摘要為明確配施生物有機肥對花葉用漢麻生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響,以“漢麻7號”為試驗材料,研究配施生物有機肥對花葉用漢麻生長指標、干物質重、光合相關指標及花葉產(chǎn)量的影響。結果表明,現(xiàn)蕾期至盛花末期,F(xiàn)1(90%化肥+10%生物有機肥)、F2(80%化肥+20%生物有機肥)和F3(70%化肥+30%生物有機肥)的株高、莖粗、分枝數(shù)、葉面積、根莖葉干物質重及光合速率(P"n)、氣孔導度(G"s)、胞間二氧化碳濃度(C"i)、蒸騰速率(T"r)比CK(不施肥)、CK1(化肥)、CK2(生物有機肥)提高0.09%~404.83%;現(xiàn)蕾期至盛花末期,隨著配施生物有機肥量的增加,漢麻的生長指標、根莖葉干重、光合相關指標及花葉產(chǎn)量呈先上升后下降的趨勢,F(xiàn)2比F1、F3提高2.02%~81.82%;盛花末期,F(xiàn)"F2和F3的花葉產(chǎn)量比CK、CK1、CK2提高4.89%~216.07%,且F2比F1、F3提高20.48%~36.98%。綜合分析表明80%化肥(360kg/hm2)配施20%(990kg/hm2)生物有機肥促進了花葉用漢麻生長發(fā)育及其光合特性。
關鍵詞漢麻;生物有機肥;光合特性;生長發(fā)育
中圖分類號S141"文獻標識碼A"文章編號0517-6611(2025)01-0145-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2025.01.030
開放科學(資源服務)標識碼(OSID):
EffectofChemicalFertilizerCooperatedbyBio-organicFertilizeronGrowth,DevelopmentandYieldofHemp
WANG"Xue-jieZHANG"Xiao-yanYAN"Xu1et"al
(1.HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity,Daqing,Heilongjiang"163319;2.DaqingBranchofHeilongjiangAcademyofSciences,Daqing,Heilongjiang"163319)
AbstractInordertodeterminetheeffectofcombinedapplicationofbio-organicfertilizeronthegrowthandyieldofhempforflowersandleaves,theeffectofcombinedapplicationofbio-organicfertilizerongrowthindex,drymatterweight,photosyntheticrelatedindexandyieldofhempforflowersandleaveswerestudiedwith“HempNo.7”asexperimentalmaterial.Theresultsshowedthatplantheight,stemdiameter,branchnumber,leafarea,drymatterweight,photosyntheticrate(P"n),stomatalconductance(G"s),intercellularcarbondioxideconcentration(C"i)andtranspirationrate(T"r)inF1(90%fertilizer+10%bio-organicfertilizer),F(xiàn)2(80%fertilizer+20%bio-organicfertilizer)and(70%fertilizer+30%bio-organicfertilizer)increasedby0.09%-404.83%comparedwithCK(nofertilizer),CK1(chemicalfertilizer),CK2(bio-organicfertilizer);Fromthebudstagetotheendofblooming,thegrowthindexes,root,stem,leafdryweight,photosyntheticrelatedindexesandflowerandleafyieldofhempshowedatrendoffirstincreasingandthendecreasingwiththeincreaseofbiologicalorganicfertilizeramount,andF2was2.02%-81.82%higherthanF1andF3.Attheendoffloweringperiod,thefloralyieldofF"F2andF3wasincreasedby4.89%-216.07%comparedwithCK,CK1andCK"andthatofF2wasincreasedby20.48%-36.98%comparedwithF1andF3.Thecomprehensiveanalysisshowedthat80%fertilizer(360kg/hm2)combinedwith20%bioorganicfertilizer(990kg/hm2)promotedthegrowthandphotosyntheticcharacteristicsofhempforflowerandleaf.
