Cenchrus purpureus - Cenchrus purpureus

Cenchrus purpureus
Starr 061211-2254 Pennisetum purpureum.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Plantae
Clade:Трахеофиты
Clade:Покрытосеменные
Clade:Однодольные
Clade:Коммелиниды
Порядок:Poales
Семья:Poaceae
Подсемейство:Panicoideae
Род:Cenchrus
Виды:
C. purpureum
Биномиальное имя
Cenchrus purpureum
(Шумах.) Морроне.

Cenchrus purpureus, синоним Pennisetum purpureum,[1] также известен как Трава Napier, слоновая трава или Трава Уганды, это вид многолетних тропических трав, произрастающих на африканских лугах.[2] Он имеет низкие потребности в воде и питательных веществах, и поэтому может использовать в противном случае невозделываемые земли.[3] Исторически этот дикий вид использовался в основном для выпаса скота,[4] Однако в последнее время он использовался как часть двухтактная борьба с сельскохозяйственными вредителями стратегия. Травы Napier улучшаются плодородие почвы, и защитить засушливые земли от эрозия почвы. Он также используется для противопожарных и ветрозащитных экранов, при производстве бумажной массы, а в последнее время - для производства биомасла, биогаза и древесного угля.[3]

Описание

Cenchrus purpureus (или сетчатая трава) - однодольные многолетние травы С4 в семействе Poaceae.[4] Он высокий и образует массивные, похожие на бамбук глыбы.[2] Это гетерозиготное растение, но семена полностью формируются редко; чаще он размножается вегетативно через столоны, которые представляют собой горизонтальные побеги над почвой, которые простираются от родительского растения к потомству.[2] Он требует небольшого количества воды и питательных веществ.[3] Травяные плантации Napier производят около 40 тонн сухой биомассы с гектара в год.[3] со средней энергоемкостью 18 ГДж на тонну,[5] и траву можно собирать много раз в год.[2] Как правило, траву собирают с относительно короткими интервалами (каждые 1–3 месяца), когда она используется в качестве корма для животных (ее основное использование), и относительно длительными интервалами (4–12 месяцев), когда она используется для биоэнергетики. Более длинные интервалы увеличивают соотношение стеблей и листьев, что затрудняет пережевывание и переваривание корма, но во многих случаях ежегодный сухой урожай увеличивается. Через 4 месяца роста трава может достигать высоты 7-8 метров.[6] Наилучший рост он дает при температуре от 25 до 40 ° C и незначительный рост при температуре ниже 15 ° C, при этом рост прекращается при 10 ° C. Ботинки погибают от мороза, но с наступлением теплых влажных условий растения снова отрастают. Растет от уровня моря до высоты более 2000 м.[7] Его можно размножать семенами, однако, поскольку производство семян непостоянно, сбор затруднен.[2] Как вариант, его можно сажать через стеблевые черенки столонов. Черенки можно сажать, вставляя их по бороздам на расстоянии 75 см, как вдоль, так и между рядами.[8]

Уступать

Урожайность зависит от методов обработки (например, удобрений), качества почвы, дождя, солнечного света и температуры. Признавая его потенциал как биоэнергетической культуры, по всему миру были проведены испытания урожайности. В Малайзии Halim et al. протестировали 9 различных вариантов нейпера и обнаружили, что больше всего урожайности дает обычная нейперная трава (65 сухих тонн с гектара в год), а на втором месте - вариант королевской травы (62 тонны).[9] В Колумбии Cardona et al. оценивает диапазон урожайности 40–60 тонн сухого вещества для нейпирного варианта King Grass при оптимальных условиях.[10] Однако в более засушливых районах урожайность снижается; Gwayumba et al. оцените 15-40 сухих тонн как общий диапазон вылова для Кении.[11] Показано, что в верхней части диапазона нейпирные травы дают до 80 тонн сухого вещества с гектара в год.[12][13][14] а коммерческие застройщики нейпера рекламируют урожайность примерно 100 сухих тонн с гектара в год при условии наличия достаточного количества дождя или орошения (100 мм в месяц).[15][16] Эти урожаи высоки по сравнению с другими видами энергетических культур. Для крупных плантаций сосен, акаций, тополей и ив в регионах с умеренным климатом, по оценкам Смила, урожайность составляет 5–15 сухих тонн с гектара в год, а для таких же крупных плантаций с эвкалиптом, акацией, лейкенами, соснами и далбергиями в тропических и в субтропических регионах, его оценка составляет 20–25 сухих тонн. В Бразилии средняя урожайность эвкалипта составляет 21 т / га, но в Африке, Индии и Юго-Восточной Азии типичная урожайность эвкалипта ниже 10 т / га.[17]

