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甘蔗种植面临高成本、劳动密集和资源利用低效等问题。研究人员以甘蔗茎侧芽颗粒为种子开展研究,发现 D2A2 处理(9 月种植,A2 颗粒)可提高甘蔗分蘖密度、茎数和产量。该研究为甘蔗种植提供新方向,有重要意义。
在全球农业领域,甘蔗(Saccharum officinarum L.)作为重要的工业作物,每年产量可观,种植范围广泛。然而,传统的甘蔗种植方式却面临着诸多困境。高昂的生产成本,其中种植材料成本就占了生产总成本的 16%;种植过程极为依赖人力,劳动强度大;并且资源利用效率低下,造成了大量的浪费。传统种植所使用的常规插条(40cm 长)很容易变质,这使得种子发芽情况不佳,为了保证产量,不得不进行重新种植,而这部分成本竟然超过了生产总成本的 20%。这些问题严重制约了甘蔗产业的可持续发展,因此,寻找一种高效、低成本且可持续的甘蔗种植方法迫在眉睫。
在这样的背景下,来自伊朗的研究人员,包括 Zahra Ajribzadeh、Salim Farzaneh 等人,为了解决传统甘蔗种植面临的难题,开展了一项具有创新性的研究。他们将目光聚焦在甘蔗茎侧芽颗粒作为种子的应用上,试图通过优化种子质量和种植技术,提高甘蔗的产量,同时降低生产成本,提高资源利用效率。这项研究成果发表在《BMC Plant Biology》上,为甘蔗种植领域带来了新的希望和方向。
研究人员采用了一系列关键技术方法来开展此项研究。他们在伊朗胡齐斯坦省甘蔗及副产品开发研究与培训学院(SBDRTI)的实验田进行实验,采用裂区随机完全区组设计。主区处理为不同的种植日期(2021 年 8 月 25 日、9 月 25 日和 10 月 25 日),副区处理则是四种不同的颗粒类型,分别为 A1(淀粉 + 泥炭 + 微复合肥料)、A2(淀粉 + 泥炭 + 营养化合物 + 多菌灵杀菌剂)、A3(单芽无颗粒)和 A4(对照,即 50cm 无颗粒插条),每个处理设置三个重复。实验过程中,对甘蔗的出苗率、芽数、分蘖数、茎数、茎产量和可回收糖产量等指标进行测定,并运用 SAS 软件对收集到的数据进行分析。
研究结果主要包括以下几个方面:
- 出苗率、芽数、分蘖数和茎数:种植日期和颗粒处理对甘蔗出苗率、芽数、分蘖数和茎数等指标有显著影响。在所有处理中,D2A2 处理(9 月种植,使用 A2 颗粒)表现最为突出,其出苗率高达 97%,每平方米的茎数达到 16.39,显著高于其他处理,有效克服了单芽种植的局限性。
- 茎产量:D2A2 处理的茎产量最高,达到了 10kg/m2,与 D1A2 处理相比,在统计学上无显著差异。未处理的单芽(A3)在不同种植日期下的表现均不如其他处理,而 A2 处理在不同种植日期下的表现均优于 A3 处理。此外,10 月种植的茎产量低于 8 月和 9 月种植。
- 可回收糖产量:A2 处理的可回收糖产量最高,为 1.11kg/m2。8 月和 10 月种植的可回收糖产量相较于 9 月种植呈下降趋势,A3 处理的这一趋势最为明显。
研究结论和讨论部分指出,本研究表明甘蔗茎侧芽颗粒种植具有巨大潜力,是替代传统种植方法的可行选择。其中,D2A2 处理在提高出苗率、分蘖密度和茎产量方面表现卓越,相较于传统方法,出苗率提高到 97%,分蘖密度增加 13%,茎产量提高 19%,同时显著减少了种植材料的需求,降低了 70 - 80% 的成本,为甘蔗种植提供了一种经济高效且可持续的解决方案。此外,9 月的种植日期能够确保该地区处于最佳环境条件,有利于实现甘蔗的最大产量。不过,研究也发现,10 月种植时,由于温度较低(平均 28.2°C),不利于甘蔗的生长和作物的建立,导致作物的出苗率和产量下降。这也提示在不同气候条件下,需要进一步研究合适的播种时间,以充分发挥甘蔗侧芽颗粒种植的优势,实现甘蔗的长期高产和大规模商业化生产。
综上所述,这项研究为甘蔗种植行业带来了新的思路和方法,有望推动甘蔗产业朝着更加可持续、高效的方向发展,对全球甘蔗种植的优化和升级具有重要的指导意义。