高粱技术的革新与挑战：克莱姆森大学的研究与未来展望

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高粱技术的革新与挑战：克莱姆森大学（2024USNews美国大学排名：86）的研究与未来展望

2024年6月26日，克莱姆森大学的研究人员Alex Coleman正在研究一种名为“双队”（Double Team，DT）的新高粱技术，以解决南卡罗来纳州种植者面临的杂草控制问题。DT高粱由Sorghum Partners公司开发，采用常规育种方法添加了一种特性，与FirstAct除草剂配合使用，能有效控制草类杂草。FirstAct的活性成分是Quizalofop，尽管其他除草剂也含有相同成分，但根据技术使用协议，种植者只能使用FirstAct。高粱是一种高效用水、非转基因、无麸质的作物，通常用作美国的牲畜饲料。Coleman的研究还包括评估含DT特性的高粱品种的产量潜力及其应对东南部疾病压力的能力。研究表明，FirstAct除草剂在南卡罗来纳州的生长季节可以使用两次，目前只需一次应用即可见效。Coleman还关注产量拖累问题，即新特性的引入可能会以牺牲其他特性为代价，如产量或抗病性。研究将在南卡罗来纳州的多个地点进行，旨在使高粱种植更容易，并为当地农民提供新的作物选择。

克莱姆森大学在农业研究中的角色

克莱姆森大学在农业研究领域一直扮演着重要角色。作为一所拥有悠久历史的研究型大学，克莱姆森大学不仅在传统农业技术上有着深厚的积累，还在现代农业科技的前沿不断探索。Alex Coleman的研究正是这一传统的延续和发展。通过与Sorghum Partners公司的合作，克莱姆森大学不仅为南卡罗来纳州的农民提供了新的解决方案，也为全球农业科技的发展贡献了力量。

Sorghum Partners在DT高粱开发中的作用

Sorghum Partners公司在DT高粱的开发中起到了关键作用。2021年9月7日，Sorghum Partners推出了新的Double Team Sorghum Cropping Solution，这一解决方案使得在高粱中控制草类杂草成为现实。Double Team高粱杂交品种包含DT特性，能够耐受Adama公司的FirstAct除草剂，从而实现对草类杂草的顶端喷洒控制。该特性通过常规育种程序开发，非转基因。研究始于2000年代初，经过多年的研究和试验，最终在2019年进行大规模商业测试。DT高粱表现出色，没有产量下降，有些品种甚至比其他杂交品种早熟几天。

Quizalofop在除草剂中的使用及其效果

FirstAct除草剂是一种组1 Accase抑制剂，已在大豆、棉花和Enlist玉米杂交品种中使用。农民需要遵循特定的使用和管理步骤，包括在种植前确保田地干净，并在作物达到12英寸高度时进行首次喷洒。FirstAct可以控制多种草类杂草，但高粱与johnsongrass和shattercane密切相关，可能会通过花粉传播抗药性基因，因此需要特别管理。2021年，Double Team系统的谷物必须避免进入商品谷物渠道，主要用于动物饲料、乙醇生产、宠物食品和其他工业用途。五个DT杂交品种目前可用，具有高产潜力，其中一个具有良好的抗旱性，另一个对甘蔗蚜虫有中等耐受性。第二代DT杂交品种可能包括饲料高粱，并可能提供甘蔗蚜虫耐受性和一些炭疽病抗性。

2022年6月17日，堪萨斯州立大学发布了一篇关于在高温天气下使用除草剂的四个注意事项的文章。首先，高温或干旱压力会减缓植物的生长过程，尤其是对系统性除草剂如草甘膦和杀草剂如clethodim和quizalofop的影响较大。一般来说，在早晨植物恢复后施用系统性除草剂效果最佳。其次，植物叶片在高温下会变得更加蜡质，叶片角度也会改变，导致除草剂难以渗透。使用最大标示剂量的除草剂和表面活性剂，并在较凉爽的时间喷洒，可以提高效果。第三，叶面施用的非转移性除草剂在高温下对作物的伤害更大，但也能更有效地控制杂草。如果温度超过90°F，尽量推迟施用这些除草剂，或者减少剂量并在气温下降后施用。最后，高温和低湿度会增加除草剂的挥发性，特别是对dicamba和2,4-D等除草剂。避免在温度超过90°F时施用这些除草剂，使用较大的喷雾滴以减少蒸发。文章强调，使用商品名称仅为方便读者，并不意味着对特定产品的认可。

新特性对作物产量和抗病性的影响

2024年2月6日，《突破研究所》发表了一篇关于美国环境保护署（EPA）新规对抗病作物影响的文章。全球每年因植物病害和害虫损失20-40%的作物产量，经济损失超过2200亿美元，威胁粮食安全并加剧气候变化。以柑橘黄龙病为例，自2005年在佛罗里达州发现以来，每年造成超过10亿美元的损失。尽管出现了几种潜在的基因解决方案，但新的EPA法规可能使其难以进入市场。CRISPR技术可以快速应对农业害虫，但EPA对CRISPR编辑作物的监管过于繁重，阻碍了创新。2023年，EPA通过了新的法规，改变了对抗病和抗虫作物的监管，称为植物内置保护剂（PIPs）。然而，这些法规可能会减少创新，特别是对水果、蔬菜和坚果等特种作物。文章建议EPA应调整法规，使其更符合风险比例，支持创新，并与美国农业部（USDA）的定义保持一致。

结论

克莱姆森大学的Alex Coleman和Sorghum Partners公司在DT高粱技术上的合作，展示了现代农业科技在解决实际问题上的巨大潜力。通过引入DT特性和FirstAct除草剂，南卡罗来纳州的农民将能够更有效地控制草类杂草，提高高粱的产量和质量。然而，新的特性也带来了新的挑战，如产量拖累和抗病性问题，这需要进一步的研究和优化。通过不断的创新和合作，农业科技将继续为全球粮食安全和可持续发展做出贡献。