氮磷钾配施对工业大麻干物质和养分积累与分配的影响

刘浩，张云云，2，胡华冉，杜光辉，杨阳，刘飞虎*（.云南大学农学院，昆明65009；2.云南省农业科学院经济作物研究所，昆明 650205）

氮磷钾配施对工业大麻干物质和养分积累与分配的影响

刘浩1，张云云1，2，胡华冉1，杜光辉1，杨阳1，刘飞虎1*
（1.云南大学农学院，昆明650091；
2.云南省农业科学院经济作物研究所，昆明 650205）

采用盆栽试验研究氮磷钾配施对工业大麻品种云麻 1号的生长、干物质和氮磷钾养分积累与分配的影响。氮是影响大麻生长和产量形成的主要因素；氮、钾供应充分时，磷的影响不显著；缺氮时，增施磷、钾肥对纤维产量形成的作用微弱；对比 NPK和 NK配施，NP配施一定程度上阻碍了大麻的生长与干物质积累；NK配施增加植株对氮钾的积累，但 PK配施虽增加了植株对磷的积累，却减少了对钾的积累；大麻植株对钾积累最多，氮次之，磷最少。结果表明，氮磷钾三要素对大麻产量的贡献差异较大，三要素之间存在互惠和拮抗效应，从而影响大麻对它们的吸收与积累。

工业大麻；生长；干物质；养分积累

Key words：industrial hemp；growth；dry matter；nutrient accumulation

大麻 （Cannabis sativa L.），为大麻科大麻属一年生草本植物，栽培历史悠久，是一种古老的纤维韧皮作物［1］。工业大麻是大麻的品种类型，其所含致幻成份四氢大麻酚 （THC）＜0.3%，不具毒品利用价值，其纤维或种子经济价值高，可进行产业化种植和利用［2］。

大麻生育期间，植株干物质积累及在各部分的分配是制约大麻经济产量的关键因素。氮磷钾是大麻必需的营养元素，对其干物质积累与产量形成至关重要，其中氮肥的作用最大，钾肥亦是提高大麻产量和品质所必需的［3］。工业大麻生产中的经验性施肥，不可避免地造成肥料施用不当，从而导致增产效果减弱、肥料浪费、成本增加、经济效益降低以及环境污染［4，5］。迄今，有关大麻施肥技术的报告较多［6－9］，但尚缺乏氮磷钾配施对大麻干物质积累及分配的研究。本研究采用盆栽控肥方法，探索不同的氮磷钾肥配施方式对大麻的生长、干物质积累与分配及产量形成的影响，为工业大麻科学施肥和提高养分利用效率提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试品种为云麻1号 （由云南省农业科学院提供）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验于2012年在云南省昆明市云南大学试验基地进行，土壤质地为壤土 （加入适量蛭石混匀），pH 6.14，有机质含量97.0 g／kg，全氮4.18 g／kg，全磷2.02 g／kg，全钾18.2 g／kg，水解性氮301 mg／kg，有效磷78.3 mg／kg，速效钾268 mg／kg。

盆栽试验共设5个处理：NPK、NP、NK、PK、CK（不施肥，对照）。肥料用量：按耕作层土壤厚度 20 cm，计算每亩耕地耕作层土壤的体积，根据大田亩施肥量 （N：15 kg／667 m2，P2O5：5 kg／667 m2，K2O：10 kg／667 m2）换算盆栽施肥量，由于盆栽土体积小，盆栽施肥量设为大田施肥量的3倍（表1）。

表1 盆栽试验施肥处理表Tab.1 Fertilization treatments for potted hemp

取直径30 cm、高26 cm带底盘的塑料盆，装壤土16 L，按照设计称取相应肥料加入盆土充分混匀；每盆播种20粒，栽培盆随机区组排列，重复3次；麻苗高约10 cm时间苗，约20 cm时定苗，每盆留苗4株；不追肥，及时浇水，保证麻苗正常生长。

1.2.2 测定项目与方法

在大麻工艺成熟期，测量各处理全部植株的株高、茎粗，将植株地上部分为枝叶、麻皮与麻骨3部分，采用烘干法测单株干物质重、各部分干物重及所占比例。将烘干样品粉碎用于氮磷钾养分含量测定：采用浓 H2SO4－H2O2消煮，半微量凯氏滴定法 （LY／T 1269－1999）测定全氮，钒钼黄比色法测定全磷，火焰原子吸收分光光度法 （LY／T 7887－1987）测定全钾。根据上述测定结果计算工艺成熟期大麻氮、磷、钾的总积累量：QX＝W·S·SX＋W·B·BX＋W·L·LX（Q：养分总积累量 mg；W：单株干物重 g；X：N／P／K各养分；S：麻骨干物分配率%；B：麻皮干物分配率%；L：枝叶干物分配率%；SX：某养分的麻骨含量%；BX：某养分的麻皮含量%；LX：某养分的枝叶含量%）。

