Published February 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Enhancing water use efficiency and grain yield of wheat by optimizing irrigation supply in arid and semi-arid regions of Pakistan
- 1. University of the Punjab
- 2. University of Florida
- 3. Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University
- 4. Swedish University of Agricultural Sciences
Description
The lack of good irrigation practices and policy reforms in Pakistan triggers major threats to the water and food security of the country. In the future, irrigation will happen under the scarcity of water, as inadequate irrigation water becomes the requirement rather than the exception. The precise application of water with irrigation management is therefore needed. This research evaluated the wheat grain yield and water use efficiency (WUE) under limited irrigation practices in arid and semi-arid regions of Pakistan. DSSAT was used to simulate yield and assess alternative irrigation scheduling based on different levels of irrigation starting from the actual irrigation level up to 65% less irrigation. The findings demonstrated that different levels of irrigation had substantial effects on wheat grain yield and total water consumption. After comparing the different irrigation levels, the high amount of actual irrigation level in semi-arid sites decreased the WUE and wheat grain yield. However, the arid site (Site-1) showed the highest wheat grain yield 2394 kg ha-1 and WUE 5.9 kg-3 on actual irrigation (T1), and with the reduction of water, wheat grain yield decreased continuously. The optimal irrigation level was attained on semi-arid (site-2) with 50% (T11) less water where the wheat grain yield and WUE were 1925 kg ha-1 and 4.47 kg-3 respectively. The best irrigation level was acquired with 40% less water (T9) on semi-arid (site-3), where wheat grain yield and WUE were 1925 kg ha-1 and 4.57 kg-3, respectively. The results demonstrated that reducing the irrigation levels could promote the growth of wheat, resulting in an improved WUE. In crux, significant potential for further improving the efficiency of agricultural water usage in the region relies on effective soil moisture management and efficient use of water.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يؤدي الافتقار إلى ممارسات الري الجيدة وإصلاحات السياسات في باكستان إلى تهديدات كبيرة للأمن المائي والغذائي للبلاد. في المستقبل، سيحدث الري في ظل ندرة المياه، حيث يصبح عدم كفاية مياه الري هو الشرط وليس الاستثناء. لذلك هناك حاجة إلى التطبيق الدقيق للمياه مع إدارة الري. قيم هذا البحث غلة حبوب القمح وكفاءة استخدام المياه (WUE) في ظل ممارسات الري المحدودة في المناطق القاحلة وشبه القاحلة في باكستان. تم استخدام DSSAT لمحاكاة الغلة وتقييم جدولة الري البديلة بناءً على مستويات مختلفة من الري بدءًا من مستوى الري الفعلي حتى 65 ٪ أقل من الري. وأظهرت النتائج أن المستويات المختلفة للري كان لها آثار كبيرة على محصول حبوب القمح وإجمالي استهلاك المياه. بعد مقارنة مستويات الري المختلفة، أدت الكمية العالية من مستوى الري الفعلي في المواقع شبه القاحلة إلى انخفاض WUE ومحصول حبوب القمح. ومع ذلك، أظهر الموقع القاحل (الموقع 1) أعلى إنتاجية لحبوب القمح 2394 كجم هكتار -1 و WUE 5.9 كجم -3 على الري الفعلي (T1)، ومع انخفاض المياه، انخفض إنتاجية حبوب القمح بشكل مستمر. تم تحقيق مستوى الري الأمثل في المناطق شبه القاحلة (الموقع 2) بمياه أقل بنسبة 50 ٪ (T11) حيث كان محصول حبوب القمح و WUE 1925 كجم هكتار -1 و 4.47 كجم -3 على التوالي. تم الحصول على أفضل مستوى للري بمياه أقل بنسبة 40 ٪ (T9) على المناطق شبه القاحلة (الموقع 3)، حيث كان محصول حبوب القمح و WUE 1925 كجم هكتار -1 و 4.57 كجم -3، على التوالي. وأظهرت النتائج أن خفض مستويات الري يمكن أن يعزز نمو القمح، مما يؤدي إلى تحسين استخدام الطاقة. في جوهرها، تعتمد الإمكانات الكبيرة لزيادة تحسين كفاءة استخدام المياه الزراعية في المنطقة على الإدارة الفعالة لرطوبة التربة والاستخدام الفعال للمياه.Translated Description (French)
Le manque de bonnes pratiques d'irrigation et de réformes politiques au Pakistan déclenche des menaces majeures pour la sécurité hydrique et alimentaire du pays. À l'avenir, l'irrigation se fera en raison de la pénurie d'eau, car une eau d'irrigation inadéquate devient la nécessité plutôt que l'exception. L'application précise de l'eau avec la gestion de l'irrigation est donc nécessaire. Cette recherche a évalué le rendement en grains de blé et l'efficacité de l'utilisation de l'eau (WUE) dans le cadre de pratiques d'irrigation limitées dans les régions arides et semi-arides du Pakistan. Le DSSAT a été utilisé pour simuler le rendement et évaluer un calendrier d'irrigation alternatif basé sur différents niveaux d'irrigation à partir du niveau d'irrigation réel jusqu'à 65 % d'irrigation en moins. Les résultats ont démontré que différents niveaux d'irrigation avaient des effets substantiels sur le rendement en grains de blé et la consommation totale d'eau. Après comparaison des différents niveaux d'irrigation, la quantité élevée de niveau d'irrigation réel dans les sites semi-arides a diminué le rendement en WUE et