Increasing water use efficiency of

Increasing water use efficiency of irrigated sugarcane production in South Africa through better agronomic practices

In South Africa (SA) approximately 30% of sugarcane is grown under irrigation and there is increasing pressure to demonstrate efficient use of limited water resources. Agronomic practices such as the use ofa crop residue layer, changed row spacing, growing suitable varieties and accurate irrigation scheduling could potentially increase water use efficiency (WUE) by saving water and/or increasing yield. The aim ofthe study was to investigate to what extent WUE of irrigated sugarcane production in SA can be improved by better agronomic practices, and to gain a better understanding of the mechanisms involved in crop response to these factors.

An overhead irrigated field experiment was conducted near Komatipoort, South Africa on a shallow,well-drained, sandy clay loam over a four year period (one plant (P) and three ratoon crops (R1, R2 andR3)). Treatments consisted of factorial combinations of variety (N14 and N26), row spacing (single rowsspaced at 1.5 m and dual rows spaced at 1.8 m) and soil surface cover (bare soil and crop residue layer).Measurements included tiller population, interception of photosynthetically active radiation (FIPAR), soil water content, and cane yield at harvest. Crop water use (CWU) was estimated using the water balance approach.

This study showed that significant reductions in water use and irrigation requirements, and increasesin WUE, are possible by using a crop residue layer to cover the soil. Water savings were largest in P (26%in CWU and 32% in irrigation requirement) but substantial savings were also achieved in R crops (about15%). It is essential to practice accurate irrigation scheduling to realise these savings, taking into accountsoil cover and cultivar effects, especially during the period of partial canopy. Although the residue layercaused small reductions in yield in the P, R1 and R2 crops (on average 9%) these were not statisticallysignificant. The combined effect of large CWU reductions and small changes in cane yield resulted inincreased WUE (on average 18%).

These responses to a residue layer were achieved through a reduced rate of canopy development dueto delayed emergence of tillers, causing less green canopy cover and reduced CWU, especially during theperiod of partial canopy cover when stalk growth has not yet commenced. CWU and FIPARwere affectedmuch less during the subsequent period of stalk growth, thus affecting cane yield minimally, providedirrigation scheduling was adjusted.

Variety N14 consistently developed a canopy more rapidly, intercepted more radiation and achieveda higher yield than N26. Row configuration had a significant impact on canopy development, seasonalFIPAR, final stalk population but did not affect cane yield or WUE.

