加拿大工业大麻生产贸易概况及科研进展

张庆滢，郭鸿彦，杨 明

（云南省农业科学院经济作物研究所，昆明650205）

大麻（Cannabis sativa L.）是一种多用途的作物，广泛用于纺织、造纸、食用油、功能保健食品、化妆品、医药、生物能源、建材、新生物复合材料等行业，可谓涉及到了人们生活“衣、食、住、行、用”的各个方面。国际上将大麻植物中致幻成瘾的毒性成分四氢大麻酚（THC）含量低于0.3%（雌株花穗干物质百分比），不具备毒品利用价值的大麻品种类型称为工业大麻。由于工业大麻具有较高的经济开发利用价值，同时在生态保护方面具有多种优势（例如：抗病虫草害性能强、对重金属的高吸收作用、环保新材料、农业碳汇等），近年来，许多国家对工业大麻的生产和发展日趋重视，研究活跃。加拿大是工业大麻产业发展最快的国家之一，本文对其栽培历史、生产现状、贸易概况及科研进展等进行综述和分析。

1 栽培简史和生产现状

1.1 栽培简史

通常认为大麻起源于中亚，其作为作物种植历史悠久，随历史的进程向全球传播。据文献记载，1545年西班牙人把大麻带到了美洲,并在智利开始种植[1]。1606年，为满足航海的需求（如：缆绳、帆布等），加拿大开始种植大麻。1750-1850年是航海最为鼎盛的时期，该时期也成为加拿大大麻种植最为繁荣的时期，大麻生产得到广泛发展。到20世纪30年代晚期，北美开始禁种大麻，许多国家也随之限制大麻的种植甚至禁种。在1961年，联合国大会通过了《麻醉品单一公约》，大麻在国际上被禁止种植，全球大麻产业进入冰封时期。但随着对大麻的认识进一步加深，自90年代开始，在对大麻的关注销声匿迹半个多世纪后，以欧盟和加拿大为代表的发达国家又兴起了研究和开发利用无毒（低毒）工业大麻的热潮。1994年加拿大重新开始开展大麻科学研究，1998年3月12日加拿大卫生部颁布了《工业用大麻管理规定》，在禁种大麻60年后开始允许工业大麻在许可证制度下商业化生产（包括种植），当年就有241家获得了种植许可，而在1998年之前，仅有为数不多的几家获得许可种植[2]。

1.2 生产种植近况

许可种植实施十多年以来，工业大麻在加拿大得到蓬勃发展，据加拿大卫生部统计，2010年种植面积达10856 hm2，约占全世界种植面积的1/7，仅次于中国和欧盟。加拿大工业大麻主要栽培在阿尔伯达（Alberta）、萨斯喀彻温（Saskatchewan）和马尼托巴（Manitoba）三个毗邻的西部省，近年该三省种植面积占全国总种植面积的90%以上（表1）。

工业大麻属于特种经济作物，其生产种植规模不仅受市场价格的强烈影响，而且与其产业链中的仓储、运输、加工能力等环节都密切相关。在加拿大工业大麻生产的十几年间，曾在1999年和2006年发生过两次过快的盲目扩大生产，1999年种植面积达14205 hm2，2006年达19458 hm2，由于仓储和加工能力不能及时跟上，产业的发展受到严重的挫折，一度使人们对工业大麻增长潜力产生质疑和恐惧，随后几年的种植面积明显下降。2006年后，加拿大在经过2-3年消化吸收和发展，目前种植面积已重新恢复到上万公顷的种植规模。

表1 加拿大1998-2010年工业大麻种植情况Tab.1 Plantation of industrial hemp in Canada from 1998-2010

2 工业大麻原料及相关产品贸易概况

从工业大麻原料及相关产品出口结构上看，加拿大主要出口与工业大麻籽及大麻（籽）油相关的原料和产品，占出口份额的95%以上，而工业大麻纤维原料和相关产品所占份额很小（如：2008年仅占加拿大大麻原料及相关产品出口总值的1.55%，2009年占1.48%，2010年占0.7%）。2009加拿大大麻纤维出口份额也仅占世界大麻纤维出口的1%。从出口方向上看，由于美国对大麻的禁种政策以及毗邻美国的地缘优势，加拿大每年工业大麻原料及相关产品出口总量的85-90%出口到美国。目前，加拿大工业大麻籽及大麻（籽）油相关的原料和产品主要包括：工业大麻籽粗粉及精粉、大麻（籽）油、含大麻籽成分的各类食品、大麻奶、啤酒、香精、化妆品、洗浴用品、油漆等。

据统计，从1998年到2010年加拿大工业大麻原料及相关产品年进口值一直维持在低位（≤64万加元）。从出口方面看，最近五年来，加拿大工业大麻原料及相关产品出口快速增长，从1998年到2005年的进出口基本平衡转换到2005年后的出口的大幅增长，2010年出口值达1044万加元（图1）。

