苹果酸对工业大麻生长及光合作用的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0502

中国农学通报 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (15): 51-58.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2024-0502

苹果酸对工业大麻生长及光合作用的影响

罗燕¹(), 刘晨¹, 夏鑫¹, 赵锴源², 程霞¹()

¹ 昆明学院农学与生命科学学院，昆明 650214
² 云南大学资源植物研究院，昆明 650500

收稿日期:2024-07-31 修回日期:2024-10-15 出版日期:2025-05-25 发布日期:2025-05-29
通讯作者:
程霞，女，1979年出生，河南许昌人，副教授，博士，主要从事工业大麻高产栽培和抗逆性研究。通信地址：650214 云南省昆明市昆明经济技术开发区浦新路2号昆明学院洋浦校区，Tel：15887848809，E-mail：592331476@qq.com。
作者简介:
罗燕，女，2000年出生，云南南华人，研究生，主要从事工业大麻高产栽培研究。通信地址：650214 云南省昆明市昆明经济技术开发区浦新路2号昆明学院洋浦校区，Tel：15758537465，E-mail：2720958928@qq.com。
基金资助:
云南省大学生创新训练项目“氮肥形态对铜污染下工业大麻生长及铜吸收富集的影响”(S202311393076); “苹果酸对工业大麻生长和生理影响的探究”(S202311393089); “氮钾互作对工业大麻生长及生理的影响”(202411393009); 云南省教育厅科学研究基金项目“工业大麻耐低钾候选基因ZEP的克隆及功能验证”(2023Y0878)

Effect of Malic Acid on the Growth and Photosynthesis of Industrial Hemp

LUO Yan¹(), LIU Chen¹, XIA Xin¹, ZHAO Kaiyuan², CHENG Xia¹()

¹ College of Agronomy and Life Sciences, Kunming University, Kunming 650214
² Institute of Resource Botany, Yunnan University, Kunming 650500

Received:2024-07-31 Revised:2024-10-15 Published:2025-05-25 Online:2025-05-29

摘要/Abstract

摘要：

本研究旨在探索工业大麻增产的绿色环保方法，以‘云麻7号’为研究材料，筛选最适苹果酸浓度及最佳施用方式，为实现多种栽培措施相结合的增产模式提供理论依据。通过采用滤纸培养法研究不同浓度苹果酸(0、1000、2000、3000、4000 mg/L)对工业大麻种子萌发的影响；通过盆栽法分析上述不同浓度苹果酸及施用方式（浇施、喷施）对工业大麻生长特性及光合作用的影响。种子萌发研究表明，2000 mg/L苹果酸处理显著提高种子发芽率，较对照增加20.46%；1000 mg/L苹果酸处理下芽长和根长达到最大。盆栽试验显示，浇施2000 mg/L苹果酸处理效果最优，株高、茎粗、根长分别较对照提高45.62%、14.55%和88.12%，且净光合速率和气孔导度最大，胞间CO₂浓度最低；喷施处理则以3000 mg/L效果最佳，其株高、茎粗、根长增幅达47%、16.64%和80.74%，净光合速率和气孔导度显著高于其他处理，胞间CO₂浓度最低。综上，适宜浓度的苹果酸处理可有效促进工业大麻生长，实现增产效果。在实际生产中，建议采用2000 mg/L苹果酸浇施并结合其他栽培措施，以实现高效环保增产。

关键词: 工业大麻, 苹果酸, 施用方式, 种子萌发, 生长影响, 光合作用

Abstract:

