Optimization of maize productivity through precision drip irrigation and foliar biostimulant complex and micronutrients application
Dátum
Szerzők
Folyóirat címe
Folyóirat ISSN
Kötet címe (évfolyam száma)
Kiadó
Absztrakt
Absztrakt Az éghajlatváltozás világszerte gyorsítja az aszály gyors terjedését. Emellett folyamatos a tápanyagok kimerülése a talajban. Ennek következtében, a földrajzi elhelyezkedéstől függően, hatásuk súlyossága veszélyezteti az élelmiszernövények termesztését, és ezáltal az emberi megélhetést. Kutatásom a kutatás a precíziós csepegtető öntözés, valamint újonnan kifejlesztett biostimulánsok és a kémiai műtrágyákból származó mikroelemek hatékonyságát vizsgálta a kukorica termékenységére. A vizsgálat két vízellátási rendszert tartalmazott, azaz precíziós csepegtető öntözést és öntözés nélküli körülményeket. A tápanyag-kezelések a következők voltak: T1 (nem-mikrobiális biostimuláns, amely makro- és mikrolemeket tartalmaz), T2 (cinket tartalmazó kémiai műtrágya), T3 (főként bórt és molibdént tartalmazó kémiai műtrágya) és a kontroll (T4). Az adatgyűjtés során növekedési paraméterek, klorofill-fluoreszcencia paraméterek, a fotoszintézis kvantumhozama vagy a II-es fotoszintetikus rendszer hatásfoka (ΦPSII vagy Y(II)), elektrontranszport ráta (ETR), valamint a terméshozam, annak összetevői és a szemminőség adatai kerültek rögzítésre. A precíziós csepegtető öntözés szignifikánsan (p<0,05) javította a növénymagasságot, a klorofilltartalmat (SPAD), az NDVI-t, a klorofill-fluoreszcenciát, a ΦPSII-t és az ETR-t, valamint a terméshozamot és annak összetevőit. A két szezon során a precíziós csepegtető öntözés 250%-kal (9,5 t ha⁻¹) és 12,1%-kal (2,1 t ha⁻¹) növelte a hozamot. Bár a szem keményítőtartalmát pozitívan befolyásolta, a fehérjetartalom csökkent a precíziós csepegtető öntözés hatására: -2,1 és -0,5%-kal a két szezonban. A biostimuláns és a mikroelemek önálló hatása optimális volt a klorofill-fluoreszcenciára, míg az interakciós hatások javították a ΦPSII-t és az ETR-t a VT és R2 növekedési szakaszban precíziós öntözés mellett. A vízgazdálkodási rendszerek között a biostimuláns mutatta a legnagyobb termésoptimalizáló hatást precíziós csepegtető öntözés esetén a 2022-es, fokozott vízstresszel jellemezhető szezonban. Mivel azonban a T1, T2 és T3 kezelések terméshozamai nem különböztek szignifikánsan egymástól, csak a kontrollhoz képest, ez további vizsgálatokat indokol. A biostimuláns és mikroelemek hatása a szem minőségi jellemzőire nem bizonyult optimálisnak. A vizsgálat eredményei arra utalnak, hogy a precíziós csepegtető öntözés elsősorban a kukorica általános termelékenységére gyakorolt jelentős hatást, míg a biostimuláns és mikroelem alkalmazása pozitív hatást mutatott, ugyanakkor további kutatások szükségesek a kijuttatási időpontokkal, a minimális kémiai műtrágya-használattal való integrációval, valamint több kukoricahibrid és különböző agroökológiai rendszerekben történő teszteléssel kapcsolatban. Abstract Climate change precipitates rapid propagation of drought worldwide. In addition, there is continuous depletion of nutrients in the soil. As such, depending on the geographical location, the severity of their effect threatens food crop production and consequently human livelihood. This research investigated the efficacy of precision drip irrigation and newly developed biostimulants, and micronutrients from chemical fertilizers on the productivity of maize. Two water regimes were included in the study i.e precision drip irrigation and non-irrigated conditions. Nutrient treatment sources were T1 (non-microbial biostimulant containing major and trace elements), T2 (chemical fertilizer containing zinc), T3 (chemical fertilizer containing majorly boron and molybdenum), and the control (T4). Data was collected on growth parameters, chlorophyll fluorescence parameters, quantum photosynthetic yield or efficiency of photosystem II (ΦPSII or Y(II)), electron transport rate (ETR), and yield and yield components and grain quality. Precision drip irrigation significantly (p<0.05) improved plant height, chlorophyll content (SPAD), NDVI, chlorophyll fluorescence, ΦPSII, and ETR, yield and yield components. In the two seasons, precision drip irrigation improved yield by 250% (9.5 t ha-1) and 12.1% (2.1 t ha-1). Although grain starch content was positively affected, there was reduction in protein content under precision drip irrigation by -2.1 and -0.5% in the two seasons. The sole biostimulant and micronutrients effects were optimal for chlorophyll fluorescence while interactive effects showed improved ΦPSII, and ETR under precision drip irrigation at VT and R2 growth stage., Between water management regimes, biostimulant had the highest yield optimization effect under precision drip irrigation in the 2022 season with elevated water stress. However, since the grain yield of T1, T2, and T3 was not significantly different when compared to each other except the control, suggests further studies. The biostimulant and micronutrients effect on grain quality attributes were suboptimal. From the results of this study, it appears that precision drip irrigation primarily influenced overall productivity of maize while, although the application of biostimulant, and micronutrient application showed positive effect, additional studies related to application times, integration with minimal chemical fertilizer application, and testing their efficacy with more maize hybrids under diverse crop agroecosystems is required.