Двухтактная борьба с вредителями

Техника борьбы с вредителями «пуш-пул» включает посадку желаемой культуры рядом с «толкающим» растением, которое отпугивает вредителей, в сочетании с «толкающей» культурой по периметру участка, которая вытягивает насекомых с участка.[4] Трава Napier показала потенциал в привлечении стеблевой моли (основная причина потери урожая в Африке) от кукурузы.[4] отсюда и "тянуть" урожай. Эта стратегия намного более экологична, служит большему количеству целей и более доступна для фермеров, чем инсектицид использовать. Стволовые (Busseola fusca и Chilo partellus ) являются причиной 10% общих потерь урожая в Южной и Восточной Африке и в среднем 14-15% в странах Африки к югу от Сахары.[2] Личинки наносят огромный вред кукурузе и сорго, зарываясь в их стебли и поедая их изнутри. Это не только затрудняет их обнаружение и удаление, но и повреждает ткань сосудов, необходимую для роста растений.[4] Эффективность инсектицида в отношении стволовых стволов невысока, поскольку личинки защищены слоями защитных клеточных стенок вокруг стебля.[8] Инсектициды также дороги для бедных фермеров и могут вызвать у вредителей химическую устойчивость.[18] Кроме того, химические вещества входят в состав конечных пищевых продуктов.[18] Вместо того, чтобы пытаться предотвратить появление вредителей, стратегия «тяни-толкай» (также известная как «стимул-сдерживающий») направлена ​​на то, чтобы направлять их неизбежную биологическую эволюцию, чтобы предотвратить повреждение ценных сельскохозяйственных культур.[18] Этот метод предлагает совместить сорго или кукурузу с десмодиумом (растением-«толкателем»), который отпугивает моль, когда они хотят отложить яйца. Десмодиум также обеспечивает почвенный покров и связывает азот, что улучшает плодородие почвы и сокращает трудозатраты на прополку.[4] Это сдерживающее средство используется в сочетании с травой Napier, высаженной по периметру участка.[4] Исследование кенийских фермеров, использующих стратегию «тяни-толкай», показало сокращение на 89% Стрига (сорняк-паразит), повышение плодородия почвы на 83% и эффективность борьбы с стволовыми бороздками на 52%.[19] Учитывая, что стриги, стеблочники и низкое плодородие почвы вместе приводят к потере урожая примерно в 7 миллиардов долларов США, чего достаточно, чтобы прокормить 27 миллионов человек,[19] применение этого метода могло бы значительно уменьшить отсутствие продовольственной безопасности.

Хотя это многообещающий и доступный вариант, успех тяни-Толкай борьба с вредителями во многом зависит от надлежащего выполнения в сочетании с другими передовыми экологическими методами. Во-первых, не все сорта травы Napier работают как ловушки. При исследовании восьми разновидностей только два вида банановых и угандийских голых сортов Napier привлекли самок бабочек для размещения яиц поверх кукурузы.[4] Из этих двух только банан значительно снизил выживаемость.[4] На фермерском поле рекомендуется посадить три ряда травы Bana Napier в качестве пограничной культуры по всему полю.[8] Существует возможность улучшить стратегию "пуш-пул" посредством дальнейших испытаний с различными промежуточными культурами, путем манипулирования аллелохимическими веществами в каждом промежуточном урожае, а также путем исследования чувствительности насекомых к естественным химическим веществам.[18] Оказавшись заметным в поле, трудно избавиться от паразитов-стеблевиков, поскольку личинки могут оставаться в спящем состоянии, и поэтому двухтактное управление не даст желаемого эффекта.[4] Рекомендуется, если заражение особенно серьезное, ни кукурузу, ни сорго нельзя высаживать на одном поле в следующем году, а вместо этого чередовать с другими культурами.[4] Также важно сжечь зараженные стебли или, если они используются по назначению, оставить их на солнце в течение трех дней.[4] Для получения желаемых результатов необходимо использовать двухтактную систему борьбы с вредителями в сочетании с передовой экологической практикой. Наконец, создание двухтактной системы требует увеличения рабочей силы на начальных этапах и достаточно большого земельного участка, чтобы оставить место для непродовольственная культура для посадки; эти факторы часто препятствуют его принятию.[19] Программа может повысить уровень внедрения за счет продвижения ее использования в сочетании с животноводством, что повысит экономическую ценность посадки Napier. Более подробную информацию можно найти на http://www.push-pull.net/ а также особенности реализации на http://www.push-pull.net/farmers_guide_2012.pdf .

