Published November 15, 2022 | Version v1
Publication Open

Comparative analysis of farmer practices and high yield experiments: Farmers could get more maize yield from maize-soybean relay intercropping through high density cultivation of maize

Creators

  • 1. Sichuan Agricultural University
  • 2. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
  • 3. Islamia University of Bahawalpur
  • 4. Nanjing Agricultural University
  • 5. Pir Mehr Ali Shah Arid Agriculture University

Description

Intercropping is a high-yield, resource-efficient planting method. There is a large gap between actual yield and potential yield at farmer's field. Their actual yield of intercropped maize remains unclear under low solar radiation-area, whether this yield can be improved, and if so, what are the underlying mechanism for increasing yield? In the present study, we collected the field management and yield data of intercropping maize by conducting a survey comprising 300 farmer households in 2016-2017. Subsequently, based on surveyed data, we designed an experiment including a high density planting (Dense cultivation and high N fertilization with plough tillage; DC) and normal farmer practice (Common cultivation; CC) to analyze the yield, canopy structure, light interception, photosynthetic parameters, and photosynthetic productivity. Most farmers preferred rotary tillage with a low planting density and N fertilization. Survey data showed that farmer yield ranged between 4-6 Mg ha -1 , with highest yield recorded at 10-12 Mg ha -1 , suggesting a possibility for yield improvement by improved cropping practices. Results from high density experiment showed that the two-years average yield for DC was 28.8% higher than the CC. Compared to CC, the lower angle between stem and leaf (LA) and higher leaf area index (LAI) in DC resulted in higher light interception in middle canopy and increased the photosynthetic productivity under DC. Moreover, in upper and lower canopies, the average activity of phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase was 70% higher in DC than CC. Briefly, increase in LAI and high Pn improved both light interception and photosynthetic productivity, thereby mediating an increase in the maize yield. Overall, these results indicated that farmer's yields on average can be increased by 2.1 Mg ha -1 by increasing planting density and N fertilization, under plough tillage.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الزراعة البينية هي طريقة زراعة عالية الإنتاجية وفعالة من حيث الموارد. هناك فجوة كبيرة بين الغلة الفعلية والغلة المحتملة في حقل المزارعين. لا يزال إنتاجها الفعلي من الذرة البينية غير واضح في ظل انخفاض منطقة الإشعاع الشمسي، وما إذا كان يمكن تحسين هذا الإنتاج، وإذا كان الأمر كذلك، فما هي الآلية الأساسية لزيادة الإنتاج ؟ في هذه الدراسة، جمعنا بيانات الإدارة الميدانية والمحصول للذرة البينية من خلال إجراء مسح شمل 300 أسرة مزارعة في 2016-2017. بعد ذلك، استنادًا إلى البيانات التي تم مسحها، قمنا بتصميم تجربة تتضمن زراعة عالية الكثافة (زراعة كثيفة وتسميد عالي N مع حرث المحراث ؛ DC) وممارسة المزارعين العادية (الزراعة الشائعة ؛ CC) لتحليل المحصول، وهيكل المظلة، واعتراض الضوء، ومعلمات التمثيل الضوئي، وإنتاجية التمثيل الضوئي. فضل معظم المزارعين الحراثة الدوارة ذات الكثافة الزراعية المنخفضة والتسميد بالنيوتن. أظهرت بيانات المسح أن غلة المزارعين تراوحت بين 4-6 ميغاغرام هكتار -1 ، مع تسجيل أعلى غلة عند 10-12 ميغاغرام هكتار -1 ، مما يشير إلى إمكانية تحسين الغلة من خلال تحسين ممارسات المحاصيل. أظهرت نتائج تجربة عالية الكثافة أن متوسط العائد لمدة عامين للتيار المستمر كان أعلى بنسبة 28.8 ٪ من التيار المتردد. بالمقارنة مع CC، أدت الزاوية السفلية بين الساق والأوراق (LA) ومؤشر منطقة الأوراق الأعلى (LAI) في DC إلى اعتراض ضوء أعلى في المظلة الوسطى وزيادة إنتاجية التمثيل الضوئي تحت DC. علاوة على ذلك، في المظلات العلوية والسفلية، كان متوسط نشاط كربوكسيلاز فوسفوينولبيروفات (PEP) أعلى بنسبة 70 ٪ في التيار المستمر من CC. باختصار، أدت الزيادة في LAI و PN العالية إلى تحسين كل من اعتراض الضوء وإنتاجية التمثيل الضوئي، وبالتالي التوسط في زيادة محصول الذرة. بشكل عام، أشارت هذه النتائج إلى أنه يمكن زيادة غلة المزارعين في المتوسط بمقدار 2.1 ملليغرام هكتار -1 عن طريق زيادة كثافة الزراعة والتسميد بالنيوتن، تحت حرث المحراث.