The study produced quantitative data for parameterising crop models which will improve their reli-ability in irrigation management and yield prediction applications.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำของการผลิตอ้อยในเขตชลประทานในแอฟริกาใต้ผ่านการปฏิบัติทางการเกษตรที่ดีขึ้นในแอฟริกาใต้ (SA) ประมาณ 30% ของอ้อยที่ปลูกภายใต้การชลประทานและการมีความดันที่เพิ่มขึ้นเพื่อแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการใช้ทรัพยากรน้ำ จำกัด ปฏิบัติทางการเกษตรเช่นการใช้ Ofa ชั้นกากพืชระยะห่างแถวเปลี่ยนเติบโตพันธุ์ที่เหมาะสมและการกำหนดเวลาการให้น้ำที่ถูกต้องอาจจะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ (WUE) โดยการประหยัดน้ำและ / หรือการเพิ่มผลผลิต จุดมุ่งหมาย ofthe การศึกษาคือการตรวจสอบสิ่งที่ขอบเขต WUE ของการผลิตอ้อยในเขตชลประทานใน SA สามารถปรับปรุงโดยการปฏิบัติทางการเกษตรที่ดีขึ้นและจะได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นของกลไกการมีส่วนร่วมในการตอบสนองต่อการปลูกพืชกับปัจจัยเหล่านี้. การทดลองสนามค่าใช้จ่ายชลประทานได้ดำเนินการใกล้ Komatipoort, แอฟริกาใต้ในตื้นระบายน้ำดี, ดินร่วนปนดินเหนียวปนทรายในช่วงสี่ปี (พืช (P) และสามพืชอ้อยตอ (R1, R2 andR3)) การรักษาประกอบด้วยปัจจัยรวมกันของความหลากหลาย (N14 และ N26) ระยะห่างระหว่างแถว (rowsspaced เดียวที่ 1.5 เมตรและแถวคู่ระยะห่าง 1.8 เมตร) และฝาครอบผิวดิน (ดินเปลือยและชั้นกากพืช) .Measurements รวมประชากรไถนาการสกัดกั้นของสังเคราะห์ รังสีที่ใช้งาน (FIPAR) ปริมาณน้ำในดินและผลผลิตอ้อยที่เก็บเกี่ยว การใช้น้ำพืช (CWU) เป็นที่คาดกันใช้วิธีการสมดุลของน้ำ. การศึกษาครั้งนี้แสดงให้เห็นว่าการลดลงอย่างมีนัยสำคัญในการใช้งานและความต้องการน้ำชลประทานและ increasesin WUE เป็นไปได้โดยใช้ชั้นกากพืชเพื่อให้ครอบคลุมดิน เงินฝากออมทรัพย์เป็นน้ำที่ใหญ่ที่สุดใน P (26% ใน CWU และ 32% ในความต้องการชลประทาน) แต่เงินออมที่สำคัญก็ประสบความสำเร็จในการปลูกพืช R (about15%) มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะฝึกการจัดตารางเวลาการให้น้ำที่ถูกต้องให้ตระหนักถึงการประหยัดเหล่านี้คำนึงถึงปก accountsoil พันธุ์และผลกระทบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงระยะเวลาของหลังคาบางส่วน แม้ว่าสารตกค้าง layercaused ลดขนาดเล็กในอัตราผลตอบแทนใน P ที่ R1 R2 และพืช (โดยเฉลี่ย 9%) เหล่านี้ไม่ได้ statisticallysignificant ผลรวมของการลด CWU ขนาดใหญ่และการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ ในผลผลิตอ้อยผล WUE inincreased (โดยเฉลี่ย 18%). การตอบสนองเหล่านี้ไปยังชั้นที่เหลือถูกประสบความสำเร็จผ่านอัตราที่ลดลงของการพัฒนาหลังคา dueto เกิดความล่าช้าของหน่อทำให้หลังคาคลุมสีเขียวน้อยลงและ ลด CWU โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วง theperiod ของฝาครอบหลังคาบางส่วนเมื่อการเจริญเติบโตของลำต้นยังไม่ได้เริ่มเลย CWU และ FIPARwere affectedmuch น้อยลงในช่วงงวดถัดไปของการเจริญเติบโตก้านจึงมีผลต่อผลผลิตอ้อยน้อยที่สุด, ช่วงเวลาที่มีการปรับ providedirrigation. วาไรตี้ N14 พัฒนาอย่างต่อเนื่องหลังคามากขึ้นอย่างรวดเร็ว, ดักรังสีมากขึ้นและ achieveda ผลผลิตสูงกว่า N26 การกำหนดค่าแถวมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการพัฒนาหลังคา seasonalFIPAR ประชากรก้านสุดท้าย แต่ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อผลผลิตอ้อยหรือ WUE. การศึกษาข้อมูลเชิงปริมาณที่ผลิตสำหรับรุ่น parameterising พืชซึ่งจะช่วยปรับปรุง RELI-ความสามารถในการบริหารจัดการน้ำชลประทานและการประยุกต์ใช้การคาดการณ์อัตราผลตอบแทน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำชลประทานของการผลิตอ้อยในแอฟริกาใต้ผ่านการปฏิบัติที่ดีทางการเกษตร

