Kuzey Çin Ovası, Çin'de önemli bir tahıl-üretim alanıdır ve ana ekim modeli kışlık buğday-yazlık mısır çifte ekim sistemidir. Bu bölgede buğday ve mısır, ulusal üretimin sırasıyla yaklaşık %75 ve %35'ini oluşturmaktadır. Bu alanda buğday ve mısır rekoltesinin sürekli olarak artırılmasının teşvik edilmesi, ulusal gıda güvenliğinin sağlanması ve çiftçi gelirlerinin artırılması açısından büyük önem taşıyor. Bununla birlikte, iklim değişikliğinin etkisi su kıtlığı ile gıda üretimine yönelik artan talep arasındaki çelişkiyi şiddetlendirdiği ve bu durumu kışlık buğday-yazlık mısır yetiştirme sisteminin sürdürülebilir gelişimi için birincil sınırlayıcı faktör haline getirdiği için, Kuzey Çin Ovası özellikle son yıllarda su kaynakları sıkıntısıyla karşı karşıyadır. Bu nedenle, yüksek verim sağlarken su kullanım verimliliğini (WUE) en üst düzeye çıkarmak, Kuzey Çin Ovası'ndaki kışlık buğday-yazlık mısır ekim sistemi için uzun süredir en önemli zorluklardan biri olmuştur.
Son yıllarda araştırmacılar su-tasarrufu sağlayan sulama teknolojisi gibi perspektiflerden kapsamlı çalışmalar yürütüyorlar. Bu çabalar, Kuzey Çin Ovası'ndaki kışlık buğday-yazlık mısır ekim sisteminin su kullanım verimliliğini bir dereceye kadar artıran bir dizi başarıya yol açtı.
1. Kışlık Buğday-Yazlık Mısır Mahsul Sistemi Su Kullanım Durumu
Kuzey Çin Ovası yarı-kurak ve yarı-nemli bir iklim bölgesinde yer alır. Kıtasal muson ikliminin etkisi nedeniyle su kaynakları nispeten kıttır ve bu durum burayı Çin'in su arzı ve talebi açısından en önemli baskıyla karşı karşıya olan bölgelerinden biri haline getirmektedir. Bölgede yıllık ortalama yağış 554 mm, yıllık ortalama buharlaşma ise 1550 mm civarındadır. Yağış yıl boyunca eşit olmayan bir şekilde dağılır ve önemli ölçüde değişiklik gösterir. Özellikle son yıllarda küresel iklim değişikliği sıcaklıkların artmasına neden olurken, yağışlar da yıldan yıla azalıyor. 1983'ten 2013'e kadar olan veriler, bölgenin sıcaklığının artış eğiliminde olduğunu (on yılda bir 0,20 derece), yağışın ise genel olarak azaldığını (on yılda -1,75 mm) göstermektedir.
Ayrıca Kuzey Çin Ovası'ndaki yeraltı suyu kaynakları da yetersizdir. Araştırmalara göre bölgedeki doğal yeraltı suyu hacmi yıllık 2.274 × 10^10 m³'tür. Sığ ve derin yeraltı suyu için mevcut ekstraksiyon hacimleri sırasıyla yılda 1,683 × 10^10 m³ ve 2,42 × 10^9 m³'tür. Deniz seviyesinin altındaki derin yeraltı suyunun derinliği artık 76.700 km²'ye, yani ova alanının yaklaşık yarısına kadar uzanıyor. 1970'lerden bu yana, tuzlu-alkali arazi iyileştirme ve tarımsal su koruma projelerinin büyük ölçekli-uygulanmasıyla, tarımsal sulama için yeraltı suyu çıkarılması keskin bir şekilde arttı ve toplam yeraltı suyu çıkarılmasının %79'unu oluşturdu.
