تقریباً همهٔ ۴۰۰ هزار هکتار زمین کشاورزی که زیر کشت ذرت است، در ایران آبیاری میشود. از این رو، بهبود مدیریت آبیاری میتواند تأثیر قابل توجهی بر کمیت و کیفیت آب داشته باشد که به عنوان مهمترین منبع کشور شناخته میشود. مدیریت صحیح آبیاری در مزارع ذرت میتواند عواملی نظیر تولید اقتصادی، صرفهجویی در مصرف منابع آب و حفظ یا افزایش کیفیت آب را به همراه داشته باشد. برای این منظور، استفاده از تخمین تبخیر و تعرق ذرت و اندازهگیری دقیق آب در نیمرخ خاک برای تعیین زمان و مقدار آبیاری لازم است.
تقریباً همهٔ ۴۰۰ هزار هکتار زمین کشاورزی که زیر کشت ذرت است، در ایران آبیاری میشود. از این رو، بهبود مدیریت آبیاری میتواند تأثیر قابل توجهی بر کمیت و کیفیت آب داشته باشد که به عنوان مهمترین منبع کشور شناخته میشود. مدیریت صحیح آبیاری در مزارع ذرت میتواند عواملی نظیر تولید اقتصادی، صرفهجویی در مصرف منابع آب و حفظ یا افزایش کیفیت آب را به همراه داشته باشد. برای این منظور، استفاده از تخمین تبخیر و تعرق ذرت و اندازهگیری دقیق آب در نیمرخ خاک برای تعیین زمان و مقدار آبیاری لازم است.
در این مطلب موارد زیر طرح می شود:
- رابطه آب ، خاک و گیاه به چه صورت است؟
- خصوصیات مصرف آب برای ذرت چیست؟
- مطابقت نیاز آبی گیاه با آبیاری به چه صورت انجام می پذیرد؟
- مراحل رشد گیاه ذرت چیست؟
- چه زمانی آبیاری ذرت مناسب است؟
- نحوه مدیریت آبیاری مزرعه به چه صورت انجام می پذیرد؟
- بافت خاك چگونه است؟
- سیستم های آبیاری مزرعه ذرت چگونه است؟
در ادامه این بخش ، پاسخ و توضیحات مربوط به سوالات فوق به صورت کامل بررسی می شود.
رابطه آب ، خاک و گیاه به چه صورت است؟
برای مدیریت موثر آبیاری، درک روابط بین گیاهان و محیط آنها ضروری است. در مورد مزرعه ذرت، ویژگیهای مهم گیاهان برای مدیریت آب شامل مصرف کل آب در فصل، مصرف روزانه آب توسط گیاه، سرعت رشد گیاه و عمق رشد ریشه است. همچنین، ویژگیهای خاک نیز از اهمیت بالایی برخوردار است که شامل ظرفیت نگهداری آب، قابلیت جذب آب و وجود لایههای خاک محدود کننده است که ممکن است باعث جلوگیری از نفوذ رشد ریشه گردد. همچنین، باید به مقدار و کیفیت منابع آب نظر داد. هدف اصلی در مدیریت آب در مزارع ذرت تأمین نياز اضافي گياه به آب و به حداکثر رساندن ارزش استفاده از منابع آب است.
خصوصیات مصرف آب برای ذرت چیست؟
تبخیر و تعرق (ETc)، به عنوان آبی که در نتیجه تبخیر از خاک و تعرق گیاه از خاک خارج میشود، تعبیر میشود. در مورد ذرت، تا 30 درصد از ETc در فصل رشد از خاک تبخیر میشود. آخرین مرحله تعرق، جهت جابجایی آب از خاک به ریشههای گیاه، از طریق ساقهها و در پایان از برگها به هواست. در حدود 70 تا 80 درصد آب مصرفی در گیاهان زراعی ناشی از تعرق گیاهی است. مصرف آب روزانه ذرت، بسته به شرایط جوی، متغیر است.
