中国北西部における点滴灌漑によるトウモロコシの成長、水利用効率、経済的利益の向上

Scientific Reports volume 13、記事番号: 8392 (2023) この記事を引用

270 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

点滴灌漑の適用はますます注目を集めていますが、現時点ではトウモロコシに対する点滴灌漑と従来の境界灌漑法の体系的な比較分析は不足していました。 2015年から2021年までの7年間の現地調査では、点滴灌漑（DI、540mm）または従来の境界灌漑法（BI、720mm）がトウモロコシの生育、水利用効率（WUE）および収益性に及ぼす影響を評価した。結果は,DIを用いたトウモロコシの草丈,葉面積指数,収量,WUEおよび経済的利益がBIよりも有意に高いことを示した。 DIによる乾物移動,乾物移動効率および穀物への乾物移動の寄与は,BIと比較してそれぞれ27.44%,13.97%および7.85%の有意な増加を示した。従来の国境灌漑と比較して、点滴灌漑の収量は 14.39% 増加し、WUE と灌漑用水利用効率 (IWUE) は 53.77% と 57.89% 増加しました。点滴灌漑の純収益と経済的利益は、BI よりも 1998.87 米ドルと 756.58 米ドル hm−1 高かった。点滴灌漑は、BI と比較して、純利益と便益/費用比が 60.90% および 22.88% 増加しました。これらの結果は、点滴灌漑が中国北西部におけるトウモロコシの成長、収量、WUE、および経済的利益を効果的に改善できることを示しています。したがって、点滴灌漑をトウモロコシ栽培に使用して作物収量を増加させることができ、中国北西部の WUE では灌漑用水を約 180 mm 削減できます。

中国の水資源の分布は不均一であり、それは豊かな南東部と不足している北西部に現れています。水資源の不足は、中国北部における農業の発展を制限する重要な要因となっています1。現在、中国の農業用水消費量は総水消費量の 70% 以上を占め、灌漑用水は農業用水消費量の 90 ～ 95% を占めています2。水資源が比較的少ない北西部地域では、綿花、小麦、トウモロコシが主要作物です。作物の成長は水の利用可能量と密接に関係しています3。水資源を経済的かつ効果的に利用し、合理的な灌漑対策をいかに実施するかは、農業生産の中核問題です4,5。したがって、WUE を改善するには灌漑方法を最適化することが不可欠です。

さまざまな灌漑技術の違いにより、農業研究の重要な部分は、収量を犠牲にすることなく WUE を改善し、水を節約することに焦点を当てています6。従来の国境灌漑は、灌漑割当量が高く、均一性が悪く、制御が難しく、圃場蒸発量が大きいため、収量と WUE7 をさらに改善することが困難です。点滴灌漑技術は、節水農業の発展のための新しいタイプの地表灌漑技術8であり、節水と収量の向上に成功していることが証明されています。 Suryavanshi et al.9 は、点滴灌漑がスプリンクラーやプール灌漑と比較して小麦の収量を増加させることを発見しました。 Zhang et al.10 と Liu et al.11 は、畦間灌漑と比較して、-30 kPa での点滴灌漑は収量を 4.3 ～ 15% 増加させ、純利益を 3.1 ～ 23% 増加させ、散水量を 57% 削減したことを発見しました。 Raina et al.12 は、点滴灌漑により、灌漑水を 54% 節約できるだけでなく、表面灌漑と比較して果実収量が 40% 増加することを発見しました。節水灌漑技術によって灌漑量と灌漑強度が異なるため13、灌漑方法はトウモロコシの成長と発達に直接影響します14。 Qin et al.15 の研究結果は、さまざまな灌漑方法の下で、点滴灌漑が節水の役割を果たすだけでなく、トウモロコシの成長においても生産量の増加に役割を果たすことができることを示しています。 O'Neill et al.16 は、畝間灌漑を使用して同じ数のトウモロコシ粒を生産することにより、地下点滴灌漑は総水消費量 (灌漑、雨水、土壌水) のほぼ 30% を節約し、スプリンクラー灌漑はほぼ 8% を節約できることを示しました。水の消費量。 Mehriya et al.17 は、点滴灌漑下で最大水利用効率 5.7 kg hm-1 と節水 39.04% が観察されたと報告しました。

