Verfasst von Arianna Bozzolo, Ph.D.1 und Nathanael Gonzales-Siemens2

1 Direktor, Rodale Institute California Organic Center
2 Betriebsleiter, Rodale Institute California Organic Center

Einleitung

Es ist bekannt, dass die Biomasseproduktion in der Hanfpflanze je nach Art des Sortenwachstums sowie den Ernährungs- und Umweltbedingungen variiert. In dieser Hinsicht wird das Entfernen der terminalen Hauptstammknospe (Belag) als wichtige Anpassung für die Pflanzengeometrie angesehen. Es wurden beträchtliche Daten zu den Auswirkungen der Entfernung der Fruchtstruktur auf das Wachstum und den Ertrag mehrerer einjähriger Pflanzen gesammelt. Kennedy (1991) wies darauf hin, dass eine längere Entfernung von Fruchtstrukturen (dh Blütenknospen) die Größe der Baumwollpflanzen, die Pflanzenhöhe, die Anzahl der sympodialen Zweige und den Fruchtansatz erhöhte. Ahmed und Abdel-Al (1990) entjungferten Baumwollpflanzen, die eine positive Reaktion auf Pflanzenhöhe, Anzahl der Zwischenknoten und Bollgewicht zeigten. Studien haben gezeigt, dass Tabakbelag das Wachstum und die Entwicklung der Pflanze einschließlich des Wurzelwachstums (Qi YC) signifikant beeinflusst et al., 2012) und Blattqualität (Wochen et al.1986). Darüber hinaus verändert das Topping viele biologische Prozesse wie den Kohlenstoff- und Stickstoffstoffwechsel, die Photosynthese und den Sekundärstoffwechsel (Guo HX, 2011). Das Auffüllen von Industriehanf kann die gesamte Pflanzenbiomasse und die Blütenknospenproduktion erhöhen, was zu einem höheren Gehalt an extrahierbaren Cannabinoidverbindungen (Bòcsa) führt et al., 1998) und letztendlich die Verbesserung seines Wertes als Arzneimittel. Obwohl Topping als kulturelle Praxis für eine Vielzahl von Kulturen verwendet wurde, sind nicht genügend Beweise verfügbar, um zu bestimmen, wie sich das Beschneiden auf den Phänotyp und die Erntemenge von Hanfpflanzen auswirkt. Daher untersuchten wir in dieser Studie die Auswirkungen von Topping auf das industrielle Hanfwachstum und die Biomasseproduktion am Rodale Institute California Organic Center in Camarillo, Kalifornien.

Feldstudie

Materialen und Methoden

Ein Versuch wurde auf einem schlammigen Lehmboden von Pacheco durchgeführt Rodale Institute Das California Organic Center befindet sich auf der McGrath Family Farm in Camarillo, Kalifornien, um die Auswirkung des Belags auf drei Sorten Industriehanf für die CBD-Produktion zu bestimmen. Der Boden wurde mit 7.5-5-7.5 NPK bei 833 lbs / Acre abgetrennt und gedüngt. Am 26th Im Juni wurden Betten gebildet und schwarzer Plastikmulch zusammen mit der Tropfbewässerung abgelegt. Ab Mitte Juli wurden die Pflanzen einmal wöchentlich mit einem 10-0-0-Dünger (Ferticell® Explorer) mit 2 lbs / gal und einem 2-20-2-Dünger (Ferticell® Active ™ NPK) mit 2.8 lbs / gal gedüngt gal bis 15. Augustth. Die letzten drei Düngemittelanwendungen umfassten einen Mikronährstoffdünger 1-0-0 (Microelements ™ 1-0-0 Ferticell®) mit 1 Pint / Morgen. Alle Fruchtbarkeitsänderungen wurden für die Verwendung in USDA-zertifizierten Bio-Systemen genehmigt. Am 10. JulithDie von Ventura Seed Company bereitgestellten Sämlinge wurden in einem Split-Plot-Design mit Belag als Hauptbehandlung und Sorten als Nebenfaktor mit vier Wiederholungen transplantiert. Die Pflanzen wurden in einem Abstand von 4 Fuß mal 7 Fuß, 1556 Pflanzen pro Morgen, transplantiert. Anfang August wurden männliche Pflanzen geschnitten, in Plastiktüten gelegt und vom Feld entfernt.