میزان مصرف آب در طول فصول به تناسب با شرایط آب و هوایی، رقم ذرت، حاصلخیزی خاک و دسترسی به آب تعیین میشود. علاوه براین، عوامل متفاوتی نیز بر میزان مصرف آب ذرت تأثیر دارند. با این حال، روند فصلی مصرف آب ذرت در هر منطقه به ترتیب اقلیم و نیازهای رشد و نمو گیاه، شکلدهنده خواهد بود. در شکل ۱، منحنی مشکی صاف نشاندهندهی الگوی متوسط مصرف آب ذرت در طولانیمدت است. این الگو به میانگین دمای روزانه شده بر اساس تبخیر تعرق روزانه در یک دورهی ۱۰ ساله اشاره دارد. منحنی سبز دندانهدار در شکل ١ (ب) دمای ۱۲ ماهه به روز شده را نشان میدهد. بنابراین، کشاورزان بایستی با روند طولانیمدت آشنا شده و در عین حال، توانایی تعیین میزان تبخیر و تعرق روزانه در کوتاهمدت را نیز داشته باشند. داشتن دانش دربارهی روند طولانیمدت و میزان واقعی مصرف آب روزانهی گیاه برای تعیین زمان و میزان آبیاری بسیار حیاتی است.
با توجه به شرایط اقلیمی و رقم ذرت، نیاز آبی بستگی به دو عامل دارد: رسیدگی نسبی رقم و طول رشد آن. هیبریدهای ذرت با رسیدگی طولانیتر، نیاز بیشتری به آب دارند. اما اگر دمای مناسب و منبع آب در دسترس باشد، هیبریدهای طولانیتر میتوانند دانه بیشتری تولید کنند. در صورتی که هر دو رقم قادر به رسیدگی کامل باشند، میزان دانه تولید شده به ازای هر میلیمتر تبخیر و تعرق در هر دو رقم تقریباً برابر خواهد بود. تفاوت در مصرف آب فصلی نیز به دلیل تعداد روزهای مصرف آب و میزان مصرف روزانه آب ممکن است متفاوت باشد.
شکل 1 ) مصرف آب دراز مدت متوسط ذرت (الف) و مصرف آب روزانه ذرت در یک سال مشخص (ب)
با توجه به تغییرات آب و هوایی در طول سال و از سال به سال، میانگین مصرف آب برای آبیاری طولانی مدت و مصرف روزانه ذرت (آ و ب) میتواند تا حداکثر 50 میلیمتر در روز انحراف معیار آماری داشته باشد. بنابراین، در مزارع پیشرفته ذرت، استفاده از سنسورهای آب خاک و دسترسی به تخمین مصرف آب روزانه گیاهان بر اساس شرایط آب و هوایی در طول فصل رشد توصیه میشود. همچنین، مدت زمان هر مرحله از رشد نیز ممکن است تا 2 روز با مقدار متوسط طولانی مدت در جدول 1 متفاوت باشد. هر میلیمتر آب، معادل 0.001 متر آب بر روی هکتار است (100 متر در 100 متر در 0.001 متر) که معادل با 10 متر مکعب است.
شکل 2) ناحیه استخراج آب خاک توسط ریشه و الگوهای توسعه ریشه گیاهان
ذرت آب را به طور یکنواخت در تمام عمق ریشه خود استخراج نمیکند. به طور کلی، آب بیشتر از عمقهای کمتر (بالاتر) خاک استخراج میشود. وقتی آب وارد خاک میشود، معمولاً الگوی استخراج نیاز به آب از مناطق مختلف ریشه با رعایت قانون 4-3-2-1 است، به این معنی که 40٪ آب از یک چهارم بالای منطقه ریشه استخراج میشود، 30٪ از یک چهارم دوم و به ترتیب کمتر. این الگو در شکل 2 نشان داده شده است. آب که با استفاده از سیستمهای آبیاری قطرهای زیر سطحی اعمال میشود، موجب برداشت آب از عمق بیشتری نسبت به محل قرارگیری خطوط آبیاری در مزرعه ذرت میشود.