Translated Description (French)

La culture intercalaire est une méthode de plantation à haut rendement et économe en ressources. Il existe un grand écart entre le rendement réel et le rendement potentiel dans le champ de l'agriculteur. Leur rendement réel en maïs intercalé reste incertain dans une zone à faible rayonnement solaire, si ce rendement peut être amélioré et, dans l'affirmative, quel est le mécanisme sous-jacent pour augmenter le rendement ? Dans la présente étude, nous avons collecté les données de gestion et de rendement sur le terrain du maïs intercalaire en menant une enquête auprès de 300 ménages d'agriculteurs en 2016-2017. Par la suite, sur la base des données recueillies, nous avons conçu une expérience comprenant une plantation à haute densité (culture dense et fertilisation à forte teneur en azote avec labour ; DC) et une pratique agricole normale (culture commune ; CC) pour analyser le rendement, la structure de la canopée, l'interception de la lumière, les paramètres photosynthétiques et la productivité photosynthétique. La plupart des agriculteurs préféraient un travail du sol rotatif avec une faible densité de plantation et une fertilisation azotée. Les données de l'enquête ont montré que le rendement des agriculteurs variait entre 4 et 6 Mg ha -1 , le rendement le plus élevé étant enregistré à 10-12 Mg ha -1 , ce qui suggère une possibilité d'amélioration du rendement par l'amélioration des pratiques culturales. Les résultats de l'expérience à haute densité ont montré que le rendement moyen sur deux ans pour le DC était supérieur de 28,8% à celui du CC. Par rapport au CC, l'angle plus faible entre la tige et la feuille (LA) et l'indice de surface foliaire (LAI) plus élevé dans le DC ont entraîné une interception plus élevée de la lumière dans la canopée moyenne et ont augmenté la productivité photosynthétique sous le DC. De plus, dans les canopées supérieures et inférieures, l'activité moyenne de la phosphoénolpyruvate (PEP) carboxylase était 70% plus élevée dans le DC que dans le CC. En bref, l'augmentation du LAI et du Pn élevé a amélioré à la fois l'interception de la lumière et la productivité photosynthétique, médiant ainsi une augmentation du rendement du maïs. Dans l'ensemble, ces résultats ont indiqué que les rendements des agriculteurs en moyenne peuvent être augmentés de 2,1 Mg ha -1 en augmentant la densité de plantation et la fertilisation azotée, en labour.

Translated Description (Spanish)

El cultivo intercalado es un método de plantación de alto rendimiento y eficiente en el uso de los recursos. Existe una gran brecha entre el rendimiento real y el rendimiento potencial en el campo del agricultor. Su rendimiento real de maíz intercalado sigue sin estar claro bajo un área de baja radiación solar, si este rendimiento se puede mejorar y, de ser así, ¿cuál es el mecanismo subyacente para aumentar el rendimiento? En el presente estudio, recopilamos los datos de manejo de campo y rendimiento del maíz intercalado mediante la realización de una encuesta que incluyó a 300 hogares de agricultores en 2016-2017. Posteriormente, con base en los datos encuestados, diseñamos un experimento que incluye una siembra de alta densidad (cultivo denso y alta fertilización de N con labranza de arado; DC) y la práctica normal del agricultor (cultivo común; CC) para analizar el rendimiento, la estructura del dosel, la interceptación de la luz, los parámetros fotosintéticos y la productividad fotosintética. La mayoría de los agricultores prefirieron la labranza rotativa con una baja densidad de siembra y fertilización con nitrógeno. Los datos de la encuesta mostraron que el rendimiento de los agricultores osciló entre 4-6 Mg ha -1 , con el rendimiento más alto registrado en 10-12 Mg ha -1 , lo que sugiere una posibilidad de mejora del rendimiento mediante la mejora de las prácticas de cultivo. Los resultados del experimento de alta densidad mostraron que el rendimiento medio de dos años para DC fue un 28,8% más alto que el CC. En comparación con el CC, el ángulo más bajo entre el tallo y la hoja (LA) y el índice de área foliar (LAI) más alto en DC dio como resultado una mayor interceptación de la luz en el dosel medio y aumentó la productividad fotosintética bajo DC. Además, en las copas superior e inferior, la actividad media de la fosfoenolpiruvato (PEP) carboxilasa fue un 70% mayor en DC que en CC. En resumen, el aumento de LAI y el alto Pn mejoraron tanto la intercepción de la luz como la productividad fotosintética, mediando así un aumento en el rendimiento del maíz. En general, estos resultados indicaron que los rendimientos de los agricultores en promedio se pueden aumentar en 2.1 Mg ha -1 al aumentar la densidad de siembra y la fertilización de N, bajo la labranza de arado.