Ort McGrath Familienfarm, Camarillo, CA.
Vorherige Ernte Sellerie
Grundstücksgröße (ft) 12 Fuß (6.5 Fuß x 14 Fuß)
Aussaatdatum 6/22/2020
Transplantationsdatum 7/10/2020
Zeilenabstand 7 ft
Pflanzenabstand 4 ft
Vielfalt Tage bis zur Reife
Trauben-Soda 11. Juli - 17. Oktober (125)
Kirschsoda 11. Juli - 3. November (142)
Erster Frost 11. Juli - 27. September (107)

Die Datenerfassung zum Pflanzenwachstum begann zwei Wochen nach der Transplantation und wurde in Intervallen von 15 Tagen wiederholt, wobei morphologische Merkmale wie Pflanzenhöhe und Anzahl der Knoten aufgezeichnet wurden. Das Richtfest wurde in der ersten Augustwoche durchgeführt, wobei der apikale Knoten des Haupttriebs entfernt wurde (Foto 1).

Foto 1: Richtfest. Links: Versuchsaufbau und rechts: Belag (Detail) mit Entfernung des apikalen Meristems zur Förderung der Produktion von Seitenzweigen.

Die Pflanzen wurden gemäß der visuellen Bewertung der Blütenstandsreife am 25. September geerntetthOktober 17th und November 3rd für die Sorten First Frost, Grape Soda und Cherry Soda. Die Pflanzen wurden destruktiv beprobt und das Gesamttrockengewicht der ober- und unterirdischen Biomasse bei der Ernte gemessen. Alle Daten wurden unter Verwendung der Co-Stat Statistical Software (Version 6.201; CoHort Software) analysiert, wobei die Mitteltrennung unter Verwendung des Student-Newman-Keuls-Tests durchgeführt wurde.

Ergebnisse

Bei der Analyse der Daten zum Vergleich der Mittelwerte nach Sorten für alle Behandlungen zeigte Traubensoda die größte Anzahl von Knoten im Vergleich zu den beiden anderen Sorten für die Dauer des Experiments. Cherry Soda erhöhte die Anzahl der Knoten in der zweiten Saisonhälfte und erreichte ähnliche Werte für Grape Soda. Die erste Frostsorte zeigte im Vergleich zu den beiden anderen Sorten für alle Probenahmedaten eine geringe Anzahl von Knoten (Abb.1a). Pflanzenhöhe variiert je nach Sorte. Zum ersten Probenahmetermin hatten die beiden Soda-Sorten ähnliche Höhen. Danach zeigte Traubensoda im Vergleich zu den beiden anderen eine höhere Pflanzenhöhe und blieb bis zur Ernte höher. Nach dem ersten Probenahmedatum, als Cherry Soda und Grape Soda keinen Höhenunterschied zeigten, war die Pflanzenhöhe von Cherry Soda bis zum 17. August signifikant niedriger als die von Grape Soda und First Frostth Probenahme, wenn Cherry Soda einen Zwischenphänotyp zwischen Grape Soda und First Frost exprimierte und ihn bis zur Ernte beibehielt.

First Frost zeigte beim ersten Probenahmetermin die größten Höhen im Vergleich zu Traubensoda und Kirschsoda. Danach hatten First Frost-Pflanzen größere Höhen als Cherry Soda, ähnelten jedoch bis Mitte August Grape Soda. Das Wachstum verlangsamte sich im zweiten Teil der Saison und endete mit der Ernte mit kürzeren Pflanzen im Vergleich zu den anderen Sorten (Fig.1b).

Abbildung 1. Mittlere Anzahl der Knoten (Abb. 1a) und Pflanzenhöhe (Abb. 1b) der Industriehanfsorten Cherry Soda, Grape Soda und First Frost während der Vegetationsperiode 2020. Balken mit unterschiedlichen Buchstaben unterscheiden sich bei 0.05 (Student-Newman-Keuls-Test). Gelb: Kirschsoda, Rot: Traubensoda, Blau: Erster Frost.

Bei der Analyse der Daten nach Sorte und Behandlung verringerte das Topping die Gesamthöhe der Pflanzen in First Frost und Cherry Soda während bestimmter Probenahmedaten, hatte jedoch zu keinem Zeitpunkt Auswirkungen auf die Höhe der Traubensoda.

Der Richteffekt auf die Anzahl der Knoten war je nach Sorte und Stichprobendatum unterschiedlich. Durch das Auffüllen der Sorte Grape Soda wurde die Anzahl der Knoten in behandelten Pflanzen während der beiden Probenahmedaten nach dem Beschneiden verringert, bei der Ernte wurden jedoch keine Unterschiede festgestellt.

In Cherry Soda reduzierte das Topping die Anzahl der Knoten in den behandelten Pflanzen während eines Probenahmedatums nach dem Beschneiden, und danach wurden keine Unterschiede gezeigt. Der Einfluss des Belags auf die Höhe von Cherry Soda war am Probenahmedatum vor der Ernte, jedoch nicht bei der Ernte nachweisbar.

Die Anzahl der Knoten von First Frost unterschied sich zu keinem Zeitpunkt. Die Erholung der Pflanzen nach dem Beschneiden erforderte im Vergleich zu den Soda-Sorten mehr Zeit: Während der beiden Probenahmedaten nach dem Topping-Schnitt wurden signifikante Unterschiede zwischen den Behandlungen festgestellt.