To explore environmentally sustainable methods for enhancing industrial hemp yield, this study used 'Yunma 7' as the material to screen the most suitable malic acid concentration and the best application method, so as to provide a theoretical basis for the realization of the yield increase mode combining multiple cultivation measures. Seed germination was evaluated under five malic acid concentrations (0, 1000, 2000, 3000, and 4000 mg/L) using filter paper culture, while pot experiments assessed plant growth and photosynthetic characteristics under two application methods(soil irrigation and foliar spraying). Germination tests demonstrated that 2000 mg/L malic acid significantly increased germination rate by 20.46% compared to the control, while 1000 mg/L treatment resulted in maximum shoot and root length. Pot experiments revealed that soil irrigation with 2000 mg/L malic acid produced optimal growth performance, increasing plant height, stem diameter, and root length by 45.62%, 14.55%, and 88.12%, respectively, with concurrently highest net photosynthetic rate and stomatal conductance, and lowest intercellular CO₂ concentration. Foliar spraying with 3000 mg/L malic acid showed superior effects, enhancing plant height, stem diameter, and root length by 47.00%, 16.64%, and 80.74%, respectively, while significantly improving net photosynthetic rate and stomatal conductance and reducing intercellular CO₂ concentration compared to other treatments. These results indicate that appropriate malic acid application can effectively promote hemp growth and yield. For practical production, we recommend soil irrigation with 2000 mg/L malic acid combined with integrated cultivation practices to achieve sustainable yield improvement.

Key words: industrial hemp, malic acid, method of application, seed germination, growth effects, photosynthesis

罗燕, 刘晨, 夏鑫, 赵锴源, 程霞. 苹果酸对工业大麻生长及光合作用的影响[J]. 中国农学通报, 2025, 41(15): 51-58.

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图/表 9

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苹果酸浓度/(mg/L)	发芽势/%	发芽率/%	芽长/cm	根长/cm
0	48.33±7.64cd	73.33±7.64b	2.37±0.31c	2.13±0.32c
1000	55.00±10.00bc	75.00±13.23ab	4.23±0.31a	4.03±0.21a
2000	73.33±2.89a	88.33±2.89a	3.27±0.21b	3.03±0.06b
3000	61.67±2.89b	70.00±5.00b	2.23±0.06c	1.90±0.10c
4000	38.33±2.89d	46.67±5.77c	0.77±0.06d	0.40±0.26d

苹果酸浓度/(mg/L)	发芽势/%	发芽率/%	芽长/cm	根长/cm
0	48.33±7.64cd	73.33±7.64b	2.37±0.31c	2.13±0.32c
1000	55.00±10.00bc	75.00±13.23ab	4.23±0.31a	4.03±0.21a
2000	73.33±2.89a	88.33±2.89a	3.27±0.21b	3.03±0.06b
3000	61.67±2.89b	70.00±5.00b	2.23±0.06c	1.90±0.10c
4000	38.33±2.89d	46.67±5.77c	0.77±0.06d	0.40±0.26d

施加方式	苹果酸浓度/ (mg/L)	鲜重/g			干重/g
施加方式	苹果酸浓度/ (mg/L)	根	茎	叶	根	茎	叶
浇施	0	1.54±0.10c	13.04±0.41c	10.08±0.20c	0.54±0.05c	3.25±0.53c	2.46±0.30c
	1000	2.45±0.21b	17.64±0.30b	12.56±0.29b	0.77±0.10b	4.18±0.40b	5.59±0.34b
	2000	3.30±0.24a	19.70±0.20a	13.42±0.21a	1.01±0.04a	6.88±0.48a	6.40±0.42a
	3000	2.40±0.41b	17.90±0.13b	12.51±0.09b	0.76±0.02b	4.42±0.40b	5.20±0.17b
	4000	0.33±0.22d	10.28±0.28d	7.13±0.45d	0.18±0.07d	1.33±0.17d	0.75±0.35d
喷施	0	1.47±0.34d	12.97±0.25d	10.26±0.62d	0.52±0.21c	3.22±0.17e	2.39±0.26e
	1000	2.01±0.33c	13.40±0.45d	10.79±0.17cd	0.55±0.08bc	3.93±0.15d	3.76±0.66d
	2000	2.87±0.25ab	17.45±0.16b	12.32±0.33b	0.78±0.14b	5.56±0.31b	5.38±0.29b
	3000	3.34±0.14a	19.41±0.47a	13.34±0.09a	1.05±0.10a	6.75±0.14a	6.32±0.13a
	4000	2.45±0.18bc	15.24±0.11c	11.10±0.25c	0.61±0.05bc	4.83±0.41c	4.48±0.11c