علاوه بر این، اگرچه ریشه ذرت می تواند به عمق 150 تا 180 سانتیمتری خاک برسد، اما پیشفرض محافظهکارانه این است که تا اواخر فصل رشد ناحیه موثر ریشه 100سانتیمتر اول خاک در نظر گرفته شود. اواخر فصل، هنگام پیش بینی زمان و میزان آخرین آبیاری، عمق موثر ریشه تا 120 سانتیمتر نیز گسترش مییابد.
مطابقت نیاز آبی گیاه با آبیاری به چه صورت انجام می پذیرد؟
کلی، منظور از آب آبیاری میزان آب موجود در خاک و هر بارندگی مفیدی که در طول فصل رشد رخ میدهد است. بنابراین، یک روش برای تخمین نیاز آبیاری این است که بارندگی مفید را به مقدار آب موجود در خاک اضافه کرده و از آن میزان تبخیر و تعرق گیاه یا نیاز آبی را کم کنیم. برای زمین کاشت ذرت در خاک سنگی، میزان آبیاری متوسط برای مدت طولانی در حدود 15 تا 35 میلیمتر در سال است. این مقادیر به دلیل شرایط هواشناسی (بارندگی، تابش خورشید، دما، سرعت باد و رطوبت) که بر تبخیر و تعرق تأثیر میگذارد ممکن است در مناطق و سال های مختلف متفاوت باشد.
هنگام طراحی یک سیستم آبیاری، باید مطمئن شویم که سیستم قادر به تأمین آب موردنیاز گیاه است. اما تبدیل ساده نیاز آبی گیاه به ظرفیت مورد نیاز سیستم ممکن است منجر به اضافی کردن اجزای غیر ضروری سیستم آبیاری شود. بنابراین، برای تعیین نیاز آبیاری و ظرفیت سیستم آبیاری، باید مقدار آب موجود در خاک و بارندگی موجود در طول فصل رشد گیاه را مد نظر داشت.
هدف از مدیریت آبیاری باید تامین آب کافی برای گیاه با در نظر گرفتن اثرات اقتصادی و زیست محیطی باشد. زیرا عملکرد ذرت به دلیل کاهشی در جواب به آب آبیاری، در نزدیکی حداکثر عملکرد، کمتر میشود. هرچند که سیستم های آبیاری نمیتوانند 100 درصد آب را به گیاه منتقل کنند و این موجب می شود که همه آب به عملکرد گیاه منجر نشود. بنابراین، در انتخاب زمان آبیاری، لازم است که هزینه و توانایی افزایش عملکرد را در نظر بگیریم.
استفاده از آب اضافی ممکن است عملکرد گیاه را کاهش داده و هزینه پمپاژ آب را افزایش دهد. به همین دلیل، آبیاری محدود و یا کم آبیاری ممکن است به افزایش عملکرد منجر شود.
جدول 1) متوسط مصرف آب ذرت (ETc*) بر اساس مرحله رشد برای ذرت 113 روزه | ||||
مراحل رشد ذرت | تعداد روز هر مرحله رشد | آب مورد نیاز برای رسیدن به هر مرحله(mm) | **کل آب مورد نیاز در هر مرحله (mm) | متوسط مصرف آب (میلیمتر در روز) |
ظهور گیاهچه (VE) | 0-10 | 20.32 | 20.32 | 2.032 |
4 برگی (V4) | 29-11 | 45.72 | 66.04 | 2.54 |
8 برگی (V8) | 30-46 | 73.66 | 139.7 | 4.572 |
12 برگی (V12) | 47-55 | 45.72 | 185.42 | 6.604 |
شروع تاسل دهی (R1) | 56-68 | 96.52 | 281.94 | 8.128 |
ابریشم دهی (R2) | 69-81 | 96.52 | 378.46 | 8.128 |
دانه شیری (R3) | 82-88 | 48.26 | 426.72 | 8.128 |
شروع فرورفتگی دانه (R4) | 89-104 | 96.52 | 525.78 | 6.096 |
فرورفتگی کامل دانه (R5) | 105-125 | 96.52 | 622.3 | 5.08 |
رسیدگی کامل (R6) | 126-140 | 35.56 | 657.86 | 2.54 |
* : ETc میزان تبخیر تعرق گیاهی که از ضرب تبخیر و تعرق پایه (ET0) در ضرایب گیاهی ذرت بدست می آید. | ||||
** : میزان آب به صورت خالص نیاز آبی و بدون در نظر گرفتن راندمان استفاده از آب در مزرعه محاسبه شده است. |
هرچند که استفاده از آب کمتر از نیاز گیاه به طور معمول منجر به کاهش عملکرد در مقایسه با ذرت آبی میشود. اما در مواقع محدودیت شدید آبی، برای استفاده بهینه از آب، لازم است که آب موجود به مراحل حیاتی رشد گیاه مانند فاصله زمانی بین مرحله گردهافشانی تا مرحله اولیه خمیری دانه اختصاص یابد.