これまでの灌漑研究は、トウモロコシの生育促進だけでなく、収量、水の配分、水の利用効率などにも焦点を当ててきました。中国北西部における点滴灌漑と従来の国境灌漑に関する長期的な比較研究はほとんどありません。長期的な研究が不足しているため、節水灌漑以来、中国北西部のトウモロコシ生産にどれだけの利益がもたらされたかを体系的に説明することはできません。点滴灌漑は、従来の国境灌漑と比較して、トウモロコシの成長促進、WUEの改善、経済的利益という利点があると考えられます。これらの以前の研究の多くは、短期的な影響 (2 年以内) について実施された定量的評価であり、特定の側面 (土壌条件または作物の特性) に限定されていました。中国の新疆ウイグル自治区では、トウモロコシに対する長期点滴灌漑と従来の国境灌漑の比較結果は公表されていない。この論文では、同じ研究地域を目指して、点滴灌漑と従来の境界灌漑がトウモロコシの成長、IWUE、および経済的利益に及ぼす影響を、同じ土壌性状と植栽モードの下での7年間の比較実験によって研究しました。したがって、この分析は、トウモロコシ作付けのための節水灌漑法の促進と適用に対する科学的根拠と、乾燥地域における農業の持続可能な発展に対する理論的根拠を提供します。

野外実験は、2015年から2021年まで中国北部石河子市（東経86度09分、北緯45度38分）にある農業省作物水利用試験場で実施された。この地域は温暖な大陸性気候で、年間平均日照時間は約2770時間。 10 °C を超える累積温度は 3649 °C です。平均年間降水量は 125.0 ～ 207.7 mm、年間平均蒸発量は 1942 mm です。トウモロコシの生育期の7年間の最高・最低気温と生育期の平均降水量を図1に示します。地下水深は年によって2～3mと異なります。土壌タイプは灰色の砂漠土壌です。土壌の物理化学的特性の 7 年間の平均を表 1 に示します。

2015 年から 2021 年までのトウモロコシの生育期間中の気象変動。 (a) 毎日の平均気温。 (b) 月間有効降雨量。

この研究では、点滴灌漑（DI）と従来の境界灌漑（BI）による 3 つの反復からなる野外実験計画が使用されました。点滴灌漑の灌漑割当量は 540mm であったのに対し、従来の国境灌漑の灌漑割当量は 720mm であり、これは地元農民の灌漑量を指す。点滴灌漑では、水と肥料の統合灌漑モデルが使用されます。従来の境界灌漑では、苗水に種子肥料を播種し、その後の灌漑は単純な水と肥料の統合モードを採用しています。各生育期間および生育期間全体における灌漑と施肥のレベルを表 2 に示します。点滴灌漑トウモロコシの播種、収穫、サンプリング時期を表 3 に示します。異なる灌漑方法の限界効果を考慮して、6 つのプロットを分離しました。幅 2.2 m の隔離ストリップによって隣接する区画から分離され、各区画 (110 平方メートル) のサイズは長さ 20 m、幅 5.5 m でした。各区画には水量計と肥料タンクを設置し、それぞれ灌漑用水と肥料の施用量を監視しました。

ジョイントプランターを使用して、ドリップテープ、プラスチックフィルムを敷き、種を蒔きました。実験では植栽密度は 1.26 × 105 hm−2 であった。植物は0.8mと0.3mの広い列と狭い列が交互に播種され、列内の植物間の間隔はそれぞれ14.4cmでした（図2、点滴テープの間隔は110cmでした）。害虫と雑草の防除は、その地域の従来の慣行に従って行われました。

トウモロコシ栽培における点滴灌漑と従来の境界灌漑の図。

試験品種としては、中国北部で一般的に栽培されているトウモロコシ品種「ZD958」を使用した。 Zhengdan 958 は、中国で承認されている近交系 Zheng 58 と Chang 7-2 (寄託番号 20000009) の子孫です。この研究では、Zhengdan 958 の種子は、Beijing Denong Seed Technology Co. Ltd. から提供されました。植物の実験研究と現地調査は、関連する制度的、国家的、国際的なガイドラインと法律に準拠しました。実験で使用した尿素（N ≥ 46.4%、顆粒）は、Xinlianxin Co, Ltd.（中国新疆ウイグル自治区）によって製造されました。リン酸モノアンモニウム (N ≥ 12%、P2O5 ≥ 61%、粉末) は、貴州海リングループ有限公司 (貴陽、中国) によって製造されます。硫酸カリウムは、Luobupo Potassium Salt Co., Ltd. (新疆、中国) によって製造されています。

灌漑用水の水源は深さ100mの深井戸でした。水の塩分濃度は 0.2 ～ 0.3 g L-1 でした。点滴灌漑ベルトの種類は、新疆天業社（中国石河子市）製の単翼ラビリンス点滴灌漑ベルト（WDF16/2.6-100）でした。壁厚は0.18 mm、内径は16 mm、滴下穴の間隔は300 mm、定格流量は2.0 L h-1、使用圧力は0.1〜0.15 MPaでした。

