥密處理對纖維漢麻莖粗的影響Fig.2 Effect of different fertilizer level and density treatments on stem diameter of fiber hemp

2.3 工藝長度

由圖3可知，隨著施肥量的增加，工藝長度表現(xiàn)為先增加后降低的變化趨勢，均以施肥量F2時達到最大值。當施肥量為F0和F1時，工藝長度隨著種植密度的增加呈升高的趨勢，施肥量為F2和F3時，工藝長度隨著種植密度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，D2時達到高峰。由以上分析可知，種植密度和施肥量對火麻一號的工藝長度有很大影響，F(xiàn)2D2處理條件下最佳，說明氮、磷、鉀3種肥料適宜的配比及施用量在密度適宜的條件下對工藝長度有一定的促進作用。

圖3 不同肥密處理對纖維漢麻工藝長度的影響Fig.3 Effect of different fertilizer level and density treatments on technological length of fiber hemp

2.4 干物重

由表2可知，種植密度相同時，施肥量對莖、葉、稈芯、纖維及根干物質(zhì)重的影響呈相似的變化規(guī)律，均隨著施肥量的增加呈先增后降的變化趨勢。當施肥量為F2時達到峰值，可知，氮、磷、鉀3種肥料適當配比及施用量可以增強漢麻各器官的干物質(zhì)生產(chǎn)能力，肥料缺乏或過量均對漢麻干物質(zhì)產(chǎn)生不利影響；相同施肥量條件下，增加種植密度對漢麻莖、葉、稈芯、纖維及根干物質(zhì)重有明顯的影響，當施肥量為F0和F1時，干物重隨著種植密度的增加逐漸降低，施肥量為F2和F3時，干物重隨著種植密度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，D2時達到高峰。F2D2處理的莖干重、稈芯干重、纖維干重及根干重與其他處理間達顯著差異水平。

表2 不同肥密處理對漢麻干物重的影響Table 2 Effect of different fertilizer level and density treatments on dry weight of hemp g

2.5 有效株數(shù)

從圖4可以看出，同一密度條件下，有效株數(shù)隨著施肥量的增加呈先增后降的變化趨勢，當施肥量為F2時，達到峰值，在D1、D2和D3種植密度下，F(xiàn)2的有效株數(shù)分別比F0、F1、F3高出了1.96萬株/hm2～31.53萬株/hm2。同一肥力水平下，密度對有效株數(shù)的影響顯著，在F0、F1肥料水平下，有效株數(shù)隨著種植密度的增加呈逐漸升高的趨勢，F(xiàn)2、F3肥力水平下，隨著種植密度的增加呈先升高后降低的變化趨勢，D2時達最大值。F2D2處理的有效株數(shù)為111.24萬株，除F3D2處理外，與其他處理達顯著差異水平。

圖4 不同肥密處理對有效株數(shù)的影響Fig.4 Effect of different fertilizer level and density treatments on effective plants of fiber hemp

2.6 全麻率

由圖5可以看出，在F2和F3施肥水平下，全麻率隨著種植密度的增加呈先增加后減少的變化趨勢，在D2達到高峰后降低，而F0和F1施肥水平下，全麻率隨著種植密度的增加逐漸降低。同一密度處理下，全麻率隨著施肥量的增加先升高后降低，當施肥量達到F2時達峰值。由此可知，種植密度和施肥量對火麻一號的全麻率有很大影響，F(xiàn)2D2為最佳處理，說明在密度適宜的條件下，氮、磷、鉀3種肥料適宜的配比及施用量可以提高漢麻的全麻率。

圖5 不同肥密處理對漢麻全麻率的影響Fig.5 Effect of different fertilizer level and density treatments on rate of total fiber of hemp

2.7 纖維產(chǎn)量

由表3可知，施肥量對理論纖維產(chǎn)量的影響極顯著，隨著施肥量的增加，理論纖維產(chǎn)量呈先升高后降低的變化趨勢，當施肥量達到F2時，理論纖維產(chǎn)量最高，分別比F0、F1和F3高出202.52%、60.96%和46.92%，肥料處理間的差異達極顯著水平，表明適當?shù)脑黾邮┓柿繉μ岣邼h麻纖維的理論產(chǎn)量具有重要作用。理論纖維產(chǎn)量隨種植密度的增加呈先升高后降低的變化趨勢，以D2處理理論纖維產(chǎn)量最高，D1處理理論纖維產(chǎn)量最小，D2分別比D1和D3增產(chǎn)86.93%和44.06%，各處理之間達極顯著差異水平。

