CN113396933B - 一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用，涉及农业应用技术领域。本发明所述雌化药剂以农业生产上常用的化学试剂磷酸二氢钾和乙烯利为有效成分，原料易得、成本低廉、使用方法简单，具有进行大规模生产实践的潜力。利用本发明所述雌化药剂，对雄株进行喷施，可使得80％工业大麻雄株转化为雌株，剩余20％雄株的花蕾异化失去产生花粉的能力，雌化的雄株生长期延长，能与雌株同期收获，且花叶CBD含量提高50％，实现对工业大麻雄株的有效利用；还可以对工业大麻雄性单株的部分分枝不进行雌化药剂处理，让其产生正常雄花，作为雌性花柱的花粉来源，从而实现单株自交结籽，可用于工业大麻单株自交遗传纯化和性别遗传分化研究。

Description

一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于农业栽培技术领域，具体涉及一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用。
背景技术
大麻(Cannabis sativa L.)，为大麻科大麻属一年生草本植物，自然条件下为雌雄异株。自古以来，大麻是我国重要的纤食两用经济作物之一，大麻的种植面积虽有起伏波动，但我国种植利用大麻的历史从未间断，始终保持一定的规模化种植。近年来，由于大麻花叶中药用成分二氢大麻酚(CBD)被大量应用于医药、保健等领域，极大的提高了大麻的种植效益。目前，大麻备受业界重视，提高大麻花叶的CBD含量和产量成为科学研究的重点。
当前，国内合法种植的工业大麻品种均为雌雄异株，雌株与雄株的比例为1:1。在以获得CBD为目的花叶型工业大麻生产中，雄株对CBD产量和品质的不利影响，是CBD产量和种植效益进一步提升的限制性因素之一。一方面，工业大麻雄株花叶的CBD含量要远低于雌株；另一方面，工业大麻雄株现蕾后散播花粉，导致雌株授粉后花叶CBD含量大幅下降，且雄株散粉后很快枯萎死亡，造成花叶产量的损失。因此，在花叶型工业大麻的生产中，抑制雄株花粉的传播，延长其生育期，提高其花叶的CBD含量，对提高工业大麻CBD产量具有重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用，利用所述雌化药剂诱导雄株雌化，不仅能使其失去散播花粉的能力，还可延长其生育期，同时提高其花叶的CBD(二氢大麻酚)含量，可解决雄株散播花粉影响雌株CBD含量的问题，同时实现对雄株的有效利用，提高经济效益，助力产业发展。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种工业大麻雌化药剂，所述雌化药剂的有效成分包括磷酸二氢钾和乙烯利；
所述磷酸二氢钾在所述雌化药剂中的浓度为125～250mg/L；所述乙烯利在所述雌化药剂中的浓度为0.4～1.6mg/L。
本发明还提供了上述雌化药剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以水为溶剂，配制125～250mg/L的磷酸二氢钾水溶液；
(2)将乙烯利溶解于所述磷酸二氢钾水溶液中，得所述雌化药剂；所述乙烯利的质量和磷酸二氢钾水溶液的体积比为0.4～1.6mg/L。
本发明还提供了上述雌化药剂在将工业大麻雄株雌化中的应用。
本发明还提供了一种工业大麻雄株雌化的方法，在工业大麻的现蕾初期，喷施上述雌化药剂。
优选的，所述喷施的部位包括工业大麻的茎和/或枝顶梢以下5cm长的茎段区域。
优选的，所述喷施时，每个主茎或分枝上喷施3～5ml。
优选的，所述喷施的频率为7d/次，共喷施2次。
本发明还提供了上述雌化药剂在提高工业大麻CBD产量中的应用。
本发明还提供了上述雌化药剂在诱导工业大麻自交结籽中的应用。
本发明还提供了一种诱导工业大麻自交结籽的方法，包括以下步骤：在工业大麻的现蕾初期，向工业大麻雄株的部分分枝喷施上述雌化药剂，诱导雌化；使未喷施所述雌化药剂的部分分枝产生正常雄花，并作为诱导雌化后分枝的花粉来源进行自交授粉，得自交种子。
本发明提供了一种工业大麻雌化药剂，以农业生产上常用的化学试剂磷酸二氢钾和乙烯利为有效成分，原料易得、成本低廉、使用方法简单，具有进行大规模生产实践的潜力。
