文摘

保护性耕作被认为是在旱地作物生产的最佳实践。然而,他们对绿豆的影响(豇豆属辐射动物(L) Wilczek)没有被记录在肯尼亚ASALs。领域研究是在2018 - 2019年进行的短期降雨,目的是评估耕作方法和覆盖物的影响应用程序的增长和收益两个绿豆品种Katumani Mwea。随机完全区组设计(RCBD) split-slit情节安排和三个复制使用。主要情节是免耕耕作方法(ZT型),furrow-ridge (FR)和常规耕作(CT)。次要情节是农地膜情节与植物残渣(3 t·哈⁻¹)和情节无地膜应用(0 t·哈⁻¹)和次级的两个绿豆品种(N26和KS20)。数据收集在株高、主分支,根生物量、生物量,每个工厂的豆荚数,每荚种子,1000年种子重量,粒重(t·哈¹),和收获指数。数据受到了一般方差分析使用GenStat 15^th统计软件。意味着分离计算使用最小显著差LSD在概率为5%的水平。结果表明,耕作方法和地膜应用显著影响经济增长,产量,产量组件。Furrow-ridge记录优越的影响之前,免耕和传统耕作制。地膜应用增长有明显影响,产量,产量组件。不同的治疗下N26 furrow-ridge与3 t·哈农地膜⁻¹有更大数量的分支,株高、产量和产量构成这两个实验的网站。地膜的应用对经济增长产生积极的影响,产量,产量组件。Furrow-ridge和免耕覆盖了最高效的技术更好的绿豆Katumani和Mwea屈服。这可以建议增加降水量的地区作物生产不足。

1。介绍

绿豆是主要生长在干旱和半干旱土地在肯尼亚但面临着许多生产约束(1]。关键生产挑战绿豆是低和不可靠的降雨2]。气候变化和差异的原因是不可靠的,甚至在肯尼亚降雨继续影响作物产量在整个亚洲地区,特别是在肯尼亚东部和中部和西部的一些地区(3]。

低的作物产量在肯尼亚干旱和半干旱土地归因于低和不可靠的降雨4,5]。干旱和半干旱土地(ASAL)在肯尼亚地区经验高土壤水分蒸发蒸腾损失总量约为2000 - 2300毫米/年(6影响土壤水分的保护。这些地区的土壤浅和结构稳定性差,使它容易受侵蚀的土壤养分含量较低(7]。保护土壤水分通过更好的耕作实践影响干旱和半干旱地区的作物生产(4]。因此,在一般情况下,保护性农业作物产量增加4.6% (8]。证明,免耕,furrow-ridge,覆盖物保护土壤水分和土壤养分9,10]。作物产量受土壤养分和水分的影响下免耕和furrow-ridge增加相对不守恒技术(11]。土壤侵蚀是温和免耕下增加土壤有机质和水渗透(12]。地膜的应用程序和使用适当的覆盖物增加作物产量和提高水分利用效率13]。

它也证明,覆盖物可以减少杂草与作物竞争的侵扰,水分,养分,光(Siipilehto) [14,15]。

像免耕耕作实践的使用,furrow-ridge,覆盖是提高农作物产量和土壤水分潴留。然而,有限的研究是建立在这些改进是否耕作实践在半干旱肯尼亚绿豆生产力。

因此,本研究旨在评估的效果对比耕作方法和覆盖物对绿豆生产力在肯尼亚半干旱的影响。

2。材料和方法

2.1。实验地点

肯尼亚农业和牲畜的实验研究组织(KALRO)研究站Katumani和Mwea短降雨季节(图2018/20191)。中心位于经度和纬度1°35′S之间37°14′,海拔1575米的海拔。该地区属于农业气候区四世(16]。最高最低气温是24.6和13.7°C,分别。平均潜在蒸发范围从1820 mm到1840 mm估计土壤水分蒸发蒸腾损失总量_o)每年1239毫米17]。

主要土壤类型是Ferralo-Chromic淋溶土18),可怜的结构,高沙和粘土含量低,表现出高容重[19,20.]。

KALRO Mwea坐落在0°38′S 37°22′E经度和纬度,海拔约1150米(图1)。这个研究经历了双峰雨情的年平均850毫米。长期降雨发生从3月到5月,短期降雨在10月和12月之间。一年一度的最大和最小温度记录在车站28.6°C和15.6°C,分别。它有变性土土壤酸性pH值约为5.1。

2.2。治疗方法和实验设计

实验包含6个治疗包括传统耕作制0 t公顷⁻¹覆盖物,传统耕作制3 t·哈⁻¹覆盖物,furrow-ridge 0 t·哈⁻¹覆盖物,沟岭3 t·哈⁻¹覆盖物,免耕0 t·哈⁻¹覆盖物,免耕与3 t·哈⁻¹覆盖物。每个治疗尝试了两个绿豆品种,KS20 N26。

