Дефицит орошения

Под недостаточным орошением понимается сельскохозяйственное орошение с добавлением воды, заведомо ниже оптимальной потребности сельскохозяйственных культур. В то же время речь идет о способах повышения эффективности использования воды в сельском хозяйстве.

Принцип и механизм

Дефицитное орошение направлено на создание целевого стресса от засухи для сельскохозяйственных культур в те фазы, которые практически не влияют на урожайность сельскохозяйственных культур. В конечном итоге допускается небольшое снижение урожайности при высокой экономии воды. Основное внимание в стратегии уделяется стабилизации или оптимизации урожайности сельскохозяйственных культур при максимальном увеличении продуктивности воды (т. Е. Увеличении экономического дохода в связи с забором воды у природы).

Для этой цели можно использовать следующую физиологическую связь: Большая часть воды, выделяемой растениями, возвращается в атмосферу Земли через транспирацию листьев . Количество воды, высвобождаемой из листьев, контролируется открытием устьиц , которые помимо выделения воды также регулируют поглощение углекислого газа , который важен для фотосинтеза, а также для структуры вещества. Одно из важных научных открытий, на которых основано недостаточное орошение, заключается в том, что регуляторные механизмы устьиц и, следовательно, метаболизм растений можно сознательно контролировать с помощью различных поливов.

Основываясь на этих соображениях, в последнее десятилетие были разработаны стратегии орошения, которые приводят к аналогичным урожаям при меньших объемах воды и, таким образом, значительно повышают эффективность водопользования. Эти стратегии иногда даже приводят к улучшению здоровья растений и благотворно влияют на качество производимых продуктов .

Различные подходы к дефицитному орошению

В настоящее время проводится различие между различными стратегиями дефицитного орошения, которые первоначально использовались в основном в садоводстве и виноградарстве на международном уровне:

  • регулируемое дефицитное орошение (RDI)
  • частичное высушивание корневой зоны (PRD, частичное высушивание корневой зоны)
  • устойчивое или устойчивое дефицитное орошение (SDI)

Регулируемое дефицитное орошение

Для многих видов фруктов , но также и для некоторых зерен , размер фруктов влияет на содержание ингредиентов. В случае красного винограда , например, размер ягод оказывает значительное влияние на содержание танинов и ароматических веществ в вине. Кроме того, маленькие ягоды производят меньшее количество сока по сравнению с красителями, дубильными и вкусовыми веществами, содержащимися в кожуре ягод.

Кроме того, для высококачественных красных вин важна легкая засуха в начале фазы созревания винограда. Лучшее качество вина всегда получалось из лоз, в винограде которых были мелкие ягоды.

Поэтому в виноградарстве можно установить следующее правило: Избегайте оптимальной подачи винограда во время фазы завязывания плодов , иначе ягоды осенью будут слишком большими. Чтобы ягоды оставались маленькими, подача воды на виноградники специально снижена до минимума от периода цветения до незадолго до начала созревания. Перед изменением цвета воду затем снова поливают более интенсивно, чтобы затем вставить вторую фазу сушки в начале созревания (сразу после изменения цвета); С середины фазы созревания снова используется больше воды. Стресс, вызванный засухой, способствует образованию в растениях абсцизовой кислоты .

При сознательной управляемости, рост на съемках приходит в тупик через «регулируемый дефицит орошение»; в то же время ягоды остаются меньше и содержат больше ингредиентов, а также имеют более низкие значения pH . Однако при использовании этого метода можно ожидать более низкой урожайности.

Частичное пересыхание корневой зоны

Эта стратегия недостаточного орошения основана на том факте, что, например, корни виноградных лоз в медленно высыхающей почве производят химические вещества-переносчики, такие как абсцизовая кислота, которые передаются надземным частям лоз. Это сигнализирует надземным частям виноградной лозы о том, что водоснабжение растения сокращается. Затем листья уменьшают транспирацию и, следовательно, потребление воды, закрывая устьица. Это также снижает газообмен ; способность растения к ассимиляции снижается, и дальнейший рост листьев и побегов замедляется или полностью останавливается. В этой ситуации растение предпочитает подкармливать виноград. Пока часть корней лозы может поставлять достаточно воды для поддержания жизнедеятельности растения, следовательно, засуха не наносит ущерба, даже если вегетативный рост в целом замедляется.

