Variable Defizitbewässerung bei Baumwolle kann dazu beitragen, die Erträge zu steigern und Wasser zu sparen

Laut einer Studie von Wissenschaftlern von Texas A&M AgriLife Research können Baumwollproduzenten, die nach einer Dürre mit dem verfügbaren Wasser zu kämpfen haben und den Grundwasserspiegel senken, ihre Ernteerträge aus begrenztem Wasser maximieren, indem sie eine Bewässerung mit variablem Defizit planen und umsetzen.

Ein Team von Forschern von Texas A&M AgriLife veröffentlichte kürzlich in der Fachzeitschrift Agricultural Water Management „Bewertung wachstumsphasenbasierter Bewässerungsstrategien mit variablem Defizit für die Baumwollproduktion in den Texas High Plains“.

„Diese Studie erhält große Aufmerksamkeit von regionalen Produzenten, die versuchen, ihr begrenztes Wasser zu maximieren“, sagte Srinivasulu Ale, Ph.D., Agrarhydrologe von AgriLife Research am Texas A&M AgriLife Research and Extension Center in Vernon und am Department of Biological und Agrartechnik.

„Die Ergebnisse dieser Modellierungsstudie liefern nützliche Empfehlungen für geeignete Bewässerungsmanagementstrategien zur Aufrechterhaltung der Baumwollproduktion unter unterschiedlichen Wetterbedingungen und gleichzeitig zur Erhaltung wertvoller Grundwasserressourcen des Ogallala-Grundwasserleiters.“

Ale wurde bei der Studie von seinem ehemaligen Postdoc Sushil Himanshu, Ph.D., und seinem aktuellen Postdoc Sayantan Samanta, Ph.D., AgriLife Research, Vernon, begleitet. Ebenfalls im Team waren Jourdan Bell, Ph.D., Agronom des Texas A&M AgriLife Extension Service, Amarillo; Jim Bordovsky, pensionierter Agraringenieur von AgriLife Research, Halfway; und ehemaliger Postdoc Yubing Fan, Ph.D. Das Labor des US Department of Agriculture Agricultural Research Service in Lubbock wurde durch Dennis Gitz, Ph.D. und Robert Lascano, Ph.D., und in Bushland durch David Brauer, Ph.D. vertreten.

Die Studie simulierte vier Bewässerungsdefizite in vier Baumwollwachstumsstadien, was zu 256 Szenarien führte. Das Ziel bestand darin, effiziente, auf der Wachstumsphase basierende Strategien zur Bewässerung mit variablem Defizit (GS-VDI) zu identifizieren, die auf Daten aus Feldexperimenten zur Effizienz der Wassernutzung bei der Baumwollbewässerung basieren, die von Bordovsky am Texas A&M AgriLife Research Center in Halfway durchgeführt wurden.

Die vier Wachstumsstadien waren: erstes Blatt bis erstes Quadrat, Beginn der Blüte bis zur frühen Blüte, Höhepunkt der Blüte und schließlich vom Ausschnitt über die späte Blüte bis zum Öffnen der Kapseln. Die Langzeitsimulationen spiegelten die Bedingungen von 1977 bis 2019 wider und wurden mit vier Defizitniveaus durchgeführt – 30 %, 50 %, 70 % und 90 % Evapotranspirationsersatz.

Basierend auf den Ergebnissen des simulierten Baumwollsaatertrags und der Effizienz der Bewässerungswassernutzung kamen Ale und sein Team zu dem Schluss, dass verschiedene effiziente GS-VDI-Strategien für trockene, normale und nasse Jahre in Betracht gezogen werden sollten.

Beispielsweise wurde festgestellt, dass eine Strategie mit 90 % Evapotranspirationsersatz vom ersten Blatt bis zum Höhepunkt der Blüte und 30 % Evapotranspirationsersatz im Endstadium in Jahren mit normalem Niederschlag eine ideale Strategie ist, um einen höheren Samenbaumwollertrag zu erzielen und gleichzeitig 2,56 Zoll einzusparen Bewässerungswasser.

Insgesamt waren die Phasen des Blütenbeginns/der frühen Blüte und des Höhepunkts des Blütenwachstums die empfindlichsten Phasen gegenüber Wasserstress. Die Wachstumsphase mit Ausschneiden, später Blüte und Samenkapselöffnung war die Phase, die am wenigsten empfindlich auf Wasserstress reagierte, und ein Wasserdefizit in dieser Phase wirkte sich nicht wesentlich auf den Ertrag und die Wassernutzungseffizienz aus.

„Wir haben außerdem herausgefunden, dass die Menge an Bewässerungswasser, die erforderlich ist, um eine maximale Bewässerungswassernutzungseffizienz zu erreichen, geringer war als die Menge an Bewässerungswasser, die erforderlich ist, um bei allen Wetterbedingungen den maximalen Baumwollsaatertrag zu erzielen“, sagte Himanshu. „Durch die Einführung von GS-VDI-Strategien kann eine beträchtliche Menge Bewässerungswasser eingespart werden und es ist möglich, mit weniger Bewässerungswasser hohe Baumwollsaaterträge zu erzielen.“

Laut Bell deuten die Ergebnisse darauf hin, dass das Ausmaß und der Zeitpunkt des Wasserdefizitstresses in verschiedenen Wachstumsstadien der Baumwolle den Ertrag der Saatbaumwolle, den Wasserverbrauch bei der Bewässerung und die Wassernutzungseffizienz erheblich beeinflusst haben.

Die Ergebnisse dieser Studie könnten für Produzenten in der Texas High Plains-Region bei der Optimierung des Einsatzes des begrenzt verfügbaren Bewässerungswassers nützlich sein, um eine höhere Bewässerungswassernutzungseffizienz und Baumwollerträge zu erzielen.

„Wir glauben, dass Produzenten mit einer Strategie von 70 % Defizit in der vierten Phase und 10 % Defizit in den verbleibenden Phasen in eine normale Baumwollsaison übergehen können“, sagte Ale. „Unsere zukünftigen Bemühungen werden sich auf die Simulation der Auswirkungen von GS-VDI-Strategien an verschiedenen Standorten in der High Plains-Region konzentrieren, um die Empfehlungen zu stärken.“

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Kategorie:Bauernhof & Ranch