工业大麻新品种汾麻3号的选育

汾麻3号是山西省农业科学院经济作物研究所经系统选育法选育而成的大麻新品种.2012年、2013年2年参加山西省农作物品种区域试验,12点次平均麻籽产量1 349.7 kg/hm2,比对照晋麻1号(1 190.2 kg/hm2)增产13.4％.该品种2015年12月通过山西省农作物品种审定委员会六届六次会议认定,命名为汾麻3号.其主要特征:雌雄异株,株高2～2.5m,茎粗1.5～3 cm,分枝高120～160 cm,种子千粒重28～30 g,叶片肥大、苗期浅绿色,后期深绿色,茎绿色,上下茎杆粗细均匀,分枝多,麻籽产量较高.群体一致性较好,全生育期为110d左右.是适合山西省生态条件的第1个籽用工业大麻品种.     

不同工业大麻品种在山西地区的适应性分析

对引进的几个工业大麻品种在山西地区进行种植试验。结果表明,作纤维用的引进品种皖大麻1号表现最好,产量为2 433 kg/hm2,仅次于对照晋麻1号(2 440 kg/hm2);云麻1号纤维产量稍低,但存在麻皮厚、结节多的问题;苍山麻、志丹麻开花早,生育期短,麻皮薄,产量低;天水麻籽粒产量最高,为1 799 kg/hm2,在山西地区适合作籽用种植;云麻1号只开花不结籽,不适合在山西作籽用种植。     

籽用大麻性别连锁标记的验证及SCAR标记开发

大麻是雌雄异株的异花授粉作物,在苗期鉴定出植株的性别,对大麻育种及生产具有重要的意义。为开发与籽用大麻品种性别连锁的SCAR标记,本研究以汾麻3号、榆社麻和苍山麻为试验材料,研究已有的11个性别连锁标记在籽用大麻品种中的适用性。结果表明,3个标记（OPD-05、UBC-354和MADC2）在籽用大麻品种中呈雄性特异,尚未发现雌性特异条带。回收雄性特异条带并测序,根据测序结果新开发了6个SCAR标记,其中MADC2-8表现最好;进而利用123份已知性别的样本来检测MADC2-8的准确性,发现其平均准确性高达98.34%。该研究不仅丰富了大麻性别鉴定的分子标记,而且为大麻性别研究和实际应用奠定基础。     

不同类型工业大麻品种对次氯酸钠的适应性分析

为获得简单、高效和低污染的工业大麻种子消毒方法,分别选取纤用型（晋麻1号）、药用型（晋麻4号）、籽用型（汾麻3号）工业大麻品种种子为试验材料,设置2个次氯酸钠浓度（5%、10%）和5个处理时间（5、10、15、20、25 min）,以发芽率、发芽势、污染率为指标,研究次氯酸钠对工业大麻种子萌发的影响以及确定次氯酸钠最佳处理浓度和时间,进而为工业大麻无菌苗培育奠定基础。结果表明,当次氯酸钠浓度为5%时,晋麻1号和汾麻3号的种子发芽率和发芽势随时间延长呈先升高后降低的变化趋势;而晋麻4号的发芽率和发芽势最开始随次氯酸钠的处理时间延长和处理浓度的增加缓慢上升,各处理间差异不显著,当次氯酸钠浓度和处理时间达到一定程度后,其发芽率和发芽势开始快速升高。次氯酸钠处理后的3个工业大麻品种的污染率随次氯酸浓度升高和处理时间延长呈现逐渐降低的变化趋势。因此,晋麻1号的最佳处理为5%的次氯酸钠处理15～20 min,晋麻4号最佳处理为10%的次氯酸钠处理25 min,汾麻3号则以5%的次氯酸钠处理15 min为最佳。     