Если почва очень сухая, производство абсцизовой кислоты корнями в областях с сухой почвой прекращается. Однако в высохшей почве кончики корней не отмирают, а остаются в неактивном состоянии. Виноградная лоза не потребляет воду ночью; все части растения, включая корни в сухой почве, за это время снабжаются водой. Таким образом, корни могут выжить в течение длительного времени на высохшем участке при условии, что некоторые из корней лозы все еще снабжают достаточным количеством воды. Если снова увлажнить сухую почву, корни в ней снова станут активными и снова смогут выполнять свои обязанности; фотосинтез также может снова достичь полной производительности и, таким образом, начать рост побегов.

Не только испытания, но и практические испытания в виноградарстве показали, что такая стратегия орошения благотворно влияет как на виноград, так и на качество вина. По сравнению с традиционным капельным орошением , количество полива можно уменьшить примерно вдвое без изменения количества урожая.

Устойчивый дефицит орошения

Устойчивый дефицитный полив (SDI) значительно отличается от двух ранее описанных стратегий полива . Здесь в период полива подается все меньше и меньше воды; в то же время количество воды в почве продолжает уменьшаться в течение вегетационного периода. Это медленно увеличивает водный стресс для растений, и они могут адаптироваться к нему. Эта стратегия больше подходит для пшеницы , подсолнечника или кукурузы, чем для проса или хлопка, из-за увеличения урожайности . Выращивание адаптированных сортов также имеет больший смысл, чем выращивание высокоурожайных сортов .

реализация

В последние годы управление спросом на воду в сельском хозяйстве все чаще рассматривается как важный инструмент для достижения баланса между спросом, предложением и оптимальным использованием воды. Применение дефицитного орошения может снизить потребление воды в сельском хозяйстве на единицу земли. Это может либо противостоять ожидаемой нехватке воды во многих орошаемых регионах мира, либо расширить орошаемые площади. Согласно имеющимся к настоящему времени моделям и опыту эксплуатации, валовая прибыль фермеров будет больше при дефицитном орошении, чем при полном орошении.

литература

  • Маршалл Инглиш, Сайед Навайд Раджи (1996): Перспективы управления дефицитными ирригационными водами в сельском хозяйстве 32: 1-14.
  • Иван Франсиско Гарсиа-Техеро, Виктор Уго Дуран-Суасо, Хосе Луис Мюриель-Фернандес Вода и устойчивое сельское хозяйство Springer: Heidelberg и др. 2011, особенно гл. 5.1.
  • Мартин Столл (2005 г.): Полив конкретно - сознательный стресс. Немецкое виноградарство 9: 24-25.

веб ссылки

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ a b См. Барбара Райфер / Гюнтер Пертолль Стратегии орошения в виноградарстве.
  2. ↑ Элиас Феререс, Мария Ауксилиадора Сориано Дефицит орошения для сокращения использования воды в сельском хозяйстве в: Journal of Experimental Botany 58 (2006), стр. 147-159
  3. ↑ ср. Группа водных ресурсов 2030 года (Ред.). Обрисовывая наше водное будущее. 2009 г. ( памятная записка от 17 апреля 2012 г. в Интернет-архиве ) (PDF; 5,8 МБ), а также целевой горизонт 2050 Томаса Клюге / Энгельберта Шрамма : интегрированные системные решения как устойчивая инновационная стратегия для компаний водного сектора. В: Korrespondenz Abwasser 8/2013: 691–698.
  4. ↑ Оптимизация водопотребления в сельском хозяйстве за счет дефицитного орошения ( Мементо от 26 февраля 2016 г. в Интернет-архиве )