Yeraltı suyunun-sulama amacıyla uzun vadeli olarak çıkarılması nedeniyle, su tablası yıllık 0,5 ila 1,0 metrelik bir düşüşle hızla düşerek ciddi arazi çökmelerine ve yüzey çatlamalarına yol açtı. Yeraltı suyu hunisinin alanı ve hacmi giderek genişlemiş ve derinleşmiş, karmaşık ve bitişik bir eğilim ortaya çıkmıştır. Huninin toplam alanı 2005'te 9.700 hektardan 2019'da 14.000 hektara çıktı. Kuzey Çin Ovası dünyadaki en büyük "yeraltı suyu hunisi" ve en savunmasız su ortamlarından biri haline geldi.
Şu anda, Kuzey Çin Ovası'ndaki ana ürün rotasyonu yöntemi, ekili alanın toplam ekilebilir alanın %80'ini aştığı kışlık buğday-yazlık mısır çift ekim sistemidir. Kışlık buğday ve yazlık mısırın su ihtiyaçları ile doğal yağışlar arasındaki büyük fark ve yağışın mevsimlere eşit olmayan dağılımı, bu sistemdeki yağmur suyu kullanımının düşük verimliliğinin ve yeraltı suyunun aşırı tüketiminin temel nedenleridir. Kuzey Çin Ovası'nda yıllık yağış 500 ila 800 mm civarındayken, kışlık buğday-yazlık mısır sisteminin su tüketimi her yıl yaklaşık 870 mm'dir. Üstelik yağışların çoğu Haziran ile Ağustos ayları arasında (yazlık mısır mevsimi boyunca) meydana gelir ve yağışların yalnızca %20 ila %30'u (174 ila 261 mm) kışlık buğday mevsimi boyunca düşer. Ancak buğday mevsiminde su tüketimi her yıl 450 mm'yi aşıyor ve doğal yağışlar tek başına büyüme gereksinimlerini karşılayamıyor. Kışlık buğdayın sulanması esas olarak, Kuzey Çin Ovası'ndaki toplam sulama suyunun yaklaşık %70'ini oluşturan yeraltı suyunun çıkarılmasına dayanmaktadır. Son raporlar, buğday mevsiminde iki kez sulamanın (sulama başına 75 mm) daha yüksek su verimliliği sağlayabileceğini ve potansiyel olarak sulama suyu kıtlığını hafifletebileceğini öne sürüyor.
Yeraltı suyu kaynaklarının kıtlığının yanı sıra, eski sulama yöntemleri ve yanlış su yönetimi de ciddi su israfına yol açarak su kullanım verimliliğini azaltmaktadır. 2021 yılında Çin'in tarım arazilerindeki sulama suyunun etkin kullanım katsayısı 0,568 oldu; bu, suyun yaklaşık 2/5'inin mahsuller tarafından tam olarak kullanılmadığı anlamına geliyor. Bu, su-etkinliği gelişmiş ülkelerde hâlâ 0,7 ila 0,8 aralığının gerisindedir. Buğday, mısır ve pirinç için su kullanım verimliliği sırasıyla 1,19, 2,04 ve 0,80 kg/m³ olup, bu oranlar Amerika Birleşik Devletleri'ndekinin yalnızca %96, %70 ve %57'sidir. Çin'de tarımsal su kullanımı toplam su kullanımının %62,3'ünü oluştururken, gelişmiş ülkelerde bu oran genellikle %50'nin altındadır. Genel olarak bakıldığında, su kaynaklarının yetersiz olduğu ancak suya olan talebin yüksek olduğu Kuzey Çin Ovası'nda mevcut durum değişmeden kalıyor.
Güney-Kuzey'e Su Derivasyonu projesi ve yeraltı suyunun aşırı{-çıkarılması yönetimi, bölgede sığ yeraltı suyunun 3,24 milyar metreküp artmasıyla yeraltı suyu seviyesindeki düşüşü bir dereceye kadar yavaşlatmış olsa da, derin yeraltı suyu hâlâ 1,53 milyar metreküp azalmıştır. Bu nedenle, artan sıcaklıklar, azalan yağışlar, devam eden derin yeraltı suyu kıtlığı ve artan verim taleplerinin birleşik etkisi altında Kuzey Çin Ovası, su kaynakları ve tarımsal su kullanımı konusunda ciddi zorluklarla karşı karşıya kalmaya devam ediyor.
