盐碱胁迫对2个工业大麻品种的影响及其改良效果研究

曹焜 韩承伟 潘冬梅 姜颖 赵越 张晓艳 郭永霞 孙宇峰 王晓楠

摘要：本试验选用本地品种火麻一号和引进品种格列西亚为研究对象，采用根箱法，通过配制不同梯度盐碱土进行外源胁迫，在苗期、快速生长期、花期和工艺成熟期定株高和干物质积累量的变化。结果表明，在重度盐碱环境下，工业大麻不能生长，火麻一号能在轻度和中度盐碱环境中生长，而格列西亚仅能在轻度盐碱环境中生长;火麻一号在轻度盐碱环境中的株高和干物质积累量均高于在中度盐碱环境中的;同时，火麻一号对盐碱土的改良效果强于格列西亚。可见，不同品种工业大麻的盐碱耐受性不同。

关键词：盐碱胁迫;火麻一号;格列西亚

大麻又称线麻、火麻、寒麻等，是大麻科大麻属一年生草本植物，按用途分为工业用和医药用两种。国际上将四氢大麻酚（THC）含量低于0.3%的品种称为工业大麻。随着供给侧结构改革和种植结构调整，黑龙江省逐渐成为工业大麻的主要种植省份。2017年5月1日，《黑龙江省禁毒条例》颁布实施，极大地促进黑龙江省工业大麻产业的发展。

土壤盐化与碱化是两种不同的非生物胁迫，分别以盐度、p H值升高为主要特点。盐化和碱化长长同时发生，它们对植物的危害程度从大到小是盐碱胁迫、碱胁迫、盐胁迫。盐碱胁迫会降低土壤渗透势、使离子失衡、打乱生理过程、抑制植物生长、降低作物的质量和产量，严重地区甚至会导致植物死亡。

黑龙江省约有66.7万公顷盐碱地，且呈逐年递增的趋势，严重影响粮食、牧草产量，进而限制农牧业的发展。工业大麻适应能力强，具有一定的盐碱耐受性。中国麻类产业技术体系已将麻类生产向非耕地（盐碱地、山坡地）转移，作为“十二五”工作重点任务之一。但是否所有的工业大麻都适合盐碱地种植？其盐碱耐受机制是什么？目前尚未明晰。为此，本研究选择2个工业大麻品种，运用盐碱土和耕层土配比的方法设置盐碱梯度，进行外源胁迫;测定苗期、快速生长期、花期和工艺成熟期的工业大麻株高和干物质积累量等指标，并测定盐碱土的一些理化性质。旨在从栽培学角度分析盐碱胁迫对工业大麻的影响及其对盐碱地的改良效果，为工业大麻的科学合理种植及植物修复盐碱地提供理论参考和数据支撑。

1材料与方法

1.1

实验材料

雌雄同株工业大麻品种格列西亚（乌克兰引进品种）通过引种驯化，现已适应黑龙江省的气候环境;雌雄异株纤维用型工业大麻品种火麻一号（黑龙江省科学院大庆分院自主选育品种）。

1.2实验设计

根箱为直径10厘米、深20厘米的圆管，用孔径为1毫米的尼龙网将一侧包住，管里装入按比例配好的盐碱土，高度约18厘米。将根箱放在直径为30厘米的橡胶桶里，桶底打孔，桶里装入普通耕层土用于固定根箱和保持水分（图1）。按照土壤盐碱化程度的划分标准，将p H值为10.3的盐碱土和pH值为7.7的耕层土按比例0：100、38：62和6l：39制作成pH值约为7.7、8.7和9.3的轻度、中度和重度盐碱土。于5月15日播种，施用48%复合肥（18%N、15%P2O5、15%K2O）施肥量是375公斤/公顷，并定期将水浇在胶皮筒内，保证根箱的湿度。

1.5调查项目于方法

分别于苗期、快速生长期、花期和工艺成熟期采集样品，测定株高、根部干物质重、茎秆干物质重和叶片干物质重，并于种植前和收获后采集根箱中的土壤样品用于测定土壤的p H值、土壤溶解性固体总量（TDS）和电导率，重复3次。

2结果与分析

2.1基本观察结果

在pH值為9.3的根箱中，火麻一号和格列西亚基本不能生长，说明重度盐碱环境不适合工业大麻生长。

在p H值为8.7的根箱中，约80%的格列西亚于苗期死亡，而火麻一号能生长。说明当pH值为8.7时，不适合格列西亚生长;同时也说明火麻一号的盐碱耐受性强于格列西亚。

2.2盐碱环境对火麻一号株高的影响

由图2可知，在不同盐碱环境下，火麻一号有各自的生长曲线。在每个生育阶段，轻度盐碱条件下株高显著高于中度盐碱条件下;在工艺成熟期，轻度盐碱环境下的株高较中度盐碱环境下高114%。

2.3盐碱胁迫对火麻一号干物质积累情况的影响

由图3、图4和图5可知，在不同盐碱环境下，火麻一号的干物质积累情况有各自的变化曲线。在每个生育阶段，轻度盐碱环境下的根部干物质重、叶片干物质重和茎秆干物质重均高于中度盐碱环境下的各项指标;在工艺成熟期，轻度盐碱环境下的根部干物质重、叶片干物质重和茎秆干物质重较中度盐碱环境下分别高327%、160%和687%。

2.4盐碱环境对火麻一号根冠比的影响

由图6可知，在不同盐碱环境下，火麻一号的根冠比有各自的变化曲线。在pH值为7.7的条件下，根冠比随生育时期呈上升趋势;而在在p H值为8.7的条件下，根冠比随生育时期呈下降势。

2.5不同品种工业大麻对盐碱土改良情况

由表1可知，种植工业大麻后，盐碱土壤的pH值、TDS和电导率均称下降趋势，且种植火麻一号的改良效果强于格列西亚。

3结论

本研究旨在探究盐碱环境对工业大麻的影响，而株高和干物质积累量能反映出工业大麻的生长和产量情况，为此本研究对不同生育时期样品的株高、根部干物质重、叶片干物质重和茎秆干物质重进行监测分析。

通过对比发现火麻一号的盐碱耐受性强于格列西亚，说明不同品种工业大麻的盐碱耐受性不同，该结果与胡华冉结论一致。在中度盐碱环境中，火麻一号的各项指标均小于轻度盐碱环境的，说明随着土壤盐碱化程度的增加，盐碱环境对工业大麻的抑制作用呈增强趋势，直至完全不能生长。而盐碱环境对工业大麻的根冠比影响变化呈不同趋势，笔者认为在幼苗阶段，盐碱胁迫造成植物根部的生理干旱，进而促进工业大麻根部生长。具体原因，有待进一步研究分析。

由于工业大麻是直根系植物，为此本研究采用根箱法，避免了土壤盐分由于浇水而下降的情况，并且能扩大根际效应，更能反映出工业大麻对盐碱环境的改良效果。通过测定种植工业大麻前后的土壤理化指标，发现均呈下降趋势，而种植火麻一号后各项指标的下降趋势较种植格列西亚的高，说明火麻一号的改良效果强于格列西亚，可能与火麻一号的盐碱耐受性强于格列西亚有关。

综上所述，随着土壤盐碱化程度的增加，对工业大麻的抑制作用也逐渐上升，且不同品种工业大麻盐碱耐受性不同。