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工业大麻杂交品种中大麻资4号选育报告

2022-03-25粟建光杜广旭唐蜻李林程超华李刚戴志刚邓灿辉陈小军张小雨

中国麻业科学 2022年1期
关键词:花叶区域试验大麻

粟建光,杜广旭,唐蜻,李林,程超华,李刚,戴志刚,邓灿辉,陈小军,张小雨

(1.中国农业科学院麻类研究所/国家麻类种质资源中期库,湖南 长沙 410205;2.吉林四环澳康药业有限公司,吉林 延边 133400;3.吉林利邦种业科技有限公司,吉林 延边 133400)

大麻(CannabissativaL.)是大麻科(Cannabinaceace)大麻属(Cannabis)的一年生草本植物,又名汉麻、火麻、线麻、魁麻、寒麻等。大麻是古老的、传统的和重要的经济植物资源,中国是大麻的起源地之一,有5000多年的纤维或食用种植和利用历史。除了种植利用历史悠久、对健康有益外,大麻为人们所熟知的另一个原因是其含有特异性的次生代谢物大麻素,目前已经发现的大麻素超过120种,其中最广为人知的是四氢大麻酚(THC)和大麻二酚(CBD),前者虽有一定的药理治疗价值,但同时也具有使人致幻成瘾作用,CBD则无精神毒性,可作为药基原料。国际上一般将大麻植物干物质中THC含量低于0.3%的归类于工业大麻,其中,以提取CBD为目标的药用工业大麻的种植与加工是近几年来新兴的产业。

随着工业大麻产业的发展,一些优良高CBD品种(系)被报道,但因大麻对光周期反应敏感,品种适应性受地理纬度影响较大,南、北方优良品种通常不能通用,因此,培育适宜不同地区的优良品种十分必要。从产业发展的角度看,培育CBD含量高、花叶产量高、抗逆性好、抗病性强的优良新品种,可以促进我国工业大麻产业健康良性发展,提高我国工业大麻产业的国际核心竞争力。

1 选育程序

2013年从国家麻类种质资源中期库鉴定出的优异大麻资源DMG252和DMG260,均来源于高纬度地区,植物学形态优良,综合经济性状表现优异,经检测总大麻素含量较高。2014~2017年通过南繁加代等方法,对两个资源分别进行系统选育,优选单株,经4年8代,形成稳定、整齐群体,分别称为NDMG252和NDMG260。并于2017年冬获得以NDMG252为母本、NDMG260为父本的杂交F1,该F1群体于2018年经品种比较试验,2019~2021年进行区域试验和生产示范,于2021年11月12日通过安徽省非主要农作物品种鉴定登记委员会组织专家进行的品种鉴定登记,被命名为中大麻资4号。选育过程如下图1所示:

图1 中大麻资4号选育过程Fig.1 Breeding procedure of Zhong Da Ma Zi No.4

2 试验结果

2.1 品比试验结果

2018年,在湖南省长沙市中国农业科学院麻类研究所试验基地进行了品比试验。试验采用随机区组设计,3次重复,试验小区面积48 m2(4 m×12 m),采用穴盘育苗后移栽,行株距(1.2 m×0.8 m)。

结果表明,中大麻资4号花叶产量为1982.6 kg/hm2;CBD含量4.54%~5.12%,平均含量为4.63%,产量和CBD含量均较高。THC含量0.18%,符合主管部门对工业大麻THC含量应低于0.3%的要求。

2.2 区域试验结果

基于品比试验结果,2019~2020年,在吉林延边敦化、延吉、龙井等地田间进行区域试验。试验采用3次重复随机区组试验设计,开穴移栽种植,5行区,行距80 cm,株距1.2 m,小区长12 m,小区面积48 m2,小区有效株数50株;小区间距1.5 m,四周设置保护行。对照品种为龙大麻5号(以下简称CK1)。

