Published September 5, 2019 | Version v1
Publication Open

Dispersed trees on smallholder farms enhance soil fertility in semi-arid Ethiopia

Creators

  • 1. Ethiopian Institute of Agricultural Research
  • 2. Mekelle University
  • 3. Government of Ethiopia
  • 4. Norwegian University of Life Sciences

Description

Dispersed trees such as Oxytenanthera abyssinica (A. Rich.) and Dalbergia melanoxylon (Guill. & Perr.) which are objectively maintained or planted on farmland provide a significant contribution to soil fertility improvement. However, there was no quantitative information on the level of soil nutrient additions of these trees to the soil system. This study was conducted on the farmers' fields in Kafta Humera district, Tigray region (northern Ethiopia), where mature stands of O. abyssinica and D. melanoxylon trees exist. Radial distance-based soil sampling (under the canopy, near to canopy, and far from canopy) was adopted to quantify the role of these trees on soil fertility improvement. Soil parameters tested were soil reaction (pH), total nitrogen (TN), available phosphorus (AvP), electrical conductivity (EC), cation exchange capacity (CEC), and organic carbon (OC). There was a negative linear relationship between the radial distance of the O. abyssinica tree trunk and soil TN, OC, CEC, and AvP contents but not for pH. Similarly, negative linear relationship between distance from D. melanoxylon and TN, OC, and AvP was obtained. The average total nitrogen (0.26% and 0.13%), available phosphorus (7.21 ppm and 6.37 ppm), and organic carbon (1.73% and 1.02%) contents were respectively higher under the tree canopies of O. abyssinica and D. melanoxylon compared with the adjacent open canopies. The amount of soil OC, TN, AvP, and CEC under O. abyssinica tree species was also significantly higher by 69%, 100%, 13%, and 42% compared to that of D. melanoxylon tree species. However, the amount of EC and soil pH was significantly lower by 57% and 19%, respectively. In general, O. abyssinica and D. melanoxylon added a significant amount of nutrients to the soil. Thus, retaining these important tree species on farmland played a positive role in replenishing soil fertility for resource-constrained households so as to reduce chemical fertilizer amendments.

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

Translated Description (Arabic)

أشجار مشتتة مثل أوكسيتينانثيرا أبيسينيكا (إيه ريتش) ودالبيرجيا ميلانوكسيلون (جيل. & Perr.) التي تتم صيانتها أو زراعتها بشكل موضوعي في الأراضي الزراعية مساهمة كبيرة في تحسين خصوبة التربة. ومع ذلك، لم تكن هناك معلومات كمية عن مستوى إضافات مغذيات التربة لهذه الأشجار إلى نظام التربة. أجريت هذه الدراسة على حقول المزارعين في منطقة كافتا هوميرا، منطقة تيغراي (شمال إثيوبيا)، حيث توجد أشجار O. abyssinica و D. melanoxylon الناضجة. تم اعتماد أخذ عينات التربة على أساس المسافة الشعاعية (تحت المظلة، بالقرب من المظلة، وبعيدًا عن المظلة) لتحديد دور هذه الأشجار في تحسين خصوبة التربة. كانت معلمات التربة التي تم اختبارها هي تفاعل التربة (درجة الحموضة)، والنيتروجين الكلي (TN)، والفوسفور المتاح (AvP)، والتوصيل الكهربائي (EC)، وقدرة تبادل الكاتيون (CEC)، والكربون العضوي (OC). كانت هناك علاقة خطية سلبية بين المسافة نصف القطرية لجذع شجرة الحبشة ومحتويات التربة TN و OC و CEC و AvP ولكن ليس للرقم الهيدروجيني. وبالمثل، تم الحصول على علاقة خطية سلبية بين المسافة من D. melanoxylon و TN و OC و AvP. كان متوسط إجمالي النيتروجين (0.26 ٪ و 0.13 ٪)، والفوسفور المتاح (7.21 جزء في المليون و 6.37 جزء في المليون)، ومحتويات الكربون العضوي (1.73 ٪ و 1.02 ٪) على التوالي أعلى تحت المظلات الشجرية لـ O. abyssinica و D. melanoxylon مقارنة بالمظلات المفتوحة المجاورة. كما كانت كمية التربة OC و TN و AvP و CEC تحت أنواع أشجار O. abyssinica أعلى بكثير بنسبة 69 ٪ و 100 ٪ و 13 ٪ و 42 ٪ مقارنة بأنواع أشجار الميلانوكسيلون. ومع ذلك، كانت كمية EC ودرجة حموضة التربة أقل بكثير بنسبة 57 ٪ و 19 ٪ على التوالي. بشكل عام، أضافت O. abyssinica و D. melanoxylon كمية كبيرة من العناصر الغذائية إلى التربة. وبالتالي، فإن الاحتفاظ بهذه الأنواع الشجرية المهمة في الأراضي الزراعية لعب دورًا إيجابيًا في تجديد خصوبة التربة للأسر ذات الموارد المحدودة من أجل الحد من تعديلات الأسمدة الكيميائية.