بلافاصله پس از کاشت، مصرف آب گیاه تقریباً به طور کامل از تبخیر از سطح خاک تشکیل میشود. میزان تخمینی تبخیر و تعرق گیاهی معمولاً کمتر از 2.5 میلیمتر در روز خواهد بود، مگر اینکه سطح خاک توسط آبیاری یا باران مرطوب شود. به دنبال بارش، میزان تبخیر خاک میتواند بیش از 5 میلیمتر در روز باشد که بستگی به بافت خاک و بقایای گیاهی باقی مانده و میزان بارندگی دارد. آبیاری در این دوره توصیه نمیشود زیرا استفاده از آب از طریق سیستمهای آبیاری میتواند باعث ایجاد سله در سطح خاک شود که نفوذ آب را کاهش داده و در بعضی موارد از ظهور گیاه جلوگیری کند. حفظ پوشش بقایای گیاهی مناسب باقی مانده با جذب انرژی برخورد قطره آب با خاک، سله را محدود کرده و با انعکاس بخشی از تابش خورشیدی ورودی، تبخیر خاک را به حداقل می رساند.
در حدود دو هفته پس از ظهور گیاهچه، گیاه ذرت تا ارتفاع حدود 15 سانتیمتری رشد میکند (مرحله 4 برگی). سیستم ریشه دائمی در طول این مدت از گره ها و طوقه شروع به رشد میکند. در ارتفاع حدود 25 تا 30 سانتیمتری بوته (مرحله 6-8 برگی)، گل تاجی (تاسل) و بلال شروع به تشکیل در داخل ساقه میکنند. تعداد ردیفها و تعداد دانه در ردیف در این مرحله تعیین میشود. شاخص سطح برگ (LAI) که از صفر تا 5 دامنه دارد، برای ذرت تحت آبیاری کامل تا 2.0 افزایش مییابد. مصرف آب روزانه ذرت به طور متوسط بین 4 تا 6 میلیمتر در روز است. اگر عوامل محدودکننده خاک مانند فشردگی، لایه نفوذ ناپذیر یا سنگ ریزه وجود نداشته باشد، ریشه های گیاه در 50 سانتیمتر سطح بالای خاک متمرکز میشوند. با فرض عمق ریشه موثر 50 سانتیمتر، آب قابل مصرف گیاه در خاک لومی سیلتی، 8 میلیمتر و در خاک های شنی، 4 میلیمتر است. در عمق آبیاری اول لازم است میزان بارندگی موجود را در نظر گرفته و سبک باشد تا تلفات نفوذ عمیق آب را محدود کند.