Files

pdf.pdf

Files (11.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5938f7cef60499f3f939dfb8c1940772
11.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليل مقارن لممارسات المزارعين والتجارب عالية الغلة: يمكن للمزارعين الحصول على المزيد من غلة الذرة من زراعة تتابع الذرة وفول الصويا من خلال زراعة الذرة عالية الكثافة
Translated title (French)
Analyse comparative des pratiques agricoles et des expériences à haut rendement : Les agriculteurs pourraient obtenir plus de rendement de maïs grâce à la culture intercalaire de maïs et de soja grâce à la culture à haute densité de maïs
Translated title (Spanish)
Análisis comparativo de las prácticas de los agricultores y experimentos de alto rendimiento: los agricultores podrían obtener más rendimiento de maíz a partir del cultivo intercalado de maíz-soja a través del cultivo de maíz de alta densidad

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4309214666
DOI
10.3389/fpls.2022.1031024

Is supplement to
https://openalex.org/W4387208895 (Other)
https://openalex.org/W4366423491 (Other)
https://openalex.org/W3204434168 (Other)
https://openalex.org/W3089123601 (Other)
https://openalex.org/W3082534492 (Other)
https://openalex.org/W3015706179 (Other)
https://openalex.org/W2763000841 (Other)
https://openalex.org/W2360835092 (Other)
https://openalex.org/W2045520768 (Other)
https://openalex.org/W1444490939 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1605442379
  • https://openalex.org/W196115288
  • https://openalex.org/W1967856998
  • https://openalex.org/W1968137737
  • https://openalex.org/W1968476142
  • https://openalex.org/W1971964220
  • https://openalex.org/W1983443583
  • https://openalex.org/W2001230597
  • https://openalex.org/W2011635577
  • https://openalex.org/W2016237427
  • https://openalex.org/W2017909985
  • https://openalex.org/W2037481566
  • https://openalex.org/W2072730119
  • https://openalex.org/W2072825942
  • https://openalex.org/W2080408058
  • https://openalex.org/W2101321616
  • https://openalex.org/W2107867301
  • https://openalex.org/W2282556091
  • https://openalex.org/W2325892296
  • https://openalex.org/W2346682492
  • https://openalex.org/W2367190115
  • https://openalex.org/W2401233236
  • https://openalex.org/W2526665078
  • https://openalex.org/W2551885650
  • https://openalex.org/W2560127404
  • https://openalex.org/W2563771740
  • https://openalex.org/W2577045610
  • https://openalex.org/W2598629249
  • https://openalex.org/W2752726755
  • https://openalex.org/W2782530216
  • https://openalex.org/W2801197625
  • https://openalex.org/W2804967173
  • https://openalex.org/W2805983356
  • https://openalex.org/W2808276365
  • https://openalex.org/W2810873143
  • https://openalex.org/W2896864592
  • https://openalex.org/W2902387465
  • https://openalex.org/W2903990790
  • https://openalex.org/W2917923184
  • https://openalex.org/W2917952175
  • https://openalex.org/W2945765632
  • https://openalex.org/W2954787597
  • https://openalex.org/W2956949599
  • https://openalex.org/W2981241924
  • https://openalex.org/W2994336186
  • https://openalex.org/W2994421279
  • https://openalex.org/W3024864611
  • https://openalex.org/W3112119290
  • https://openalex.org/W3125582263
  • https://openalex.org/W3135825524
  • https://openalex.org/W4238376444
  • https://openalex.org/W64293722