近年來,用于纖維、種子和大麻二酚 (CBD) 的工業大麻產量激增。除了消費用途,替代市場也在探索中。工業大麻已被研究為植物修復的潛在工具,以及作為沼氣和固體燃料的潛在生物質和能源生產。大麻纖維被用于從塑料復合材料到汽車絕緣材料的所有領域。還有大量關于纖維質量、收獲時間、開花日期和其他基本生產信息的研究。因此,種植者必須專注于他們最想種植的東西(纖維、谷物或花卉),找到具有該市場最理想特性的栽培品種,并了解其特定地區的生產挑戰和環境限制。
本文第一部分的目的是對不同類型的工業大麻作物以及種植這些作物時的農藝考慮進行基本概述。該系列的第二部分將側重于綜合蟲害管理和對野生動物資源的潛在影響。本系列中將有幾篇其他文章,將用于探討整個供應鏈中的各種問題,包括生產和營銷。
許多最新的大麻品種是專門為 CBD 市場培育的,并且有目的地具有更高的 CBD與 THC 比率。CBD 是眾多已知的大麻素之一,據報道具有許多健康益處。酊劑、乳液、食品和許多其他產品——包括市場上第一個也是唯一一個臨床配方和 FDA 批準的癲癇藥物 (Epidiolex)——是由從大麻花中提取的 CBD 制成的。因為 CBD 是從未授粉的雌性大麻花的腺毛中提取的,所以生產涉及雌性植物的無性繁殖(插條、移植、克隆)或使用“雌性化”種子。在 CBD 大麻作物中,雄性植物及其花粉是不受歡迎的。
大麻素 (CBG) 是一種鮮為人知的大麻素,被認為是其他大麻素的前體,目前正因可能用于制藥市場而受到關注。正在研究 CBG 的一些健康狀況包括炎癥性腸病、青光眼、膀胱問題、亨廷頓病、結腸癌和葡萄球菌感染。人們對 CBG 油或其他形式的 CBG 的副作用、它們的長期健康影響或與其他藥物的相互作用知之甚少。因此,在預期廣泛使用之前,還需要更多的研究。
與為 CBD 種植的品種相比,大麻纖維用于制造織物、繩索、絕緣材料、生物塑料和類似產品(Pal 和 Lucia 2019,Mitchell 和 Uchanski 2020)。為此種植的品種由“韌皮”纖維(用于紡織品、紙張、絕緣材料和建筑材料)和“硬質”纖維(通常用于動物床上用品、制漿和混凝土產品)組成(Salentijn 等人,2015 年,米歇爾和烏坎斯基 2020)。收獲后,大麻必須經過一個稱為“漚制”的過程,該過程開始破壞將這兩種纖維結合在一起的化學鍵(Kaiser 等人,2015 年)。這可以通過將切下的秸稈留在田間數周直到腐爛和纖維分離來實現,但時間不能長到導致纖維質量下降。過程當然 很大程度上受當地環境條件的影響。水漚是一種更昂貴但可靠的替代方法,將莖浸入水中數天(Kaiser 等人,2015 年)。
大麻籽用于人類食品、保健品、個人衛生用品、潤滑劑、油漆、溶劑、大麻籽油(與 CBD 油不同)和其他產品。作為人類的膳食補充劑,與許多其他潛在來源相比,它含有非常理想的 omega-3 和 omega-6 脂肪酸比例,并且油和蛋白質含量相對較高。大麻籽粒可用于生產各種消費品,包括生大麻心、烤大麻籽、大麻籽油、大麻粉,甚至大麻咖啡(同上)。通常,種植兩用工業大麻作物,首先收獲谷物,然后收獲莖以生產纖維。
當 70% 的種子成熟時,混合/收獲大麻種子。超過最佳時間收獲谷物通常會導致種子質量下降、破碎造成的損失以及可能的鳥類傷害。種子應干燥至低于 12% 的水分以進行儲存,并應干燥至 8% 至 10% 以進行長期儲存。
在工業大麻生產領域,古老的格言“一盎司預防勝過一磅治療”,當然適用!風、冰雹、干旱、害蟲和其他壓力因素會增加植物中的總 THC 水平。如果 THC 水平超過 0.3% 的閾值,生產商就有違反當地、州和聯邦法律的風險,并可能會受到罰款和農作物的破壞。此外,目前在美國沒有標記用于工業大麻作物的殺蟲劑(殺蟲劑、殺線蟲劑)、除草劑或殺菌劑。這對于室內和室外(田間規模)生產系統都是如此。因此,良好的作物管理和規劃對于降低這些風險和提高作物成功的可能性至關重要。
根據緯度和基本農藝投入,不同種類的工業大麻的反應非常不同。為了提高產量和質量,工業大麻應種植在排水良好、肥力高、有機質豐富的土壤上。土壤 pH 值應處于或略低于中性。如果從種子開始種植并且需要一些水分來發芽或雜草將接管,則可以使用使用常規耕作或免耕的標準谷物鉆機。理想的播種深度為 1/4 英寸,植物在堅固的床上發芽最好。根據各種因素,推薦的施肥范圍為 50 – 150 磅/英畝的氮;在為大麻生產提出基于科學的肥料建議之前,還需要進行額外的研究。
種植前應充分考慮植物的間距、當地環境條件和作物類型,以降低作物病蟲害的風險。對于需要分枝和開花的 CBD 和/或種子油生產,允許植物周圍有足夠的空氣流動可以減少害蟲的傳播,同時減少葉子上過多的水分積累,這可能會增加枯萎病或其他真菌傳播的機會。使用滴灌和適當的植物間距還可以減少與鄰近植物對水、陽光和養分的競爭。相比之下,用于纖維的大麻種植在密集的林分中,以促進更高的高度并阻止分枝和開花,從而最大限度地提高纖維產量。由于將大麻注冊為農作物的挑戰,第二部分——綜合蟲害管理)。
了解開花時間對于 CBD 的大麻生產至關重要。當作為移植物種植時,即使是最輕微的根限制也可以開始開花。大多數大麻品種在日照時間少于大約 14 小時時會開花。盡管農民可能會在霜凍風險過后(即 4 月或 5 月)早春種植大麻,尤其是在更偏南的地區,但大麻可能在植物有機會進行任何營養生長之前就開始開花. 同樣,如果種植者在本季(7 月下旬)種植太晚,植物可能會過早開花。因此,可能需要進行種植日期試驗,以確定特定地區大麻的最佳種植時間。存在自動開花品種,它們會在播種后的特定天數開始開花,但它們在生產中需要細微差別,并且在生長早期容易受到壓力。還建議在開花期間定期測試 THC,以便在花成熟期間 THC 水平開始接近法定閾值時,生產者可以確保收獲他們的作物。與當地機構合作對于確保遵守法規至關重要。