不同密度和行距配置对工业大麻生长及产量的影响

为探索能兼顾麻秆、麻叶和麻皮产量的多用途种植模式,以‘晋麻1号’为试验材料,设置等行距M_1(35 cm)和宽窄行M_2(宽行50 cm,窄行20 cm)2种行距,以及30(D_1)、 45(D_2)和60万株/hm~2(D_3)3种种植密度,分析不同密度和行距配置对工业大麻品种‘晋麻1号’的农艺性状、SPAD值、光合性能及产量的影响。结果表明:与等行距M_1相比,宽窄行M_2种植在株高、茎粗、干物质积累量、有效株数、SPAD值、光合性能和产量方面更有优势;密度和行距配置对工业大麻麻秆、麻叶和麻皮产量影响显著,在D_1下,M_2分别比M_1增产28.28%、18.65%和13.81%;在D_2下,M_2分别比M_1增产19.37%、27.37%和4.07%;在D_3下,M_2分别比M_1增产21.55%、16.80%和5.68%。不同行距配置下密度对产量影响表现不同,在M_1下,麻叶产量表现为D_1D_3D_2,麻秆和麻皮产量都表现为D_2D_1D_3;在M_2下,麻叶产量表现为D_2D_1D_3,麻秆和麻皮产量都表现为D_1D_2D_3。综合分析后推荐宽窄行种植(宽行50 cm,窄行20 cm),密度30万株/hm~2作为工业大麻多功能综合利用种植模式,可兼顾麻秆、麻叶和麻皮产量。     

水氮互作对工业大麻生长、光合特性及产量的影响

针对籽用工业大麻种植区存在的灌水施氮不合理问题,在大田条件下设置不同水平灌水量和施氮量,探讨作物生长、SPAD值（叶绿素含量）、叶片光合性能、产量及其构成因素等的变化,揭示麻籽产量对水氮互作的响应机制等,为确定适宜的水氮施用量提供理论依据。采用2因素4水平随机区组试验设计,灌溉水平设0（W₀）、60（W₁）、120（W₂）、180（W₃）mm,施氮量设0（N₀）、225（N₁）、450（N₂）、675（N₃）kg/hm²。结果表明：灌水（W₁、W₂、W₃）和施氮（N₁、N₂、N₃）均可显著提高工业大麻株高、茎粗和地上部干物质量数值。SPAD值在不同灌水水平下均表现为N₀123;在不同氮肥水平下表现为W₀123。灌水和施氮都能在一定程度上显著提高工业大麻叶片光合性能。W₃和W₂水平麻籽产量显著高于W₀;N₃和N₂水平麻籽产量显著高于N₀;W₂N₂产量最高,比W₂N₀和W₀N₀分别高11.25%和22.01%。通径分析表明,不同水氮处理导致分枝高、茎粗和分枝数等的改变进而影响产量。旺长期和开花期各灌水60 mm,配合播前施氮肥450 kg/hm²,是籽用工业大麻最佳水氮供应模式,可起到节本增产的效果。     

工业大麻种质资源主要农艺性状综合分析与评价

鉴定了山西农业大学经济作物研究所工业大麻课题组多年来收集、创制的20份优异种质资源工业大麻的主要农艺性状和产量，运用变异分析、相关性分析、主成分分析等方法对其进行综合评价。结果表明，20个品种（系）间12个主要性状的遗传变异系数变幅较大（7.28%～38.95%），遗传背景广阔，变异系数最大的是第一分枝高，最小的是种子圆度；12个性状间的相关性较强，茎粗与第一分枝高、第一分枝节位呈显著负相关；第一分枝高与有效分枝数呈极显著负相关，与第一分枝节位呈极显著正相关；节数与有效分枝数呈极显著正相关；第一分枝节位与节数、有效分枝数都有较强的负相关；种子长、种子宽以及其横截面之间有极显著的正相关，相关系数接近1，它们与产量性状有较强的正相关；主成分分析可把这些性状综合成4个因子，代表85.066%的原始数据信息量,它们分别是分枝因子、种子大小因子、株高与粒质量因子和种子圆度因子。根据综合因子（F），筛选出综合性状较好的品种（系）是志丹麻、兰州麻、汾杂3、汾选2和苍山麻，为工业大麻种质创新利用和后续优良地方品种选育提供材料基础。