利用本发明所述雌化药剂，在现蕾初期进行喷施，可使得80％工业大麻雄株转化为雌株，剩余20％雄株的花蕾异化失去产生花粉的能力，雌化的雄株生长期延长，能与正常雌株同期收获，且花叶CBD含量较未雌化的雄株提高50％，实现对工业大麻雄株的有效利用；在应用时，还可以对工业大麻雄性单株的部分分枝不进行雌化药剂处理，让其产生正常雄花，作为雌性花柱的花粉来源，从而实现单株自交结籽，可用于工业大麻单株自交遗传纯化和性别遗传分化研究。
附图说明
图1为工业大麻雄株雌化特征，其中，a为正常雄株，b为可授粉的雌化雄株；
图2为花蕾异化不能产生花粉的工业大麻雄株；
图3为工业大麻雄株上的雌化柱头授粉结实；
图4为工业大麻雄株雌化结籽后收获的种子及其萌发情况。
具体实施方式
本发明提供了一种工业大麻雌化药剂，所述雌化药剂的有效成分包括磷酸二氢钾和乙烯利；
所述磷酸二氢钾在所述雌化药剂中的浓度为125～250mg/L；所述乙烯利在所述雌化药剂中的浓度为0.4～1.6mg/L。
本发明对所述磷酸二氢钾和乙烯利的来源并没有特殊限定，利用本领域的常规市售产品即可。在本发明中，乙烯利在酸性条件下较稳定，以偏酸性的磷酸二氢钾溶液来稳定乙烯利，使其在被植物吸收后在植物体内释放出乙烯，从而发挥提高内源乙烯含量的作用使雄株雌化，同时磷酸二氢钾可作为叶面肥被植物吸收，为雄株上雌性生殖器官的生长发育提供营养物质。
本发明所述雌化药剂，在现蕾初期对工业大麻雄株进行喷雾处理，诱导其分化出雌花，转化为雌株，生长期延长，花叶CBD含量显著提高，且在一定条件下授粉后可结籽。利用本发明所述雌化药剂，诱导成本低，操作程序简单，诱导成功率高且稳定，可实现工业大麻雄株的有效利用，在提高工业大麻CBD产量、单株自交纯化等方面具有较好的应用前景。
本发明还提供了上述雌化药剂的制备方法，包括以下步骤：(1)以水为溶剂，配制125～250mg/L的磷酸二氢钾水溶液；
(2)将乙烯利溶解于所述磷酸二氢钾水溶液中，得所述雌化药剂；所述乙烯利和磷酸二氢钾水溶液的质量体积比为0.4～1.6mg/L。
本发明对步骤(1)所述配制和步骤(2)所述溶剂的方法并没有特殊限定，利用本领域的常规配制和溶解方法进行操作即可。
本发明所述雌化药剂优选现用现配。
本发明还提供了上述雌化药剂在将工业大麻雄株雌化中的应用。
本发明所述雌化药剂，在现蕾初期对工业大麻雄株进行喷雾处理，使其雌化并分化出可授粉结实的雌性柱头，从而实现雄株的雌化。经验证，利用所述雌化药剂，可实现80％工业大麻雄株转化为雌株，剩余20％雄株的花蕾异化失去产生花粉的能力，雌化的雄株生长期延长，能与雌株同期收获，且花叶CBD含量提高50％，实现对工业大麻雄株的有效利用。
本发明还提供了一种工业大麻雄株雌化的方法，在工业大麻的现蕾初期，喷施上述雌化药剂。
本发明所述喷施的部位优选包括工业大麻的茎和/或枝顶梢以下5cm长的茎段区域。本发明在所述喷施时，优选每个主茎或分枝上喷施3～5ml，喷湿润但无滴液。本发明所述喷施的频率优选为7d/次，共喷施2次。
本发明还提供了上述雌化药剂在提高工业大麻CBD产量中的应用。
在本发明中，雄株花叶CBD含量低并且散发花粉还能降低授粉雌株CBD含量，从而影响工业大麻CBD的产量，利用所述雌化药剂对雄株进行诱导后，可使工业大麻雄株雌化，分化出可授粉结实的花柱与柱头，不仅能使其失去散播花粉的能力，还可延长其生育期，同时提高其花叶的CBD含量。在本发明实施例中，利用“云麻7号”进行验证，经所述雌化药剂雌化的雄株花叶CBD含量提高57％，达到0.86％(供试验品种正常雌株的花叶其CBD含量为0.96％)；“云麻5号”经所述雌化药剂雌化的雄株花叶CBD含量提高52％，达到0.67％(供试验品种正常雌株的花叶CBD含量为0.73％)。因此可显著提高工业大麻CBD产量。
本发明还提供了上述雌化药剂在诱导工业大麻自交结籽中的应用。
在本发明中，对同一株雄株，部分分枝进行所述雌化药剂的喷施诱导，部分不进行，让其产生正常雄花，作为雌性花柱的花粉来源，自交结籽时，未诱导的雄性分枝散粉后枯萎，从而实现单株自交结籽，可用于工业大麻单株自交遗传纯化和性别遗传分化研究。
本发明还提供了一种诱导工业大麻自交结籽的方法，包括以下步骤：在工业大麻的现蕾初期，向工业大麻雄株的部分分枝喷施上述雌化药剂，诱导雌化；使未喷施所述雌化药剂的部分分枝产生正常雄花，并作为诱导雌化后分枝的花粉来源进行自交授粉，从而实现单株自交结籽，可用于工业大麻单株自交遗传纯化和性别遗传分化研究。