同様の成長を示す 10 本のトウモロコシを開花期および成熟期の各処理から無作為に選択し、地面からトウモロコシの頂部までの高さをテープで測定しました18。

開花および成熟段階で非破壊的に緑葉面積 (GLA) を決定するために、各プロットの中央の列から 10 個の代表的な植物が選択されました。葉の長さ (L) と最大幅 (W) を記録し、GLA の計算に使用しました。

ここで、N は土地の単位面積内の植物の数、S は土地の単位面積です19。

SPAD-502 クロロフィルメーター (ミノルタ、日本) を使用して、開花期および成熟期に無作為かつ連続的に選択した 10 個のトウモロコシ植物の穂葉を測定しました。

トウモロコシの開花と成熟時に、各処理から均一に成長した 4 つのトウモロコシ植物をランダムに選択し、ハサミで植物の茎の底から切り取り、後の段階の葉、茎、および生殖器官 20 をアーカイブに保管しました。袋に入れて生重量で重量を測定し、その後乾燥重量を乾燥重量測定法を使用して測定した。すべての植物サンプルを 105 °C で 30 分間加熱し、その後 85 °C で一定の重量になるまで乾燥させました。各植物画分を秤量して、その乾物重量を求めた。

開花期（2015年7月15日、2016年7月17日、2017年7月20日、2018年7月18日、2019年7月14日、2020年7月15日、2021年7月19日）および成熟期（2021年7月19日）において圃場サンプリングと調査を実施した。トウモロコシの2015年8月24日、2016年8月25日、2017年8月28日、2018年8月25日、2019年8月22日、2020年9月2日、2021年8月27日）。

トウモロコシの成熟期間中、各プロットに対してランダムサンプリングが行われました。トウモロコシを各地点で連続して２０本選び、穂の長さ、条数、ハゲの長さを測定し、トウモロコシの穂を脱穀した。穀物を風乾し、重量を測定し（1000粒質量および総穀物質量と呼ぶ）、ヘクタール当たりの収量に換算した。穀粒収量と穀粒重量は水分含量 14% で表されました。

収量(kg hm−2) = 20粒重量(g)/20穂×126,000/1000×[1−粒含水率(%)]/(1−14%)21．

乾物移動量 (kg hm−2) = 開花期の茎および葉の乾物 - 成熟期の茎および葉の乾物。

乾物移動効率（％）＝乾物移動／開花期の茎葉乾物×１００；

乾物転流の穀粒への寄与（％）＝乾物転流／穀粒収量×10022。

季節蒸発散量 (ET) は水収支アプローチを使用して推定されました。

ここで、P、降水量。私、灌漑。 Cp、地下水からの毛細管上昇による寄与。 Dp、深い浸透。 Rf、流出。 ΔS = Sf − Si、プロファイル内の土壌水分貯蔵量の変化。ここで、Si、播種時のプロファイル内の土壌水分貯蔵量、および Sf、収穫時のプロファイル内の土壌水分貯蔵量。

地下水の深さが 2 ～ 3 m であるため、Cp は無視できると想定されました。土壌深さ 90 cm 未満では土壌水分貯蔵量の変化が無視できるため、Dp は 90 cm を超えると無視できると考えられました。すべての区画に堤防が設けられていたため、畑からの流出（Rf）はありませんでした。 ΔS、播種時の土壌水分貯蔵量は収穫時の土壌水分貯蔵量と同様であり、無視できます。したがって、

ここで、Y はトウモロコシの穀粒収量です。

灌漑用水利用効率24（kg・m−3）の計算式は、

点滴灌漑と従来の国境灌漑の経済的利益を単純に比較するために、年間の地代、機械、種子、農薬、保険、労働力、肥料を同じ価格に設定しました。すべての処理のヘクタール当たりの純収入は、総収入から植栽費用を差し引くことによって計算されました。コストに対する利益の比率 (B:C) は、方程式 25 の式を使用して計算されました。

利益/費用比 = 総利益 (USD$ hm−1) / 栽培コスト USD$ hm−1

この論文では 7 年間の平均データを使用しています。すべてのデータは、一元配置分散分析、最小有意差 (LSD) 検定 (α = 0.05) を使用した多重平均比較を含む、SPSS 25.0 を使用して統計的に分析されました。この図は、origin 2018 と Excel 2016 を使用して作成されました。ダンカン検定を実行して複数の比較を実施し、異なる処理の平均値間の有意差を特定しました。 p < 0.05の場合、差は統計的に有意であるとみなされました。