表3 不同肥密處理對漢麻理論纖維產(chǎn)量的影響Table 3 Effect of different fertilizer level and density treatments on theoretical fiber yield of hemp kg/hm2

由表4可以看出，施肥量、種植密度對火麻一號的實際纖維產(chǎn)量均有極顯著影響，變化趨勢表現(xiàn)為隨施肥量和種植密度的增加而先增大后減小，處理之間達極顯著差異水平。F2處理的實際纖維產(chǎn)量最高，分別比F0、F1和F3提高了105.05%、36.88%和22.39%，增產(chǎn)顯著。隨著種植密度的增加，實際纖維產(chǎn)量先增加后減少，D2的實際纖維產(chǎn)量最高，分別比D1和D3高出24.77%和12.21%，且各密度處理之間達極顯著差異水平，表明種植密度達D2時，再增加種植密度則實際纖維產(chǎn)量下降。在本試驗條件下火麻一號以F2D2處理的實際纖維產(chǎn)量最高。

表4 不同肥密處理對漢麻實際纖維產(chǎn)量的影響Table 4 Effect of different fertilizer level and density treatments on actual fiber yield of hemp kg/hm2

3 討論與結(jié)論

纖維工業(yè)大麻的產(chǎn)量主要取決于單位面積的有效株數(shù)、植株高度、莖粗、全麻率等，然而不同的栽培環(huán)境和栽培技術(shù)措施對其有較大影響[11]?？茖W(xué)施肥與合理的種植密度是獲得纖維漢麻高產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)[12]。適宜的施肥量能提高肥料的利用效率，改善耕層土壤的養(yǎng)分狀況[13]。氮、磷、鉀肥過量或少量施用，漢麻的產(chǎn)量均有所降低，同時影響漢麻的農(nóng)藝性狀[14]。在N、P、K 3種肥料元素中，影響工業(yè)大麻纖維產(chǎn)量的首先是 N肥，其次是 P肥和K肥[15]，當N、P2O5、K2O的施用劑量分別為90、100、80 kg/hm2時，大麻原莖產(chǎn)量最高[16]。而本試驗研究表明，當N、P2O5、K2O的施用劑量分別為 90、80、80 kg/hm2，N∶P∶K為 3∶1.15∶2.2時，纖維漢麻的農(nóng)藝性狀最好，纖維產(chǎn)量最高。

漢麻較耐密植，種植過稀，分枝節(jié)位低，分枝多，麻莖粗，纖維粗而硬，嚴重影響纖維品質(zhì)，同時對土地利用率和光能利用率低；種植過密，對漢麻纖維產(chǎn)量和品質(zhì)都不利[17]。與均行種植相比，寬窄行種植能增強工業(yè)大麻光合能力，提高有效株數(shù)，提高稈葉產(chǎn)量和麻皮產(chǎn)量[8]。不同密度顯著影響漢麻株高、莖粗和干莖重，均隨著漢麻栽培密度的增加而升高，當栽培密度達到一定數(shù)值時達到最高，而后逐漸減小[18]。也有研究[19]表明，種植密度不變的條件下，肥料施用過多，產(chǎn)量無明顯變化；在氮肥用量不變的情況下，肥料及密度變化對產(chǎn)量無明顯影響。

本試驗研究了肥料、密度及二者互作效應(yīng)，結(jié)果表明，漢麻的株高、莖粗、工藝長度、干物質(zhì)重及纖維產(chǎn)量在低施肥水平下隨著種植密度的增加逐漸降低，高施肥水平下，隨著種植密度的增加先升高后降低，以施肥量543.1 kg/hm2(尿素195.7 kg/hm2、重過磷酸鈣190.5 kg/hm2、硫酸鉀156.9 kg/hm2，N∶P∶K為3∶1.15∶2.2)及種植密度500粒/m2為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)最佳組合。