بین مرحله 8 برگی تا ظهور تاسل در ذرت، سطح برگ و استفاده از آب به سرعت رشد میکند و به حداکثر میزان مصرف روزانه آب در هنگام گرده افشانی میرسد. در این دوره، عمق ریشه از 50 سانتیمتر به 120 سانتیمتر افزایش مییابد و میزان آب موجود در خاک برای رشد گیاه را دو برابر میکند. سطح برگ ذرت آبی با جمعیت گیاهی بالای 60 هزار بوته در هکتار، به بیش از 5 افزایش می یابد. نرخ استفاده از آب به طور متوسط در یک دوره سه تا پنج روزه به 8 میلیمتر در روز افزایش مییابد. با افزایش دمای هوا، کاهش رطوبت و وزش باد، میزان مصرف آب روزانه میتواند به بیش از 10 میلیمتر در روز برسد.
در این مرحله، جلوگیری از تنش آبی بسیار اهمیت دارد زیرا تنش آبی باعث خشک شدن ابریشم و دانه های گرده شده که باعث گرده افشانی ضعیف میشود. عمق آبیاری باید متناسب با تبخیر و تعرق ذرت منهای باران باشد. همچنین تعیین زمان مناسب برای قطع آبیاری یک تصمیم مهم اقتصادی است.
چه زمانی آبیاری ذرت مناسب است؟
در پاسخ به این مطلب، باید گفت که هنگامی که رطوبت خاک محدود میشود، بهتر است آبیاری مزرعه ذرت را شروع کنیم. اما معمولاً مشاهده میشود که در صورت عدم آبیاری، با وجود رطوبت کافی در خاک و دمای بالای 26 درجه سانتیگراد، برگهای ذرت شروع به لوله شدن یا پژمردگی میکنند. بنابراین، پژمردگی برگ به تنهایی نمیتواند به عنوان نشانه قطعی از تنش خشکی باشد. بنابراین، برای تعیین نیاز آبی ذرت، باید رطوبت خاک در سراسر منطقه ریشه را ارزیابی کنیم، و در نهایت مشخص کنیم که آیا محصول نیاز به رطوبت بیشتری دارد تا عملکرد محصول افزایش یابد. همچنین باید توجه داشت که زمان زیاد آبیاری زودرس و غیرضروری میتواند رشد ریشه ذرت را کند کند. در ضمن، آبیاری بیش از حد مزرعه یا باران و اشباع خاک میتواند منجر به کاهش رشد گیاه، کاهش عملکرد ذرت و از دست رفتن ازت نیز شود. بنابراین، برای تأمین آب مورد نیاز ذرت در تمام مراحل رویشی، باید با محافظهکاری و هوشیاری آبیاری کنیم.
شکل3) تاثیر تنش خشکی در کاهش عملکرد در مراحل مختلف رشد ذرت
در حالت طبیعی، دوران رشد ذرت نیازمند حجم زیادی آب است و بهطور مستمر باید تامین آب برای آن انجام شود. اگرچه ذرت در مراحل اولیه رشد به پژمردگی حساس است، اما تحمل آن در برابر کمبود آب تا مرحله 9 برگی بالاست. بنابراین، انتظار کاهش عملکرد در این مراحل کمتر قابل توجیه است، به ویژه اگر رطوبت خاک در سطح مناسبی باشد. در نتیجه، آبیاری باید با دقت و محافظهکارانه تا مرحله تاسلدهی برنامهریزی شود.
نحوه مدیریت آبیاری مزرعه به چه صورت انجام می پذیرد؟
مدیریت آبیاری امری حیاتی است که اقدامات و تصمیمات گوناگونی را از جمله زمان آبیاری و مقدار مصرف آب شامل میشود. این تصمیمات باید بر اساس منابع آب موجود برای آبیاری، ظرفیت نگهداری آب در خاک، و نیازهای آبی گیاهان ذرت اتخاذ شود. آبیاری به موقع منجر به تأمین آب کافی برای جلوگیری از تنش در گیاهان ذرت میشود، در عین حال، با بهرهگیری حداکثری از آب باران و رطوبت موجود در خاک. بنابراین، در برنامهریزی آبیاری، تمامی منابع آبی در نظر گرفته میشود تا به بهرهوری اقتصادی برسد. برای این منظور، استفاده از سنسورهای اندازهگیری وضعیت آب خاک برای مدیریت آبیاری مناسب میباشد. این سنسورها اطلاعاتی در خصوص میزان آب موجود در خاک یا مقدار آبی که تخلیه میشود، ارائه میدهند.