Hebei Eyaleti, Shijiazhuang yakınında
2. Kışlık Buğday-Yazlık Mısır Mahsul Sisteminde Verimli Su Kullanımına İlişkin Araştırma Sonuçları
20. yüzyılın ortalarından--sonlarına kadar çok sayıda yerli bilim insanı, sudan-tasarruflu sulama teknolojilerine, sulama sistemlerindeki yeniliklere, alternatif su-tasarruflu ekim sistemlerinin inşasına ve kuraklığa{{7}dayanıklı, su-tasarruf eden mahsul çeşitlerinin yetiştirilmesine odaklanarak, kışlık buğday-yazlık mısır sisteminde tüm yıl boyunca suyun verimli{-kullanımına yönelik yaklaşımları araştırdı. Bu çabalar, bölgede su kullanım verimliliğini bir dereceye kadar artıran bir dizi temsili sonuç vermiştir.
2.1 Su-Kışlık Buğday-Yazlık Mısır için Tasarruflu Sulama Teknolojisi
Su kaynaklarının sınırlı olduğu koşullarda, sulama suyunun etkin yönetimi, su kıtlığının giderilmesinde temel stratejilerden biridir. Araştırmalar, sulanan arazinin belirli bir alanı için su kullanımının öncelikle Kuzey Çin bölgesindeki sulama teknolojilerinden, su tüketim yapısından ve ekim ölçeğinden etkilendiğini göstermiştir. Son araştırmalar, dönüşümlü ıslak ve kuru sulama, kısıtlı sulama, kısıtlayıcı sulama ve damla sulama gibi hızla gelişen su tasarrufu sağlayan sulama tekniklerinin, su kullanım verimliliğini artırırken sulama hacimlerini azaltabildiğini göstermiştir (Tablo 1). Araştırmalar, ılımlı sulamanın, buğdayın tüm büyüme dönemi boyunca su tüketimini azaltmaya yardımcı olabileceğini, dolayısıyla su kullanım verimliliğini artırabileceğini gösteriyor.
■ Kışlık Buğdayda Yüksek Verim ve Su Verimliliği için Optimum Sulama:
Kışlık buğdayın tam büyüme dönemi boyunca yüksek verim ve yüksek su kullanımı verimliliği için optimum sulama miktarı 101,8 mm'dir. İsteğe bağlı-sulama yaklaşımını benimsemek yalnızca yüksek verim avantajlarını korumakla kalmaz, aynı zamanda sulama suyundan %20-%32 oranında tasarruf sağlar.
■ Buğdayın Farklı Büyüme Aşamalarına Göre Sulama:
Birleşme ve çiçeklenme dönemlerinde, toprağın 0-40 cm toprak tabakasındaki bağıl nem içeriğine dayalı, %65 bağıl toprak nemi hedeflenerek yapılan sulama, hem yüksek verim hem de su tasarrufu sağlamak için etkili bir önlemdir.
■ Su Verimliliğinin Artırılmasında Damla Sulamanın Rolü
Damla sulama ve mikro-yağmurlama sulama gibi yeni su-tasarrufu sağlayan sulama teknikleri, son yıllarda Kuzey Çin Ovası'nda kışlık buğday üretiminde kademeli olarak uygulanmaya başlandı. Damla sulama, sulama miktarının hassas bir şekilde kontrol edilmesine olanak tanır, mahsulün büyümesinin gerektirdiği şekilde suyu zamanında ve niceliksel bir şekilde sağlar ve suyun mahsulün kök sistemine yakın bir yere iletilmesini sağlar. Bu, suyun kökler tarafından sürekli olarak emilmesini sağlayarak mahsul verimini ve su kullanım verimliliğini önemli ölçüde artırırken, yüzey akışı gibi etkisiz su tüketimini de azaltır.
