Wasserknappheit und geringe Bodenfruchtbarkeit sind die Hauptfaktoren, die die Pflanzenproduktion in semiariden Regionen einschränken. Andererseits führt ein übermäßiger Einsatz von Wasserressourcen und eine große Menge an Düngemitteln nicht nur zu einer geringen Wasserproduktivität und Stickstoffnutzungseffizienz, sondern führt auch zu einer Reihe von Umweltproblemen und beeinträchtigt die Struktur und Funktion des Agrarökosystems.
Frühere Studien haben gezeigt, dass organische Düngemittel und Biodünger einen nachhaltigen agronomischen Ansatz für die Pflanzenproduktivität bieten, indem sie die Bodenqualität verbessern. Allerdings sind die direkten Mechanismen sowie die Kopplungseffekte integrierter Düngemaßnahmen mit Bewässerung auf das Maiswachstum nicht vollständig geklärt.
Ein Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Zhang Tonghui vom Northwest Institute of Eco-Environment and Resources der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine umweltfreundliche Strategie zur synergistischen Verbesserung der Ressourcennutzungseffizienz und der Pflanzenproduktivität im Horqin Sandy Land vorgeschlagen. Diese Studie wurde veröffentlicht in Landwirtschaftliches Wassermanagement.
Die Forscher untersuchten die Auswirkungen verschiedener Wasser- und Düngemittelbehandlungen auf das Maiswachstum, den Ernteertrag, die Wasserproduktivität, die Effizienz der Stickstoffnutzung und den wirtschaftlichen Nutzen durch die Festlegung verschiedener Bewässerungs- und Düngeverfahren.
Sie fanden heraus, dass die integrierte Anwendung von Biodünger, chemischem und organischem Dünger bei mäßiger Defizitbewässerung das Wachstum von Mais in späteren Wachstumsstadien verbessern könnte.
Darüber hinaus stellten die Forscher fest, dass eine höhere Stickstoffaufnahme nach dem Seidenlegen wahrscheinlich zu einem höheren Getreideertrag beitrug. Integrierte Düngemaßnahmen erhöhten die Stickstoffaufnahme nach dem Seidenlegen und den prozentualen Anteil am Gesamtstickstoffgehalt, was letztendlich zu einer Steigerung des Kornertrags führte.
Darüber hinaus stellten sie fest, dass Düngemaßnahmen bei mäßiger Defizitbewässerung die periodische Evapotranspiration von Mais optimieren, die Wasserproduktivität der Pflanzen und die Stickstoffnutzungseffizienz verbessern und den höchsten Nettogewinn erzielen können.
„Diese Studie liefert eine neue Wasserdüngerstrategie für die lokale Maisproduktion sowie eine theoretische Grundlage für ein rationelles Wasser- und Düngemanagement“, sagte Prof. Zhang.
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Ning Wang et al.: Die integrierte Anwendung von Düngung und reduzierter Bewässerung verbesserte den Ertrag von Mais (Zea mays L.), die Wasserproduktivität der Pflanzen und die Stickstoffnutzungseffizienz in einer semiariden Region. Landwirtschaftliches Wassermanagement (2023). DOI: 10.1016/j.agwat.2023.108566