Другое использование

Использование в качестве кормовой культуры в Кении

Трава Napier - самая важная кормовая культура для молочные фермеры в Восточная Африка.[2] Его высокая производительность делает его особенно подходящим для кормления крупного рогатого скота и буйволов.[20] Голые разновидности, такие как угандийская голая, имеют гораздо более высокую ценность в качестве корма.[2] Поскольку он может расти при небольшом количестве воды и питательных веществ, выпас продуктивно использует засушливые земли для производства продуктов питания. Кроме того, поголовье скота может быть включено в систему управления «тяни-толкай», что обеспечит еще одну экономически жизнеспособную цель для «ловушки». Трава Napier ценна для африканских ландшафтов, поскольку предотвращает эрозия почвы. Он также может служить защитой от огня, ветра и улучшать плодородие почвы.[2]Совсем недавно Нэпир использовался для уменьшения нагрузки на производство продуктов питания, поскольку 2 Гга непахотных земель подходят для энергетический урожай производство.[3] Термическая пиролитическая конверсия используется для производства древесного угля, биогаза и биомасла.[3] Хотя эта технология в настоящее время не используется, ее можно использовать как средство обеспечения энергией африканских сообществ, одновременно обогащая почвы местного ландшафта.[3] Он также используется как источник топлива. Молодые листья и побеги съедобны, их готовят для приготовления супов и рагу.[21]

Голландская компания превратила траву в пластик, который можно использовать для упаковки.[22]