下面结合实施例对本发明提供的一种工业大麻雌化药剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例中，使用的化学试剂纯度为CP级，乙烯利含量大于85％，磷酸二氢钾含量大于99％。
实施例1
1.将“云麻7号”种子播种，正常的栽培管理，营养生长末期，每天检视一次植株现蕾情况。
2.超过10％工业大麻植株现蕾，立即用纯水配制雌化药剂(利用纯水配制125mg/L的磷酸二氢钾水溶液；将0.8mg乙烯利溶解于1L的磷酸二氢钾水溶液中，得雌化药剂)，对所有现蕾雄株的茎(枝)顶梢以下5cm长的茎段进行喷雾处理，用量以喷湿润但无滴液为标准，7天后进行第二次喷施，处理过程中确保雌化药剂没有喷施到其它部位，对后面陆续现蕾的雄株进行相同的处理。
3.第二次喷雾处理后，工业大麻雄株按每株3～5g的量追施氮肥，之后进行正常的栽培管理，直至收获。
经上述步骤后，在雌化药剂的诱导下，82％的工业大麻雄株雌化，剩余18％的花蕾异化不能产生花粉(图1和图2)。经高效液相色谱法测定(提取试剂为甲醇)，雌化的雄株花叶CBD含量由0.54％提高到0.86％，提高57％(供试验品种正常雌株的花叶其CBD含量为0.96％)。雌化雄株株授粉后每株能收获4.8g成熟种子，种子的萌发率为83％(图3和图4)。此外，根据购置化学试剂的价格进行折算，每株工业大麻雄株的处理价格仅为0.1元。
实施例2
利用纯水配制150mg/L的磷酸二氢钾水溶液；将0.6mg乙烯利溶解于1L的磷酸二氢钾水溶液中，得雌化药剂。
将“云麻5号”按照与实施例1中相同方法进行处理。
经上述步骤后，在雌化药剂的诱导下，78％工业大麻雄株雌化，剩余22％的雄株花蕾异化不能产生花粉。雌化的雄株花叶CBD含量由0.44％提高到0.67％，提高52％(供试验品种正常雌株的花叶CBD含量为0.73％)。雌化的雄株授粉后每株能收获5.2g成熟种子。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工业大麻雌化药剂，其特征在于，所述雌化药剂的有效成分为磷酸二氢钾和乙烯利；
所述磷酸二氢钾在所述雌化药剂中的浓度为125~250mg/L；所述乙烯利在所述雌化药剂中的浓度为0.4~1.6mg/L；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
2.权利要求1所述雌化药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）以水为溶剂，配制125~250mg/L的磷酸二氢钾水溶液；
（2）将乙烯利溶解于所述磷酸二氢钾水溶液中，得所述雌化药剂；所述乙烯利的质量和磷酸二氢钾水溶液的体积比为0.4~1.6mg/L。
3.权利要求1所述雌化药剂在将工业大麻雄株雌化中的应用；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
4.一种工业大麻雄株雌化的方法，其特征在于，在工业大麻的现蕾初期，喷施权利要求1所述雌化药剂；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述喷施的部位包括工业大麻的茎和/或枝顶梢以下5cm长的茎段区域。
6.根据权利要求4或5所述方法，其特征在于，所述喷施时，每个主茎或分枝上喷施3~5ml。
7.根据权利要求4或5所述方法，其特征在于，所述喷施的频率为7d/次，共喷施2次。
8.权利要求1所述雌化药剂在提高工业大麻CBD产量中的应用；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
9.权利要求1所述雌化药剂在诱导工业大麻自交结籽中的应用；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
10.一种诱导工业大麻自交结籽的方法，其特征在于，包括以下步骤：在工业大麻的现蕾初期，向工业大麻雄株的部分分枝喷施权利要求1所述雌化药剂，诱导雌化；使未喷施所述雌化药剂的部分分枝产生正常雄花，并与雌化后的分枝进行自交授粉，得自交种子；
所述工业大麻为“云麻7号”或“云麻5号”。
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