新型象草品种在热带地区产量最大化研究：以泰国为例及其对土壤修复与生物能源生产的双重效益

本研究针对化石燃料引发的环境问题及热带地区生物质能源作物优化栽培的迫切需求，系统探讨了四种象草品种（Dwarf、Pak Chong 1、Bana、Suvarnabhumi）在泰国南部地区的施肥策略与收割间隔（60/90/120天）对比。通过裂区随机完全区组设计（RCBD），研究发现施肥显著提升土壤有机质（OM）、磷（P）、钾（K）含量并降低容重，同时Suvarnabhumi品种在60天收割间隔下获得最高鲜生物量产量（139,744 kg/ha）。该研究为象草作为可持续生物能源作物与土壤修复工具提供了关键实践依据，对推进热带地区农业-能源协同发展具有重要意义。

　　

随着全球能源需求持续增长和化石燃料导致的环境问题日益严峻，开发可持续的生物能源作物已成为国际社会关注的焦点。泰国政府通过《替代能源发展计划（AEDP 2018）》明确提出要大幅提升能源作物的发电占比，这为热带地区生物质能源的发展提供了政策支持。在众多能源作物中，象草（Pennisetum purpureum）因其生长迅速、生物产量高且适应热带气候而备受青睐。然而，在实际栽培过程中，如何通过优化施肥策略、收割间隔和品种选择来最大化产量，同时改善土壤健康，仍是当前研究的关键难点。

为系统解决上述问题，泰国孔敬大学能源工程系的Kanjanapon Borisoot等研究人员在《Environmental Technology》发表了题为"Maximizing Yield with Novel Napier Grass Breed for Tropical Region: A Case Study of Thailand"的研究论文。该研究以泰国南部Prachaup Khiri Khan省为试验基地，通过为期一年的田间试验，深入探讨了四种象草品种（Dwarf、Pak Chong 1、Bana、Suvarnabhumi）在两种施肥处理（不施肥NF0与施肥F52）和三种收割间隔（60天C60、90天C90、120天C120）下的生长表现、生物产量及土壤改良效应。

在研究设计上，团队采用了裂区随机完全区组设计（RCBD），设置5次重复，共120个试验单元。每个子plot面积为120 m2，植株间距为1.2 m×0.8 m。施肥处理中，F52组施用300 kg/ha的15-15-15基础肥及每次收割后追加125 kg/ha的尿素。土壤分析涵盖物理（质地、容重）与化学性质（pH、OM、N、P、K、CEC等），生长参数则每月记录株高、茎粗和分蘖数。生物产量按不同收割频率全年累计计算，数据通过三因素方差分析（ANOVA）和最小显著差异法（LSD）进行统计检验。

研究结果首先揭示了土壤性质的显著改善。经过一年象草栽培，土壤容重从1.77 g/cm3降至1.23–1.26 g/cm3，有机质从0.89%提升至1.07%，有效磷（P）从1.7 mg/kg大幅上升至21.0 mg/kg（施肥区）。但长期施氮也导致土壤pH从6.06降至5.33，提示需注意酸化风险。

在生长特性方面，株高增长最显著的是Pak Chong 1和Suvarnabhumi，在120天收割间隔下分别达到149.34 cm和144.75 cm（施肥条件下）。茎粗则以Pak Chong 1和Suvarnabhumi表现最优，分别达2.02 cm和相近水平。分蘖数方面，Dwarf品种表现突出，在施肥120天条件下达到26.16个/丛。方差分析表明，收割间隔对株高和分蘖数影响最大（F=174.04，η2=0.197），而施肥和品种则是茎粗的主要决定因素。

生物产量结果尤为引人注目。Suvarnabhumi在施肥结合60天收割条件下年产量高达139,744 kg/ha，相当于未施肥组的3倍以上。Dwarf在同等条件下也达到79,925 kg/ha。值得注意的是，延长收割间隔至120天并未带来产量增益，反而多数品种出现下降，例如Pak Chong 1从128,344 kg/ha（90天）降至94,200 kg/ha（120天），说明过度延长生长周期可能导致资源利用效率降低。

综上所述，本研究通过多因素交互实验证实了象草在热带地区生物能源生产与土壤修复中的双重潜力。Suvarnabhumi和Dwarf更适合60天短周期高产栽培，而Pak Chong 1与Bana则在90天间隔下表现更优。施肥显著促进生物量和土壤养分提升，但需配合土壤pH调控措施。该研究不仅为泰国及类似热带地区的能源作物栽培提供了实践指南，也为全球生物能源可持续发展与农业土壤健康管理提供了重要范例。未来研究可进一步聚焦象草 biomass 特性与沼气转化效率的关联机制，以深化其在循环农业中的应用价值。