利用 SPSS 19.0和Excel 2003进行数据统计分析及作图。

2 结果与分析

2.1 NPK配施对株高、茎粗的影响

施氮处理 （NPK、NP、NK）的株高、茎粗显著高于不施氮处理 （PK）和对照 （CK）（p＜0.05），NK处理与 NPK处理间差异不显著，两者显著大于 NP处理，不施氮处理 （PK）与对照间差异不显著。由此可见，NPK配施或者 NK配施对大麻的株高、茎粗具有促进作用 （表2）。

表2 氮磷钾配施对大麻株高、茎粗的影响Tab.2 Effect of N，P，K fertilizers on plant height and stem diameter of hemp

2.2 NPK配施对地上部干物质积累与分配的影响

施肥处理 （NPK、NP、NK、PK）的单株干物重显著高于对照，施氮处理显著高于不施氮处理 （p＜0.05）。从单株增产幅度来看，4个施肥处理依次比对照增加462.00%、413.60%、474.00%和92.80%，由此可见，NPK配施和NK配施对增加大麻干物重的效果显著；并且两者明显优于NP处理，综合考虑株高、茎粗指标，磷对工业大麻的生长没有显著促进作用，说明大麻对磷需求较少，土壤中磷足够植株正常生长。

施肥处理的大麻成熟期干物质在麻骨、麻皮、枝叶中的分配率与对照差异显著 （p＜0.05）（表3）。干物质在麻骨、麻皮中的分配率以对照 （不施肥）最高，不施氮处理显著高于施氮处理，而施氮处理间差异不显著；干物质在枝叶中的分配比率与麻骨、麻皮的情况相反。施氮处理的大麻枝叶干物分配率显著高于其他处理，但施氮处理中的不同磷钾施用并未显著改变干物质在枝叶、麻骨、麻皮中的分配率。此外，不施氮和不施肥处理的收获部分 （麻皮）干物质分配率明显更高 （表3）。

表3 氮磷钾配施对大麻干物质积累和分配的影响Tab.3 Effect of N，P，K fertilizers on shoot biomass and its distribution in different parts of hemp

2.3 NPK配施对地上部 NPK积累与分配的影响

施肥处理的地上部氮素积累及其在各部分中的百分含量均显著高于对照，施氮处理显著高于不施氮处理。施肥处理中氮素积累以NK处理最高，PK处理最低；各部分氮素含量以NP处理最高，PK处理最低。各处理的大麻地上部氮素分配总体表现为叶＞皮 ＞骨。可见，肥料配施对工业大麻地上部氮素积累的影响显著，而对氮素在各部分的分配无明显影响 （表4）。

表4 氮磷钾配施对大麻氮素积累的影响Tab.4 Effect of N，P，K fertilizers on nitrogen content in different parts of hemp

施肥处理的地上部磷素积累显著高于对照，施肥处理间也差异显著；在施肥处理间，NP配施的磷素积累最高，而 PK处理则最低。各部分的磷素含量以PK处理最高，显著高于其它处理，而 NK（不施磷）处理的各部分磷素含量最低，且显著低于施磷处理与对照；施氮处理的大麻地上部磷含量降低。各处理的地上部磷素分配总体表现为叶 ＞皮 ＞骨 （表5）。与氮素的情况类似，肥料配施对地上部磷素积累及磷含量的影响显著，而对各部分磷素的分配无明显影响。

表5 氮磷钾配施对大麻磷素积累的影响Tab.5 Effect of N，P，K fertilizers on phosphorus content in different parts of hemp

施肥处理的地上部钾素积累显著高于对照，施肥处理间也差异显著；NK配施的钾素积累最高，而NP处理最低。各部分钾素含量以 PK处理最高，并显著高于其它处理，而不施钾 （NP）处理的各部分钾素含量最低，且显著低于施钾处理与对照；施氮能显著降低大麻各部分的钾素含量。各处理的地上部钾素分配总体表现为叶 ＞皮＞骨 （表6）。结果显示，肥料配施对地上部钾素积累及地上部钾含量的影响明显，而对各部分钾素的分配影响不大。

对工艺成熟期大麻全株 N、P、K养分含量的分析发现，施氮处理的全株氮含量显著高于其它处理，且NP和 NK处理最高。PK处理全株磷素含量最高，显著高于其它施氮、磷处理（NPK、NP）。全株钾含量以 NK处理最高，PK处理最低，且显著低于对照，可见 NK配施增加植株对氮钾的积累，而 PK配施虽增加了植株对磷的积累，却减少了对钾的积累。此外，从不施肥处理 （CK）看出，大麻植株对钾积累最多，氮次之，磷最少，NPK三者比例为1：0.09：2.13（表7）。