Buğday için farklı sulama modlarını karşılaştıran deneyler, karık sulamayla karşılaştırıldığında damla sulamanın su kullanımını %29 azalttığını, verimi %37 artırdığını ve su kullanım verimliliğini %92,2 artırdığını ve bunun da açık ekonomik faydalar sağladığını göstermiştir. ABD Su Yönetimi Araştırma Laboratuvarı tarafından yürütülen 15 yıllık bir yeraltı damla sulama deneyi, yer altı damla sulama (SDI) altında tatlı mısır gibi mahsullerin veriminin ve su kullanım verimliliğinin önemli ölçüde arttığını gösterdi.
Yang Mingda tarafından yapılan araştırma, yüzey damla sulamayla karşılaştırıldığında, su kıtlığı koşullarında yüzey altı damla sulamanın kullanılmasının kışlık buğday verimini yaklaşık %5,8 ila %12,5, yaz mısır verimini ise yaklaşık %3,4 ila %19,9 artırdığını buldu. Sulama hacmi buğdayda %7,0-%13,9, mısırda ise %1,6-%11,4 azalırken, su kullanım verimliliği %4,9-%8,6 oranında arttı. Yer altı damla sulama aynı zamanda yüzey buharlaşmasını etkili bir şekilde azalttı ve sulama tekdüzeliğini iyileştirerek hem su{12}}tasarrufu hem de verim artırma potansiyeli-sundu. Damla sulama teknolojisi İsrail ve diğer Orta Doğu ülkeleri gibi ülke ve bölgelerde hızla geliştirilmiş ve yaygın olarak uygulanmıştır. Aynı zamanda Çin'in kuzeybatı ve kuzeydoğu bölgelerinde de uzun yıllardan beri kullanılmakta ve özellikle pamuk gibi mahsullerde iyi ekonomik ve ekolojik faydalar sağlamaktadır. Bu, Kuzey Çin Ovası'nda gelecekteki sulama modellerinin araştırılması için değerli bir referans sağlar.
Yüksek-kaliteli damla sulama bandı, birçok önemli alanda daha ucuz seçenekleri geride bırakıyor. Bu farklılıklar karınızı doğrudan etkiler. Temel ayrımları inceleyelim:
☆ Malzeme Bütünlüğü
☆ Verici Teknolojisi
☆ Sulama Tekdüzeliği
☆ Genel Üretim Hassasiyeti
1. Temel: Malzeme ve Dayanıklılık
Damlama bandının fiziksel yapısı onun ne kadar iyi performans göstereceğini ve tarlalarınızda ne kadar süre dayanacağını belirler.
2. İşlenmemiş Reçine ve Geri Dönüştürülmüş Reçine
En-kaliteli damlama bandında %100 işlenmemiş polietilen kullanılır. Bu size baskıyla başa çıkmanız için maksimum güç sağlar. Ayrıca kolay kurulum için esneklik ve UV hasarına ve çiftlik kimyasallarına karşı daha iyi direnç sağlar.
Ucuz bant genellikle geri dönüştürülmüş malzemeler veya dolgu maddeleri içerir. Bu, güneşte çatlayan kırılgan bir ürün oluşturur. Ayrıca sızıntılara neden olan zayıf noktalar da vardır.
3. Düzgün Duvar Kalınlığı
Hassas üretim, tüm bant uzunluğu boyunca tutarlı duvar kalınlığı oluşturur. İster 6, ister 8, ister 15 mil olsun, bu tekdüzelik zayıf noktaları önler.
Düşük{0}kaliteli bantta kalınlık farklılıkları vardır. Bu ince alanlar, kurulum ve sökme sırasında normal basınç altında patlar veya kıvrılır. Deneyimlerimize göre, duvarları düzgün olmayan-düşük kaliteli bant kullanan sahalarda sezon boyunca %30-40 daha fazla satır kopması görülüyor.
4. Verici ve Tekdüzelik
Verici en önemli kısımdır. Tüm sulama sisteminizin ne kadar verimli olduğunu kontrol eder.
Tıkanma Direnci:Kaliteli yayıcılar akıllı tasarımı sayesinde tıkanmalara karşı dayanıklıdır. Yayıcının içine yerleştirilmiş uzun, karmaşık bir kanal olan, tasarlanmış türbülanslı bir akış yoluna sahiptirler. Bu tasarım tortuları, algleri ve diğer küçük parçacıkları temizleyen su türbülansı yaratır.
