Wymagania wodne kukurydzy i systemy nawadniania

Jak zaprojektować harmonogram nawadniania kukurydzy i jakie systemy nawadniania są dostępne?

Aby uniknąć stresowania upraw, rolnicy muszą opracować odpowiedni harmonogram nawadniania, uwzględniający zapotrzebowanie kukurydzy na wodę na różnych etapach rozwoju w ciągu całego sezonu. Ciągły stres wodny wpłynie na wzrost, wytrzymałość i odporność upraw na inne stresy abiotyczne i biotyczne, a ostatecznie zmniejszy plony.

Nawadniana uprawa w porze suchej będzie wymagać od 5 do 7 ton wody na hektar, podczas gdy przez cały sezon wegetacyjny łączna ilość waha się między 6, a 9 tonami wody na hektar.

Planowanie nawadniania kukurydzy

Ilość wody dostarczanej roślinom przez system nawadniający zależy od takich czynników jak:

• Rodzaj gleby (pojemność gleby w wodzie, wilgotność gleby)

Przy obliczaniu potrzebnej ilości wody nie należy lekceważyć rodzaju gleby. Na przykład gleby piaszczyste mogą wymagać do 8 razy więcej wody niż inne rodzaje gleb (1)

• Warunki środowiskowe i opady (wpłyną na intensywność parowania i zbilansują dopływ wody potrzebnej do nawadniania)
• Oczekiwania dotyczące różnorodności i wydajności celów
• Data sadzenia (wcześniej zasiane rośliny będą potrzebowały mniej wody dzięki nawadnianiu)
• Wydajność nawadniania. Ogólnie rzecz biorąc, lepiej jest stosować średnią lub małą ilość wody na aplikację, zwłaszcza na lżejszych glebach. Mówiąc dokładniej, w wytycznych dla hodowców kukurydzy rząd Australii zwraca uwagę, że aplikacje 25 mm były bardziej skuteczne niż duże sesje nawadniania z ponad 33 mm wody. (2)

W miesiącach z wysokimi temperaturami i mniejszymi lub zerowymi opadami deszczu zapotrzebowanie na wodę dobrze uprawianych roślin kukurydzy może sięgnąć 60 mm tygodniowo (około 2-3 dziennie). Rolnik może zastosować metodę bilansu wodnego, aby znaleźć odpowiednią ilość wody, którą należy dodać podczas nawadniania, i opracować najbardziej odpowiedni harmonogram dla każdego pola (Czytaj więcej Tutaj) (2).

W celu wzmocnienia i skorygowania wyników obliczeń uzyskanych ww. metodą rolnik może zastosować czujniki wilgotności gleby. Tensjometry są najtańszą, ale najbardziej zaufaną opcją (kosztują kilkaset dolarów). Oczywiście należy pamiętać, że instalacja i konserwacja takich czujników może kosztować nawet 110 dolarów rocznie (3).

Etapy wzrostu i wymagania wodne kukurydzy

Dla rolnika bardzo ważna jest wiedza o tym, jak zmienia się zapotrzebowanie na wodę rośliny w okresie wegetacji i które okresy są najważniejsze, kiedy potrzeby wodne muszą być w wystarczającym stopniu zaspokojone. W zależności od dostępności wody do nawadniania rolnik może zastosować od 3 do 9 (lub do 11 na glebach lekkich) nawodnień w okresie wegetacji kukurydzy. Pierwsze nawadnianie należy zastosować przed lub zaraz po wysiewie, aby poprawić zawartość wody w glebie i ułatwić kiełkowanie nasion. We wszystkich przypadkach 1 do 3 dodatkowych sesji nawadniania powinno pokryć potrzeby rośliny pod koniec sezonu wegetacyjnego i kwitnienia, utrzymując wilgotność gleby do 60%. Zwykle dopływ wody zatrzymuje się po fazie kwitnienia.1).

