規(guī)劃有助于區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)相對(duì)碳效率的提高

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)在棉田上應(yīng)用植物聲頻控制技術(shù)取得成功。自2006年以來(lái)，經(jīng)過(guò)3年的試驗(yàn)示范，在兵團(tuán)7個(gè)師24個(gè)團(tuán)場(chǎng)的5000余公頃棉田上證實(shí)，聲波處理可促進(jìn)棉花的生長(zhǎng)發(fā)育，平均提高產(chǎn)量12.7%。

此項(xiàng)研究報(bào)告刊登于《農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)》2010年第26卷第6期，題為“植物聲頻控制技術(shù)對(duì)棉花生產(chǎn)的影響”，第一作者現(xiàn)為中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室客座教授。

植物聲頻控制技術(shù)是一項(xiàng)新興物理農(nóng)業(yè)技術(shù)。其基本原理是給植物播放特定頻率的聲波，與植物自發(fā)聲的頻率產(chǎn)生諧振，提高光合效率，促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育達(dá)到增產(chǎn)增收。

新疆棉區(qū)是我國(guó)西北內(nèi)陸棉區(qū)的重要組成部分，該區(qū)是國(guó)內(nèi)最適宜植棉并有著巨大發(fā)展?jié)摿Φ拿迏^(qū)，也是我國(guó)唯一的長(zhǎng)絨棉產(chǎn)區(qū)。棉田面積和產(chǎn)量都約占全國(guó)的1/4，主要分布在塔里木盆地、吐魯番盆地和準(zhǔn)噶爾盆地西南緣。棉花作為新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，為確保連續(xù)的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，在2001年和2002年兩年的小面積試驗(yàn)基礎(chǔ)上，兵團(tuán)科技局于2006年正式立項(xiàng)引進(jìn)植物聲頻控制技術(shù)，到2008年已在南北疆的5000余hm2棉田上應(yīng)用。

研究表明，聲波處理促進(jìn)了棉花的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。表現(xiàn)在處理區(qū)棉花的株高、葉面積和果枝數(shù)分別較對(duì)照增加了1.71%、5.25%和1.14%。由于棉花95%以上的干物質(zhì)都是由葉片的光合作用生產(chǎn)的，葉面積增加5.25%直接影響到棉花的生長(zhǎng)?；A(chǔ)研究表明適當(dāng)頻率和強(qiáng)度的聲波處理可影響細(xì)胞周期的同步化，使大部分細(xì)胞處于染色體合成狀態(tài)的S期為對(duì)照的1.9倍，加快了細(xì)胞分裂。另外，聲波處理可使細(xì)胞膜的流動(dòng)性增大與磷脂質(zhì)較松散，導(dǎo)致細(xì)胞分裂加快，產(chǎn)生更多細(xì)胞、加快營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。

聲波處理促進(jìn)了棉花的生殖生長(zhǎng)，處理區(qū)棉花的結(jié)鈴數(shù)和單鈴重分別較對(duì)照增加9.22%和3.34%。其原因是聲波處理可調(diào)節(jié)植物內(nèi)源激素的含量和比例。聲波處理使生長(zhǎng)素（IAA）、細(xì)胞分裂素之一的多胺（PAS）含量增加，有利于植物根部生長(zhǎng)、細(xì)胞分裂、葉片、花芽的形成。結(jié)鈴數(shù)和單鈴重的增加自然導(dǎo)致產(chǎn)量的提高。3年試驗(yàn)平均增產(chǎn)12.7%。聲波處理增產(chǎn)的理論基礎(chǔ)是處理提高了植物體內(nèi)能量代謝的關(guān)鍵物質(zhì)三磷酸腺苷（ATP）的含量（為對(duì)照的1.6倍），提高了光能利用率供給植物更多的能量達(dá)到穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。

植物聲頻控制技術(shù)具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。處理區(qū)平均的籽棉產(chǎn)量為4803.1公斤每公頃，對(duì)照區(qū)為4259.1公斤每公頃，即每公頃多收544公斤，每公斤籽棉按售價(jià)5元計(jì)，每公頃增收2720元，每臺(tái)設(shè)備每次處理6.67公頃計(jì)，年增收18142.4元，減去每臺(tái)設(shè)備費(fèi)、電費(fèi)、人工費(fèi)約5000元，當(dāng)年投入產(chǎn)出比為1:2.6。

該項(xiàng)研究還證實(shí)了在一定范圍內(nèi)聲波的增產(chǎn)效應(yīng)與距離聲源的遠(yuǎn)近呈負(fù)相關(guān)，這給在大面積生產(chǎn)中植物聲頻發(fā)生器的布區(qū)提供了依據(jù)。