图1 加拿大1998-2010年工业大麻原料及相关产品进/出口值Fig.1 Import and export values of raw materials and products of industrial hemp in Canada from 1998-2010

3 科研进展

3.1 工业大麻品种选育

随着工业大麻生产在加拿大的恢复，品种问题是首先需要解决的问题。事实上，加拿大从1994年就开始从欧洲的法国、匈牙利、德国、意大利、罗马尼亚、乌克兰引进工业大麻品种，开展大量的品种评价及选育工作，并开始培育自主知识产权品种。在恢复工业大麻研究和种植的最初几年，加拿大所用品种基本上都是欧洲品种，育种研究也主要集中在工业大麻品种的引进、筛选、评价等方面。1995-1998年，Moes等[4]对引自法国、匈牙利、芬兰、乌克兰等国的9个品种进行比较及适应性评价研究。2000-2002年[5]Parkland工业大麻种植者有限公司(PIHG Co-op Ltd.)从乌克兰引进USO 14，USO 31，Zolo 11,Zolo 15等品种。1999年加拿大育种家Peter Dragla率先培育和注册了本国工业大麻品种Anka和Carmen[3]。在随后的十多年中，加拿大一直十分重视工业大麻品种选育方面的工作和投入。最近几年，多年的育种工作成绩逐渐突显出来，不断有加拿大自主选育的新品种注册及投入生产（图2）。

在每年种植季节来临之前，加拿大卫生部都会公布该年度许可种植的工业大麻品种。从图2中可以看出，公布品种数自1999年实施公布制度以来逐年增加，农民的选择越来越多，而且本国选育品种所占比重越来越大。1999年加拿大卫生部公布许可种植的23个工业大麻品种中，仅1个是加拿大本国选育，其余22个来自法国、匈牙利、乌克兰等欧洲国家。到2011年加拿大许可种植工业大麻品种数已达38个，其中本国选育品种达18个，占加拿大总许可种植品种数的47.4%，占全球公布许可品种数的26.9%（2011年全球公布许可种植的工业大麻品种数为67个，其中欧盟公布47个）。

在加拿大公布的38个许可种植品种中，法国选育的品种有5个（Fedrina 74，Felina 34，Ferimon，Fibrimon 24，Fibrimon 56），匈牙利 5 个（Fibriko,Kompolti，Kompolti Hibrid TC,Kompolti Sargaszaru，Uniko B），乌克兰 4 个（USO 14，USO 31，Zolotonosha 11，Zolotonosha 15），意大利 3 个（Carmagnola，C S，Fibranova），德国 1 个（Fasamo），芬兰 1 个（Finola）罗马尼亚 1 个（Lovrin 110），加拿大本国选育的品种 18 个（Alyssa，Anka，Carmen，CFX-1，Crag，CRS-1，Deni，ESTA-1，UC-RGM，Can－Ma,CFX-2,Delores,Petera，X59，Canda,Joey,Jutta,Yvonne），其中 Alyssa，Anka，Delores，Jutta，Yvonne 等为雌雄同株品种，Carmen，CFX-1，Crag，CRS-1，Deni，ESTA-1，CFX-2，Petera 等为雌雄异株品种。所有这些在育种上所取得的成绩都强有力地支持了加拿大工业大麻产业的快速发展。

在工业大麻育种方向和目标上，加拿大育种研究者主要集中在以下几个方面：低的THC含量、种子脂肪酸组成、种子产量、矮秆（利于籽用）品种、纤维质量、纤维产量、籽纤兼用品种。由于加拿大工业大麻种植以籽用为主，所选育品种也多为籽用，部分籽纤兼用，但是最近几年，其选育品种日趋多元化，对纤用品种选育及研究日渐重视。

在工业大麻育种手段和技术上，目前加拿大仍以常规方法为主，同时重视生物技术及分子辅助育种技术的研究和发展，并在相关方面取得进展。2003年，Feeney等[6]成功利用根癌农杆菌介导法将磷酸甘露糖异构酶（PMI）外源基因转入大麻愈伤组织。2010年，Alberta大学分离到大麻纤维相关基因180个，开展了大麻韧皮纤维木质化和次生壁形成遗传分析及相关基因研究工作[7]。

图2 加拿大1999-2011年工业大麻许可种植品种情况Fig.2 Industrial hemp varieties authorized to plant in Canada from 1999-2011

3.2 栽培及相关技术研究

目前，加拿大在生产上种植最为普遍的品种是：Finola ，USO 14，USO 31，Crag，Alyssa，Anka等，其中：Finola为芬兰品种，USO 14和USO 31为乌克兰选育品种，随着加拿大本国选育品种的快速增长，可以预见在未来几年，本国选育的品种将在加拿大生产上占有越来越大的比重。在生产上，加拿大采用机械化播种和收获。大多数工业大麻品种从播种到收获需要80-120天，以纤维收获为目的的60-90天。播种时间为5月初到6月初，籽用型播种密度常为100-125株/平方米，纤用型播种密度常为200-375株/平方米。籽产量通常为740-1200 kg/hm2，最高产量可达2200 kg/hm2，纤维产量（麻皮干重）通常为1200-1500 kg/hm2。表2显示了2010年11个加拿大工业大麻品种在马尼托巴省梅利塔市的产量及部分农艺性状表现[8]。