Zapotrzebowanie roślin na wodę zmienia się w okresie wegetacji. W miarę jak rośliny rozwijają większą powierzchnię liści, rośnie również zapotrzebowanie na wodę, osiągając maksymalne zużycie wody, gdy baldachim jest w pełni rozwinięty (40-60 dni po posadzeniu). Kukurydza osiąga szczytowe zapotrzebowanie na wodę i jest bardzo wrażliwa na niedobór wody w fazie kwitnienia i wczesnego zapełnienia ziarna (60-95 dni po siewie). Oznacza to, że poważny deficyt wody w tym okresie będzie miał negatywny wpływ na nawożenie, liczbę ziaren w kolbie, a w efekcie końcowym plon kukurydzy (4). Mówiąc dokładniej, jeśli wilgotność gleby w tym okresie utrzymuje się na poziomie więdnięcia przez 1-2 dni lub 6-8 dni, końcowy plon może zostać zmniejszony odpowiednio do 20% i ponad 50%. Przeciwnie, kukurydza jest bardziej tolerancyjna na niedobory wody we wczesnych fazach wegetacji (do 40 dni po posadzeniu) oraz w fazach późnego zapełnienia i dojrzewania ziarna (po 110 dniach od posadzenia).

Nadmierne podlewanie (nasiąkanie wodą) może również powodować znaczne problemy i negatywnie wpływać na ostateczny plon kukurydzy. Szczególnie w okresie kwitnienia może obniżyć plony rośliny o ponad 50% (4).

Metody nawadniania stosowane w kukurydzy

• Nawadnianie bruzd i rowów

Te dwie metody stosuje się na terenach o dużych zasobach wodnych i restrykcyjnie tylko na polach o nachyleniu mniejszym niż 0,5%. W przypadku dużego niebezpieczeństwa degradacji i erozji gleby należy unikać obu metod. Potrzebne jest dużo uwagi na glebach ciężkich ze złym drenażem i na polach o wysokiej zawartości soli (kukurydza jest bardzo wrażliwa). Wreszcie, podczas najcieplejszych miesięcy w roku nastąpi duża utrata wody z powodu parowania.

• Nawadnianie za pomocą zraszaczy (nawadnianie deszczownicą)

Jest to jedna z najczęściej stosowanych metod nawadniania kukurydzy, zwłaszcza na dużych polach. Takie systemy wymagają rur, które mogą pracować w warunkach dość wysokiego ciśnienia (powyżej 8 barów). Zraszacze zwykle dostarczają wodę z natężeniem przepływu od 18 do 30 m3 na godzinę (30 000 litrów na godzinę). Nawadnianie zraszaczami modyfikuje warunki mikroklimatyczne wokół korony rośliny i może obniżać transpirację liści i temperaturę (Cavero, 2016). Na podstawie wyników eksperymentów zastosowanie nawadniania zraszaczami w nocy może zwiększyć ostateczny plon roślin o 10% (Cavero, 2018).

Ta technika ma trzy główne wady. Po pierwsze, występuje duża utrata wody z powodu znoszenia wiatru i parowania. Po drugie, wraz ze wzrostem kukurydzy sprzętowi trudniej jest poruszać się po polu bez uszkodzenia plonów, jeśli zraszacze nie są zainstalowane na powierzchni pola. W tym miejscu należy wspomnieć, że taka instalacja na stałe wiąże się z dość wysokimi kosztami i rolnik powinien wziąć to pod uwagę przed podjęciem decyzji. Wreszcie metoda ta zwiększa wilgotność, w tym wilgotność w koronie roślin kukurydzy, stwarzając sprzyjające warunki dla infekcji grzybiczych.

Dodatkowo nawadnianie deszczówką może stwarzać pewne problemy w zapylaniu i nawożeniu roślin kukurydzy, gdy aplikacja odbywa się w okresie kwitnienia (najbardziej krytycznym okresie o największych wymaganiach wodnych). Aby przezwyciężyć niektóre z tych trudności, rolnicy mogą zdecydować się na połączenie tej metody z nawadnianiem zagłębień. Używają zraszaczy we wczesnych stadiach, gdy rośliny są jeszcze krótkie, a na późniejszych etapach przechodzą na nawadnianie basenowe.

