다양한 파종 날짜와 관개 수준이 옥수수의 NPK 흡수, 수확량 및 물 사용 효율성에 미치는 영향

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12956(2023) 이 기사 인용

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어퍼 이집트는 여름에는 기온이 높고 겨울에는 기온이 낮기 때문에 이 지역의 옥수수 파종 날짜에 큰 영향을 미칩니다. 옥수수 작물의 생산성과 물 사용 효율성은 물 스트레스와 파종일(SD)에 의해 크게 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 지역 조건에 따라 최적의 관개 수준과 SD를 결정하는 것이 중요합니다. 효과를 평가하기 위해 두 가지 관개 수준이 사용되었습니다: (1) 대조(완전 관개수 적용) 및 (2) 70% 관개수. 현장 실험은 Toshka에 있는 국립 수자원 연구 센터의 수자원 연구 및 연구 단지 스테이션에서 수행되었습니다. 목표는 2019년과 2020년에 5개 SD(초기: 2월 중순 및 3월, 정상: 6월 중순, 하순: 8월 중순 및 9월)에 걸쳐 두 가지 관개 수준(완전 및 제한 관개)을 평가하는 것이었습니다. 이상적인 파종 날짜(SD)와 관개 수준을 식별합니다. 정상적인 SD는 식물의 출현과 성숙 사이의 성장 시즌 길이를 증가시켰습니다. 반대로, 늦은 SD는 식물이 성숙할 때까지의 일수를 줄여 곡물 수확량과 물 사용 효율성(WUE)을 높였습니다. 특히, 9월의 SD는 70% 관개 수준과 결합하여 생산성이 7014kg ha−1, WUE가 0.9kgm−3로 가장 높은 생산성과 WUE를 산출했습니다. 연구 결과에 따르면, 유사한 조건을 가진 지역에서는 최적의 N 흡수, 성장 특성(식물 높이, 이삭 길이, 이삭 무게, 이삭 당 줄 수)을 달성하기 위해 70% 관수 수준을 채택하여 9월에 옥수수 종자 재배를 고려하는 것이 좋습니다. 및 곡물 지수 가중치), 수확량 및 WUE.

물은 농업 생산에서 중요한 역할을 하며 가장 귀중한 자원 중 하나입니다. 농업은 물의 가장 큰 소비자입니다1. 기후 변화 문제는 농업, 수자원, 관개용수 수요를 포함한 사회의 다양한 부문에 영향을 미칩니다2,3. 지속 가능한 식량의 주요 원천인 농업은 기후 변화와 기온 변동, 불규칙한 강수량, 물 부족과 같은 기상 이변의 영향을 크게 받습니다4,5. 이러한 변화는 생산성, 수자원, 농산물의 영양 품질에 부정적인 영향을 미쳐 식량 생산의 변동을 초래하고 곡물 기반 식품의 지속적이고 지속 가능한 생산에 위협이 됩니다6. 따라서 Baum Mitch et al.7은 기후변화가 옥수수의 최적 파종일에 영향을 미쳐 평균 기온이 1℃ 상승하면 생장기간이 10일 늘어나는 반면 최적 파종일은 -2일에서 +6일로 변경된다고 지적했다. , 품종에 따라. 따라서 농업 시스템에 대한 적응 전략은 기후 변화가 관개수 수요에 미치는 영향을 해결하는 데 필수적입니다8.

물 스트레스는 국경을 무시하고 명확한 경고를 제공하지 않고 다양한 환경에 걸쳐 존재하는 피할 수 없는 요소입니다. 이는 작물 수확량, 품질 및 바이오매스 생산을 방해합니다9. 물 스트레스는 성장 지연, 광합성 감소, 필수 생화학적 과정 억제 등 식물에 해로운 영향을 미칩니다10. 물 스트레스에 대응하여 식물은 필수 반응부터 보조 반응까지 다양한 전략을 사용하여 자신을 보호합니다11. 이러한 반응을 통해 식물은 일시적인 물 스트레스에 대처하기 위해 단기적으로 적응할 수 있습니다. 그러나 심각하거나 장기간의 물 스트레스는 식물 성장과 수확량에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다12. 또한 농업에 대한 물 스트레스의 영향은 제한된 수자원과 인구 증가로 인한 전 세계 식량 수요 증가로 인해 더욱 악화됩니다13. 결과적으로 Soares et al.2는 증가하는 세계 인구의 수요를 충족하기 위해 지속 가능한 생산의 필요성을 강조했습니다. 이전 연구자들은 옥수수 수확량과 WUE14,15에 대한 다양한 관개 수준의 영향을 연구했습니다. 그들은 옥수수 생산성이 관개 수준과 음의 상관관계가 있음을 보여주었습니다. 부적절하거나 과도한 관개수량은 옥수수 수확량과 WUE16,17을 제한합니다. Elshamly15는 수역이 P 흡수에 부정적인 영향을 미쳐 뿌리 효율, 성장, 기타 영양 및 수확량 특성을 감소시키는 반면 N, K 및 단백질 함량은 증가한다는 것을 관찰했습니다. 따라서 Kulczycki18은 "다른 C4 식물인 옥수수는 WUE에서 매우 효율적이지만 여전히 물 가용성의 영향을 받기 쉽습니다"라고 결론지었습니다.