مدیریت آبیاری مزرعه ذرت به علاوه ارزیابی پیامدهای اقتصادی و زیست محیطی هر آبیاری را شامل میشود. به عنوان مثال، اگر 50 میلیمتر آبیاری آخرین بار موجب افزایش تولید 320 کیلوگرم دانه در هکتار شود و قیمت ذرت وارداتی 19500 ریال در کیلوگرم باشد، میتواند افزایش درآمد حاصل از کاربرد آب را تا 6,240,000 ریال در هر هکتار به دنبال داشته باشد. اما به جهت مدیریت زیست محیطی آبیاری نیز باید مورد بررسی قرار گیرد؛ زیرا اگر گیاه تمام آب آبیاری را مصرف نکند، این آب اضافی میتواند منجر به اثرات زیست محیطی منفی شود.
در مواقع دیگر، برخی زارعین آبیاری را زود قطع میکنند تا رشد سریعتری برای ذرت به وجود آید. اما این روش ممکن است منجر به عدم دستیابی به پتانسیل کامل محصول شود. قطع آبیاری در مرحله فرورفتگی میتواند باعث کاهش 15 تا 20 درصدی عملکرد رشد ذرت شود. بنابراین، تصمیمات مربوط به آبیاری باید با توجه به چرخه زندگی گیاه ذرت، رطوبت خاک مزرعه و نحوه استفاده از منابع آب اتخاذ شود.
به طور کلی، زمان مناسب برای رسیدگی ذرت 60-75 روز پس از ابریشمدهی است. در این مرحله، نیاز آبی گیاهان به حداقل میرسد. با توجه به شرایط هوا و رطوبت خاک، باید تصمیم گرفته شود که آیا آبیاری باید ادامه یابد یا خیر. حفظ رطوبت خاک تا زمان رسیدگی ذرت میتواند به کاهش تنش و افزایش عملکرد کمک کند.
شکل 4) نصب سنسور آبیاری در خاک، فلش قرمز مکان سنسور نسبت به ردیف ذرت را مشخص میکند.
با بررسی نشانههای رسیدگی، میتوان زمان مناسب برای قطع آبیاری را تعیین کرد. مشاهده و مانیتور کردن خط شیری میتواند به تشخیص زمان رسیدگی کمک کند. زمانی که خط شیری (مرز بین نشاسته نرم و سخت) به سمت انتهای دانه حرکت میکند، نشاندهنده افزایش وزن دانه است. در مرحله رسیدگی (R6)، خط شیری به انتهای دانه میرسد و نقطه سیاه شکل میگیرد. در این زمان، دانه به حداکثر وزن خشک خود میرسد و رطوبتی معادل با 28 تا 35 درصد دارد. بنابراین، آبیاری بعد از این زمان تأثیری در عملکرد یا وزن دانه ذرت نخواهد داشت.
خاکهایی که به عنوان خاکهای درشت بافت طبقهبندی میشوند، شامل شنی ریز، لومی شنی و شنی لومی ریز هستند. این نوع خاکها به طور کلی ظرفیت نگهداری آب در دسترس گیاهان کمتر از 120 میلیمتر در متر را دارند. در 90 سانتیمتر بالایی این خاکها، آب موجود میتواند بین 40 تا 70 میلیمتر باشد. برخی از این خاکها دارای لایههای محدود کننده ریشه در اعماق کم هستند که میتوانند رشد ریشه را محدود کنند. با ترکیب ظرفیت کم آب موجود در خاک و عمق کم ریشه، یک مخزن آب و خاک نسبتاً کوچک شکل میگیرد که میتواند به چالشهای مدیریت آب منجر شود. آبیاری بیش از 20 میلیمتر میتواند منجر به تنش گیاه در صورت خرابی غیرمنتظره سیستم شود. از سوی دیگر، آبیاری مکرر کمتر از 10 میلیمتر میتواند کارایی مصرف آب را کاهش دهد. راهکار منطقی استفاده از برنامههای آبیاری نسبتاً مکرر (بین 10 تا 20 میلیمتر آبیاری) است. اما، در خاکهای با بافت متوسط و ریز، ظرفیت آب موجود بیشتر از 150 میلیمتر در متر است و به دلیل ذخیره کمتر، انعطاف پذیری بیشتری در برنامهریزی آبیاری دارند. اگر هیچ آبشویی یا رواناب سطحی رخ ندهد، آبیاری 19 تا 33 میلیمتر برای این خاکها مناسب است.