KeywordsHemp;Bio-organicfertilizer;Photosyntheticcharacteristics;Growthanddevelopment
基金項目黑龍江省科學院杰青項目;黑龍江省科學院創(chuàng)新基金項目(CXJQ2024DQ0CXJQ2022DQ01);黑龍江省省屬科研院所科研業(yè)務費項目(CZKYF2022-1-A004)。
作者簡介王雪杰(1997—),女,河南溫縣人,碩士研究生,研究方向:土壤資源利用與耕地保育。*通信作者,研究員,從事漢麻栽培育種研究。
漢麻( Cannabis sativa "L.)屬于大麻科,是一種油質、最古老的藥用植物,作為多用途、多功能的作物,為大量傳統(tǒng)和創(chuàng)新工業(yè)應用提供原料,漢麻種植的主要目標是最大限度地提高生物質產(chǎn)量,同時相對簡單、低投入的種植技術及其產(chǎn)品的可持續(xù)性是未來擴大漢麻作物的主要驅動力[1]。但每個最終用途對韌皮纖維的特性、種子中油和蛋白質的特性或花序中次生代謝物的特征都有特定的質量要求[2]。根據(jù)應用方向不同分為纖用型、籽用型、籽纖兼用型及花葉用型?;ㄈ~用漢麻中CBD含量相對較高且成分具有重要的藥用價值,可以作為一種多效藥物,因為它通過多種分子途徑產(chǎn)生治療作用,具有免疫調節(jié)、止痛、抗焦慮、治療阿爾茲海默癥和抑制癌細胞增值等多種功能[3]。
漢麻生長迅速、植株高大,生長期均需要大量的養(yǎng)分供應,其花葉品質的優(yōu)劣直接決定了經(jīng)濟效益的高低,因此要給予漢麻生長所需的充足養(yǎng)分[4-5]。隨著國內外對漢麻的研究日趨增多,施用化肥對漢麻的影響也受到了廣泛關注?;孰m釋效快,但養(yǎng)分也易流失,長期不科學的施用會導致土壤容重增加、營養(yǎng)結構破壞及微生物環(huán)境變差等問題,繼而也會對作物的產(chǎn)量及品質產(chǎn)生不利影響[6]。采用化肥配施生物有機肥的施肥方式不僅能調整化肥科學使用,在對作物自身養(yǎng)分吸收積累及肥料利用率有明顯改善效果[7-9]。朱迎春等[10]研究驗證了生物有機肥能夠提升西瓜葉片光合色素的積累。王慶玲等[11]研究表明在化肥減量10%生物有機肥6 000 kg/hm2與對照施肥處理相比蒸騰速率、氣孔導度、凈光合速率均有所增加,其中氣孔導度顯著增大,與李春喜等[12]、宋文博等[13]、于翠等[14]研究結果類似。研究發(fā)現(xiàn)化肥過量導致花椰菜種植肥料利用率和產(chǎn)量均低,而生物有機肥的均衡配施可以通過改變土壤生化環(huán)境來提高花椰菜的肥料利用率和產(chǎn)量[15]。吳茂前等[16]在臍橙上施用生物有機肥后風味好,臍橙產(chǎn)量顯著提高9.9%。研究表明,施用生物有機肥可明顯增加作物產(chǎn)量,提升作物的外觀與內在質量[17-18]。
目前在漢麻上的使用效果尚未見報道,為此,筆者探究配施生物有機肥對漢麻生長及花葉產(chǎn)量的影響,篩選出花葉用漢麻最佳施肥量,以期為漢麻高效綠色生產(chǎn)提供參考。
1材料與方法
1.1試驗材料
供試品種為黑龍江省科學院大慶分院培育的“漢麻7號”,雌雄異株,THC<0.0918%,CBDgt;1.21%。
供試肥料:化肥(倍豐農業(yè)生產(chǎn)資料集團有限公司生產(chǎn))總養(yǎng)分(N-P2O5-K2O)≥55%,生物有機肥(綠士達生物工程有限公司生產(chǎn))總養(yǎng)分≥5%,有機質≥45%,枯草芽孢桿菌≥2.0億/g。肥料以基肥方式一次性施入,施肥深度8~10cm。供試土壤類型為草甸黑鈣土,土壤含有機質22.4g/kg,堿解氮136.37mg/kg,有效磷30.21mg/kg,速效鉀168.78mg/kg,pH7.89,前茬作物為玉米。
1.2試驗設計
試驗在黑龍江省科學院大慶分院試驗基地進行,2022年5月15日移栽漢麻7號扦插苗(株高20cm左右),采用隨機區(qū)組設計,共6個處理:CK,不施肥;CK"化肥(450kg/hm2);CK"生物有機肥(4950kg/hm2);F"90%化肥+10%生物有機肥(405kg/hm2+495kg/hm2);F"80%化肥+20%生物有機肥(360kg/hm2+990kg/hm2);F3,70%化肥+30%生物有機肥(315kg/hm2+1485kg/hm2);大田壟作,3次重復,小區(qū)面積65m2(長10m、寬6.5m),種植密度7693株/hm2(株距1.0m,行距1.3m)。移栽后常規(guī)田間管理,當雌株花葉在雌株花蕾膨脹為豐滿的果穗狀、花絲完全變?yōu)榧t褐色時開始收獲(10月3日)。
