Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Hiệu quả sử dụng phân bón N trong các hệ thống dựa trên ngô ở khu vực hạ Sahara trong bối cảnh quản lý dinh dưỡng đất tổng hợp
Tóm tắt
Truyền thống, sản xuất cây trồng ở khu vực hạ Sahara (SSA) chủ yếu dựa vào việc khai thác dinh dưỡng trong đất. Quản lý dinh dưỡng đất tổng hợp (ISFM) là một phương pháp nhằm tăng cường nông nghiệp ở SSA, nhằm tối đa hóa hiệu quả nông học (AE) của các đầu vào dinh dưỡng đã áp dụng. ISFM bao gồm các thành phần thiết yếu sau: quản lý phân bón đúng cách, sử dụng giống cây trồng cải tiến, ứng dụng kết hợp giữa các đầu vào hữu cơ và phân bón, và điều chỉnh tỷ lệ áp dụng đầu vào theo các gradient dinh dưỡng đất trong nông trại nơi mà chúng quan trọng. Bài báo này đánh giá, thông qua phân tích tổng hợp, tác động của các thành phần này đến AE của phân bón N (N-AE), được định nghĩa là năng suất ngũ cốc dư thêm trên mỗi kg phân bón N được áp dụng, trong các hệ thống dựa trên ngô ở SSA. Vì N-AE thấp khi áp dụng phân bón N quá nhiều hoặc khi phân bón được áp dụng trên đất màu mỡ mà không có phản ứng, như đã được xác nhận bởi các biểu đồ phân tán so với năng suất kiểm soát và tỷ lệ ứng dụng phân bón N, các giá trị này đã được loại bỏ khỏi cơ sở dữ liệu nhằm tập trung làm rõ những phản ứng phức tạp hơn trong điều kiện không lý tưởng, điển hình cho SSA. So với giống địa phương, việc sử dụng giống ngô lai đã làm tăng đáng kể giá trị N-AE (17 và 26 kg (kg N)−1 tương ứng) mà không có sự khác biệt giữa giống địa phương và giống cải tiến được thụ phấn mở. Việc trộn phân bón với phân chuồng hoặc compost dẫn đến các giá trị N-AE cao nhất [36 kg (kg N)−1], trong khi các đầu vào hữu cơ với chất lượng trung bình cũng cho thấy giá trị N-AE cao hơn đáng kể so với điều trị chỉ với phân bón nhưng chỉ ở tỷ lệ ứng dụng đầu vào hữu cơ thấp (40 và 23 kg (kg N)−1, tương ứng). Các đầu vào hữu cơ chất lượng cao (Lớp I) và những đầu vào có tỷ lệ C/N cao (Lớp III) hoặc có hàm lượng lignin cao (Lớp IV) không ảnh hưởng đến giá trị N-AE so với điều trị chỉ với phân bón. Ứng dụng phân bón N trên các cánh đồng trong dẫn đến giá trị N-AE cao hơn đáng kể [31 kg (kg N)−1] so với các cánh đồng ngoài [17 kg (kg N)−1]. Thông tin thu thập được cho thấy rằng N-AE có khả năng cải thiện thông qua quản lý tốt hơn và các thành phần khác nhau trong định nghĩa ISFM dẫn đến sự cải thiện trong N-AE.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Abuja Fertilizer Summit (2006) Abuja Declaration on Fertilizer for African Green Revolution, African Union Special Summit of the Heads of State and Government, Abuja, Nigeria
Amanullah, Alkas LK (2009). Partial factor productivity, agronomic efficiency, and economic analyses of maize in wheat-maize cropping system in Pakistan. No. 46747. Southern Agricultural Economics Association Annual Meetings, Atlanta, Georgia, January31- February 3, 2009, 26 pp.
Ainsworth EA, Rosenburg MS, Wang X (2007) Meta-analysis: the past, present and future. New Phytol 176:752–745
Bationo A, Ayuk E, Ballo D, Kon´e M (1997) Agronomic and economic evaluation of Tilemsi phosphate rock in different agroecological zones of Mali. Nutr Cycl Agroecosyst 48:179–189
Chinsinga B (2008) Reclaiming Policy Space: Lessons from Malawi’s 2005/2006 Fertilizer Subsidy Programme Future Agricultures. Institute of Development Studies, Brighton, UK
Denning G, Kabambe P, Sanchez P, Malik A, Flor R, Harawa R, Nkhoma P, Zamba C, Banda C, Magombo C, Keating M, Wangila J, Sachs J (2009) Input Subsidies to Improve Smallholder Maize Productivity in Malawi: Toward an African Green Revolution. PLOS Biol 7(1):e1000023
Dobermann A, Cassman KG (2004) Environmental dimensions of fertilizer nitrogen: what can be done to increase nitrogen use efficiency and ensure global food security? In: Mosier AR, Syers JK, Freney JR (eds) Agriculture and the nitrogen cycle: Assessing the impacts of fertilizer use on food production and the environment. Island Press, Washignton DC, USA, pp 261–278
FAO (1991) World Soil Resources: An Explanatory Note on the FAO World Soil Resources Map at 1:25, 000, 000 Scale. Food and Agriculture Organisation of the United Nations, Rome, Italy
Gentile R, Vanlauwe B, Chivenge P, Six J (2008) Interactive effects from combining fertilizer and organic residue inputs on nitrogen transformations. Soil Biol Biochem 40:2375–2384
Gurevitch J, Hedges LV (1999) Statistical issues in ecological meta-analyses. Ecology 80:1142–1149
Heisey P W, Mwangi W (1996) Fertilizer use and maize production in sub-Saharan Africa. CIMMYT economic working paper 96-01. Mexico, DF, CIMMYT
