Published November 6, 2020
| Version v1
Publication
Open
Enhancing Climate Resilience of Rain-Fed Potato Through Legume Intercropping and Silicon Application
Creators
- 1. International Potato Center
- 2. Climate Change, Agriculture and Food Security
- 3. University of Nairobi
- 4. Kenyatta University
- 5. TH Bingen University of Applied Sciences
Description
A large portion of sub-Saharan Africa is situated in belts of uncertain rainfall and are characterized by low soil fertility with limited capacity to adapt to and mitigate the impacts of climate change. A field study was conducted in the semi-humid potato-growing belt of Kenya to test the effect of legume intercropping and water soluble silicon (orthocilicic acid) on soil erosion, and use efficiency of light and water. Potato (Solanum tuberosum L.) was grown singly and intercropped with dolichos (Lablab purpureus L.) or hairy vetch (Vicia sativa L.). Each cropping system was subjected to granular water-soluble silicon (Si) amendment at two rates (2.5 kg Si ha-1 (+Si) vs 0 kg Si ha-1 (-Si)). Plants receiving Si maintained significantly higher (p < 0.05) percent relative leaf water content (62–89% vs 52–72% in controls) and exhibited higher concentrations of proline (1.99–2.91 vs 1–1.19 մmol g-1), soluble carbohydrates (28–59 vs 10–28 մmol g-1) and electrolyte conductance (1409–3903 vs 746–2307 mS cm-1). Legume intercropping enhanced groundcover establishment and reduced soil and nutrient losses by 45–80% compared with sole potato. Crop yields were 2–3 fold greater in intercropping relative to sole potato and were significantly greater in treatments subjected to Si application. Land equivalent ratios were above unity in intercropping but less than unity in sole potato, and were 8–20% increased by Si application. Use efficiency of water (5.99–9.09 Kg ha-1 m-3) and light (1.98–2.98 g MJ-1) were significantly greater under legume intercropping compared with sole potato (1.13–3.23 Kg ha-1 m-3 and 0.77–0.98 g MJ-1 respectively) and increased with Si application. Integrative use of Si and legume intercropping presents the smallholder farmers an opportunity to increase productivity of potato while enhancing resource use efficiency and soil fertility in the semi-humid tropics.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يقع جزء كبير من أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى في أحزمة ذات هطول أمطار غير مؤكد وتتميز بانخفاض خصوبة التربة مع قدرة محدودة على التكيف مع آثار تغير المناخ والتخفيف من حدتها. أجريت دراسة ميدانية في حزام زراعة البطاطس شبه الرطبة في كينيا لاختبار تأثير زراعة البقوليات والسيليكون القابل للذوبان في الماء (حمض أورثوسيليسيك) على تآكل التربة، واستخدام كفاءة الضوء والماء. نمت البطاطس (Solanum tuberosum L.) منفردة ومقطعة مع dolichos (Lablab purpureus L.) أو vetch المشعر (Vicia sativa L.). تم إخضاع كل نظام زراعة لتعديل السيليكون الحبيبي القابل للذوبان في الماء (Si) بمعدلين (2.5 كجم Si ha -1 (+Si) مقابل 0 كجم Si ha -1 (- Si)). حافظت النباتات التي تتلقى Si على نسبة أعلى بكثير (p < 0.05) في المئة من محتوى ماء الأوراق النسبي (62-89 ٪ مقابل 52-72 ٪ في الضوابط) وأظهرت تركيزات أعلى من البرولين (1.99-2.91 مقابل 1-1.19 مول جم-1)، والكربوهيدرات القابلة للذوبان (28-59 مقابل 10–28 مول جم-1) وموصلية الإلكتروليت (1409–3903 مقابل 746–2307 مللي ثانية سم-1). عززت زراعة البقوليات إنشاء الغطاء الأرضي وخفضت خسائر التربة والمغذيات بنسبة 45-80 ٪ مقارنة بالبطاطس الوحيدة. كانت غلة المحاصيل أكبر بمقدار 2–3 أضعاف في الزراعة البينية بالنسبة للبطاطس الوحيدة وكانت أكبر بكثير في المعالجات الخاضعة لتطبيق Si. كانت النسب المكافئة للأرض أعلى من الوحدة في الزراعة البينية ولكنها أقل من الوحدة في البطاطا الوحيدة، وزادت بنسبة 8-20 ٪ عن طريق تطبيق Si. كانت كفاءة استخدام الماء (5.99-9.09 كجم هكتار - 1 م -3) والضوء (1.98–2.98 جم MJ -1) أكبر بكثير تحت زراعة البقوليات مقارنة بالبطاطس الوحيدة (1.13-3.23 كجم هكتار - 1 م -3 و 0.77–0.98 جم MJ -1 على التوالي) وزادت مع تطبيق Si. يتيح الاستخدام المتكامل للذكاء الاصطناعي وزراعة البقوليات للمزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة فرصة لزيادة إنتاجية البطاطا مع تعزيز كفاءة استخدام الموارد وخصوبة التربة في المناطق المدارية شبه الرطبة.Translated Description (French)