点滴灌漑は、さまざまな程度でトウモロコシの成長指数に影響を与えます。平均DIトウモロコシの草丈、葉面積指数、SPADはBIよりも高かった。 BI と比較して、点滴灌漑の開花期の草丈は 7.92% 増加し、成熟期の草丈は 5.95% 増加しました (図 3)。葉面積指数は開花期でDIがBIより22.24%高かった。成熟段階では、DIはBIより24.70%高かった（図4）。点滴灌漑のSPADは、開花期および成熟期のBIと比較して3.82％および3.65％増加しました（図5）。一般に、異なる灌漑方法はトウモロコシの草丈と葉面積指数に大きな影響を及ぼし、異なる処理間で SPAD に有意差はありませんでした。さまざまな灌漑方法は、トウモロコシの草丈、葉面積指数、および SPAD と特定の関係があります。

トウモロコシの開花期および成熟期における点滴灌漑と従来の境界灌漑の間の草丈。 (a) トウモロコシの開花期の草丈。 (b) トウモロコシの成熟時の草丈。

トウモロコシの開花期および成熟期における点滴灌漑と従来の境界灌漑の間の葉面積指数。 (a) トウモロコシの開花期の葉面積指数。 (b) トウモロコシの成熟時の葉面積指数。

トウモロコシの開花期および成熟期における点滴灌漑と従来の境界灌漑の間の SPAD。 (a) トウモロコシの開花期の SPAD。 (b) トウモロコシの成熟時の SPAD。

灌漑方法は、開花期および成熟期におけるトウモロコシのバイオマス蓄積に大きな影響を与えました (p < 0.05)。 BI と比較して、点滴灌漑の生殖器バイオマスは 11.61% 増加し、点滴灌漑の茎バイオマスは 8.79% 増加し、点滴灌漑の葉バイオマスは 14.31% 増加し、開花時の総バイオマスは 10.20% 増加しました。それぞれステージに配置されます（図6）。成熟段階におけるトウモロコシの乾物蓄積量を図 7 に示します。DI 下の生殖器官バイオマスは BI より 5.78% 増加し、葉バイオマスは 8.17% 増加し、茎バイオマスは 8.55% 増加し、総バイオマスは 6.75% 増加しました。、それぞれ。成熟段階のトウモロコシの生殖器官、葉、茎および総バイオマスは、BI よりも高かった。

点滴灌漑と従来の国境灌漑の間のトウモロコシの開花期における乾物蓄積。

点滴灌漑と従来の国境灌漑の間のトウモロコシの成熟段階における乾物の蓄積。

表 4 の結果は、穂あたりの列数を除いて、点滴灌漑がトウモロコシの収量とその成分に大きな影響を与えたことを示しています。トウモロコシ DI の収量は BI よりも大幅に高かったことがわかります。トウモロコシDIの平均収量はBIよりも1644.51kg hm−2高く,増加率は14.39%であった。収量構造、穂の直径、列あたりの粒数、穂あたりの列数、および1000粒の重量の観点から、点滴灌漑は従来の境界灌漑よりも大きく、収量構成要素は2.69％、8.97％、2.84％、7.87％と大幅に増加したことが示されました。 %。

表 5 の結果は、灌漑方法がバイオマス移動および関連指標に大きな影響を与えたことを示しています。 DI の乾物移動は BI より 27.44% 高かった。 DI の乾物移動効率は 59.22 ～ 85.04%、BI は 49.72 ～ 75.63% でした。 DI の乾物移動効率は BI より 13.97% 高かった。 DI の乾物寄与率は BI より 7.85% 高かった。一般に、点滴灌漑は、乾物移動、乾物移動効率、および穀物の寄与の点で従来の国境灌漑よりも優れており、トウモロコシの収量を向上させるのにより有益でした。

水利用効率（WUE）は、さまざまな灌漑方法における農業用水利用単位の経済性を比較するための基準です（表 6）。 BI と比較して、DI の IWUE はそれぞれ 0.99、1.10、1.15、1.36、1.37、1.24、および 1.48 kg m-3 増加しました。 7年間のDIのWUEは0.82、0.88、0.89、1.18、1.12、1.14、1.36増加し、BIのWUEより53.77%高かった。 DIの平均IWUEはBIの平均IWUEより57.90%高かった。点滴灌漑はトウモロコシの WUE と IWUE を改善し、節水に重要な役割を果たしました。

総コストを差し引いた後、DI の純利益は BI よりも大幅に高くなります (表 7)。同じ基準に基づいた 7 年間の総コスト。 BI の総コストは DI の総コストより 3.89% 高い。 BI と比較すると、DI の総収益、純収益、便益/費用比 (B:C) は 18.50%、60.90%、22.88% 増加しました。純経済収益は、産出量から投入量を差し引くことによって計算されました。投入物には、土地賃貸料、種子、化学肥料、農薬、機械、労働力が含まれます。点滴灌漑のコストは従来の国境灌漑の 91.41 USD$ hm−1 よりも低く、純利益は 756.58 USD$ hm−1 を上回ります。