использованная литература

  1. ^ Паудель, Дев; Каннан, Баскаран; Ян, Сипин; Харрис-Шульц, Карен; Туди, Махендар; Варшней, Раджив К .; Альтпетер, Фреди; Ван, Цзяньпин (26.09.2018). «Изучение генома и построение генетической карты высокой плотности нейпирграсса (Cenchrus purpureus Schumach)». Научные отчеты. 8 (1): 14419. Bibcode:2018НатСР ... 814419П. Дои:10.1038 / с41598-018-32674-х. ISSN  2045-2322. ЧВК  6158254. PMID  30258215.
  2. ^ а б c d е ж г час я [Фаррелл, Г., Саймонс, С. А., & Хиллокс, Р. Дж. (2002). Вредители, болезни и сорняки травы Napier, Pennisetum purpureum: Обзор. Международный журнал борьбы с вредителями, 48 (1), 39-48.]
  3. ^ а б c d е ж г [Стрезов, В., Эванс, Т. Дж., И Хейман, К. (2008). Термическое преобразование слоновой травы Pennisetum purpureum Schum) на биогаз, бионефть и древесный уголь. Технология биоресурсов, 99, 8394-8399.]
  4. ^ а б c d е ж г час я j k л [Хан, З. Р., Мидега, К. А. О., Вадхамс, Л. Дж., Пикетт, Дж. А., & Мумуни, А. (2007). Оценка сортов травы Napier (Pennisetum purpureun) для использования в качестве растений-ловушек для борьбы с африканским стебелькообразным (Busseola fusca) в рамках стратегии «пуш-пул» Entomologia Experimentalis et Applicata, 124, 201-211].
  5. ^ См. Страницу 831: Флорес, Рилнер А .; Уркиага, Второе место; Alves, Bruno J. R .; Кольер, Леонардо С .; Бодди, Роберт М. (1990-01-06). «Урожайность и качество биомассы слоновой травы, производимой в регионе серрадос для биоэнергетики». Engenharia Agrícola. 32 (5): 831–839. Дои:10.1590 / S0100-69162012000500003. ISSN  0100-6916. Получено 2020-09-15.
  6. ^ Ансах, Т .; Osafo, E .; Хансен, Ханне (2010). «Урожайность трав и химический состав четырех сортов Napier (Pennisetum purpureum) трава убрана через три дня после посадки ». Журнал сельского хозяйства и биологии Северной Америки. Научный центр. 1 (5): 928, таблица 4. Дои:10.5251 / abjna.2010.1.5.923.929. ISSN  2151-7525.
  7. ^ "Cenchrus purpureus & гибриды". Тропические корма. Получено 2020-10-04.
  8. ^ а б c [Амина, А. Вонг, К. С. и Энг П. К. (1997). Методы быстрого вегетативного размножения пастбищных видов и промышленного производства. Региональное развитие кормов, ФАО, Рим, стр. 167-178.]
  9. ^ Почва удобрена, осадков выпало 2700 мм. Результаты по урожайности см. В таблице 2, стр. 40: «Урожайность и питательность девяти сортов травы Napier в Малайзии» (PDF). Семантический ученый. S2CID  59143548. Получено 2020-08-29.
  10. ^ См. Страницу 206: Кардона, Элиана; Риос, Хорхе; Пенья, Хуан; Пеньуэла, Мариана; Риос, Луис (2016). «Королевская трава: очень многообещающий материал для производства этанола второго поколения в тропических странах». Биомасса и биоэнергетика. Elsevier BV. 95: 206–213. Дои:10.1016 / j.biombioe.2016.10.008. ISSN  0961-9534.
  11. ^ См. Страницу 516: Gwayumba, W .; Кристенсен, Д. А .; McKinnon, J. J .; Ю. П. (01.04.2002). «Потребление сухого вещества, усвояемость и надой молока фризскими коровами, которых кормили двумя сортами травы Napier» (PDF). Азиатско-Австралазийский журнал наук о животных. Азиатская Австралазийская ассоциация обществ животноводства. 15 (4): 516–521. Дои:10.5713 / ajas.2002.516. ISSN  1011-2367.
  12. ^ Zhang et al. измерил урожай банановой травы 74 тонны сухого гектара в год при легких удобрениях и 1000 мм осадков. См. Страницы 96, 98: Чжан, Ся; Гу, Хунжу; Дин, Ченглонг; Чжун, Цзяньли; Сюй, Нэнсян (2010). «Коэффициент пути и кластерный анализ урожайности и морфологических признаков в Pennisetum purpureum" (PDF). Тропические луга. Институт зоотехники Академии сельскохозяйственных наук Цзянсу, Нанкин, Китай. 44: 95–102. S2CID  55554503.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  13. ^ Хошино и др. измерил урожайность 75,6 сухих тонн с гектара в год на второй год роста при сильном удобрении и при уровне осадков 1000 мм в год. См. Страницы 310, 311, 315: Хосино, Масао; Оно, Сигеру; Sirikiratayanond, Ниттая (1979). «Производство сухого вещества тропических трав и бобовых и его сезонные изменения в Таиланде» (PDF). Японский журнал науки о пастбищах. 24: 310–317. Дои:10.14941 / трава.24.310.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  14. ^ Vicente-Chandler et al. обнаружили, что сильно удобренный наперрас дает 75 661 фунт сухого вещества на акр в год при срезке с интервалом в 90 дней, что эквивалентно 84,8 тонны на гектар в год. См. Страницу 202: Висенте-Чандлер, Хосе; Сильва, Сервандо; Фигарелла, Хасинто (1959). «Влияние азотных удобрений и частоты стрижки на урожай и состав трех тропических трав». Агрономический журнал. Вайли. 51 (4): 202–206. Дои:10.2134 / agronj1959.00021962005100040006x. ISSN  0002-1962.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  15. ^ «Общие потребности в воде составляют примерно 100 мм (4 дюйма) в месяц эквивалентного количества осадков. [...] Урожайность гигантской королевской травы зависит от времени между сборами. Например, шестимесячный урожай высокой гигантской королевской травы, можно рассчитывать получить 80 или более тонн свежей травы на акр (180 метрических тонн на гектар) при влажности примерно 70-75%. Для двух урожаев в год эти цифры удвоятся ». Viaspace (2020). "Giant King® Grass: расти и собирать". Получено 11 июля 2020.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  16. ^ Mackay называет урожайность 360 влажных тонн с гектара в год, но не дает количественной оценки влажности. Маккей (2020). "Маккей Бана Грасс". Получено 11 июля 2020.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  17. ^ См. Страницы 85-86: Смил, Вацлав (2015). Плотность мощности: ключ к пониманию источников и использования энергии. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN  978-0-262-02914-8. OCLC  897401827.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  18. ^ а б c d [Миллер, Дж. Р. и Коулз, Р. С. (1990). Стимуло-сдерживающее отвлечение: концепция и ее возможное применение для борьбы с личинками лука. Журнал химической экологии, 16 (11), 3197-3212.]
  19. ^ а б c [Хан, З. Р., Амудави, Д. М., Мидега, К. А. О., Ваньяма, Дж. М., и Пикетт, Дж. А. (2008). Восприятие фермерами технологии «тяни-толкай» для борьбы с побегами злаковых культур и сорняками стрига в западной Кении. Crop Protection, 27, 976-987.]
  20. ^ «Ученые поддерживают использование травы Napier в качестве устойчивого способа кормления стада». Africanews. 2020-01-31. Получено 2020-02-07.
  21. ^ Heuzé V., Tran G., Giger-Reverdin S., Lebas F., 2016. Слоновья трава (Pennisetum purpureum). Feedipedia, программа INRA, CIRAD, AFZ и FAO. https://www.feedipedia.org/node/395 Последнее обновление материала 23 июня 2016 г., 17:09
  22. ^ «Биопластик - Вайберс». Получено 2020-02-13.

внешние ссылки

Данные, относящиеся к Cenchrus purpureus в Wikispecies