Translated Description (French)

Arbres dispersés tels que Oxytenanthera abyssinica (A. Rich.) et Dalbergia melanoxylon (Guill. & Perr.) qui sont objectivement entretenus ou plantés sur des terres agricoles apportent une contribution significative à l'amélioration de la fertilité des sols. Cependant, il n'y avait pas d'informations quantitatives sur le niveau d'ajout de nutriments dans le sol de ces arbres au système de sol. Cette étude a été menée sur les champs des agriculteurs du district de Kafta Humera, dans la région du Tigré (nord de l'Éthiopie), où il existe des peuplements matures d'arbres O. abyssinica et D. melanoxylon. L'échantillonnage du sol basé sur la distance radiale (sous la canopée, près de la canopée et loin de la canopée) a été adopté pour quantifier le rôle de ces arbres sur l'amélioration de la fertilité du sol. Les paramètres du sol testés étaient la réaction du sol (pH), l'azote total (TN), le phosphore disponible (AvP), la conductivité électrique (CE), la capacité d'échange cationique (CEC) et le carbone organique (OC). Il y avait une relation linéaire négative entre la distance radiale du tronc de l'arbre O. abyssinica et les teneurs en TN, OC, CEC et AvP du sol, mais pas pour le pH. De même, une relation linéaire négative entre la distance de D. melanoxylon et TN, OC et AvP a été obtenue. Les teneurs moyennes en azote total (0,26 % et 0,13 %), en phosphore disponible (7,21 ppm et 6,37 ppm) et en carbone organique (1,73 % et 1,02 %) étaient respectivement plus élevées sous les canopées d'arbres d'O. abyssinica et de D. melanoxylon par rapport aux canopées ouvertes adjacentes. La quantité d'OC, de TN, d'AvP et de CEC dans le sol sous les espèces d'arbres O. abyssinica était également significativement plus élevée de 69%, 100%, 13% et 42% par rapport à celle des espèces d'arbres D. melanoxylon. Cependant, la quantité de CE et le pH du sol étaient significativement inférieurs de 57% et 19%, respectivement. En général, O. abyssinica et D. melanoxylon ont ajouté une quantité importante de nutriments au sol. Ainsi, le maintien de ces espèces d'arbres importantes sur les terres agricoles a joué un rôle positif dans la reconstitution de la fertilité des sols pour les ménages à ressources limitées afin de réduire les modifications des engrais chimiques.