Hungate BA, van Groenigen KJ, Six J, Jastrow JD, Luo Y, de Graaff MA, van Kessel C, Osenberg CW (2009) Assessing the effect of elevated carbon dioxide on soil carbon: a comparison of four meta-analyses. Global Change Biol 15:2020–2034
Janssen BH, Guiking FCT, van der Eijk D, Smaling EMA, Wolf J, van Reuler H (1990) A system for quantitative evaluation of the fertility of tropical soils (QUEFTS). Geoderma 46:299–318
Jenkinson DS, Fox RH, Rayner JH (1985) Interactions between fertilizer nitrogen and soil nitrogen – the so-called ‘priming’ effect. J Soil Sc 36:425–444
Johnson GV, Raun WR (2003) Nitrogen response index as a guide to fertilizer management. J Plant Nutr 26:249–262
Kihara J, Vanlauwe B, Waswa B, Kimetu JM, Chianu J, Bationo A (2010) Strategic phosphorus application in legume-cereal rotations increases land productivity and profitability in western Kenya. Exp Agric 46:35–52
Ladha JK, Pathak H, Krupnik TJ, Six J, van Kessel C (2005) Efficiency of fertilizer nitrogen in cereal production: Retrospects and prospects. Adv Agr 87:85–156
Palm CA, Gachengo CN, Delve RJ, Cadisch G, Giller KE (2001) Organic inputs for soil fertility management in tropical agroecosystems: application of an organic resource database. Agric Ecosyst Environ 83:27–42
Piha MI (1993) Optimizing fertilizer use and practical rainfall capture in a semi-arid environment with variable rainfall. Exp Agric 29:405–415
Pixley K, Banziger M (2001) Open-pollinated maize varieties: A backward step or valuable option for farmers? Seventh Eastern and Southern Africa Regional Maize Conference, 11–15th February 2001, pp. 22–28
Roberts TL (2008) Improving Nutrient Use Efficiency. Turk J Agric For 32:177–182
SAS 1992. The MIXED procedure. SAS Technical Report P-229: SAS/STAT Software: Changes and Enhancements. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA
Sileshi G, Akinnifesi FK, Ajayi OC, Place F (2008) Meta-analysis of maize yield response to woody and herbaceous legumes in sub-Saharan Africa. Plant Soil 307:1–19
Tittonell P, Vanlauwe B, Leffelaar PA, Shepherd KD, Giller KE (2005) Exploring diversity in soil fertility management of smallholder farms in western Kenya. II. Within farm variability in resource allocation, nutrient flows and soil fertility status. Agric Ecosyst Environ 110:166–184
Tittonell P, Vanlauwe B, de Ridder N, Giller KE (2007) Heterogeneity of crop productivity and resource use efficiency within smallholder African farms: soil fertility gradients or management intensity gradients? Agr Syst 94:376–390
Tittonell P, Vanlauwe B, Corbeels M, Giller KE (2008) Yield gaps, nutrient use efficiencies and response to fertilisers by maize across heterogeneous smallholder farms of western Kenya. Plant Soil 313:19–37
Uribelarrea M, Crafts-Brandner SJ, Below FE (2009) Phsiological N response of field-grown maize hybrids (Zea mays L.) with divergent yield potential and grain protein concentration. Plant Soil 316:151–160
Vanlauwe B, Wendt J, Diels J (2001a) Combined application of organic matter and fertilizer. In: Tian G, Ishida F, Keatinge JDH (eds) Sustaining Soil Fertility in West-Africa, SSSA Special Publication Number 58. Madison, USA, pp 247–280
Vanlauwe B, Aihou K, Aman S, Iwuafor ENO, Tossah BK, Diels J, Sanginga N, Merckx R, Deckers S (2001b) Maize yield as affected by organic inputs and urea in the West-African moist savanna. Agron J 93:1191–1199
Vanlauwe B, Palm CA, Murwira HK, Merckx R (2002a) Organic resource management in sub-Saharan Africa: validation of a residue quality-driven decision support system. Agronomie 22:839–846
Vanlauwe B, Diels J, Aihou K, Iwuafor ENO, Lyasse O, Sanginga N, Merckx R (2002b) Direct interactions between N fertilizer and organic matter: evidence from trials with 15 N labelled fertilizer. In: Vanlauwe B, Diels J, Sanginga N, Merckx R (eds) Integrated Plant Nutrient Management in sub-Saharan Africa: From Concept to Practice. CABI, Wallingford, UK, pp 173–184
Vanlauwe B, Tittonell P, Mukalama J (2006) Within-farm soil fertility gradients affect response of maize to fertilizer application in western Kenya. Nutr Cycl Agroecosyst 76:171–182
Vanlauwe B, Bationo A, Chianu J, Giller KE, Merckx R, Mokwunye U, Ohiokpehai O, Pypers P, Tabo R, Shepherd K, Smaling E, Woomer PL, Sanginga N (2010) Integrated soil fertility management: Operational definition and consequences for implementation and dissemination. Outl on Agric 39:17–24
Wallace MB, Knausenberger WJ (1997) Inorganic fertilizer use in Africa: Environmental and Economic dimensions
Zingore S, Murwira HK, Delve RJ, Giller KE (2007) Soil type, management history and current resource allocation: Three dimensions regulating variability in crop productivity on African smallholder farms. Field Crops Res 101:296–305