Напояването е водеща тема в научните среди от години. Изследователи прекарват години в проучвания за оптимизация на производствените процеси, още повече по отношение на напояването. Водата е ключов елемент от развитието на културите, а правилното и максимално усвояване от насажденията е приоритет, който е с многопластово разбиране.
Подобряването на ефективността на използване на водата може да стимулира производството на храна за нарастващо население без допълнително използване на ограничени водни ресурси. Ефективността на използването на водата за производство на храни може да бъде подобрена с прилагането на няколко важни стъпки. Във фермите това може да се постигне чрез оптимизирано управление. На ниво инсталация подобренията в ефективността на използване на водата могат да зависят от манипулиране на физиологични и морфологични характеристики.
Ето и няколко неща, които трябва да знаем, но също и може да бъдат успешно приложени:
Оптимизиране на листната площ.
Знае се, че наличието на повече листна площ увеличава скоростта на фотосинтеза и производството на биомаса. Въпреки това, големите листа също водят до по-високи нива на транспирация. Това не е проблем, когато има достатъчно напояване или валежи, но растенията, изпитващи воден дефицит или стрес от суша, имат различни реакции.
Поради тази причина физиолози на културите, измерват ефективността на използване на водата като добив на единица транспирация.
На растението може да бъде повлияно така, че да не развива листна площ или също така тя да бъде механично редуцирана, за да се контролира транспирацията, но е важно да знаем, че това се отразява неблагоприятно на добива. Освен това дефицитът на вода в растенията може да повлияе на фотосинтезата чрез увреждане на органели като хлоропласти и митохондрии и намаляване на ефективността на фотосистемата и производството на хлорофил. Повишеният биосинтез на реактивни кислородни видове допълнително уврежда растителните тъкани, затова трябва да се има предвид вида на растението и целите за неговото отглеждане.
Тогава има ли друг начин за оптимизация, може би чрез стимулация на корените?
Културите имат различна структура на корените, което влияе върху способността им да улавят вода и да издържат на суша. Горно вкоренените растения могат да използват водата по-добре в по-влажни почви, но по-дълбоките корени са по-полезни в сухи почви. Страничният растеж на корените и ъглите на разклоняване са други параметри на корените, които влияят върху устойчивостта и толерантността към суша. Повечето коренови разклонения помагат за по-ефективното улавяне на водата. При стимулация на кореновата система, растенията стават по-устойчиви на засушаване, защото за тях са достъпни повече водни ресурси.
Тази стратегия е изключително полезна при овощните насаждения, както и при полските култури. Внасяне на биостимулатор в началото на развитието на културите, може значително да спомогне развитието на коренова система, докато те израстват. Изследване показва, че кореновата стимулация може да се приложи в началото на вегетативния път на насаждението и поддържана веднъж годишно при трайните насаждения. Освен оптимизиране на водните нужни, растенията могат да усвояват по-качествено всички подадени им хранителни вещества през торенето.
Ето как напояването може да бъде оптимизирано:
Ефективността на използването на водата от културите може да се подобри чрез управление на полето и избор на напояване. Градинските култури, като лозовите насаждения, се нуждаят от напояване, за да балансират добива и качеството на плодовете в сухите райони. Използването на локализирани повърхностни капкови системи може да доведе до соленост, хипоксия на почвата и загуба на вода, от изпаренията.
Идеи за оптимизация:
- Системи за подземно микронапояване – те могат да намалят изпарението, да ограничат водата до плевелите, да подобрят общите показатели на реколтата и да регулират растежа на насажденията. Тази система е много подходяща за овощни градини и лозя.
- Директното напояване на кореновата зона – това е нов метод, който става все по-популярен и може да подобри добива с 9 до 12% в сравнение с повърхностното капково напояване.
Тези модели на напояване все още са в процес на задълбочени изследвания, защото знаем, че гроздето се нуждае от дълбоки корени за подкрепа и е възможно методиките да изменят техните коренообразуващи се маси.
Изследователско проучване е регистрирано от учени по културите и растенията. То се провежда в рамките на две години и изследва горепосочените два модела за напояване.
Лозов масив с каберне совиньон в полусух район, при три режима на напояване – висок, умерен и нисък. Напояването по новите методи се извършва от появата на пъпките до периода след прибиране на реколтата.
Те сравняват специфичната площ на листата, обмена на газ в листата, водния потенциал на стъблото, азота и общото съдържание на въглерод в листата, издънките и разпределението на корените в почвен профил от 0 до 160 см. С помощта на ръчна система за фотосинтеза, те могат да измерват по всяко време всички газови обмени, предоставяйки важна информация за фотосинтетичната активност, нужни за целите на проучването.
На дълбочина от 1,8 м те са монтирали Миниризотронните тръби на 30 см от лозите в почвата. Чрез осем изображения на различни дълбочини през три етапа всяка година, изследователите разполагат с ясна прогресия за развитие на плод, верижност и как това се отразява на реколта. Учените са анализирали броя на корените и плътността по дължината на кореновата система.
Изследването дава показатели, че контролираното напояване се отразява благоприятно лозята. Водата, осигурена под повърхността, намалява загубата на водни ресурси чрез изпаряване, оставяйки всичко нужно достъпно директно за лозовите насаждения.
Показателите не регистрират разлики в двете системи при ниски скорости на напояване. При умерени и високи скорости на напояване, се отчита, че системите водят до 50-60% по-нисък общ брой корени и 30-40% по-ниска дължина на корена в горните 60 см на почвата. Въпреки това, в по-дълбоки почви (60-160 см), системите за напояване водят до произвеждане на по-голям брой корени и плътност по дължината им. Това е придружено от увеличена листна площ и намален общ въглерод към азот в листата.
По този начин водният потенциал на стъблата е по-висок при контролираната система за напояване, а по-високата проводимост на устицата или по-отворените устица водят до по-висока фотосинтеза и транспирация.
Разликата в двете напоителни системи е най-очевидна през сухите летни месеци и сухите години, където напояваните с директно кореново напояване, растения показват по-висок добив. Развитието на по-дълбоки корени се стимулира, това води до по-висока производителност, но също така помага за облекчаване на водния стрес и адаптиране към сухия климат.
Моника Господинова
