중국 북서부의 점적 관개를 통한 옥수수의 성장, 물 사용 효율성 및 경제적 이익 향상

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 8392(2023) 이 기사 인용

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점적관개에 대한 적용이 점점 더 주목을 받고 있지만, 현재 옥수수에 대한 점적관개와 기존 국경 관개 방법 사이의 체계적인 비교 분석이 부족했습니다. 2015년부터 2021년까지 7년간의 현장 연구에서는 점적 관개(DI, 540mm) 또는 기존 국경 관개 방법(BI, 720mm)이 옥수수 성장, 물 사용 효율성(WUE) 및 수익성에 미치는 영향을 평가했습니다. 결과는 DI를 사용한 옥수수의 식물 높이, 잎 면적 지수, 수확량, WUE 및 경제적 이점이 BI보다 훨씬 더 높았다는 것을 보여주었습니다. DI에 의한 건물 이동, 건물 이동 효율 및 곡물로의 건물 이동 기여도는 BI에 비해 각각 27.44%, 13.97% 및 7.85%의 유의한 증가를 나타냈습니다. 기존 국경 관개에 비해 점적 관개 수율은 14.39% 증가했고, WUE와 관개수 사용 효율(IWUE)은 53.77%, 57.89% 증가했습니다. 점적관개의 순 수익과 경제적 이익은 1998.87로 BI보다 756.58 USD$ hm−1 더 높았습니다. 점적 관개는 BI에 비해 순 수익과 이익/비용 비율을 60.90% 및 22.88% 증가시켰습니다. 이러한 결과는 점적 관개가 중국 북서부 옥수수의 성장, 수확량, WUE 및 경제적 이익을 효과적으로 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. 따라서 점적 관개는 옥수수 재배에 사용되어 작물 수확량을 늘릴 수 있으며 중국 북서부의 WUE는 관개 용수를 약 180mm 줄였습니다.

중국의 수자원 분포는 고르지 않으며 이는 남동쪽이 풍부하고 북서쪽이 부족한 경우에 나타납니다. 수자원 부족은 중국 북부 지역의 농업 발전을 제한하는 중요한 요인이 되었습니다1. 현재 중국의 농업용수 소비량은 전체 물 소비량의 70% 이상을 차지하고, 관개용수는 농업용수 소비량의 90~95%를 차지합니다2. 상대적으로 수자원이 부족한 북서부 지역에서는 면화, 밀, 옥수수가 주요 작물이다. 작물 성장은 물 가용성과 밀접한 관련이 있습니다3. 수자원을 경제적이고 효과적으로 활용하고 합리적인 관개 조치를 구현하는 방법은 농업 생산의 핵심 문제입니다4,5. 따라서 WUE를 개선하려면 관개 방법을 최적화하는 것이 필수적입니다.

다양한 관개 기술의 차이로 인해 농업 연구의 상당 부분은 수확량 불이익 없이 WUE를 개선하고 물을 보존하는 데 중점을 두고 있습니다6. 기존의 국경 관개는 관개 할당량이 높고, 균일성이 낮으며, 통제가 어렵고, 현장 증발량이 많아 수확량과 WUE7을 더 이상 개선하기 어렵습니다. 점적 관개 기술은 물을 절약하는 농업8 개발을 위한 새로운 유형의 표면 관개 기술로, 물을 절약하고 수확량을 향상시키는 데 성공한 것으로 입증되었습니다. Suryavanshi 등9은 점적 관개가 스프링클러 및 풀 관개에 비해 밀 수확량을 증가시킨다는 사실을 발견했습니다. Zhang et al.10 및 Liu et al.11은 고랑 관개와 비교하여 -30 kPa의 점적 관개가 수확량을 4.3~15% 향상시키고 순이익을 3.1~23% 증가시키며 물 사용량을 57% 줄인다는 사실을 발견했습니다. Raina 등12은 점적 관개가 관개 용수를 54% 절약하는 것 외에도 표면 관개에 비해 과일 수확량이 40% 더 높다는 사실을 발견했습니다. 다양한 물 절약 관개 기술13의 관개량과 관개 강도가 다르기 때문에 관개 방법은 옥수수의 성장과 발달에 직접적인 영향을 미칩니다14. Qin et al.15 연구 결과에 따르면 다양한 관개 방법에서 점적 관개는 물을 절약하는 역할을 할 뿐만 아니라 옥수수 성장에도 생산량을 늘리는 역할을 할 수 있습니다. O'Neill et al.16은 동일한 수의 옥수수 곡물을 생산하기 위해 고랑 관개를 사용함으로써 지하 점적 관개는 총 물 소비량(관개, 빗물, 토양수)의 거의 30%를 절약하는 반면 스프링클러 관개는 거의 8%를 절약한다는 것을 보여주었습니다. 물 소비량. Mehriya 등17은 점적 관개 시 최대 물 사용 효율 5.7kg hm−1 및 물 절약 39.04%가 관찰되었다고 보고했습니다.