ในแอฟริกาใต้ ( SA ) ประมาณ 30% ของอ้อยที่ปลูกในระบบชลประทาน และมีความดันเพิ่มขึ้น แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรน้ำจำกัด การปฏิบัติทางการเกษตร เช่น การใช้กากของพืชชั้นเปลี่ยนระยะห่างระหว่างแถวการปลูกเหมาะพันธุ์และตารางเวลาการชลประทานที่ถูกต้องอาจจะเพิ่มประสิทธิภาพการใช้น้ำ ( WUE ) ประหยัดน้ำและ / หรือผลผลิตที่เพิ่มขึ้น จุดมุ่งหมายของการศึกษาคือ เพื่อศึกษาสิ่งที่ขอบเขตของการผลิตอ้อยในเขตชลประทานมีค่าซา สามารถปรับปรุงได้ โดยการปฏิบัติทางการเกษตรที่ดีขึ้น และเพื่อเพิ่มความเข้าใจในกลไกที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองต่อปัจจัยเหล่านี้

ค่าโสหุ้ยชลประทานทำการทดลองใกล้โคมาติพวร์ท , แอฟริกาใต้ในตื้นเนื้อดี ดินทราย ดินเหนียวร่วนเกินระยะเวลา 4 ปี ( ต้นหนึ่ง ( P ) และสาม ตอซังพืช ( R1 , R2 andr3 ) การรักษาประกอบด้วยการผสมแบบหลากหลาย ( N14 และ n26 ) ระยะห่างระหว่างแถว 1.5 เมตร rowsspaced ( เดี่ยวและคู่ แถว ระยะที่ 18 M ) และคลุมผิวดิน ( ดินเปลือย และชั้นเศษพืชตกค้าง ) การวัดรวมประชากร ทิลเลอร์ กั้น photosynthetically รังสีที่ใช้ fipar ) , น้ำในดิน และผลผลิตอ้อยที่เกี่ยว พืชที่ใช้น้ำ cwu ) ซึ่งใช้วิธีการสมดุลน้ำ

) การศึกษาครั้งนี้พบว่า การใช้น้ำและความต้องการน้ำ และมีค่า increasesin ,เป็นไปได้โดยใช้พืชตกค้างชั้นคลุมดิน เก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดใน P ( 26% ใน cwu และ 32% ในความต้องการการชลประทาน ) แต่ความประหยัดก็ประสบความสำเร็จใน R พืช ( about15 % ) มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะปฏิบัติถูกต้อง ชลประทานตารางตระหนักถึงเงินฝากออมทรัพย์เหล่านี้ในการปก accountsoil และพันธุ์ผล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงระยะเวลาของหลังคาบางส่วนแม้ว่าสารตกค้าง layercaused ลดขนาดเล็กในผลผลิตใน R1 R2 P และพืช ( เฉลี่ย 9% ) เหล่านี้ไม่พบ . ผลของการใช้ cwu ขนาดใหญ่และการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆในอ้อยผลผลิตผล inincreased WUE ( เฉลี่ย 18% )

คำตอบเหล่านี้จะตกค้างชั้นยาผ่านในอัตราที่ลดลง เนื่องจากการพัฒนาทรงพุ่มได้รับล่าช้า ,ทำให้ปกคลุมหลังคาสีเขียวน้อยลงและลด cwu โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงระยะของฝาครอบหลังคาบางส่วนเมื่อการเจริญเติบโตก้านยังไม่เริ่มต้น และ cwu fiparwere affectedmuch น้อยลงในช่วงเวลาต่อมาของการเจริญเติบโตของลำต้น จึงมีผลต่อผลผลิตอ้อยน้อยที่สุด , providedirrigation ตารางปรับ

14 อย่างหลากหลายพัฒนาทรงพุ่มมากขึ้นอย่างรวดเร็วได้รังสีมากขึ้นและผลผลิต achieveda สูงกว่า n26 . การตั้งค่าแถวมี สำคัญในการพัฒนา , หลังคา seasonalfipar สุดท้ายก้านประชากรแต่ไม่มีผลต่อผลผลิตอ้อยหรือมีค่า

ศึกษาข้อมูลเชิงปริมาณเพื่อการผลิต parameterising รุ่นซึ่งจะเพิ่มความสามารถในการจัดการน้ำ และบรรเทาอาการการพยากรณ์ผลผลิต