规划有助于区域土地利用结构相对碳效率的提高

新疆生产建设兵团在棉田上应用植物声频控制技术取得成功。自2006年以来，经过3年的试验示范，在兵团7个师24个团场的5000余公顷棉田上证实，声波处理可促进棉花的生长发育，平均提高产量12.7%。

此项研究报告刊登于《农业工程学报》2010年第26卷第6期，题为“植物声频控制技术对棉花生产的影响”，第一作者现为中国农业大学农业部设施农业工程重点开放实验室客座教授。

植物声频控制技术是一项新兴物理农业技术。其基本原理是给植物播放特定频率的声波，与植物自发声的频率产生谐振，提高光合效率，促进生长发育达到增产增收。

新疆棉区是我国西北内陆棉区的重要组成部分，该区是国内最适宜植棉并有着巨大发展潜力的棉区，也是我国唯一的长绒棉产区。棉田面积和产量都约占全国的1/4，主要分布在塔里木盆地、吐鲁番盆地和准噶尔盆地西南缘。棉花作为新疆生产建设兵团农业的支柱产业，为确保连续的稳产高产，在2001年和2002年两年的小面积试验基础上，兵团科技局于2006年正式立项引进植物声频控制技术，到2008年已在南北疆的5000余hm2棉田上应用。

研究表明，声波处理促进了棉花的营养生长。表现在处理区棉花的株高、叶面积和果枝数分别较对照增加了1.71%、5.25%和1.14%。由于棉花95%以上的干物质都是由叶片的光合作用生产的，叶面积增加5.25%直接影响到棉花的生长。基础研究表明适当频率和强度的声波处理可影响细胞周期的同步化，使大部分细胞处于染色体合成状态的S期为对照的1.9倍，加快了细胞分裂。另外，声波处理可使细胞膜的流动性增大与磷脂质较松散，导致细胞分裂加快，产生更多细胞、加快营养生长。

声波处理促进了棉花的生殖生长，处理区棉花的结铃数和单铃重分别较对照增加9.22%和3.34%。其原因是声波处理可调节植物内源激素的含量和比例。声波处理使生长素（IAA）、细胞分裂素之一的多胺（PAS）含量增加，有利于植物根部生长、细胞分裂、叶片、花芽的形成。结铃数和单铃重的增加自然导致产量的提高。3年试验平均增产12.7%。声波处理增产的理论基础是处理提高了植物体内能量代谢的关键物质三磷酸腺苷（ATP）的含量（为对照的1.6倍），提高了光能利用率供给植物更多的能量达到稳产高产。

植物声频控制技术具有显著的经济效益。处理区平均的籽棉产量为4803.1公斤每公顷，对照区为4259.1公斤每公顷，即每公顷多收544公斤，每公斤籽棉按售价5元计，每公顷增收2720元，每台设备每次处理6.67公顷计，年增收18142.4元，减去每台设备费、电费、人工费约5000元，当年投入产出比为1:2.6。

该项研究还证实了在一定范围内声波的增产效应与距离声源的远近呈负相关，这给在大面积生产中植物声频发生器的布区提供了依据。