Crescimento aprimorado, eficiência no uso da água e benefício econômico para o milho por irrigação por gotejamento no noroeste da China

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8392 (2023) Citar este artigo

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A aplicação de irrigação por gotejamento tem recebido cada vez mais atenção, mas falta uma análise comparativa sistemática entre a irrigação por gotejamento e o método convencional de irrigação em bordadura para milho, atualmente. Um estudo de campo de 7 anos de 2015 a 2021 avaliou os efeitos da irrigação por gotejamento (DI, 540 mm) ou método convencional de irrigação de bordadura (BI, 720 mm) no crescimento do milho, eficiência do uso da água (WUE), bem como lucratividade. Os resultados mostraram que a altura da planta, índice de área foliar, rendimento, WUE e benefício econômico do milho com DI foram significativamente maiores do que BI. A translocação de matéria seca, a eficiência de transferência de matéria seca e a contribuição da translocação de matéria seca para o grão com DI apresentaram aumento significativo de 27,44%, 13,97% e 7,85% em relação ao BI, respectivamente. Em comparação com a irrigação de borda convencional, o rendimento da irrigação por gotejamento aumentou 14,39%, bem como a WUE e a eficiência do uso da água de irrigação (IWUE) aumentaram 53,77% e 57,89%. O retorno líquido e o benefício econômico da irrigação por gotejamento foi de 1.998,87 e 756,58 USD$ hm-1 maior do que o da BI. A irrigação por gotejamento aumentou o retorno líquido e a relação custo/benefício em 60,90% e 22,88% em comparação com o BI. Esses resultados demonstram que a irrigação por gotejamento pode efetivamente melhorar o crescimento, rendimento, WUE e benefício econômico do milho no noroeste da China. Portanto, a irrigação por gotejamento pode ser usada para o cultivo de milho para aumentar o rendimento da colheita e a WUE no noroeste da China, que reduziu a água de irrigação em cerca de 180 mm.

A distribuição dos recursos hídricos na China é desigual, o que se manifesta no sudeste rico e na falta do noroeste. A escassez de recursos hídricos tornou-se um fator importante que restringe o desenvolvimento da agricultura no norte da China1. Atualmente, o consumo de água agrícola da China representa mais de 70% do consumo total de água, e a água de irrigação representa 90–95% do consumo de água agrícola2. Para a região noroeste com relativamente menos recursos hídricos, algodão, trigo e milho são as principais culturas. O crescimento das lavouras está intimamente relacionado à disponibilidade de água3. Como fazer uso econômico e eficaz dos recursos hídricos e implementar medidas razoáveis ​​de irrigação são as questões centrais da produção agrícola4,5. Portanto, é imperativo otimizar o método de irrigação para melhorar a WUE.

Devido à diferença de várias tecnologias de irrigação, uma parte significativa da pesquisa agrícola está focada em melhorar a WUE e conservar a água sem penalizar o rendimento6. A irrigação convencional de bordadura tem alta cota de irrigação, baixa uniformidade, difícil de controlar e grande evaporação no campo, o que torna difícil melhorar ainda mais o rendimento e a WUE7. A tecnologia de irrigação por gotejamento é um novo tipo de tecnologia de irrigação de superfície para o desenvolvimento da agricultura economizadora de água8, que provou ser bem-sucedida na economia de água e na melhoria dos rendimentos. Suryavanshi et al.9 descobriram que a irrigação por gotejamento aumentou a produtividade do trigo em comparação com a irrigação por aspersão e piscina. Zhang et al.10 e Liu et al.11 descobriram que, em comparação com a irrigação por sulcos, a irrigação por gotejamento a 30 kPa melhorou o rendimento em 4,3–15%, aumentou o lucro líquido em 3,1–23% e reduziu a aplicação de água em 57%. Raina et al.12 constataram que a irrigação por gotejamento, além de proporcionar uma economia de 54% da água de irrigação, resultou em uma produção de frutos 40% maior em comparação com a irrigação por superfície. Devido à diferente quantidade de irrigação e intensidade de irrigação de diferentes técnicas de irrigação economizadoras de água13, o método de irrigação afeta diretamente o crescimento e desenvolvimento do milho14. Os resultados da pesquisa de Qin et al.15 mostram que, sob diferentes métodos de irrigação, a irrigação por gotejamento não só cumpre o papel de economia de água, mas também no crescimento do milho pode desempenhar um papel no aumento da produção. O'Neill et al.16 mostraram que, usando a irrigação por sulcos para produzir o mesmo número de grãos de milho, a irrigação por gotejamento subsuperficial economiza quase 30% do consumo total de água (irrigação, água da chuva, água do solo), enquanto a irrigação por aspersão economiza quase 8% do consumo de água. Mehriya et al.17 relataram que a máxima eficiência de uso da água de 5,7 kg hm-1 e economia de água de 39,04% foi observada sob irrigação por gotejamento.