试验结果表明(表1),中大麻资4号与对照品种的生育期差异明显。中大麻资4号花叶成熟期的平均天数为149 d,生育期适中,比CK1的108 d长41 d,表现出较明显迟熟。对表1各性状数据进行单因素方差分析表明,中大麻资4号的花叶产量、花叶成熟期、CBD含量与对照相比均达到极显著差异水平(使用Excel软件进行TTEST分析,下同)。而THC含量则与对照无显著差异。中大麻资4号的花叶产量在不同年份、不同地点虽有所差异,但数据波动幅度较小,整体保持较小的变异范围。中大麻资4号的平均花叶产量为2666.7 kg/hm2,比对照龙大麻5号的2002.0 kg/hm2高664.7 kg/hm2。对中大麻资4号区域试验材料采用标准的花叶采样方法进行CBD和THC含量检测,结果表明,中大麻资4号平均CBD含量为5.04%,显著高于对照龙大麻5号的1.66%,是后者的3倍多,差异达极显著水平。中大麻资4号的多年平均THC含量为0.20%,对照品种的THC含量是0.15%,均符合国家规定THC含量低于0.3%的标准范围,为低毒品种类型。中大麻资4号为杂交F1代,因其亲本特异性,且杂交时进行相应技术处理[5],使得本杂交种雌株比例可达90%以上。

表1 中大麻资4号的生育特性和经济性状Table 1 Reproductive characteristics of Zhong Da Ma Zi No.4

2.3 生产试验结果

2021年在安徽省六安市农科院三十铺基地、六安市裕安区韩摆渡镇试验基地、中国农科院棉花研究所长江研究中心(望江)三个试验点,进行小面积生产示范试验。试验采用纤用大麻的种植管理模式,对照品种为巴马火麻(以下简称CK2)。

试验随机区组排列,3次重复。小区面积15 m2,厢宽2 m,长7.5 m,条播,行距40 cm,株距5~6 cm。区间沟50 cm,组间沟、边沟及中沟宽均为60 cm。试验区四周设置1.5~2 m保护区。

由表2可知,中大麻资4号平均株高3.3 m,茎粗1.45 cm,鲜皮厚0.48 mm,单株鲜茎重161.6 g,单株鲜皮重41.9 g,单株原麻重10.7 g,原麻产量2193.0 kg/hm2,上述性状与对照相比均无统计学上的显著差异,但中大麻资4号的鲜茎出麻率达到6.81%,极显著高于对照的鲜茎出麻率水平(5.25%),推测较高的鲜茎出麻率是中大麻资4号原麻产量比对照高8.94%的原因。对中大麻资4号的花叶混合样品进行CBD和THC检测,结果表明,CBD含量达4.84%,THC含量为0.22%,符合国家规定THC含量低于0.3%的标准范围。

表2 中大麻资4号生产试验结果Table 2 Reproductive experiments results of Zhong Da Ma Zi No.4

2021年5~10月,在吉林省延边州农科院试验基地进行了生产示范试验,试验设计同区域试验,采用药用大麻的种植管理模式。

结果表明,中大麻资4号雌株比例为94%,花叶产量达3472.5 kg/hm2。CBD含量4.52%~5.88%,平均CBD含量为5.2%。平均THC含量为0.19%。

3 特征特性

中大麻资4号雌雄异株,株高3.65 m,茎粗1.11 cm,茎秆绿色,叶形为裂叶,叶色绿色,种子宽卵圆形、灰褐色,千粒重20.8 g,工艺成熟期143~155 d,属于中晚熟品种。中大麻资4号在品种对比试验、区域试验和生产示范试验种植期间,均未见明显叶斑病、灰霉病、白粉病、根腐病发生。

4 栽培要点

本杂交种可密植,也可稀植。适宜在我国黄淮海流域、东北各省份种植。在安徽地区,3月中上旬即可进行播种工作,若在纬度更高地区种植,播种或育苗时间可推迟至4月下旬至5月上旬。选择土壤肥沃、疏松、土层深厚、pH在5.8~6.5,通透性较好的土壤,忌盐渍土和排水不良的地块。合理施肥,播种前施1次底肥,苗高50~60 cm时每穴施尿素15 g;间隔20 d左右进行第二次施肥,每穴施尿素30 g;第三次施肥在开花早期进行,每穴施用氮磷钾比例为10∶30∶20的复合肥20 g。根据栽植目的进行相应的田间管理,适时收获。

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