Enhancing the irrigation water productivity of rice farming: A study on sowing and irrigation practices in Pakistan

Abstract

In Pakistan’s arid agricultural landscape, this 4-year (2020–2023) study on silty loam soil examined the relationships between sowing methods, irrigation practices, rice yield and water productivity. Using a randomized split block design, no tillage (NT) with alternate wetting and drying (AWD) and a furrow-irrigated narrow bed (NB) emerged as being consistently competitive, showing potential for sustainable rice cultivation. Key findings indicate that AWD significantly enhances water productivity (11–35%) and increases yield (2–10%) compared to conventional practices. Drip-irrigated wide beds (WBs) conserve substantial amounts of water (73%) but may compromise rice yield (4–47%). This study provides valuable insights into the dynamic outcomes and distinct performance trends of different rice varieties. The results suggest a potential maximum yield increase of 2–22% through optimized practices, and replacing rice may increase yield by 25–231%. Conversely, the selection of improper irrigation schedules and sowing methods for the given soil and crop conditions may lead to a yield reduction of up to 47% in high-yielding rice varieties. These findings may help to establish a foundation for further research investigating informed decision making for sowing and irrigation methods. The potential scalability of the identified technologies and further in-depth simulation strategies across diverse agroecological zones in Pakistan holds promise for widespread adoption, enhancing the sustainability of rice farming in the region.

Résumé

Dans le paysage agricole aride du Pakistan, cette étude de quatre ans (2020–2023) menée sur les sols terreaux limoneux a examiné les relations entre les méthodes de semis, les pratiques d’irrigation, le rendement du riz et la productivité de l’eau. A l’aide d’un plan en blocs divisés aléatoire, la culture sans labour (NT) avec d’autres méthodes alternées de mouillage et de séchage (AWD) et un lit étroit irrigué par sillons (NB) se sont révélés constamment compétitifs, montrant un potentiel de culture durable du riz. Les principales constatations indiquent que l’AWD améliore considérablement la productivité de l’eau (de 11 à 35%) et augmente le rendement (de 2 à 10%) par rapport aux pratiques conventionnelles. Les larges lits irrigués goutte à goutte permettent de conserver des quantités importantes d’eau (73%) mais peuvent compromettre le rendement du riz (4 à 47%). Cette étude fournit des informations précieuses en ce qui concerne les résultats dynamiques et les tendances de performance distinctes des différentes variétés de riz. Les résultats proposent une augmentation maximale potentielle du rendement de 2 à 22% grâce à des pratiques optimisées, et le remplacement du riz pourrait augmenter le rendement de 25 à 231%. Inversement, le choix de calendriers d’irrigation et de méthodes de semis incorrects pour les conditions de sol et de culture données peut entraîner une réduction de rendement allant jusqu’à 47% pour les variétés de riz à haut rendement. Ces résultats peuvent aider à jeter les bases d’une recherche plus approfondie sur la prise de décision éclairée pour les méthodes de semis et d’irrigation. L’adaptabilité potentielle des technologies identifiées et d’autres stratégies de simulation approfondies à diverses zones agroécologiques du Pakistan est prometteuse pour une adoption généralisée, renforçant ainsi la durabilité de la riziculture dans la région.

Irrigation and Drainage, EarlyView. Leer más