施加方式	苹果酸浓度/ (mg/L)	鲜重/g			干重/g
施加方式	苹果酸浓度/ (mg/L)	根	茎	叶	根	茎	叶
浇施	0	1.54±0.10c	13.04±0.41c	10.08±0.20c	0.54±0.05c	3.25±0.53c	2.46±0.30c
	1000	2.45±0.21b	17.64±0.30b	12.56±0.29b	0.77±0.10b	4.18±0.40b	5.59±0.34b
	2000	3.30±0.24a	19.70±0.20a	13.42±0.21a	1.01±0.04a	6.88±0.48a	6.40±0.42a
	3000	2.40±0.41b	17.90±0.13b	12.51±0.09b	0.76±0.02b	4.42±0.40b	5.20±0.17b
	4000	0.33±0.22d	10.28±0.28d	7.13±0.45d	0.18±0.07d	1.33±0.17d	0.75±0.35d
喷施	0	1.47±0.34d	12.97±0.25d	10.26±0.62d	0.52±0.21c	3.22±0.17e	2.39±0.26e
	1000	2.01±0.33c	13.40±0.45d	10.79±0.17cd	0.55±0.08bc	3.93±0.15d	3.76±0.66d
	2000	2.87±0.25ab	17.45±0.16b	12.32±0.33b	0.78±0.14b	5.56±0.31b	5.38±0.29b
	3000	3.34±0.14a	19.41±0.47a	13.34±0.09a	1.05±0.10a	6.75±0.14a	6.32±0.13a
	4000	2.45±0.18bc	15.24±0.11c	11.10±0.25c	0.61±0.05bc	4.83±0.41c	4.48±0.11c

施加方式	苹果酸浓度/(mg/L)	叶绿素含量/(mg/g)	净光合速率/ [μmolCO₂/(m²·s)]	气孔导度/ [μmolH₂O/(m²·s)]	胞间CO₂浓度/ [μmolCO₂/(m²·s)]	蒸腾速率/ [μmolH₂O/(m²·s)]
浇施	0	32.87±0.68c	3.53±0.03c	0.08±0.01c	216.63±5.60a	4.88±0.44a
	1000	36.20±0.44b	5.88±0.65b	0.17±0.05b	178.43±6.10b	5.03±0.70a
	2000	41.63±3.44a	8.21±0.37a	0.35±0.04a	148.53±3.63c	4.53±0.40a
	3000	38.60±0.46b	6.19±0.39b	0.19±0.07b	173.10±7.46b	4.95±0.47a
	4000	32.53±0.67c	3.24±0.88c	0.07±0.02c	216.17±8.83a	5.33±0.65a
喷施	0	32.13±3.03d	3.56±0.31e	0.08±0.01d	207.20±24.08a	4.75±0.55a
	1000	34.37±0.93cd	4.13±0.16d	0.14±0.01c	186.10±4.85ab	4.86±0.13a
	2000	38.53±0.59ab	6.24±0.29b	0.21±0.04b	157.40±8.91cd	4.76±0.64a
	3000	41.10±2.19a	8.24±0.33a	0.32±0.03a	145.67±9.32d	4.80±1.35a
	4000	36.43±0.83bc	5.38±0.10c	0.16±0.02c	170.17±3.86bc	4.79±0.28a

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Effect of Malic Acid on the Growth and Photosynthesis of Industrial Hemp

