利用丛枝状菌根真菌和内生真菌提升大麻籽纤维含量与大麻素含量

为何土壤帮手对这种熟悉的植物很重要

大麻以其坚韧多用途的纤维以及使大麻植物闻名的化学物质而著称。本研究探讨了生活在土壤中并寄生于大麻根系的微小伙伴，如何同时提升纤维质量和有用的大麻素，同时减少对合成肥料的需求。对农民、产业界和关注环境的读者而言，这提示了更清洁的方法来种植这种用于纺织、建筑材料及其他产品的高需求作物。

作为一种有用且需养分的作物的大麻

大麻是大麻属的一种近缘植物，长而粗壮的茎中充满了长而坚韧的纤维。这些纤维用于纺织、造纸、建筑材料和生物基塑料。大麻还产生大麻素，如大麻二酚（CBD）和四氢大麻酚（THC），尽管工业大麻品种通常含量远低于用于娱乐或医用的大麻。与许多作物一样，大麻生产常依赖合成肥料以获得高产，但长期大量使用这些投入会损害土壤生物和水质。因此，作者寻找能够在更少化学投入下维持强劲生长和纤维质量的生物帮手。

地上与地下的友好真菌

研究小组聚焦于两类天然与植物结成伙伴关系的真菌。丛枝状菌根真菌生活在根周及根内，向土壤中延伸细长丝体，帮助植物获取磷、氮和钾等养分。内生真菌则静默寄居于植物组织内而不引起明显的病症，某些菌株还能产生植物激素、从土壤矿物中释放养分并提高抗逆性。研究者选取了两种菌根物种和两种从大麻及其他宿主分离出的内生物种，先确认这些内生菌不会在大麻叶片上引发病害症状。

对土壤伙伴的试验

在为期90天的温室盆栽试验中，采用以纤维为主的品种(RPF3)的扦插植株在六种处理条件下生长。处理包括未添加微生物也不施肥、仅施加合成肥料，或在不施合成肥料的情况下接种四种真菌之一。研究人员测量了植株高度、叶面积、茎与韧皮纤维干重、根系性状及叶片营养水平。他们还分析了纤维组成，重点关注决定强度的纤维素及相关成分，并用化学分析测定叶片和枝条中的CBD与THC含量。根样本在显微镜下检验以确认真菌已对植株进行定殖。

在生物支持下的生长、纤维与大麻素

接受任一有益真菌处理的植株均比未施肥对照生长更好，表现为茎更高、叶片更大、总生物量更多。合成肥料仍然带来总体上最大的植株，但一种内生真菌Macrophomina phaseolina在无化学投入的情况下几乎达到了相近的表现。各处理之间的根系总体相似，尽管一种菌根物种增加了根长和根表面积。对工业界尤为重要的是，接种真菌的植株其纤维含量等于或高于施肥植株，其中一种菌根物种Rhizophagus aggregatus使与强韧高质量纤维相关的富含纤维素的组分达到最高水平。

天然伙伴与植物化学成分

这些真菌伙伴也影响了大麻的化学成分。所有植株均产生了纤维用大麻典型的低水平CBD与THC，但接种真菌的植株其浓度高于未施肥对照。尤其是R. aggregatus和内生菌Lasiodiplodia theobromae导致单位干重CBD与THC的增加最为显著。由于施肥使植株体积显著增大，施肥对照的单株总大麻素量仍然最高，即使其浓度只是中等。作者认为更好的营养供应以及真菌对植物防御通路的微妙激活可能驱动了这些植物化学成分的变化。

这对未来大麻田意味着什么

对非专业读者而言，关键信息是：经过精心选择的土壤与内生真菌可以帮助大麻良好生长、形成更强的纤维并调节其大麻素水平，即使在没有合成肥料的情况下。这些生物伙伴在试验条件下未对大麻造成损害，并且在某些情况下在促进生长方面可与肥料匹敌。尽管仍需更多田间研究以确认温室外的安全性与表现，结果指向更可持续的大麻栽培路径——依靠土壤中的活生物帮手而非仅依赖化学投入。

引用: Seemakram, W., Paluka, J., Khota, W. et al. Enhancement of fiber content and cannabinoids of hemp using arbuscular mycorrhizal fungi and endophytic fungi. Sci Rep 16, 15829 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46869-0

关键词: 大麻栽培, 有益真菌, 菌根, 纤维质量, 大麻素