Μελέτη των επιδράσεων της ελλειμματικής άρδευσης σε καλλιέργεια βαμβακιού (Gossypium hirsutum L., cv. Celia)

Abstract

The analysis of deficit irrigation effects on quantitative and qualitative characteristics of cotton (Gossypium hirsutum L. cv. Celia) was the objective of this study. Three field experiments were setup during 2005, 2006 and 2007 in the region of Karditsa. Three kinds of water treatments were used, FI (Full Irrigation), DI1 (Deficit Irrigation 1) and DI2 (Deficit Irrigation 2). The estimation on the water quantity, supplied to the control treatment was based on crop evapotranspiration (Etc), which was calculated according to the Penman-Monteith equation (1965), modified by FAO 56 (Allen et al, 1998).Therefore, the three irrigation levels were set as follows: FI=80%*ETc, DI1=75%*FI, DI2=50%*FI. Irrigation treatments started when leaf water potential reached -1,5 MPa for the first time. In all three periods, the onset of irrigation coincided with the beginning of blooming. A drip irrigation system was used. Measurements of soil and plant water status were taken frequently. At the same time, damaged samples were taken regularly throughout the experimental period. In addition characteristics of vegetative and reproductive growth were measured by means of destructive sampling (dry matter, leaf area, number of squares and bolls). Root surface area was also measured in the 0-25 cm soil layer. Phenological observations were also taken on marked plants. From the two intermediate lines of each plot, yields both in seed cotton and fiber as well as several of the fiber properties were estimated. Water Use Efficiency was estimated from the WUE index. Finally, using the linear regression technique, suggested by Karamanos and Papatheohari (1999), the sensitivity of several morphological and physiological parameters to water stress was assessed. Most characteristics were significantly higher in FI in comparison to the other two treatments. DI1 was also superior to DI2. However deficit irrigation treatments, especially DI2, exhibited more pronounced earliness. Deficit irrigation did not affect significantly fiber qualitative properties. The average weight of the seed cotton per boll was more important, than boll number per plant in final yield determination, irrespective of the treatment. Significant correlation between final yield and WPI was observed.

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη των επιδράσεων της ελλειμματικής άρδευσης (deficit irrigation) σε ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του βαμβακιού (Gossypium hirsutum L. cv. Celia). Για το λόγο αυτό πραγματοποιήθηκαν τρία πειράματα αγρού σε ισάριθμες καλλιεργητικές περιόδους (2005, 2006, 2007) στην Καρδίτσα. Εφαρμόσθηκαν τρεις υδατικές μεταχειρίσεις (FI = Πλήρης άρδευση, DI1 = ελ. άρδευση 1, DI2 =ελ. άρδευση 2). O προσδιορισμός της ποσότητας του νερού που χορηγήθηκε στο μάρτυρα (FI), έγινε με βάση την εξατμισοδιαπνοή της φυτείας (ΕΤc), η οποία υπολογίστηκε με βάση την εξίσωση Penman - Monteith (1965), τροποποιημένη κατά FAO 56 (Allen et al, 1998). Έτσι τα τρία επίπεδα άρδευσης διαμορφώθηκαν ως εξής: FI = 80% ETc, DI1 = 75% FI, DI2 = 50% FI. Ως έναρξη της εφαρμογής της ελλειμματικής άρδευσης ορίστηκε όταν το υδατικό δυναμικό των φύλλων θα έφτανε τα -1,5 MPa, σημείο που συνέπεσε και στις τρεις περιόδους με την έναρξη της άνθισης. Η άρδευση πραγματοποιήθηκε με σταλακτηφόρους αγωγούς. Κατά τη διάρκεια των πειραματικών ετών λαμβάνονταν σε τακτά χρονικά διαστήματα μετρήσεις για τον προσδιορισμό της εδαφικής υγρασίας, καθώς και της υδατικής κατάστασης των φυτών. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκαν επαναλαμβανόμενες καταστροφικές δειγματοληψίες για την παρακολούθηση τόσο της βλαστικής, όσο και της αναπαραγωγικής ανάπτυξης των φυτών (ξηρό βάρος, φυλλική επιφάνεια, αριθμός χτενιών και ανθέων). Επιπλέον, μετρήθηκε η επιφάνεια του ριζικού συστήματος σε βάθος 0-25 cm. Επιπροσθέτως, σε καθορισμένα εκ των προτέρων φυτά ελήφθησαν φαινολογικές παρατηρήσεις. Στο τέλος της κάθε περιόδου συγκομίστηκαν οι δύο ενδιάμεσες γραμμές κάθε τεμαχίου και προσδιορίστηκαν οι αποδόσεις σε σύσπορο βαμβάκι και σε ίνα, όπως και ορισμένα τεχνολογικά χαρακτηριστικά της ίνας. Η αποτελεσματικότητα της χρήσης του νερού (Water Use Efficiency) εκτιμήθηκε με βάση το δείκτη WUE. Τέλος, με τη βοήθεια γραμμικών παλινδρομήσεων μεταξύ του δείκτη υδατικού δυναμικού (WPI) που προτάθηκε από τους Karamanos και Papatheohari (1999) και διαφόρων μορφολογικών και φυσιολογικών παραμέτρων, έγινε η εκτίμηση της ευαισθησίας των παραμέτρων αυτών στην έλλειψη νερού. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα ο μάρτυρας υπερείχε σταθερά σε όλα τα χαρακτηριστικά που μελετήθηκαν, καθώς και στις αποδόσεις, όπως και η επέμβαση DI1 σε σχέση με την DI2. Ωστόσο, οι επεμβάσεις της ελλειμματικής άρδευσης και κυρίως η DI2, ήταν πιο πρώιμες. Όσον αφορά στα τεχνολογικά χαρακτηριστικά της ίνας, η ελλειμματική άρδευση δεν επέδρασε σημαντικά. Από τις συνιστώσες της απόδοσης, αυτή που διαδραμάτισε σημαντικότερο ρόλο στις τελικές αποδόσεις ήταν το μέσο βάρος κάψας, ανεξάρτητα από την επέμβαση. Τέλος, πολύ σημαντική ήταν η συσχέτιση ανάμεσα στις τελικές αποδόσεις και τον δείκτη WPI, ανεξάρτητα από την καλλιεργητική περίοδο.