従来の国境灌漑と比較して、点滴灌漑は短い灌漑サイクル 26 と適度な土壌水分の明白な乾湿境界面 27 という特徴を持ち、トウモロコシの成長に役立ちます。点滴灌漑は、従来の国境灌漑と比較してトウモロコシの成長を促進し、収量を増加させます。この研究は、従来の国境灌漑と比較して、点滴灌漑は平均総バイオマスを開花期と成熟期で10.20％および6.75％増加させ、収量を10.67％増加させることを示しました。 Sandhu ら 28 は、点滴灌漑システム下のトウモロコシと小麦は、畝間灌漑と比較して、それぞれ 13.7% と 23.1% という大幅な穀物収量増加を示したことを発見しました。 Xuら29は、天水トウモロコシからの穀物収量が最も低いことを発見したが、点滴灌漑法は従来の国境灌漑よりも40%の節水で穀物収量が14%増加した。 Zhang et al.30 は、フィルムの下での点滴灌漑は従来の灌漑と比較してトウモロコシのバイオマスを大幅に増加させ、成熟段階のバイオマスは 6.90% 増加したと報告しました。 Li らの研究 31 では、点滴灌漑により成長期の乾物が増加し、成熟期のバイオマスが 4.9 ～ 11.1% 増加することがわかりました。以前の研究の結果はこの研究の結果と類似しています。点滴灌漑技術は、点滴灌漑とフィルムマルチの利点を採用し、耕作可能な土壌層に適切な作物の生育条件を作り出します32。点滴灌漑は、高頻度の灌漑を通じて、作物の根に少量の水をゆっくりと適用するため、作物は常に良好な水に恵まれ、従来の灌漑によって引き起こされる定期的な過剰な水や水分不足を回避します33。したがって、点滴灌漑はトウモロコシの成長にさらに役立ちます。この研究におけるトウモロコシの成長と収量の結果は、以前の研究の結果と類似しています。要約すると、点滴灌漑はトウモロコシの成長と収量の増加により有利でした。主な理由は次のとおりです。 (1) 異なる灌漑方法。フィルム下の点滴灌漑は、給水場所と灌漑頻度を変更し、それによって灌漑水の浸透モードと分布特性に影響を与え、トウモロコシの根域の有効水分量を増加させ、トウモロコシの成長に有益であり、したがってトウモロコシの収量が増加しました。 (2) 異なる灌漑割り当て。これまでの多くの研究では、新疆北部におけるトウモロコシの最適な灌漑割当量は約540mmであり、多すぎても少なすぎても収量の向上にはつながらないことが示されている。 (3) 異なる灌漑と施肥の時間間隔。灌漑頻度の増加により、下部根の表面積と重量が増加し、根が外側に移動し、楕円体の体積が増加し、トウモロコシの成長が促進されました。

点滴灌漑は、高周波灌漑によって作物の根の土壌に水と肥料を直接ゆっくりと滴下します34。根域に楕円形または球形の湿潤体が形成されます。これは、作物が土壌から水を吸収するのに有益であり、深い漏出を効果的に減らすことができます35。点滴灌漑の水は主にトウモロコシの根域に分布するため、作物の吸収と利用に有益であり、水の利用効率が向上します36。したがって、点滴灌漑はトウモロコシの場合、従来の国境灌漑よりも優れた WUE と IWUE を示します。作物のWUEは、作物の吸水・利用効率を測る重要な指標です。この研究によると、点滴灌漑の平均 WUE は 3.01%、従来型国境灌漑の平均 WUE は 1.96%、点滴灌漑の平均 IWUE は 3.38%、従来型国境灌漑の IWUE は 2.14%、水生産効率は57.90%増加します。水の生産効率は 53.77% 向上しました。 Xiong et al.37 の研究では、断続的な灌漑により、従来の灌漑と比較して水の利用効率が少なくとも 18.2% 向上することが示されています。 Rasool et al.38 は、畝間灌漑処理と比較して、点滴灌漑処理では 33.4 ～ 60.0% の節水が見られたことを発見しました。 Ghamarnia et al.39 は、土壌と水のモニタリングと組み合わせて、さまざまな点滴灌漑ベルトと表面処理を使用することにより、地域の従来の畝間灌漑と比較して、点滴灌漑トウモロコシの季節灌漑水が 36 ～ 81% 節約されることを示しました。 Fonteyne et al.40 は、従来の耕耘条件下では、点滴灌漑は畦間灌漑より平均 36% 節水し、点滴灌漑と保全農業を組み合わせた灌漑は畦間灌漑より平均 40% 節水できることを示しました。これらは私たちの結果と一致していました。点滴灌漑は、灌漑用水の利用効率を向上させるだけでなく、節水灌漑の効果も得られます。中国北西部における点滴灌漑技術の大規模な普及と応用により、経済的、社会的、生態学的に大きな利益が得られました。