3 讨论

本研究发现，NPK和 NK配施处理对大麻株高、茎粗的促进最为显著，二者对比发现，在氮、钾肥给予充足时，磷肥对大麻生长的影响不大，可能是土壤中的磷含量较高，已能满足大麻生长所致。但若缺少充足的肥料供应 （对照）将严重影响大麻生长、干物质积累及产量的形成。施氮处理的单株干物重显著高于 PK处理，说明在完全肥料组成中，以氮素作用最大，缺氮时，磷、钾对纤维形成所起的作用显得很弱［10］。因此，施氮对提高产量极为重要。然而，施氮处理的麻皮干物分配率显著低于不施氮处理及对照，这可能由于氮肥给予充分致使叶片生长旺盛，从而导致麻皮比重有所降低。实际生产中由于受栽培土壤基础肥力差异的影响，氮肥通常是限制大麻增产的关键因素［11］，故在某些肥力较高的土壤上能否适当减少施氮量以提高麻皮干物分配率即麻皮产量，值得进一步研究。

表6 氮磷钾配施对大麻钾素积累的影响Tab.6 Effect of N，P，K fertilizers on potassium content in different parts of hemp

表7 氮磷钾配施对全株 NPK养分含量的影响Tab.7 Effect of N，P，K fertilizers on N，P，K content in the whole plant

施氮处理地上各部分磷、钾素的百分含量均低于不施氮处理，这可能由于施氮导致植株生物量增大，是不施氮处理的 2～8倍，从而对地上各部磷、钾含量产生了 “稀释”造成的；NK处理的磷积累量以及 NP处理的钾积累量显著低于其他的施氮处理，是因为不施磷与不施钾分别造成的。

通过分析供试大麻品种氮磷钾积累情况发现：钾素积累最多，氮次之，磷最少；钾素积累量高于氮素，且 NPK、NK、CK处理的大麻体内钾素百分含量亦高于氮素，而施钾肥少于氮肥，说明该试验条件下大麻对钾素的吸收和利用更高；在含磷较高的土壤中，施磷虽有利于氮素积累，但抑制钾素的积累，从而影响工业大麻的纤维产量与品质，这与前人研究报道相一致［12，13］。鉴于在 NP配施下工业大麻的农艺性状及产量指标较 NPK或NK处理均有显著下降，推测工业大麻对磷肥较为敏感且需求较少，在土壤磷较充足情况下再施磷肥可能对大麻产生负面影响。

4 结论

研究证明：氮能促进大麻生长、提高干物产量，施氮条件下工业大麻植株较高，增产效果明显；磷能提高纤维的品质，促进氮素吸收，优化麻皮比重；钾能显著增加大麻的茎粗、皮厚，提高纤维产量。NPK或NK配施弥补了施用单一肥料的不足，使大麻生长旺盛，麻皮分配率较理想，增产效果显著。根据栽培土壤肥力实际情况，合理配施氮磷钾，是提高工业大麻产量的有效措施。肥料的配施，势必导致某些缺施的必需元素（如氮、钾）的积累下降，也可在一定程度上减少某种必需元素 （如磷）以求优化产量构成、优质高产。

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Effects of Combined Application of N，P，K Fertilizers on Accumulation and Distribution of Dry Matter and Nutrients in Industrial Hemp（Cannabis sativa L.）

LIU Hao1，ZHANG Yun－yun1，2，HU Hua－ran1，DU Guang－hui1，YANG Yang1，LIU Fei－hu1*
（1.School of Agriculture，Yunnan University，Kunming 650091，China；2.Economic Crops Institute，Yunnan Academy of Agriculture，Kunming 650205，China）

Effects of combined fertilization of nitrogen，phosphorus and potassium on growth and accumulation and distribution of dry matter and N，P，K nutrients in industrial hemp cultivar Yunnan hemp 1 were studied via pot culture.Nitrogen was the main factor determining the growth and yield，while the effect of phosphorus was not significant if nitrogen and potassium were enough.P and K fertilizers affected the bast fiber yield little，if nitrogen was deficient.Being compared with NPK and NK，NP impeded the growth and dry matter accumulation.PK treatment promoted phosphorus accumulation but impeded potassium accumulation，while NK treatment facilitated the accumulation of both nitrogen and potassium.Hemp consumed potassium mostly，nitrogen secondly，phosphorus least.The results showed that NPK contributed differently to the growth and yield.There were mutual benefits and antagonistic action between the three elements，which affected the absorption and utilization of them in hemp.

S563.3

A

1671－3532（2015）02－0100－06

2014－09－16

国家麻类产业技术体系建设专项资金 （CARS－19）

刘浩 （1986—），男，云南大学在读硕士，主要从事工业大麻栽培研究。E－mail：elh＠live.cn。*

刘飞虎 （1958—），男，教授，博士，主要从事麻类作物研究。E－mail：dmzpynu＠126.com。