• Nawadnianie kropelkowe

Coraz więcej rolników decyduje się na podlewanie swoich pól kukurydzianych za pomocą naziemnego nawadniania kropelkowego dzięki większej oszczędności wody (25-55%), zwiększeniu efektywności wykorzystania wody przez kukurydzę, a wreszcie dzięki wyższym plonom uzyskiwanym w tym systemie (wzrost wydajności o 10-50%) (5,2, Lamm i Trooien, 2003.). W porównaniu do zraszaczy, nawadnianie kropelkowe ma tę dodatkową zaletę, że nie zwilża liści roślin, zmniejszając tym samym ryzyko wystąpienia chorób grzybiczych. System był pomyślnie testowany i używany przez ponad dekadę w różnych klimatach (strefy umiarkowane i półwilgotne).

Ponadto zastosowanie nawadniania kropelkowego daje rolnikowi możliwość zastosowania fertygacji (aplikacji nawozów poprzez system nawadniania). Zwykle stosowane kroplowniki mają szybkość przepływu 1 litr na godzinę. Rury nawadniające są zwykle umieszczane w co drugim rzędzie roślin kukurydzy, a kroplowniki są oddalone od siebie o 1,4 -1,6 metra. W niektórych regionach Włoch rolnicy z powodzeniem stosują wersję konwencjonalnego systemu nawadniania kropelkowego o nazwie LPS (Low-Pressure System), która umożliwia nawadnianie większych pól (30 hektarów). Natężenie przepływu kroplowników w systemie LPS wynosi 0,6 litra na godzinę (6).

Rolnik powinien wziąć pod uwagę wydajność, trwałość, ale także koszt każdego systemu nawadniania, aby podjąć najlepszą decyzję. We wszystkich przypadkach przydatne byłoby skonsultowanie się z lokalnym licencjonowanym agronomem i prowadzenie rejestru skuteczności planu nawadniania, który stosujesz każdego roku. Należy pamiętać, że nie ma złotej zasady ani gotowego przepisu na sukces, który pasowałby do wszystkich pól, a rolnik może być zmuszony do eksperymentowania, aby znaleźć to, co najlepiej pasuje do jego pola i upraw.

Referenje

1. https://www.nature.com/articles/s41598-019-41447-z
2. https://industry.nt.gov.au/data/assets/pdf_file/0016/233413/tb326.pdf
3. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frwa.2021.627551/full
4. https://www.fao.org/land-water/databases-and-software/crop-information/maize/en/
5. https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2095311917618331?token=F1966E1077C2EA9878013C02E8B0280162EA4494CDD736C3EFC81D008A7849E2B728BB0B3E1D7248B1109B9614770EC2&originRegion=eu-west-1&originCreation=20220405075809
6. https://irrigazette.com/en/news/drip-irrigation-maize-corn-france-and-italy

Lamm F R, Trooien T P. 2003. Subsurface drip irrigation for corn production: A review of 10 years of research in Kansas. Irrigation Science, 22, 195–200

Cavero Campo, J., Faci González, J. M., & Martínez-Cob, A. (2016). Relevance of sprinkler irrigation time of the day on alfalfa forage production.

Cavero, J., Medina, E. T., & Montoya, F. (2018). Sprinkler irrigation frequency affects maize yield depending on irrigation time. Agronomy Journal, 110(5), 1862-1873.

Kukurydza – przygotowanie gleby, wymagania glebowe i wymagania dotyczące siewu

Szybkie fakty na temat kukurydzy

Informacje i produkcja roślin kukurydzy

Jak uprawiać kukurydzę dla zysku — przewodnik po uprawie kukurydzy

Wartość odżywcza i korzyści zdrowotne płynące z kukurydzy

Jak skutecznie zwalczać chwasty w uprawie kukurydzy, aby uzyskać wyższe plony

Plon, zbiór i postępowanie po zbiorze kukurydzy

Zasady wyboru najlepszej odmiany kukurydzy

Wymagania wodne kukurydzy i systemy nawadniania

Wymagania dotyczące nawozów kukurydzy

Szkodniki i choroby kukurydzy