Ucuz emitörler, az koruma sağlayan basit, kısa akış yolları kullanır. Kolayca tıkanırlar. Bu, tarlanızda kuru noktalara ve tıkanıklıkları temizlemek için zaman kaybına neden olur.
Emisyon Tekdüzeliği (AB): Emisyon Tekdüzeliği (AB), suyun bir hat boyunca her emitörden ne kadar eşit şekilde aktığını ölçer. Yüksek-kaliteli damlama bantları %95'in üzerinde AB oranına ulaşır.
Uygun bakım ile, yüksek-kaliteli, kalın-duvarlı bant 2-5 sezon boyunca güvenilir bir şekilde dayanır. Ucuz bantların neredeyse her zaman bir sezon sonra değiştirilmesi gerekir. Bu çok-sezonluk güvenilirlik, üstün malzemelerden ve hassas mühendislikten gelir. Örneğin, yüksek kaliteli malzemelere odaklanan üreticilerÇin Düz Verici damlama bandı Üreticileri Tedarikçi Fabrikası - SINOAH, ürünlerini bu tür çok-sezonluk güvenilirlik ve tutarlı performansa göre tasarlıyor.
■ Mikro-Yağmurlama Sulaması:
Yağmurlama ve damla sulama teknolojilerinden geliştirilen mikro{0}yağmurlama sulama, suyu tarlaya eşit şekilde püskürtmek için mikro-yağmurlama kayışlarını kullanan yeni bir sulama yöntemidir. Basittir, uygun maliyetlidir-ve etkilidir. Zhang Yinghua ve arkadaşlarının araştırması. buğdayın birleşme ve çiçeklenme aşamaları sırasında mikro-yağmurlama sulamanın, hassas isteğe bağlı sulamayla-verimi %5,3–%18,9 oranında artırdığını ve su kullanım verimliliğini %5,3–%27,8 artırdığını ve eşit su dağıtım katsayılarının %87,9 ile %97,0 arasında değiştiğini gösterdi. Sulama suyu kullanımı %21,0 – %54,2 oranında azaldı.
Man ve arkadaşlarının araştırması. ayrıca sulama için mikro-sprinkler kullanmanın 0-40 cm katmandaki toprak nemi dağılımını değiştirebileceğini ve buğdayın su kullanım verimliliğinin (WUE) ve kuru madde veriminin artmasına yardımcı olabileceğini de buldu. Dong Zhiqiang ve arkadaşlarının deneyleri. Mikro-yağmurlama sulama üzerine yapılan bir araştırma, mikro-yağmurlama sulamanın, aynı verim seviyesinde, yıllık su-tasarrufu potansiyelinin normal yıllarda 20–50 mm, kurak yıllarda ise 70–110 mm olduğunu gösterdi; bu da onu Kuzey Çin'in su kıtlığı olan-bölgelerinde tanıtım için uygun hale getiriyor.
Çözüm
Sonuç olarak, Kuzey Çin Ovası'ndaki kışlık buğday{0}yazlık mısır yetiştirme sistemi, sınırlı kaynaklar ve düzensiz yağışlar nedeniyle önemli su zorluklarıyla karşı karşıyadır. Ancak, damla sulama ve mikro-yağmurlama sistemleri gibi su-tasarrufu sağlayan sulama teknolojilerindeki ilerlemeler, su kullanım verimliliğinin artırılması ve mahsul veriminin korunması konusunda umut verici sonuçlar vermiştir. Optimize edilmiş sulama uygulamalarının yanı sıra bu yenilikler, ileriye yönelik sürdürülebilir bir yol sağlayarak su tasarrufu ile bölgede artan gıda üretimi ihtiyacının dengelenmesine yardımcı oluyor. Bu teknolojilerin sürekli olarak benimsenmesi, su kıtlığının giderilmesi ve-uzun vadeli tarımsal sürdürülebilirliğin sağlanması açısından çok önemlidir.