Une grande partie de l'Afrique subsaharienne est située dans des ceintures de précipitations incertaines et se caractérise par une faible fertilité des sols avec une capacité limitée à s'adapter et à atténuer les impacts du changement climatique. Une étude sur le terrain a été menée dans la ceinture de culture de pommes de terre semi-humide du Kenya pour tester l'effet de la culture intercalaire de légumineuses et du silicium hydrosoluble (acide orthocilicique) sur l'érosion des sols, et utiliser l'efficacité de la lumière et de l'eau. La pomme de terre (Solanum tuberosum L.) a été cultivée seule et intercalée avec des dolichos (Lablab purpureus L.) ou des vesces velues (Vicia sativa L.). Chaque système de culture a été soumis à une modification granulaire de silicium (Si) soluble dans l'eau à deux taux (2,5 kg Si ha-1 (+Si) vs 0 kg Si ha-1 (-Si)). Les plantes recevant du Si ont maintenu une teneur en eau foliaire relative significativement plus élevée (p < 0,05) (62-89% vs 52–72% chez les témoins) et ont présenté des concentrations plus élevées de proline (1,99-2,91 vs 1-1,19 µmol g-1), de glucides solubles (28–59 vs 10–28 µmol g-1) et de conductance électrolytique (1409-3903 vs 746-2307 mS cm-1). La culture intercalaire de légumineuses a amélioré l'établissement de la couverture végétale et réduit les pertes de sol et d'éléments nutritifs de 45 à 80 % par rapport à la pomme de terre seule. Les rendements des cultures étaient 2 à 3 fois plus élevés dans les cultures intercalaires par rapport à la pomme de terre solitaire et étaient significativement plus élevés dans les traitements soumis à l'application de Si. Les ratios d'équivalents fonciers étaient supérieurs à l'unité dans les cultures intercalaires, mais inférieurs à l'unité dans la pomme de terre unique, et étaient augmentés de 8 à 20% par l'application de Si. L'efficacité d'utilisation de l'eau (5,99-9,09 Kg ha-1 m-3) et de la lumière (1,98-2,98 g MJ-1) était significativement plus élevée en culture intercalaire de légumineuses par rapport à la pomme de terre seule (1,13-3,23 Kg ha-1 m-3 et 0,77-0,98 g MJ-1 respectivement) et augmentait avec l'application de Si. L'utilisation intégrative du Si et des cultures intercalaires de légumineuses offre aux petits agriculteurs l'occasion d'augmenter la productivité de la pomme de terre tout en améliorant l'efficacité de l'utilisation des ressources et la fertilité des sols dans les régions tropicales semi-humides.Translated Description (Spanish)
Una gran parte del África subsahariana se encuentra en cinturones de precipitaciones inciertas y se caracteriza por una baja fertilidad del suelo con una capacidad limitada para adaptarse y mitigar los impactos del cambio climático. Se realizó un estudio de campo en el cinturón de cultivo de papa semihúmedo de Kenia para probar el efecto del cultivo intercalado de leguminosas y el silicio soluble en agua (ácido ortocíclico) sobre la erosión del suelo y la eficiencia del uso de la luz y el agua. La papa (Solanum tuberosum L.) se cultivó sola y se intercaló con dolichos (Lablab purpureus L.) o arveja peluda (Vicia sativa L.). Cada sistema de cultivo se sometió a modificación de silicio granular soluble en agua (Si) a dos velocidades (2,5 kg de Si ha-1 (+Si) frente a 0 kg de Si ha-1 (-Si)). Las plantas que recibieron Si mantuvieron un contenido de agua foliar relativo significativamente mayor (p < 0,05) (62-89% frente a 52-72% en los controles) y exhibieron concentraciones más altas de prolina (1,99-2,91 frente a 1-1,19 mmol g-1), carbohidratos solubles (28–59 frente a 10–28 mmol g-1) y conductancia