播種日と灌漑レベルの違いがトウモロコシのNPK吸収、収量、水利用効率に及ぼす影響

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12956 (2023) この記事を引用

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上エジプトでは夏は高温、冬は低温となり、この地域のトウモロコシの播種日に大きな影響を与えます。 トウモロコシ作物の生産性と水利用効率は、水ストレスと播種日 (SD) に大きく影響される可能性があります。 したがって、地域の状況に基づいて最適な灌漑レベルと SD を決定することが重要です。 効果を評価するために、2 つの灌漑レベルを採用しました: (1) 対照 (灌漑水を完全に適用) および (2) 灌漑水の 70%。 野外実験は、トシュカにある国立水研究センターの水研究・研究複合ステーションで行われた。 目的は、2019 年と 2020 年の両方で、5 つの SD にわたる 2 つの灌漑レベル (完全灌漑と限定灌漑) (早期: 2 月中旬と 3 月、通常: 6 月中旬、下旬: 8 月中旬と 9 月) を評価することでした。理想的な播種日 (SD) と灌漑レベルを特定します。 正常な SD では、植物の出現と成熟の間の成長期の長さが増加しました。 逆に、SD 後期では植物が成熟するまでの日数が短縮され、穀物の収量と水利用効率 (WUE) が向上しました。 特に、9 月の SD は 70% の灌漑レベルと相まって、最高の生産性と WUE をもたらし、生産性 7014 kg ha-1 と WUE 0.9 kg m-3 でした。 調査結果に基づいて、同様の条件の地域では、最適な窒素摂取量、成長特性（草丈、穂の長さ、穂の重さ、穂あたりの条数）を達成するために、70％の灌漑レベルを採用して9月にトウモロコシの種子を栽培することを検討することが推奨されます。 、および穀物指数重量）、収量、および WUE。

水は農業生産において重要な役割を果たしており、最も貴重な資源の 1 つであり、農業は水の最大の消費者です1。 気候変動の課題は、農業、水資源、灌漑用水需要など、社会のさまざまな分野に影響を与えます2、3。 持続可能な食料の主な供給源である農業は、気候変動や、気温の変動、不規則な降水量、水不足などの異常気象によって大きな影響を受けています4,5。 これらの変化は生産性、水資源、農産物の栄養価に悪影響を及ぼし、食料生産の変動につながり、穀物ベースの食料の継続的かつ持続可能な生産に脅威を与えています6。 したがって、Baum Mitch et al.7 は、気候変動がトウモロコシの最適な植栽日に影響を及ぼし、平均気温が 1 °C 上昇すると、生育期の期間が 10 日間増加する一方で、最適な植付日は -2 日から +6 日変化すると指摘しました。 、品種に応じて。 したがって、気候変動が灌漑用水需要に及ぼす影響に対処するには、農業システムの適応戦略が不可欠です8。

水ストレスはさまざまな環境に存在する避けられない要因であり、国境は無視され、明確な警告はありません。 それは作物の収量、品質、バイオマス生産を妨げます9。 水ストレスは、成長の遅れ、光合成の低下、必須の生化学プロセスの阻害など、植物に悪影響を及ぼします10。 水ストレスに反応して、植物は自らを守るために必須の反応から補助的な反応まで、さまざまな戦略を採用します11。 これらの反応により、植物は一時的な水ストレスに短期的に適応することができます。 しかし、重度または長期にわたる水ストレスは、植物の成長や収量に悪影響を与える可能性があります12。 さらに、農業に対する水ストレスの影響は、限られた水資源と、憂慮すべき人口増加による世界的な食料需要の増加によってさらに悪化します13。 その結果、Soares et al.2 は、増加する世界人口の需要を満たすために持続可能な生産の必要性を強調しました。 これまでの研究者は、さまざまな灌漑レベルがトウモロコシの収量と WUE に及ぼす影響を研究しています14,15。 彼らは、トウモロコシの生産性が灌漑レベルと負の相関があることを実証しました。 ここでは、灌漑用水の量が不十分または過剰であると、トウモロコシの収量と WUE が制限されます 16,17。 Elshamly 15 は、水環境がリンの摂取に悪影響を及ぼし、根の効率、成長、その他の栄養特性や収量特性が低下する一方、窒素、カリウム、タンパク質の含有量が増加することを観察しました。 したがって、Kulczycki18 は、「別の C4 植物であるトウモロコシは WUE において非常に効率的であるが、依然として水の利用可能性の影響を受けやすい」と結論付けました。