2017年， Rodale Institute 发起了 四年试用 研究工业大麻对土壤健康和杂草抑制的影响。 该项目刚刚结束第二年。 以下是研究和初步发现的概述。
工业大麻项目概述
我们为期四年的工业大麻研究项目包含两个领域组成部分：品种试验和杂草抑制试验。 它包括一项温室研究，一项杂草种子库研究。 我们的目标是评估宾夕法尼亚州东南部有机管理实践下大麻品种的生长表现。
更具体地说，我们正在评估大麻与黄实尾tail（狗尾草）和红根杂草（Amaranthus retroflexus）。 其他调查领域包括，当玉米和大豆轮作后，免耕覆盖的玉米和大豆单产成功。
我们的目标是为对大麻种植感兴趣的农民提供基于研究的信息，包括生长性能，杂草和养分管理以及如何将大麻纳入作物轮作中。
杂草抑制试验
该试验正在进行中，将于2020年结束。该地点以前被自然界中的高密度黄色狐尾虫感染（狗尾草）和红根杂草（Amaranthus retroflexus).
研究设计是完全随机的设计，每个图重复四次。 作物轮作列于表1，并有机地作为轮作免耕系统或耕作系统进行管理。
在终止大麻和其他农作物后，我们于2017年建立了谷物黑麦农作物。 在播种黑麦之前，先将一半的地块耕作，耕种和包装。 在另一半中，黑麦免耕到大麻或苏丹草的残茬中。 在2018年春季的所有地块中，我们在翻卷/卷起的黑麦覆盖作物覆盖物中免耕种植大豆（表1）。
品种试用
从2017年XNUMX月开始，建立了具有随机完整区组设计的品种试验。 每个主体包括三个 大麻 品种随机位于该区块内。 我们正在分析这三个品种的纤维，种子和油含量。 大麻将在第3年继续进行品种试验。 在第4年，该地块将被种植到玉米中。 作物轮作列于表1。
初步结果
植物活力测定
株高衡量的是植物上主要光合作用组织（不包括花序）的上边界与地面之间的最短距离。 这些测量值是在2017年和2018年每周收集的，用于衡量植物活力或植物自然生长和存活的能力。
植物生物量衡量给定区域中植物组织的总质量。 在2017年和2018年期间，这些样品在种植后30天和60天收集，称重，在100°F下干燥，再次称重，磨碎至1毫米，并分析了总共XNUMX种不同的矿物质，包括碳和氮。
杂草抑制
我们计算了2017年大麻/高粱生长期的以下杂草密度。 'Santhica 27'大麻品种和高粱苏丹草比对照样品对大多数杂草的抑制效果更好。 大麻抑制了主要的农业干扰物-狐尾草和豚草，优于苏丹草，即使差异在统计上不显着。
图3和图4显示了2018年大豆生长期的杂草密度。 免耕种植覆盖作物（黑麦）的地块杂草总体密度较高，但是 一般而言，与农场中的其他大豆田相比，大麻研究区的杂草密度要低得多.
这表明，作为夏季覆盖物/经济作物的大麻及其较早的收获/终止日期不仅抑制了整个季节的杂草，而且为建立冬季覆盖物作物提供了更大的窗口。 这是将大麻包括在有机轮作中的一个关键优势，有机谷物种植者可以从中利用大麻。
在种植覆盖作物（黑麦）的地块上，狐尾较高。 Smartweed是宾夕法尼亚州的一种水生植物，今年非常丰富，但仅影响了免耕黑麦/大豆地，使这些地的联合收割困难。
纤维和谷物的产量
纤维的收率（图5）是通过将韧皮纤维与稻草（茎）分离的三种方法确定的。
- 田间退耕的植物（3周休养期）
- 实验室控制的水浸植物（风干1周；水浸1周）
- 风干的植物（收获后1周）。
结实后每周通过手动谷物分离法测定谷物产量（图6）。
图6.各种试验谷物的产量
对旋转的影响
在通过耕种建立黑麦覆盖作物的地块，大豆产量最高，但 在统计上没有差异 取自覆盖作物的地块的产量，该覆盖作物是通过将免耕作物播种到大麻和高粱苏丹草的残茬中而建立的。 对照样地（休耕地）的产量低于有大麻和苏丹草的样地的产量（图7）。
挑战
在第二年中，我们遇到了几个关键挑战。 与第一年一样，由于当时的联邦法规，从国际卖家那里采购优质种子是一个障碍。
另外，从国际来源获得大麻需要长期储存，这会使种子经受不同的湿度和温度条件。 这可能会影响我们收到的某些品种的生存能力。 例如，“ Santhica 27”品种的发芽率在85年超过2017％，但在10年不到2018％。该品种很少见且很难获得，因此尝试从另一位许可证持有者那里获得“象牙”。 但是，由于我们意识到“ Santhica 27”的生存能力较差，因此花了很长时间才将它比其他两个品种晚了两周种植。 播种“象牙”后，我们连续3周没有下雨，影响了生长。 植株矮化，出芽较早开始。 与去年相比，杂草抑制作用有所降低。
总结
这是我们学到的：
- 大麻是一种可行的杂草抑制作物，其价值比高粱苏丹草高。
- 大麻过后，我们能够免耕种植秋天的黑麦作物（黑麦），然后再种植经济作物（大豆），即使在我们降雨过多的情况下，杂草几乎无法控制的情况下，杂草压力也不会增加在农场的其他任何地方进行有机管理。
- 我们需要与更多品种合作，并在品种试验中调整不同的措施（例如播种日期，收获日期，播种率和间距），以最大程度地利用其市场销售品种的可销售性。 例如，纤维品种应比种子品种具有更高的纤维含量。
- 即使种子品种的籽粒产量超过其他品种（图6），该值在约10周时仍下降。 这意味着根据市场的利基，需要以不同的速率，不同的间距或在不同的时间收获不同的品种。 新的试验（请参见下面的“未来研究”）将涉及其中一些方面。 在过去的两年中，我们将了解各种各样的品种，并进行所有这些细微调整，以使农作物的经济产出最大化。 我们还将在品种试验中尝试新品种。 希望随着《农业法案》调整的通过，我们将能够获得更多的种子品种。
未来研究
我们最近从宾夕法尼亚州农业部获得了资金，以在2019年建立另一项名为“评估有机营养管理措施以提高工业大麻产量和质量的试验”。
我们将分析有机谷物作物轮作中不同肥力方案对油料种子大麻品种的营养成分和品质的影响。 这将有助于我们确定在新兴市场上生产高需求的高质量大麻籽油和植物提取物所必需的育种方案。
塔拉·卡顿（Tara Caton）是高级实验室技术员和工业大麻项目负责人 Rodale Institute.