中国北西部の基本灌漑量の条件下で、点滴灌漑は従来の国境灌漑と比較してトウモロコシの成長、乾物蓄積、WUEを促進し、それによって収量が増加した。従来の国境灌漑と比較して、点滴灌漑は、中国北西部のトウモロコシ栽培における節水、高収量、高効率の灌漑方法です。点滴灌漑下のトウモロコシの収量は従来の国境灌漑よりも14.39%高く、水利用効率は43.48～68.09%、灌漑用水利用効率は47.63～70.60%、経済効率は756.58USD増加した。 $hm−1。点滴灌漑は将来の持続可能な農業発展にとってより効果的な手段となり、これにより灌漑用水の使用量が約180mm削減されました。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

Nassab、ADM、Amon、T. & Kaul、HP バイオガスのためのトウモロコシとヒマワリの間作物における競争と収量。工業用作物生産品科学。 34、1203–1211 (2011)。

記事 CAS Google Scholar

Jin, W.、Liu, SS、Zhang, K. & Kong, W. 農業用水の消費量に対する農業生産効率の影響。 J.ナット。リソース。 33、1326–1339 (2018)。

Google スカラー

Niu, Z.、Zhang, Y.、Li, T.、Balezentis, T. & Shen, Z. 中国のトウモロコシ農業における全要素生産性の伸び: 一般化された生産性指標の応用。バス。エコン。管理。 22、1189–1208 (2021)。

記事 Google Scholar

ヤン、S.ら。点滴発酵冬小麦の粒充填特性、粒重量および生産性に及ぼす水と肥料管理の影響。農業。水の管理。 213、983–995 (2019)。

記事 Google Scholar

Wang, H. et al. 新疆北部における点滴栽培綿花の穀物収量、水と肥料の使用効率に対する水と肥料の相乗効果。中国。畑作物研究所 219、169–179 (2018)。

記事 Google Scholar

ジョシュア、E. et al. 気候変動下での農業生産に対する将来の灌漑用水の利用可能性の制約と可能性。手順国立アカド。科学。 USA 111、3239–3244 (2014)。

記事 Google Scholar

アーカンソー州ミッチェルとモンタナ州ヴァン・ゲヌクテンひび割れた土壌の洪水灌漑。土壌科学。社会午前。 J. 57、490–497 (1993)。

記事 ADS Google Scholar

Wang, Y. et al. 中国北西部におけるトウモロコシの土壌水分バランスと水利用効率に対する点滴灌漑の影響。水 13、217 (2021)。

記事 Google Scholar

Suryavanshi, P. & Buttar, GS さまざまな灌漑方法とスケジュールが小麦の水生産性に及ぼす影響。 J. 土壌水保全。 19、398–403 (2020)。

記事 Google Scholar

Zhang, TB、Zou, YF、Kisekka, I.、Biswas, A. & Cai, HJ 乾燥した灌漑地域におけるトウモロコシの収量、水生産性、経済的利益を相乗的に改善するためのさまざまな灌漑方法の比較。農業。水の管理。 20、243 (2021)。

Google スカラー

Liu、HJ、Yuan、BZ、Hu、XD & ying、CY 点滴灌漑は、中国北部の温室におけるキュウリの収量と経済的利益を損なうことなく、水の利用効率を高めます。イリグ。科学。 40(2)、135–149 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Raina, JN、Thakur, BC & Verma, ML 点滴灌漑とポリエチレンマルチがトマトの収量、品質、水利用効率に及ぼす影響。インドのJ.アグリック。科学。 69、430–433 (1999)。

Google スカラー

Michel, JC & Kerloch, E. 灌漑戦略に従った栽培中の有機栽培培地の水力特性と湿潤性の進化。科学。ホルティック。 217、28–35 (2017)。

記事 CAS Google Scholar

Zhu, ZR、Zhu, DL、Ge, MS & Liu, CX スプリンクラー水を注ぐ能力に対するトウモロコシの生育樹冠と灌漑特性の影響。 J. 乾燥地。 14、787–810 (2022)。

記事 Google Scholar

秦、SJら。フィルムマルチの下での点滴灌漑は、十分な灌漑条件下で作物の蒸発散量を減らし、水を節約できますか? 農業。水の管理。 177、128–137 (2016)。

記事 Google Scholar

オニール、CJ、ハンフリーズ、E.、ルイス、J.、カトゥピティヤ、A. 溝と加圧灌漑下のニューサウスウェールズ州南部におけるトウモロコシの生産性。 8月。 J.Exp. 農業。 48(3)、285–295 (2008)。

