Impact des différentes dates de semis et niveaux d'irrigation sur l'absorption du NPK, le rendement et l'efficacité de l'utilisation de l'eau du maïs

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12956 (2023) Citer cet article

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La Haute-Égypte connaît des températures élevées en été et basses en hiver, ce qui a un impact significatif sur les dates de semis du maïs dans cette région. La productivité des cultures de maïs et l’efficacité de l’utilisation de l’eau peuvent être grandement affectées par le stress hydrique et les dates de semis (SD). Par conséquent, il est crucial de déterminer le niveau d’irrigation optimal et les SD en fonction des conditions locales. Pour évaluer les effets, deux niveaux d'irrigation ont été utilisés : (1) contrôle (pleine eau d'irrigation appliquée) et (2) 70 % de l'eau d'irrigation. Des expériences sur le terrain ont été menées à la station complexe d'études et de recherche sur l'eau du Centre national de recherche sur l'eau à Toshka. L'objectif était d'évaluer deux niveaux d'irrigation (irrigation complète et limitée) sur cinq SD (début : mi-février et mars, normal : mi-juin et fin : mi-août et septembre) en 2019 et 2020, afin de identifier la date idéale de semis (SD) et le niveau d’irrigation. L'ET normal a entraîné une augmentation de la durée de la saison de croissance entre l'émergence et la maturité des plantes. À l’inverse, le SD tardif a réduit le nombre de jours jusqu’à la maturité des plantes, ce qui a entraîné des rendements en grains plus élevés et une efficacité d’utilisation de l’eau (WUE). Notamment, le SD de septembre, associé à un niveau d'irrigation de 70 %, a donné la productivité et la WUE les plus élevées, avec une productivité de 7 014 kg ha−1 et une WUE de 0,9 kg m−3. Sur la base des résultats, il est recommandé que les régions présentant des conditions similaires envisagent de cultiver des semences de maïs en septembre, en adoptant un niveau d'irrigation de 70 %, pour obtenir une absorption optimale de N, des caractéristiques de croissance (hauteur de la plante, longueur de l'épi, poids de l'épi, nombre de rangs par épi). et poids de l'indice des grains), le rendement et le WUE.

L’eau joue un rôle essentiel dans la production agricole et constitue l’une des ressources les plus précieuses, l’agriculture étant la plus grande consommatrice d’eau1. Le défi du changement climatique touche divers secteurs de la société, notamment l’agriculture, les ressources en eau et la demande en eau d’irrigation2,3. L’agriculture, en tant que principale source d’alimentation durable, est fortement impactée par le changement climatique et les événements météorologiques extrêmes, tels que les fluctuations de température, les précipitations irrégulières et la pénurie d’eau4,5. Ces changements ont des effets néfastes sur la productivité, les ressources en eau et la qualité nutritionnelle des produits agricoles, entraînant des fluctuations dans la production alimentaire et menaçant la production constante et durable d'aliments à base de céréales6. Par conséquent, Baum Mitch et al.7 ont souligné que le changement climatique a affecté la date optimale de plantation du maïs et qu'une augmentation de 1 °C de la température moyenne augmente la période de croissance de dix jours tandis que la date optimale de plantation a changé de − 2 à + 6 jours. , selon le cultivar. Par conséquent, les stratégies d’adaptation des systèmes agricoles sont essentielles pour faire face aux conséquences du changement climatique sur la demande en eau d’irrigation8.

Le stress hydrique est un facteur inévitable qui existe dans différents environnements, sans tenir compte des frontières et sans avertissement clair. Cela entrave le rendement, la qualité et la production de biomasse des cultures9. Le stress hydrique a des effets néfastes sur les plantes, notamment un retard de croissance, une photosynthèse réduite et une inhibition de processus biochimiques essentiels10. En réponse au stress hydrique, les plantes emploient diverses stratégies pour se protéger, allant des réactions essentielles aux réactions auxiliaires11. Ces réponses permettent aux plantes de s’adapter à court terme pour faire face à un stress hydrique temporaire. Cependant, un stress hydrique grave ou prolongé peut nuire à la croissance et au rendement des plantes12. De plus, les effets du stress hydrique sur l’agriculture sont aggravés par des ressources en eau limitées et une demande mondiale croissante de nourriture en raison d’une croissance démographique alarmante13. Par conséquent, Soares et al.2 ont souligné la nécessité d’une production durable pour répondre aux demandes d’une population mondiale croissante. Des chercheurs précédents étudient l'impact de différents niveaux d'irrigation sur le rendement du maïs et le WUE14,15. Ils ont démontré que la productivité du maïs était négativement corrélée aux niveaux d’irrigation. Où, des quantités d’eau d’irrigation insuffisantes ou excessives limiteront le rendement du maïs et le WUE16,17. Elshamly15 a observé que le régime hydrique affectait négativement l'absorption du P, entraînant une réduction de l'efficacité des racines, de la croissance et d'autres caractéristiques végétatives et de rendement, tandis que la teneur en N, K et en protéines augmentait. Par conséquent, Kulczycki18 a conclu que « bien que le maïs, en tant qu'autre plante C4, soit très efficace en WUE, il reste sensible aux impacts de la disponibilité de l'eau ».