1.3測定項目與方法
1.3.1形態(tài)指標。現(xiàn)蕾期和盛花末期,每個小區(qū)采集具有代表性的植株3株,植株整體挖出帶回實驗室洗凈擦干后進行指標測定。株高、分枝數(shù)、莖粗等性狀直接測量;葉面積采用稱重法測定,在植株上選取上、中、下部位葉片共10片,用已知面積的打孔器將10片葉片打孔,將打孔所得的葉片及所有取樣株葉片烘干稱重。干物質重測定采用烘干法,將根、莖、花葉分開,在105℃烘箱中殺青30min,80℃烘干稱重。
1.3.2
光合特性?,F(xiàn)蕾期和盛花末期,每個小區(qū)選取有代表性植株5株,每株測量部位為主莖頂端第3~4片完全展開葉。選擇晴朗無風、光照穩(wěn)定的天氣,09:00—11:00,用美國LI-COR產(chǎn)LI-6400便攜式光合儀測定Pn、Tr、Gs、Ci值,測定時光照強度設為1000μmol/(m2·s),控制參比室CO2濃度為400μmol/mL左右,葉片溫度28~33℃。用TYS-4N便攜式葉綠素測定儀測定SPAD值。
1.4數(shù)據(jù)處理
使用Excel2010軟件進行試驗數(shù)據(jù)處理及圖表制作,采用SPSS20.0進行統(tǒng)計分析。
2結果與分析
2.1配施生物有機肥對漢麻生長指標的影響
由表1可知,現(xiàn)蕾期和盛花末期,F(xiàn)1、F2和F3的株高、莖粗、分枝數(shù)及葉面積與CK、CK1、CK2相比均有所提高,其中株高提高了2.35%~49.07%,莖粗提高了58.00%~113.92%,分枝數(shù)提高了2.87%~45.32%,葉面積提高了22.37%~188.24%。F2的株高、莖粗、分枝數(shù)及葉面積比F1、F3提高了2.17%~24.52%,配施生物有機肥F2處理效果最好,F(xiàn)2的株高、莖粗、分枝數(shù)及葉面積與CK、CK2相比差異顯著。由此可知,生物有機肥替代一定比例的化肥可以有效增加漢麻的株高、莖粗和分枝數(shù),但并非生物有機肥越多越好。
2.2配施生物有機肥對漢麻干物質重的影響
由表2可知,現(xiàn)蕾期和盛花末期,F(xiàn)1、F2、F3的花葉干重、莖干重、根干重與CK、CK1、CK2相比分別提高了4.89%~221.25%、12.73%~404.83%、4.17%~312.78%;現(xiàn)蕾期和盛花末期,F(xiàn)2處理的花葉干重、莖干重、根干重比F1、F3提高了11.07%~49.91%,F(xiàn)2處理的花葉干重與CK、CK1、CK2之間差異達顯著水平。由此可知,配施生物有機肥提高了漢麻的干物質重,其中20%生物有機肥配施80%化肥作用效果最佳。
2.3配施生物有機肥對漢麻光合特性的影響
由表3可知,現(xiàn)蕾期,F(xiàn)1、F2、F3的P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD比CK、CK1、CK2提高了1.03%~163.41%,其中F2的P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD比F1、F3提高2.02%~26.16%,F(xiàn)2的P"n、G"s、C"i、T"r顯著高于CK、CK1、CK2。隨著漢麻生育進程的推移,P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD呈下降趨勢。盛花末期,F(xiàn)1、F2、F3的P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD比CK、CK1、CK2提高了0.09%~263.64%,在配施生物有機肥處理下,F(xiàn)2的P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD比F1、F3提高了2.22%~81.82%,其中F2顯著高于CK、CK""P"n、G"s、C"i、T"r及SPAD提高了11.16%~263.64%。由此可知,施用生物有機肥對漢麻葉片光合作用有明顯促進作用,其中F2施肥處理對光合特性的提升效果最好。