Translated Description (Spanish)

Árboles dispersos como Oxytenanthera abyssinica (A. Rich.) y Dalbergia melanoxylon (Guill. & Perr.) que se mantienen o plantan objetivamente en tierras de cultivo proporcionan una contribución significativa a la mejora de la fertilidad del suelo. Sin embargo, no hubo información cuantitativa sobre el nivel de adiciones de nutrientes del suelo de estos árboles al sistema de suelo. Este estudio se realizó en los campos de los agricultores del distrito de Kafta Humera, región de Tigray (norte de Etiopía), donde existen rodales maduros de árboles de O. abyssinica y D. melanoxylon. Se adoptó el muestreo del suelo basado en la distancia radial (debajo del dosel, cerca del dosel y lejos del dosel) para cuantificar el papel de estos árboles en la mejora de la fertilidad del suelo. Los parámetros del suelo probados fueron la reacción del suelo (pH), el nitrógeno total (TN), el fósforo disponible (AvP), la conductividad eléctrica (EC), la capacidad de intercambio catiónico (CEC) y el carbono orgánico (OC). Hubo una relación lineal negativa entre la distancia radial del tronco del árbol O. abyssinica y los contenidos de TN, OC, CEC y AvP del suelo, pero no para el pH. De manera similar, se obtuvo una relación lineal negativa entre la distancia de D. melanoxylon y TN, OC y AvP. Los contenidos promedio de nitrógeno total (0.26% y 0.13%), fósforo disponible (7.21 ppm y 6.37 ppm) y carbono orgánico (1.73% y 1.02%) fueron respectivamente más altos bajo las copas de los árboles de O. abyssinica y D. melanoxylon en comparación con las copas abiertas adyacentes. La cantidad de OC, TN, AvP y CEC del suelo bajo las especies de árboles O. abyssinica también fue significativamente mayor en un 69%, 100%, 13% y 42% en comparación con la de las especies de árboles D. melanoxylon. Sin embargo, la cantidad de EC y el pH del suelo fueron significativamente más bajos en un 57% y un 19%, respectivamente. En general, O. abyssinica y D. melanoxylon añadieron una cantidad significativa de nutrientes al suelo. Por lo tanto, la retención de estas importantes especies de árboles en las tierras de cultivo desempeñó un papel positivo en la reposición de la fertilidad del suelo para los hogares con recursos limitados a fin de reducir las enmiendas de fertilizantes químicos.

Files

s13717-019-0190-8.pdf

Files (780.3 kB)

⚠️ 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
md5:050d57b39fd8efaebfa8c0c1675f81b6
780.3 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الأشجار المنتشرة في مزارع أصحاب الحيازات الصغيرة تعزز خصوبة التربة في إثيوبيا شبه القاحلة
Translated title (French)
Les arbres dispersés dans les petites exploitations agricoles améliorent la fertilité des sols dans l'Éthiopie semi-aride
Translated title (Spanish)
Los árboles dispersos en las pequeñas explotaciones agrícolas mejoran la fertilidad del suelo en Etiopía semiárida

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2972104414
DOI
10.1186/s13717-019-0190-8

Is supplement to
https://openalex.org/W3162330698 (Other)
https://openalex.org/W2948824617 (Other)
https://openalex.org/W2901168496 (Other)
https://openalex.org/W2804149654 (Other)
https://openalex.org/W2497700152 (Other)
https://openalex.org/W2240875773 (Other)
https://openalex.org/W2226162988 (Other)
https://openalex.org/W2092971974 (Other)
https://openalex.org/W2018233190 (Other)
https://openalex.org/W2016651510 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1579294054
  • https://openalex.org/W1680955843
  • https://openalex.org/W1855127131
  • https://openalex.org/W1985461847
  • https://openalex.org/W1986703079
  • https://openalex.org/W2001107916
  • https://openalex.org/W2028210939
  • https://openalex.org/W2044470847
  • https://openalex.org/W2061835267
  • https://openalex.org/W2076854993
  • https://openalex.org/W2077141708
  • https://openalex.org/W2079301111
  • https://openalex.org/W2128731503
  • https://openalex.org/W2129315912
  • https://openalex.org/W2134913022
  • https://openalex.org/W2150353056
  • https://openalex.org/W2159814733
  • https://openalex.org/W2316537781
  • https://openalex.org/W2336693287
  • https://openalex.org/W2561010857
  • https://openalex.org/W2904542100
  • https://openalex.org/W4231852331
  • https://openalex.org/W4291820751