Miglioramento della crescita, efficienza nell’uso dell’acqua e benefici economici per il mais grazie all’irrigazione a goccia nella Cina nordoccidentale

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8392 (2023) Citare questo articolo

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Si presta sempre più attenzione all’applicazione dell’irrigazione a goccia, ma attualmente manca un’analisi comparativa sistematica tra l’irrigazione a goccia e il metodo convenzionale di irrigazione di confine per il mais. Uno studio sul campo durato 7 anni, dal 2015 al 2021, ha valutato gli effetti dell’irrigazione a goccia (DI, 540 mm) o del metodo di irrigazione di confine convenzionale (BI, 720 mm) sulla crescita del mais, sull’efficienza nell’uso dell’acqua (WUE) e sulla redditività. I risultati hanno mostrato che l’altezza della pianta, l’indice dell’area fogliare, la resa, il WUE e il vantaggio economico del mais con DI erano significativamente più alti rispetto al BI. La traslocazione della sostanza secca, l’efficienza di trasferimento della sostanza secca e il contributo della traslocazione della sostanza secca al grano con DI hanno mostrato un aumento significativo rispettivamente del 27,44%, 13,97% e 7,85% rispetto al BI. Rispetto all’irrigazione di confine convenzionale, la resa dell’irrigazione a goccia è aumentata del 14,39%, così come la WUE e l’efficienza dell’uso dell’acqua irrigua (IWUE) sono aumentate del 53,77% e del 57,89%. Il rendimento netto e il beneficio economico dell’irrigazione a goccia sono stati pari a 1998,87 e 756,58 USD$ hm−1 superiori a quelli della BI. L’irrigazione a goccia ha aumentato il rendimento netto e il rapporto benefici/costi del 60,90% e del 22,88% rispetto alla BI. Questi risultati dimostrano che l’irrigazione a goccia può effettivamente migliorare la crescita, la resa, la WUE e i benefici economici del mais nella Cina nordoccidentale. Pertanto, l’irrigazione a goccia può essere utilizzata per la coltivazione del mais per aumentare la resa dei raccolti e la WUE nella Cina nordoccidentale, che ha ridotto l’acqua per l’irrigazione di circa 180 mm.

La distribuzione delle risorse idriche in Cina non è uniforme, il che si manifesta nel ricco sud-est e nella scarsità del nord-ovest. La carenza di risorse idriche è diventata un importante fattore che limita lo sviluppo dell’agricoltura nel nord della Cina1. Attualmente, il consumo idrico agricolo della Cina rappresenta oltre il 70% del consumo totale di acqua, mentre l’acqua per l’irrigazione rappresenta il 90-95% del consumo idrico agricolo2. Nella regione nord-occidentale, con risorse idriche relativamente minori, le colture principali sono cotone, grano e mais. La crescita delle colture è strettamente correlata alla disponibilità di acqua3. Come fare un uso economico ed efficace delle risorse idriche e attuare misure di irrigazione ragionevoli sono le questioni centrali della produzione agricola4,5. Pertanto, è imperativo ottimizzare il metodo di irrigazione per migliorare la WUE.

A causa delle differenze tra le varie tecnologie di irrigazione, una parte significativa della ricerca agricola è focalizzata sul miglioramento della WUE e sulla conservazione dell’acqua senza penalizzare la resa6. L’irrigazione di confine convenzionale presenta quote di irrigazione elevate, scarsa uniformità, difficile da controllare e un’ampia evaporazione dei campi, che rende difficile migliorare ulteriormente la resa e la WUE7. La tecnologia dell’irrigazione a goccia è un nuovo tipo di tecnologia di irrigazione di superficie per lo sviluppo di un’agricoltura a risparmio idrico8, che ha dimostrato di essere efficace nel risparmiare acqua e nel migliorare i raccolti. Suryavanshi et al.9 hanno scoperto che l’irrigazione a goccia ha aumentato la resa del grano rispetto all’irrigazione a pioggia e in piscina. Zhang et al.10 e Liu et al.11 hanno scoperto che, rispetto all'irrigazione a solco, l'irrigazione a goccia a 30 kPa ha aumentato la resa del 4,3–15%, ha aumentato l'utile netto del 3,1–23% e ha ridotto l'applicazione di acqua del 57%. Raina et al.12 hanno scoperto che l'irrigazione a goccia, oltre a consentire un risparmio del 54% di acqua di irrigazione, ha portato ad una resa in frutta maggiore del 40% rispetto all'irrigazione di superficie. A causa della diversa quantità e intensità di irrigazione delle diverse tecniche di irrigazione a risparmio idrico13, il metodo di irrigazione influisce direttamente sulla crescita e sullo sviluppo del mais14. I risultati della ricerca di Qin et al.15 mostrano che con diversi metodi di irrigazione, l’irrigazione a goccia non solo raggiunge il ruolo di risparmio idrico, ma anche sulla crescita del mais può svolgere un ruolo nell’aumento della produzione. O'Neill et al.16 hanno dimostrato che utilizzando l'irrigazione a solco per produrre lo stesso numero di chicchi di mais, l'irrigazione a goccia sotterranea consente di risparmiare quasi il 30% del consumo totale di acqua (irrigazione, acqua piovana, acqua del suolo), mentre l'irrigazione a pioggia consente di risparmiare quasi l'8% del consumo di acqua. Mehriya et al.17 hanno riferito che con l’irrigazione a goccia è stata osservata un’efficienza massima di utilizzo dell’acqua pari a 5,7 kg hm−1 e un risparmio idrico del 39,04%.