2.4配施生物有機肥對漢麻花葉產(chǎn)量的影響
由表4可知,施用生物有機肥替代化肥的3個處理都能增加漢麻的花葉產(chǎn)量,F(xiàn)1、F2、F3與CK、CK1、CK2相比提高幅度分別為19.26%~162.34%、43.69%~216.07%、4.89%~130.74%,F(xiàn)2與F1、F3相比提高幅度為20.48%~36.98%,其中F2花葉產(chǎn)量顯著高于F3、CK、CK1、CK2??傮w來看,各處理增產(chǎn)效果為F2gt;F1gt;F3gt;CK1gt;CK2gt;CK。F1、F2花葉產(chǎn)量與CK、CK2有顯著差異,說明微生物能夠活化土壤中的養(yǎng)分,保證減肥條件下漢麻的花葉產(chǎn)量。
2.5配施生物有機肥對肥料成本及漢麻產(chǎn)值的影響
由表5可知,不同施肥模式的漢麻產(chǎn)值、肥料投入和效益都有所差異。其中,CK處理的漢麻產(chǎn)值顯著低于施肥處理,生物有機肥配施化肥處理均提高了漢麻產(chǎn)值,F(xiàn)2漢麻產(chǎn)值最高為472017.69元/hm2。生物有機肥配施化肥處理均增加漢麻效益,以F2處理效益最高,與CK、CK1及CK2相比效益分別增加349359.87、193488.59及340785.67元/hm2。
3討論
生物有機肥與化肥合理的配合施入,能夠促進作物生長。姜蓉等[19]研究表明,在化肥減量的條件下增施生物有機肥能夠增加設施菊花產(chǎn)量,也可以提高菊花株高和花莖。朱寶國等[20]發(fā)現(xiàn)不同生物有機肥配施化肥能夠顯著提高大豆的株高、株莢數(shù)及百粒數(shù),促進大豆生長。該試驗是在常規(guī)施化肥、生物有機肥的基礎上,減少化肥配施生物有機肥,結果與上述研究有相同之處,生物有機肥與化肥不同配比提高了漢麻的株高、莖粗、分枝數(shù)及葉面積,在常規(guī)化肥施用下,80%化肥配施20%生物有機肥的施肥方式更適合漢麻生長,現(xiàn)蕾期和盛花末期,株高提高幅度為25.25%~34.29%,莖粗提高幅度為19.14%~33.25%,分枝數(shù)提高幅度為18.60%~39.73%,葉面積提高幅度為26.66%~68.97%。表明在保證花葉質量的前提下,化肥配施生物有機肥能夠促進漢麻生長。
葉面積是光合特性的重要指標之一,生物有機肥的施用使?jié)h麻的葉面積和葉片中SPAD增加,降低作物群體冠層溫度,從而提高作物光合作用[21]。該試驗中,與CK、CK 1、CK 2相比,配施生物有機肥提高了漢麻葉片的光合能力,促進了漢麻的生長發(fā)育。表明微生物對漢麻葉片光合性能的改善起到一定的調節(jié)作用,這與陳隆通等[22-23]的研究結果相似。
漢麻產(chǎn)量受生物有機肥和化肥的雙重影響,施用80%化肥和20%生物有機肥處理能夠增加葉片的干物質量,提高漢麻產(chǎn)量,但產(chǎn)量并不隨生物有機肥施入量的增加而增加;化肥施入量的降低同時配施生物有機肥,漢麻產(chǎn)量并未呈降低趨勢,這與陳長坤[24]、李菊等[25]有一致的結論。這可能與供試肥料中主要功能菌為芽孢桿菌類細菌有關,枯草芽孢桿菌等[26]有益微生物能利用土壤中的有機質產(chǎn)生大量生長素和赤霉素等次級代謝物促進了漢麻根系發(fā)育及生長。生物有機肥與化肥配施的施肥模式能保證漢麻產(chǎn)量穩(wěn)定,提高漢麻花葉的經(jīng)濟價值。
4結論
該試驗結果表明,生物有機肥配施化肥對漢麻的綜合增產(chǎn)提質效果優(yōu)于其他單施肥處理,有效促進了漢麻生長,漢麻葉片的光合特性及葉綠素含量也顯著增加,在現(xiàn)蕾期和盛花末期漢麻的地上部干物質和地下部干物質均有所提高,根、莖和葉干重提高了4.17%~312.78%。其中80%化肥配施990kg/hm2生物有機肥對漢麻的生長和增產(chǎn)效果最佳。生物有機肥配合化肥施用,既達到了化肥減量的效果,又有可觀的經(jīng)濟效益,是漢麻優(yōu)質高效生產(chǎn)值得推廣新模式。然而減肥效果常受土壤肥力、作物品種、有機肥種類等因素影響,因此需要通過多點、長期試驗進行深入驗證。
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