Abbildung 2. Anzahl der Knoten und Höhe der Spitzen- und Kontrollpflanzen der Industriehanfsorten Cherry Soda, Grape Soda und First Frost während der Vegetationsperiode 2020. Unterschiedliche Buchstaben unterscheiden sich bei 0.05 (Student-Newman-Keuls-Test). ns nicht signifikant. Gelb: Kirschsoda, Rot: Traubensoda, Blau: Erster Frost. Grüne Pfeile zeigen das Richtdatum an.

Bei der Ernte produzierten Cherry Soda und Grape Soda, entweder beschnitten oder nicht beschnitten, im Vergleich zu First Frost eine höhere oberirdische und Gesamtbiomasse. Die Biomasseproduktionen von Traubensoda und Kirschsoda waren bei der Ernte höher als die der Kontrollpflanzen ohne Spitzen. Es wurden keine Unterschiede zwischen den Behandlungen für unterirdische Biomasse festgestellt.

Die oberirdische Biomasseproduktion der ersten Frost-Pflanzen unterschied sich nicht von den Kontrollpflanzen, aber die Wurzelmassenproduktion war bei den Pflanzen höher. Die gesamte Biomasseproduktion unterschied sich jedoch nicht zwischen den Behandlungen (Abb.. 3).

Abbildung 3. Mittel zur oberirdischen Biomasseproduktion, zur unterirdischen Biomasseproduktion und zur Gesamtbiomasse von Spitzen- und Kontrollpflanzen von Cherry Soda, Grape Soda und First Frost bei der Ernte. Unterschiedliche Buchstaben unterscheiden sich bei 0.05 (Student-Newman-Keuls-Test). ns nicht signifikant.

Diskussion & Fazit

Schnittschnitte, die wachsende Spitzen entfernen, trennen die Auxin-Cytokinin-Wege in Pflanzen. Durch das Entfernen der Triebspitzen werden ruhende Wachstumspunkte wie laterale und epikormische Knospen freigesetzt. Dieses neue Wachstum erfordert Ressourcen, um zu überleben. Die neu gebildete Expansion des Wachstums geht häufig zu Lasten des Wurzelsystems und des allgemeinen Gesundheitszustands der Pflanze, da sich die Verteilung der Ressourcen dramatisch ändert. Die Fähigkeit einer Pflanze, den Stress eines Schnitts zu überwinden, zeigt sich in der Schnelligkeit, mit der die Pflanze heilt und das Wachstum wieder herstellt, und wird in diesem Experiment durch Unterschiede oder Ähnlichkeiten in der Höhe zwischen beschnittenen und nicht beschnittenen Pflanzen während der Probenahmedaten nach dem erklärt Beschneidungsereignis. In dieser Studie verringerte das Topping nicht die Höhe und Anzahl der Pflanzenknoten bei der Ernte für alle Sorten.

In dieser hier vorgestellten Studie wurde über Wachstum und Produktion von drei Industriehanfsorten nach dem Beschneiden berichtet. Es wurde gezeigt, dass das Topping, eine Form des Beschneidens, bei der das apikale Meristem entfernt wird, um die seitliche Verzweigung zu fördern, die Hanfproduktion positiv beeinflusst und die oberirdische Biomasse der Pflanzen aus den Sorten Grape Soda und Cherry Soda erhöht. Der prozentuale Anstieg der oberirdischen und der gesamten Biomasseproduktion betrug 34.9% bei Spitzenpflanzen mit einer Produktion pro Morgen von 1.75 Tonnen im Vergleich zu 1.12 Tonnen unbeschnittenen Pflanzen. Nach den hier veröffentlichten vorläufigen Ergebnissen kann daher empfohlen werden, dieses Verfahren zur Bewirtschaftung der Überdachung in die Hanfanbaupraktiken für die Herstellung von Traubensoda und Kirschsoda einzubeziehen. Das Gewicht der oberirdischen Pflanzen in der Sorte First Frost ohne und ohne Spitze unterschied sich nicht. Daher wird derzeit kein Richtfest für diese Sorte empfohlen.

In diesem Experiment wurde das Topping nur einmal vor der Blüte durchgeführt. Es müssen jedoch die Auswirkungen früherer Belagsdaten und die Häufigkeit des Schnitts sowie die Auswirkungen des Belags auf die Cannabinoidkonzentrationen im Blatt untersucht werden, die letztendlich den wirtschaftlichen Wert der Ernte bestimmen. Zusätzliche Analysen werden die Cannabinoidproduktion, das Cannabinoidprofil, den wirtschaftlichen Wert und die mit dem Belag verbundenen Arbeitskosten berücksichtigen.