記事 Google Scholar

メリヤ、ML 他。乾燥した気候条件下で栽培されたクミンの収量、品質、水利用効率に対する点滴灌漑と施肥の反応。農学バーゼル 10、1–11 (2020)。

Google スカラー

ゴング、LS 他。中国北部における植物成長調整戦略を策定することにより、トウモロコシの穀粒収量を向上させる。 J. 統合農業。 20、622–632 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Zheng, J.、Fan, JL、Zhang, FC、Yan, SC & Xiang, YZ 中国の半乾燥した黄土高原における降雨量は、貫流量、幹流量、およびトウモロコシの樹冠による遮断損失に分割されます。農業。水の管理。 195、25–36 (2018)。

記事 Google Scholar

Smoczynska, A. & Szweykowska-Kulinska, Z. イネ科の花の発育におけるマイクロRNA媒介制御。アクタビオチム。ポール。 63、687–692 (2016)。

CAS PubMed Google Scholar

EL-Hendawy, SE、EL-Lattief, EAA、Ahmed, MS & Schmidhalter, U. 点滴灌漑トウモロコシの収量と水利用効率に対する灌漑率と植物密度の影響。農業。水の管理。 95、836–844 (2008)。

記事 Google Scholar

Cox、MC、Qualset、CO & Rains、DW 小麦における窒素同化と転座の遺伝的変異。 II. 穀物収量とタンパク質に関連した窒素同化。作物科学。 25、435–440 (1985)。

記事 CAS Google Scholar

Bandyopadhyay, KK et al. （2009年）。インド中央部のバーティソルにおける限られた水供給下での小麦の投入利用効率に対する灌漑と窒素施用方法の影響。灌漑科学 28(4)、285–299。

グイザニ、M. 他チュニジア中西部における持続的かつ周期的な欠乏灌漑下でのモモ 4 品種の生理学的反応と果実の品質。農業。水の管理。 217、81–97 (2019)。

記事 Google Scholar

Geng, YH, Cao, GJ, Wang, LC, Wang, M. & Huang, JX 中国北部の半乾燥地域における春のトウモロコシ生産システムにおいて、マルチ下の点滴灌漑を浅く埋めた点滴灌漑に置き換えることはできますか? J.Sci. 食・農。 101、1926–1934 (2020)。

論文 PubMed Google Scholar

Ma、HH、Yang、T.、Niu、XX、Hou、ZN、Ma、XW 健全な水と窒素の管理により、中国北西部の点滴栽培綿花畑からの窒素損失が減少します。サステナビリティ 13、1–2 (2021)。

Google スカラー

Entz、MH、Gross、KG、Fowler、DB 冬小麦と春小麦による根の成長と土壌水の抽出。できる。 J. Plant Sci. 72、1109–1120 (1992)。

記事 Google Scholar

サンドゥ、OS 他。インド北西部の常設床におけるトウモロコシ小麦システムの作物収量、窒素利用効率、および水生産性を向上させるための点滴灌漑と窒素管理。農業。水の管理。 219、19–26 (2019)。

記事 Google Scholar

Xu, S.、Wei, YC、Laghari, AH、Yang, XM & Wang, TC 中国北部平原における春のトウモロコシの収量、水と窒素の使用効率に対するさまざまな灌漑方法の影響をモデル化。数学。生物科学。工学 18(6)、9651–9668 (2021)。

論文 PubMed Google Scholar

Zhang、YQら。フィルムマルチング下の点滴潅水によるトウモロコシ畑における節水と収量増加メカニズムを樹液流量計による蒸散量推定に基づいて解析した。トランス。顎。社会農業。工学 34、89–97 (2018)。

Google スカラー

リー、ZJら。さまざまな肥料を与えられたトウモロコシの乾燥塊の蓄積とリンの吸収に対するプラスチックフィルムマルチングの影響。植物栄養剤。肥料。科学。 17、571–577 (2011)。

CAS Google スカラー

張、GQ et al。中国の乾燥地域における点滴灌漑とプラスチックマルチングの下で、超高収量の春トウモロコシの水利用効率と経済的収益を最適化します。畑作物研究所 211、137–146 (2017)。

記事 Google Scholar

Gui、YP et al. 海河平原の大規模灌漑による降水量のリサイクル増加について。Ｊ．Ｍｅｔｅｏｒｏｌ．解像度 36、450–461 (2022)。

記事 Google Scholar

Saeed、IAM および EI-Nadi、AH 可変灌漑下での飼料ソルガムの収量と水利用効率。イリグ。科学。 18、67–71 (1998)。

記事 Google Scholar

Qi, DL, Hu, TT & Song, X. 部分根域灌漑を交互に行った場合のトウモロコシの穀物収量と水利用効率に対する窒素施用量と灌漑体制の影響。Ｊ．Ｉｎｔｅｇｒａｔｅ．農業。 19、2792–2806 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

