Растениям нужна вода, но что делать, когда она заканчивается? Можно ли использовать меньше воды и при этом получать здоровые урожаи?
В Техасе Южные Высокие Равнины используют воду из водоносного горизонта для полива хлопковых полей. Однако водоносный горизонт иссякает, поэтому важно использовать все меньше и меньше воды. Местные ученые работают над поиском наилучшего метода орошения хлопка, при котором используется наименьшее количество воды. Они хотят сделать это без потери урожая хлопка и прибыли производителей.
«Хлопок - самое популярное натуральное волокно в мире, и Соединенные Штаты входят в тройку крупнейших производителей хлопка в мире», - говорит Глен Ричи из Техасского технологического университета и Texas A&M AgriLife. Ричи помог провести исследование. «В связи с сокращением запасов воды в этом районе возникает интерес к тому, как ограничить количество воды, требуемой хлопку, но сохранить его здоровым. Определение последствий меньшего количества воды позволит производителям получить максимальную отдачу от воды, которую они используют.."
Плоды хлопка называются коробочками и представляют собой легко узнаваемые белые пушистые комочки. Коробочки образуются в разное время на разных частях растения.
Коробочки у основания растения и рядом с основным стеблем появляются в начале вегетационного периода. Коробочки выше на растении или дальше от центра растения образуются позже в этом сезоне. В эксперименте изучалось, как различные схемы орошения влияют на количество коробочек (урожайность) и их качество.
«Определение местоположения и количества коробочек на хлопковом растении дает отличный анализ жизни растения», - говорит Ричи. «Он может дать нам информацию о том, в какие периоды сезона он подвергался стрессу, и о его реакции на этот стресс. Он также сообщает нам, как он оставался здоровым и приносил плоды в той среде, в которой он рос».
Исследователи использовали три нормы полива в три разных промежутка времени, чтобы увидеть, какая комбинация вызывает наименьший стресс у растения. Например, некоторые сорта хлопка получали низкий уровень воды в начале вегетационного периода, средний полив в середине вегетационного периода и высокий уровень в конце вегетационного периода. Всего исследователи изучили 27 комбинаций - все возможные комбинации трех уровней в три разных периода времени.
Результаты показывают, что меньшее количество воды в начале вегетационного периода приводит к уменьшению размеров растений, но мало влияет на урожай хлопка и не влияет на качество волокна. В середине сезона, однако, норма орошения оказала большое влияние на урожайность, хотя только самые низкие нормы орошения ухудшали качество волокна. Наконец, в конце сезона норма орошения также повлияла на урожайность, но наиболее очевидным воздействием было значительное снижение качества волокна при сокращении орошения.
«Наши результаты опровергают распространенное мнение о том, что в условиях нехватки воды производители должны рано и часто проводить полив, чтобы создать в почве «водный банк», - говорит Ричи. «Наоборот, сокращение полива после того, как растения выйдут из почвы, приучит растения к меньшему количеству воды и все же приведет к хорошим урожаям и качеству волокна. И наоборот, если вода ограничена, ранний чрезмерный полив увеличит риск плохого качества волокна».
Ричи говорит, что следующие шаги в их работе включают остановку орошения в более точные моменты времени, чтобы определить влияние как на урожайность, так и на качество волокна. Например, может ли цветовод прекратить полив в течение первой недели цветения, но плохо ли это сделать в течение третьей недели цветения?
С помощью этой работы исследователи надеются продлить срок службы водоносного горизонта, истощающегося источника подземных вод.
«Мы должны знать, какая часть вегетационного периода больше всего пострадает от использования воды», - говорит Ричи. «Нам нужно использовать каждую каплю в полной мере».