سیستم های آبیاری مزرعه ذرت چگونه است؟
در ایران، حدود 70 درصد از سیستمهای آبیاری سطحی و تقریباً 30 درصد از طریق آبیاری تحت فشار انجام میشود. برای تعیین مقدار آبی که در هر فصل باید پمپ شود، نیاز به برآورد بازده آبیاری داریم. آبیاری جوی و پشته معمولاً با یک بازده حدود 50 درصد صورت میگیرد. این بدان معناست که اگر نیاز به 10 میلیمتر آبیاری خالص وجود داشته باشد، باید 20 میلیمتر آب پمپ شود. با استفاده از سیستم استفاده مجدد، حداکثر بازده به نزدیک 70 درصد افزایش مییابد و مقدار آب پمپ شده به 14 میلیمتر کاهش مییابد.
در آبیاری فارو، آبیاری سریع کل مزرعه مهم است. اگر آب به صورت یک در میان در یک بازه زمانی خاص روی مزرعه اعمال شود، آب به مناطق بیشتری رسیده و عملکردی بهتر از آنچه در آبیاری تمام فاروها حاصل میشود، تولید میکند. علاوه بر اینکه زمان آبیاری صرفه جویی میکند، ممکن است که با اجرای آبیاری فاروی یک در میان، عمق مصرف آب به مقداری بین 20 تا 30 درصد کاهش یابد. بدون سیستم استفاده مجدد، بازده آبیاری فاروی یک در میان تقریباً 60 درصد است. با یک سیستم استفاده مجدد، حداکثر کارایی به نزدیک 75 درصد افزایش مییابد.
سیستمهای آبیاری بارانی، با طراحی مناسب و نگهداری صحیح، میتوانند از 85 تا 90 درصد کارایی داشته باشند. یک سیستم آبیاری بارانی که از نظر کارایی 90 درصدی باشد، برای ارائه 10 میلیمتر آبیاری خالص، به مقدار 11 میلیمتر آب نیاز دارد. اگر شیوههای زراعی برای افزایش کارایی مصرف آب تغییر کند و فاصله آبپاشها کمتر از 2.30 متر باشد، میتوان با نزدیکتر کردن آبپاش به سطح خاک، کارایی سیستم را بهبود بخشید. همچنین، سیستمهای آبیاری بارانی مرکز محور، امکان آبیاری با عمق و زمان دقیقتر را نسبت به سیستمهای آبیاری فارو فراهم میکنند. توانایی استفاده از عمق آب مورد نیاز به سیستم آبیاری بارانی مرکز محور، این امکان را میدهد که از بارندگی به طور کامل استفاده کرده و پتانسیل تنش گیاهی را به حداقل برساند.
بهترین شاخص برای تعیین زمان آبیاری مزرعه ذرت، رطوبت خاک در نیمرخ خاک است. در اوایل رشد، مشاهده میشود که مقاومت ذرت در برابر کمبود آب بسیار بیشتر از حد انتظار است. اگر ذخایر رطوبت خاک در زمان کاشت کافی باشد، آبیاریهای اولیه میتواند محدودتر انجام شود. تنها شرط لازم برای این موضوع این است که کمبود آب قبل از تاسل دهی و در تمام مراحل زایشی جبران شود.