丁、YT 他 HYDRUS-2D を使用したマルチ点滴灌漑によるトウモロコシの深層水と根からの取り込みの動態のモデル化。農業。解像度乾燥地域 39、23–32 (2021)。

Google スカラー

Xiong、RYら。中国南部における高品質の晩生インディカ米の穀物収量と品質に対する灌漑管理の影響。科学。農業。罪。 54、1512–1524 (2021)。

Google スカラー

Rasool, G.、Guo, XP、Wang, ZC、Ullah, I.、Chen, S. 乾燥環境における異なる灌漑処理下でのトウモロコシの成長、収量、および水生産性に及ぼす 2 種類の灌漑の効果。イリグ。ドレイン。 69(4)、732–742 (2020)。

記事 Google Scholar

Ghamarnia, H.、Parandyn, MA、Arji, I. & Rezvani, V. トウモロコシにおける点滴灌漑と従来の畝間灌漑法の評価と比較。アーチ。アグロン。土壌科学。 59(5)、733–751 (2013)。

記事 Google Scholar

Fonteyne, S.、Garcia, AF、Verhulst, N. 保全農業と点滴灌漑により、大麦とトウモロコシの生産における水の使用量を削減。フロント。持続する。食品システム。 5、734681 (2022)。

記事 Google Scholar

リファレンスをダウンロードする

著者は研究を完了するための基金の支援に感謝します。著者らは、実験場所と技術支援を提供してくださった農業省農作物水利用試験場に感謝する。この研究に貢献し、指導してくださった教師、学生、職員に感謝します。また、元の原稿の改善にご協力いただいた査読者にも感謝いたします。

この作品は、点滴灌漑作物水と肥料規制の研究と応用、伊里師範大学ハイレベル人材スタートプロジェクト(2023RCYJ01)によって支援されました。兵団の青少年指導計画（2018CB026）、中国国家自然科学財団（31460550）、南新疆主要産業再開発計画（2021DB015）および技術研究成果変革プロジェクト（2016AC008）。

資源環境学部、宜立師範大学、宜立、新疆、835000、中国

劉夢傑 & 梁飛

新疆農業大学資源環境学部、ウルムチ、830052、中国

劉孟傑 & 賈宏濤

農地水利・土壌肥料研究所、新疆農業開拓科学アカデミー、石河子、832000、中国

Mengjie Liu、Fei Liang、Quansheng Li、Guodong Wang、Yuxin Tian

石河子大学水利建設工学部、石河子、832000、中国

劉夢傑

新疆農業大学草原大学、ウルムチ、830052、中国

ティアン・ユシン

PubMed Google Scholar でこの著者を検索することもできます

ML: 概念化、方法論、ソフトウェア、検証、形式的分析、データキュレーション、執筆、原案、視覚化。 FL: 概念化、検証、データキュレーション、プロジェクト管理、資金調達、執筆、レビューと編集。 QL、GW、YT: データのキュレーション、調査、リソース。 HJ: 方法論、検証、監督、形式的分析、執筆 - レビューと編集。著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

Fei LiangまたはHongtao Jiaとの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

オープンアクセスこの記事はクリエイティブコモンズ表示 4.0 国際ライセンスに基づいてライセンスされており、元の著者と情報源に適切なクレジットを表示する限り、あらゆる媒体または形式での使用、共有、翻案、配布、複製が許可されます。クリエイティブコモンズライセンスへのリンクを提供し、変更が加えられたかどうかを示します。この記事内の画像またはその他のサードパーティ素材は、素材のクレジットラインに別段の記載がない限り、記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれています。素材が記事のクリエイティブコモンズライセンスに含まれておらず、意図した使用が法的規制で許可されていない場合、または許可されている使用を超えている場合は、著作権所有者から直接許可を得る必要があります。このライセンスのコピーを表示するには、http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ にアクセスしてください。

転載と許可

Liu、M.、Liang、F.、Li、Q. 他中国北西部における点滴灌漑によるトウモロコシの成長、水利用効率、経済的利益の向上。 Sci Rep 13、8392 (2023)。 https://doi.org/10.1038/s41598-023-35611-9

引用をダウンロード

受信日: 2023 年 3 月 6 日

受理日: 2023 年 5 月 21 日

公開日: 2023 年 5 月 24 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35611-9

次のリンクを共有すると、誰でもこのコンテンツを読むことができます。

申し訳ございませんが、現在この記事の共有リンクは利用できません。

Springer Nature SharedIt コンテンツ共有イニシアチブによって提供

コメントを送信すると、利用規約とコミュニティガイドラインに従うことに同意したことになります。虐待的なもの、または当社の規約やガイドラインに準拠していないものを見つけた場合は、不適切としてフラグを立ててください。