electrolítica (1409–3903 frente a 746-2307 mS cm-1). El cultivo intercalado de leguminosas mejoró el establecimiento de la cubierta vegetal y redujo las pérdidas de suelo y nutrientes en un 45–80% en comparación con la patata sola. Los rendimientos de los cultivos fueron 2–3 veces mayores en los cultivos intercalados en relación con la patata sola y fueron significativamente mayores en los tratamientos sometidos a la aplicación de Si. Las proporciones equivalentes de tierra estuvieron por encima de la unidad en los cultivos intercalados, pero por debajo de la unidad en la patata sola, y aumentaron entre un 8% y un 20% en la aplicación de Si. La eficiencia de uso del agua (5.99-9.09 Kg ha-1 m-3) y la luz (1.98–2.98 g MJ-1) fueron significativamente mayores bajo el cultivo intercalado de leguminosas en comparación con la patata sola (1.13-3.23 Kg ha-1 m-3 y 0.77–0.98 g MJ-1 respectivamente) y aumentaron con la aplicación de Si. El uso integral del Si y el cultivo intercalado de leguminosas ofrece a los pequeños agricultores la oportunidad de aumentar la productividad de la papa al tiempo que mejora la eficiencia en el uso de los recursos y la fertilidad del suelo en los trópicos semihúmedos.Files
pdf.pdf
Files
(2.0 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b739a9121648cecfb34f4983d92d3ffe
|
2.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تعزيز المرونة المناخية للبطاطس البعلية من خلال زراعة البقوليات وتطبيق السيليكون
- Translated title (French)
- Amélioration de la résilience climatique de la pomme de terre pluviale grâce à la culture intercalaire de légumineuses et à l'application de silicium
- Translated title (Spanish)
- Mejora de la resiliencia climática de la papa de secano a través del cultivo intercalado de leguminosas y la aplicación de silicio
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3096026420
- DOI
- 10.3389/fsufs.2020.566345
References
- https://openalex.org/W1515295086
- https://openalex.org/W1574223936
- https://openalex.org/W1595305358
- https://openalex.org/W1825742727
- https://openalex.org/W191959266
- https://openalex.org/W1951724000
- https://openalex.org/W1963834649
- https://openalex.org/W1968834637
- https://openalex.org/W1971434949
- https://openalex.org/W1977159749
- https://openalex.org/W1979441714
- https://openalex.org/W1996928068
- https://openalex.org/W2003706728
- https://openalex.org/W2017162029
- https://openalex.org/W2024099702
- https://openalex.org/W2028823348
- https://openalex.org/W2033999394
- https://openalex.org/W2034388981
- https://openalex.org/W2038766940
- https://openalex.org/W2038966034
- https://openalex.org/W2043294030
- https://openalex.org/W2044890134
- https://openalex.org/W2044957968
- https://openalex.org/W2055151950
- https://openalex.org/W2059363809
- https://openalex.org/W2074958677
- https://openalex.org/W2078302556
- https://openalex.org/W2078533316
- https://openalex.org/W2088365516
- https://openalex.org/W2099524720
- https://openalex.org/W2108378958
- https://openalex.org/W2147386792
- https://openalex.org/W2160743435
- https://openalex.org/W2163016413
- https://openalex.org/W2236676515
- https://openalex.org/W2342100374
- https://openalex.org/W2344070973
- https://openalex.org/W2410584766
- https://openalex.org/W2469993736
- https://openalex.org/W2557766976
- https://openalex.org/W2598851379
- https://openalex.org/W2606671024
- https://openalex.org/W2769003502
- https://openalex.org/W2794744888
- https://openalex.org/W2807717666
- https://openalex.org/W2881420256
- https://openalex.org/W2924366784
- https://openalex.org/W2937989558
- https://openalex.org/W2939474406
- https://openalex.org/W2964769076
- https://openalex.org/W2972254685
- https://openalex.org/W2990239787
- https://openalex.org/W2996307772
- https://openalex.org/W3011366985
- https://openalex.org/W3088926537
- https://openalex.org/W4245106616