en grains de blé. Cependant, le site aride (Site-1) a montré le rendement en grains de blé le plus élevé de 2394 kg ha-1 et WUE 5,9 kg-3 sur l'irrigation réelle (T1), et avec la réduction de l'eau, le rendement en grains de blé a diminué continuellement. Le niveau d'irrigation optimal a été atteint sur semi-aride (site-2) avec 50% (T11) d'eau en moins où le rendement en grains de blé et WUE étaient de 1925 kg ha-1 et 4,47 kg-3 respectivement. Le meilleur niveau d'irrigation a été acquis avec 40 % d'eau en moins (T9) sur le semi-aride (site 3), où le rendement en grains de blé et le WUE étaient de 1925 kg ha-1 et 4,57 kg-3, respectivement. Les résultats ont démontré que la réduction des niveaux d'irrigation pourrait favoriser la croissance du blé, entraînant une amélioration du WUE. En particulier, un potentiel important d'amélioration de l'efficacité de l'utilisation de l'eau agricole dans la région repose sur une gestion efficace de l'humidité du sol et une utilisation efficace de l'eau.Translated Description (Spanish)
La falta de buenas prácticas de riego y reformas políticas en Pakistán provoca grandes amenazas para la seguridad hídrica y alimentaria del país. En el futuro, el riego se producirá bajo la escasez de agua, ya que el agua de riego inadecuada se convierte en el requisito en lugar de la excepción. Por lo tanto, es necesaria la aplicación precisa del agua con la gestión del riego. Esta investigación evaluó el rendimiento del grano de trigo y la eficiencia en el uso del agua (WUE) bajo prácticas de riego limitadas en regiones áridas y semiáridas de Pakistán. Se utilizó DSSAT para simular el rendimiento y evaluar la programación de riego alternativa basada en diferentes niveles de riego a partir del nivel de riego real hasta un 65% menos de riego. Los hallazgos demostraron que los diferentes niveles de riego tenían efectos sustanciales sobre el rendimiento del grano de trigo y el consumo total de agua. Después de comparar los diferentes niveles de riego, la alta cantidad de nivel de riego real en sitios semiáridos disminuyó la WUE y el rendimiento de grano de trigo. Sin embargo, el sitio árido (Sitio-1) mostró el mayor rendimiento de grano de trigo 2394 kg ha-1 y WUE 5.9 kg-3 en el riego real (T1), y con la reducción de agua, el rendimiento de grano de trigo disminuyó continuamente. El nivel óptimo de riego se alcanzó en semiárido (sitio-2) con un 50% (T11) menos de agua donde el rendimiento de grano de trigo y WUE fueron de 1925 kg ha-1 y 4.47 kg-3 respectivamente. El mejor nivel de riego se adquirió con un 40% menos de agua (T9) en semiárido (sitio-3), donde el rendimiento de grano de trigo y WUE fueron de 1925 kg ha-1 y 4.57 kg-3, respectivamente. Los resultados demostraron que la reducción de los niveles de riego podría promover el crecimiento del trigo, lo que resulta en una mejora de la UEA. En esencia, un potencial significativo para mejorar aún más la eficiencia del uso del agua agrícola en la región se basa en el manejo efectivo de la humedad del suelo y el uso eficiente del agua.Files
jabeen_m_et_al_220307.pdf.pdf
Files
(2.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:aae9b6fa12113c599cc7aa88ae948ff8
|
2.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزيز كفاءة استخدام المياه وإنتاجية الحبوب من القمح من خلال تحسين إمدادات الري في المناطق القاحلة وشبه القاحلة في باكستان
- Translated title (French)
- Améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'eau et le rendement céréalier du blé en optimisant l'approvisionnement en irrigation dans les régions arides et semi-arides du Pakistan
- Translated title (Spanish)
- Mejorar la eficiencia en el uso del agua y el rendimiento de grano de trigo mediante la optimización del suministro de riego en regiones áridas y semiáridas de Pakistán
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3207856064
- DOI
- 10.1016/j.sjbs.2021.10.018
References
- https://openalex.org/W1548354350
- https://openalex.org/W1556073495
- https://openalex.org/W1571668337
- https://openalex.org/W1582880996
- https://openalex.org/W1982468089
- https://openalex.org/W1990225057
- https://openalex.org/W1991605042
- https://openalex.org/W2021783107
- https://openalex.org/W2025323882
- https://openalex.org/W2036709573
- https://openalex.org/W2040294554
- https://openalex.org/W2063535920
- https://openalex.org/W2075022031
- https://openalex.org/W2108135471
- https://openalex.org/W2108387031
- https://openalex.org/W2158535548
- https://openalex.org/W2158883105
- https://openalex.org/W2159636695
- https://openalex.org/W2164849734
- https://openalex.org/W2391132140
- https://openalex.org/W2413037102
- https://openalex.org/W2753531623
- https://openalex.org/W2753540931
- https://openalex.org/W2791953762
- https://openalex.org/W2801027201
- https://openalex.org/W2967155194
- https://openalex.org/W2990720607
- https://openalex.org/W3022690894
- https://openalex.org/W308342008
- https://openalex.org/W3122221524
- https://openalex.org/W3314149