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指标	株高	茎粗	根长	叶片数	鲜重	生物量	叶绿素	净光合速率	气孔导度	胞间CO₂浓度	蒸腾速率
株高	1	0.594^*	0.876^**	0.873^**	0.905^**	0.866^**	0.797^**	0.883^**	0.787^**	-0.929^**	-0.209
茎粗	0.594^*	1	0.583^*	0.684^**	0.596^*	0.627^*	0.523^*	0.602^*	0.665^**	-0.657^**	-0.452
根长	0.876^*	0.583^*	1	0.928^**	0.902^**	0.914^**	0.933^**	0.920^**	0.831^**	-0.939^**	-0.939^**
叶片数	0.873^**	0.684^**	0.928^**	1	0.962^**	0.962^**	0.859^**	0.924^**	0.836^**	-0.930^**	-0.512
鲜重	0.905^**	0.596^*	0.902^**	0.962^**	1	0.982^**	0.840^**	0.900^**	0.800^**	-0.912^**	-0.404
生物量	0.866^**	0.627^*	0.914^**	0.962^**	0.982^**	1	0.887^**	0.919^**	0.861^**	-0.923^**	-0.443
叶绿素	0.797^**	0.523^*	0.933^**	0.859^**	0.840^**	0.887^**	1	0.855^**	0.892^**	-0.909^**	-0.484
净光合速率	0.883^**	0.602^*	0.920^**	0.924^**	0.900^**	0.919^**	0.855^**	1	0.895^**	-0.928^**	-0.271
气孔导度	0.787^**	0.665^**	0.831^**	0.836^**	0.800^**	0.861^**	0.892^**	0.895^**	1	-0.917^**	-0.456
胞间CO₂浓度	-0.929^**	-0.657^**	-0.939^**	-0.930^**	-0.912^**	-0.923^**	-0.909^**	-0.928^**	-0.917^**	1	0.414
蒸腾速率	-0.209	-0.452	-0.422	-0.512	-0.404	-0.443	-0.484	-0.271	-0.456	0.414	1

指标	株高	茎粗	根长	叶片数	鲜重	生物量	叶绿素	净光合速率	气孔导度	胞间CO₂浓度	蒸腾速率
株高	1	0.732^**	0.908^**	0.829^**	0.978^**	0.971^**	0.911^**	0.974^**	0.948^**	-0.849^**	0.036
茎粗	0.732^**	1	0.731^**	0.798^**	0.729^**	0.719^**	0.738^**	0.743^**	0.757^**	-0.624^*	-0.149
根长	0.908^**	0.731^**	1	0.899^**	0.940^**	0.885^**	0.794^**	0.943^**	0.900^**	-0.828^**	-0.035
叶片数	0.829^**	0.798^**	0.899^**	1	0.866^**	0.867^**	0.681^**	0.853^**	0.877^**	-0.761^**	-0.296
鲜重	0.978^**	0.729^**	0.940^**	0.866^**	1	0.966^**	0.882^**	0.981^**	0.942^**	-0.884^**	-0.030
生物量	0.971^**	0.719^**	0.885^**	0.867^**	0.966^**	1	0.883^**	0.958^**	0.964^**	-0.881^**	-0.026
叶绿素	0.911^**	0.738^**	0.794^**	0.681^**	0.882^**	0.883^**	1	0.883^**	0.862^**	-0.803^**	0.209
净光合速率	0.974^**	0.743^**	0.943^**	0.853^**	0.981^**	0.958^**	0.883^**	1	0.953^**	-0.830^**	-0.040
气孔导度	0.948^**	0.757^**	0.900^**	0.877^**	0.942^**	0.964^**	0.862^**	0.953^**	1	-0.810^**	-0.091
胞间CO₂浓度	-0.849^**	-0.624^*	-0.828^**	-0.761^**	-0.884^**	-0.881^**	-0.803^**	-0.830^**	-0.810^**	1	-0.043
蒸腾速率	0.036	-0.149	-0.035	-0.296	-0.030	-0.026	0.209	-0.040	-0.091	-0.043	1

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