Published March 21, 2023 | Version v1
Publication Open

A first-year maize/cassava relay intercropping system improves soil nutrients and changes the soil microbial community in the symbiotic period

Creators

  • 1. Tropical Crops Genetic Resources Institute
  • 2. Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences
  • 3. Shanghai Academy of Agricultural Sciences
  • 4. Ministry of Agriculture and Rural Affairs

Description

The maize/cassava relay intercropping system can be a specific and efficient cropping pattern in a tropical/subtropical field. Relay intercropping systems contribute to the optimization of land use, fostering sustainable and efficient agriculture. This study entails a first-year comparative intercropping experiment using maize (Zea mays L.) and cassava (Manihot esculenta Crantz). We determined the soil nutrient contents and physicochemical properties as well as the microbial communities by high-throughput sequencing. We found that the relay intercropping system changed the bacterial community structure, especially the rhizosphere microorganisms. The bacterial community was characterized by a higher abundance of the phyla Chloroflexi, Proteobacteria, and Actinobacteria and of the genus AD3, which are related to nutrient cycling and decreased bioavailability of Cd. At the same time, the relay intercropping system reduces the relative abundance of pathogenic bacteria and biomarkers of organic pollution. The relay intercropping systems significantly boosted soil pH and available K levels in addition to the monocropping yield. The results of this study suggest that maize/cassava relay intercropping, starting from the first year, not only provides a stable supply of food and income due to the diversified cropping systems but is also beneficial for the improvement of soil quality and the soil microbial community.

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

Translated Description (Arabic)

يمكن أن يكون نظام الزراعة البينية لترحيل الذرة/المنيهوت نمطًا محددًا وفعالًا للمحاصيل في حقل استوائي/شبه استوائي. تساهم أنظمة الزراعة البينية المرحلية في تحسين استخدام الأراضي، مما يعزز الزراعة المستدامة والفعالة. تستلزم هذه الدراسة تجربة زراعة مقارنة في السنة الأولى باستخدام الذرة (Zea mays L.) والكسافا (Manihot esculenta Crantz). حددنا محتويات مغذيات التربة والخصائص الفيزيائية الكيميائية وكذلك المجتمعات الميكروبية من خلال التسلسل عالي الإنتاجية. وجدنا أن نظام التتابع البيني غيّر بنية المجتمع البكتيري، وخاصة الكائنات الحية الدقيقة في الغلاف الجذر. تميز المجتمع البكتيري بوفرة أعلى من الشعب Chloroflexi و Proteobacteria و Actinobacteria وجنس AD3، والتي ترتبط بتدوير المغذيات وانخفاض التوافر البيولوجي لـ Cd. في الوقت نفسه، يقلل نظام التتابع البيني من الوفرة النسبية للبكتيريا المسببة للأمراض والمؤشرات الحيوية للتلوث العضوي. عززت أنظمة التتابع البيني بشكل كبير درجة حموضة التربة ومستويات K المتاحة بالإضافة إلى غلة المحصول الأحادي. تشير نتائج هذه الدراسة إلى أن زراعة الذرة/المنيهوت، بدءًا من السنة الأولى، لا توفر إمدادات مستقرة من الغذاء والدخل بسبب أنظمة المحاصيل المتنوعة فحسب، بل إنها مفيدة أيضًا لتحسين جودة التربة والمجتمع الميكروبي للتربة.

Translated Description (French)

Le système de culture intercalaire de relais maïs/manioc peut être un modèle de culture spécifique et efficace dans un champ tropical/subtropical. Les systèmes de culture intercalaire à relais contribuent à l'optimisation de l'utilisation des terres, favorisant une agriculture durable et efficace. Cette étude implique une expérience comparative de culture intercalaire de première année à partir de maïs (Zea mays L.) et de manioc (Manihot esculenta Crantz). Nous avons déterminé les teneurs en nutriments du sol et les propriétés physico-chimiques ainsi que les communautés microbiennes par séquençage à haut débit. Nous avons constaté que le système de culture intercalaire relais modifiait la structure de la communauté bactérienne, en particulier les micro-organismes de la rhizosphère. La communauté bactérienne était caractérisée par une abondance plus élevée des phylums Chloroflexi, Proteobacteria et Actinobacteria et du genre AD3, qui sont liés au cycle des nutriments et à la diminution de la biodisponibilité du Cd. Dans le même temps, le système de culture intercalaire de relais réduit l'abondance relative de bactéries pathogènes et de biomarqueurs de la pollution organique. Les systèmes de culture intercalaire de relais ont considérablement augmenté le pH du sol et les niveaux de K disponibles en plus du rendement de monoculture. Les résultats de cette étude suggèrent que la culture intercalaire de relais maïs/manioc, à partir de la première année, fournit non seulement un approvisionnement stable en nourriture et en revenus en raison des systèmes de culture diversifiés, mais est également bénéfique pour l'amélioration de la qualité du sol et de la communauté microbienne du sol.

