Minderung von Katastrophen durch trocken-heiß-windiges Klima in Weizenfeldern mithilfe der Sprinklerbewässerungsmethode

Das trocken-heiß-windige Klima tritt häufig während der Kornfüllungsphase von Winterweizen in der Nordchinesischen Ebene (NCP) auf und beeinflusst somit negativ den Weizenertrag. Die Sprinklerbewässerung kann die Feldtemperatur und -feuchtigkeit verbessern und kann verwendet werden, um Katastrophen durch trocken-heiß-windiges Klima zu mildern. Ein zweijähriges Feldexperiment wurde in der NCP durchgeführt, um zu testen, wie sich die Sprinklerbewässerung auf das Mikroklima, die Wassertemperatur und die photosynthetischen Eigenschaften sowie den Kornfüllungsprozess und den endgültigen Kornertrag auswirkt, wenn an trocken-heiß-windigen Tagen 1,5–2 mm Wasser gesprüht werden. Die Feldversuche zeigten, dass im Vergleich zur Behandlung ohne Sprühen die Anwendung von 2 mm Wasser zu einer Verringerung der Luft- und Wassertemperaturen um 2,3–7,6 °C und 4,3–9,9 °C führte, während und kurz nachdem das Sprühen gestoppt wurde, und die Temperaturen etwa eine Stunde nach dem Sprühen auf die vorherigen Werte zurückkehrten. Die Luftfeuchtigkeit erhöhte sich während und nach dem Sprühen um bis zu 10%. Die Raten der Photosynthese und Transpiration sowie die stomatale Leitfähigkeit nahmen nach dem Sprühen um 34–235%, 15–55% und 24–79% zu. Die linearen Beziehungen zwischen der Photosyntheserate und der Transpirationsrate in Bezug auf die stomatale Leitfähigkeit deuten darauf hin, dass die Erhöhung der Photosynthes- und Transpirationsraten die Hauptfaktoren für die Erhöhung der stomatale Leitfähigkeit sind, die hauptsächlich auf die verbesserten Bedingungen der Wassertemperatur und -feuchtigkeit durch die Sprühverfahren zurückzuführen sind. Der Kornfüllungsprozess wurde durch das Sprühen verbessert, was letztendlich die Einheit des Korngewichts um etwa 5% erhöhte. Ein Sprühevorgang an einem trocken-heiß-windigen Tag beeinflusste das Feldmikroklima und die fotosynthetischen Eigenschaften des Bestandes für 90 Minuten (30 Minuten Sprühzeit + 60 Minuten nach dem Sprühen). Bei starker Intensität des trocken-heiß-windigen Klimas können zwei Sprüheinsätze erfolgen. Das Sprühen von jeweils 2–2,5 mm Wasser war ausreichend, wenn der Blattflächenindex während der Kornfüllungsphase von Winterweizen bei 4–5 lag. Sprühevents können einen geringen Einfluss auf den Kornertrag haben, wenn ein trocken-heiß-windiges Klima in den letzten fünf Tagen vor der Ernte auftritt.