在世界范围内，工业大麻传统上主要作为纤维作物进行种植，然而，目前加拿大工业大麻种植仍以籽用种植为主，是世界大麻籽生产及其加工大国，工业大麻纤维用途种植及加工仅占较小的比例。在加拿大工业大麻主要栽培的三个省区，工业大麻籽用产业已有了很好的发展，但是工业大麻纤维用产业的发展仍处于起步阶段，纤维利用成为大麻产业的新兴发展方向，相关种植及加工技术成为研究重点。

针对工业大麻栽培技术的研究主要集中在播种期、栽植密度、肥料、籽纤双重目的应用方面。Vera等[9，10]（2004，2010年）对氮、硫、磷肥对工业大麻生长、产量及质量影响进行了研究，认为氮肥能显著增加工业大麻植株高度、生物总量、种子产量和种子蛋白质含量，而在缺硫或磷的土壤中补充相应的硫或磷肥，则没有明显的反应。

4 结语

在短短的十多年间，加拿大工业大麻产业已取得长足的进展。在生产规模上，已达到上万公顷，成为继中国、欧盟之后的生产大国。在工业大麻原料及相关产品贸易方面，从1998年到2005年的进出口低位平衡转换到最近五年的出口值大幅增长。在与工业大麻籽用相关的各食品工业方面，目前加拿大进行了大量相关科学研究和相应的投资生产，在国际上所占份额较大，占据了明显的优势。此外值得注意的一点是：目前由于人们对有机食品的日益强烈的需求，加拿大很多食品类的大麻产业已经转换到大麻有机产品的生产上来，据评估已有约1/3的大麻籽生产被认证。根据本国的工业大麻发展状况，加拿大规划出了工业大麻发展框架：第一，健康食品（包括个人保健品）发展；第二，纤维与工业用油发展；第三，基于支撑上述两个发展方向的工业大麻育种与生产发展。

表2 2010年加拿大马尼托巴省梅利塔市工业大麻品种试验产量Tab.2 Yields of industrial hemp of different varieties in Manitoba,Canada in 2010

工业大麻的天然特性和独特价值，顺应了时代潮流，已经成为人们健康和时尚消费的最佳选择。我国大麻资源丰富，种植历史悠久，发展潜力巨大，深入了解和学习国外工业大麻发展状况和技术，将有利于我国工业大麻产业健康快速发展。

[1]Husbands,J.D.Department of agriculture,Bureau of Plant Industry,Bulletin 153,1909:p42.

[2]Chaudhary N.industrial hemp production in Canada.Government of Alberta Agricultural and Rural Development,Edited by Gail Atkinson,2011.

[3]Baxter,B.and G.Scheifele.Growing industrial hemp in Ontario.Ontario Ministry of Agriculture,Food and Rural Affairs.Factsheet,Order No.00-067,Agdex 153/20.August 2000.

[4]Moes,J.,Sturko A.,Przybylski R.Agronomic research on hemp in Manitoba,1999:300-305.In:J.Janick (ed.),Perspectives on New Crops and New Uses,ASHS Press,Alexandria,VA.

[5]Research,evaluate,introduce and multiply low THC industrial hemp varieties from Ukraine for development of a Canadian industrial hemp seed industry.Applicant:?Holly Bencharski(Parkland Industrial Hemp Growers Co-op Limited),Project date:2000-2002.From:http://www.gov.mb.ca/agriculture/research/ardi/projects/00-361.html

[6]Feeney,M.,and Z.K.Punja.Tissue culture and argrobacterium-mediated transformation of hemp (Cannabis sativa L.).In Vitro Cellular and Developmental Biology-Plant,2003(39):578-585.

[7]Koziel S.P.Genetic analysis of lignification and secondary wall development in bast fibers of industrial hemp (Cannabis sativa L.),2010.

[8]2010 Annual Report of Westman Agricultural Diversification Organization.2011.from:http://www.gov.mb.ca/agriculture/diversification

[9]Vera,C.L.,Malhi,S.S.,Raney J.P.,et al..The effect of N and P fertilization on growth,seed yield and quality of industrial hemp in the Parkland region of Saskatchewan.Canadian Journal of Plant Science,2004(4):939-947.

[10]Vera,C.L.,Malhi,S.S.,Phelps,S.M.,et al..N,P,and S fertilization effects on industrial hemp in Saskatchewan.Canadian Journal of Plant Science,2010(2):179-184.