Улучшение роста, эффективность использования воды и экономическая выгода для кукурузы за счет капельного орошения на северо-западе Китая

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 8392 (2023) Цитировать эту статью

270 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Применению капельного орошения уделяется все больше и больше внимания, но в настоящее время отсутствует систематический сравнительный анализ между капельным орошением и традиционным методом пограничного орошения для кукурузы. В ходе 7-летнего полевого исследования с 2015 по 2021 год оценивалось влияние капельного орошения (DI, 540 мм) или традиционного метода пограничного орошения (BI, 720 мм) на рост кукурузы, эффективность использования воды (ЭВЭ), а также рентабельность. Результаты показали, что высота растения, индекс площади листьев, урожайность, ЭИВ и экономическая выгода кукурузы с DI были значительно выше, чем с BI. Транслокация сухого вещества, эффективность переноса сухого вещества и вклад транслокации сухого вещества в зерно с DI показали значительное увеличение на 27,44%, 13,97% и 7,85% по сравнению с BI соответственно. По сравнению с традиционным пограничным орошением урожайность капельного орошения увеличилась на 14,39%, а ЭИВ и эффективность использования оросительной воды (ЭВВ) увеличились на 53,77% и 57,89%. Чистая прибыль и экономическая выгода от капельного орошения были на 1998,87 и на 756,58 долларов США в час выше, чем у BI. Капельное орошение увеличило чистую прибыль и соотношение выгод/затрат на 60,90% и 22,88% по сравнению с BI. Эти результаты показывают, что капельное орошение может эффективно улучшить рост, урожайность, ЭИВ и экономическую выгоду от выращивания кукурузы на северо-западе Китая. Таким образом, капельное орошение можно использовать при выращивании кукурузы для повышения урожайности и ЭИВ на северо-западе Китая, где уровень поливной воды сократился примерно на 180 мм.

Распределение водных ресурсов в Китае неравномерно, что проявляется в богатстве юго-востока и недостатке северо-запада. Нехватка водных ресурсов стала важным фактором, ограничивающим развитие сельского хозяйства Северного Китая1. В настоящее время потребление воды в сельском хозяйстве Китая составляет более 70% общего потребления воды, а оросительная вода составляет 90–95% потребления воды в сельском хозяйстве2. В северо-западном регионе с относительно меньшими водными ресурсами основными сельскохозяйственными культурами являются хлопок, пшеница и кукуруза. Рост сельскохозяйственных культур тесно связан с наличием воды3. Как экономично и эффективно использовать водные ресурсы и осуществлять разумные ирригационные мероприятия, являются ключевыми вопросами сельскохозяйственного производства4,5. Поэтому крайне важно оптимизировать метод орошения для повышения ЭИВ.

Из-за различий в различных технологиях орошения значительная часть сельскохозяйственных исследований сосредоточена на улучшении ЭИВ и экономии воды без снижения урожайности6. Традиционное пограничное орошение имеет высокую оросительную квоту, плохую однородность, его трудно контролировать, а также большое испарение с полей, что затрудняет дальнейшее повышение урожайности и ЭИВ7. Технология капельного орошения – это новый тип технологии поверхностного орошения для развития водосберегающего сельского хозяйства8, который доказал свою эффективность в экономии воды и повышении урожайности. Сурьяванши и др.9 обнаружили, что капельное орошение увеличивает урожайность пшеницы по сравнению с дождевальным и бассейновым орошением. Чжан и др.10 и Лю и др.11 обнаружили, что по сравнению с орошением по бороздам капельное орошение при давлении 30 кПа увеличивает урожайность на 4,3–15%, увеличивает чистую прибыль на 3,1–23% и снижает полив на 57%. Райна и др.12 обнаружили, что капельное орошение, помимо экономии 54% оросительной воды, привело к повышению урожайности фруктов на 40% по сравнению с поверхностным орошением. Из-за разного количества и интенсивности орошения при различных водосберегающих методах орошения13 метод орошения напрямую влияет на рост и развитие кукурузы14. Результаты исследований Цинь и др.15 показывают, что при различных методах орошения капельное орошение не только обеспечивает экономию воды, но и способствует росту кукурузы, может играть роль в увеличении производства. О'Нил и др.16 показали, что при использовании бороздкового орошения для производства того же количества зерен кукурузы подпочвенное капельное орошение экономит почти 30% общего потребления воды (орошение, дождевая вода, почвенная вода), а спринклерное орошение экономит почти 8% от потребления воды. Мехрия и др.17 сообщили, что максимальная эффективность водопользования 5,7 кг/ч и экономия воды 39,04% наблюдались при капельном орошении.