Translated Description (Spanish)

El sistema de relevo de cultivos intercalados de maíz/yuca puede ser un patrón de cultivo específico y eficiente en un campo tropical/subtropical. Los sistemas de retransmisión de cultivos intercalados contribuyen a la optimización del uso de la tierra, fomentando una agricultura sostenible y eficiente. Este estudio supone un experimento intercultivo comparativo de primer año con maíz (Zea mays L.) y yuca (Manihot esculenta Crantz). Determinamos el contenido de nutrientes del suelo y las propiedades fisicoquímicas, así como las comunidades microbianas mediante secuenciación de alto rendimiento. Encontramos que el sistema de cultivo intercalado de relevo cambió la estructura de la comunidad bacteriana, especialmente los microorganismos de la rizosfera. La comunidad bacteriana se caracterizó por una mayor abundancia de los filos Chloroflexi, Proteobacteria y Actinobacteria y del género AD3, que están relacionados con el ciclo de nutrientes y la disminución de la biodisponibilidad de Cd. Al mismo tiempo, el sistema de retransmisión de cultivos intercalados reduce la abundancia relativa de bacterias patógenas y biomarcadores de contaminación orgánica. Los sistemas de relé de cultivos intercalados aumentaron significativamente el pH del suelo y los niveles de K disponibles, además del rendimiento del monocultivo. Los resultados de este estudio sugieren que el cultivo intercalado de maíz/yuca, a partir del primer año, no solo proporciona un suministro estable de alimentos e ingresos debido a los sistemas de cultivo diversificados, sino que también es beneficioso para la mejora de la calidad del suelo y la comunidad microbiana del suelo.

Files

pdf.pdf

Files (1.8 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
md5:93ba04565426b683064a1180e7faf9d0
1.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يعمل نظام الزراعة البينية لترحيل الذرة/المنيهوت في السنة الأولى على تحسين مغذيات التربة وتغيير المجتمع الميكروبي للتربة في الفترة التكافلية
Translated title (French)
Un système de culture intercalaire de relais maïs/manioc de première année améliore les nutriments du sol et modifie la communauté microbienne du sol pendant la période symbiotique
Translated title (Spanish)
Un sistema de relevo de cultivos intercalados de maíz/yuca de primer año mejora los nutrientes del suelo y cambia la comunidad microbiana del suelo en el período simbiótico

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4328111241
DOI
10.3389/fmicb.2023.1087202

Is supplement to
https://openalex.org/W53324526 (Other)
https://openalex.org/W424356527 (Other)
https://openalex.org/W2385791913 (Other)
https://openalex.org/W2384096773 (Other)
https://openalex.org/W2381629489 (Other)
https://openalex.org/W2368787309 (Other)
https://openalex.org/W2361689979 (Other)
https://openalex.org/W2354245305 (Other)
https://openalex.org/W2181684003 (Other)
https://openalex.org/W1964569788 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1169635984
  • https://openalex.org/W1701420010
  • https://openalex.org/W2030333410
  • https://openalex.org/W2060134215
  • https://openalex.org/W2084878906
  • https://openalex.org/W2088220352
  • https://openalex.org/W2119283948
  • https://openalex.org/W2140149855
  • https://openalex.org/W2150858304
  • https://openalex.org/W2231881556
  • https://openalex.org/W2616484784
  • https://openalex.org/W2727623211
  • https://openalex.org/W2883957868
  • https://openalex.org/W2902387465
  • https://openalex.org/W2965672518
  • https://openalex.org/W2990222833
  • https://openalex.org/W2990383397
  • https://openalex.org/W3008333720
  • https://openalex.org/W3018479594
  • https://openalex.org/W3037381325
  • https://openalex.org/W3125474660
  • https://openalex.org/W3135309246
  • https://openalex.org/W3153554495
  • https://openalex.org/W3161881979
  • https://openalex.org/W3176675464
  • https://openalex.org/W3186540428
  • https://openalex.org/W3188382363
  • https://openalex.org/W3191748539
  • https://openalex.org/W3204812062
  • https://openalex.org/W4200089149
  • https://openalex.org/W4206340052
  • https://openalex.org/W4206693287
  • https://openalex.org/W4211051676
  • https://openalex.org/W4225246808
  • https://openalex.org/W4229455220
  • https://openalex.org/W4231470783
  • https://openalex.org/W4288420812
  • https://openalex.org/W4289259983