治疗是在晚稻的RCBD设计与主要情节的耕作;地膜应用次要情节和sub-subplot是各种复制三次。sub-subplot测量5米×2.25米,面积覆盖整个实验是760.5米²块之间的2米和1米之间的阴谋。主要情节包含三个耕作实践传统耕作,furrow-ridge,免耕,次要情节,有农地膜情节3 t·哈⁻¹的植物残渣和情节0 t·哈⁻¹或没有覆盖物。最后,在sub-subplot两改善耐旱绿豆品种KS20成熟和N26所有到期释放Katumani KALRO站。

2.3。实验管理

整地在传统耕作土壤是由简单的锄头和准备好的苗床。在免耕,情节是准备通过削减现场地面;然后,双金960 ec的速度4 L·哈⁻¹用于杀死杂草种植前两个星期没有令人不安的土壤在furrow-ridge,情节被堆得很高的高跟鞋准备20厘米的高度和宽度45厘米的高跟鞋之间简单的手锄和种子种植在高跟鞋。土壤肥力分析完成种植前确定土壤的养分含量两个网站的国家农业研究实验室(NARL)(表1)。肥料的应用程序是基于土壤分析结果和建议从两个网站。在Mwea, 140公斤/亩N: P: K 17:17:17化肥和2吨well-decomposed牛粪被应用在Katumani,只有4吨well-decomposed牛粪应用(表1)。每洞三个绿豆种子播种在降雨的发病间隔45厘米之间行和植物之间的20厘米的深度4厘米,后来变薄每站一个工厂。应用3 t公顷⁻¹地膜种植后完成的情节与地膜包容性的治疗。白粉病是控制使用绝对375 sc 10 ml / 20 l和蓟马等常见的害虫控制喷涂使用示踪剂480 sc含有活性Spinosad成分。

图1说明了研究区域的地图Katumani和Mwea实验。

降雨在Katumani和Mwea一直低平均降雨量294.2毫米和327毫米,分别(表2)。2018/2019的短雨很低在两个站点Mwea记录的最低月平均降雨量36.4毫米和81.6毫米Katumani(表2)。雨在2018年10月中旬开始,扩展到2019年2月,最高降雨量记录Katumani和11月12月Mwea Katumani最低的2月和1月Mwea(表2)。温度在Mwea更高的平均温度31°C和31.3°C(表2月和3月之间2)。高相对湿度记录在Katumani Mwea为77%,最低为58.2%而在2月Mwea最高湿度(表76.03,最低的60.8%2)。

2.4。数据分析

物候学,数据增长,产量和产量构成受到一般方差分析使用GenStat 15^th统计软件(佩恩et al ., 2005)。意味着分离计算使用最小显著差LSD在概率水平的5%。

2.4.1。生长参数

株高是随机选择从5绿豆植物生长在两个不同的阶段:植物种植后(30天)和开花(45天后种植)从每个情节在每个治疗用一米法则和平均身高记录。

主分支的数量记录通过计算分支机构的数目从5个随机选择的植物在每个情节在每个治疗在收获。

根生物量数据被随机抽样5植物在开花和成熟阶段通过削减底部离地面植物根系的植物茎。浇水是底部的植物温和植物连根拔起了之前所有的植物根系。收集到的根被削减,放在烤箱的温度70 C 48小时,直到他们达到干重。干重的克每公顷被记录下来。

植物生物量数据收集从5随机选择到期,然后放在烤箱的温度70°C 48小时直到干重。

收益率和收益率组件包括豆荚/工厂的数量是由计算吊舱从五个随机选择的植物的数量和平均被记录在每个情节。

每荚种子的数量是由随机选择10个吊舱从情节和种子数的数量和每荚种子的平均数量记录。

千(1000)种子重量数据被记录在豆荚被尖利和风选的,一千种子数随机使用电动平衡重,体重,和重量被记录在每个情节Katumani和Mwea克。

籽粒产量每公顷(t·哈⁻¹)数据收集从一个网络图测量4.2×1.35米后收获豆荚轻轻打,把挑出来,和重量吨每公顷被记录。

收获指数从绿豆谷物的产量计算t·t·农业的农业和干草产量从两个实验网站。

2.5。数据分析

数据增长,产量和产量构成受到一般方差分析使用GenStat 15^th统计软件。意味着分离计算使用最小显著差LSD在概率水平的5%。

3所示。结果

3.1。耕作方法和地膜应用程序对作物生长的影响特征

株高生长和开花阶段和分支机构的数量是影响耕作方法和地膜的应用程序。表3表明,株高明显( )受耕作方法和地膜的应用程序。最大的株高(44.04厘米)是记录在furrow-ridge其次是传统耕作(39.21厘米)和免耕(37.81厘米)。此外,重要的株高差异被发现在图3 t·哈⁻¹植物残体的补充道。绿色克下覆盖物明显较高(5.4厘米)和(4.5厘米)比绿豆生长在no-mulch两个站点,分别。没有明显( )品种株高的差异在两个网站。据报道,没有显著的交互影响绿豆高度在两个网站。同样,在开花阶段,绿豆身高显著不同( )多样性和高绿豆株高被记录下furrow-ridge与3 t哈农地膜⁻¹植物残体相比,常规和免耕的方法。

分支机构的数量之间存在着显著的差异( )耕作方法在Mwea Katumani但不是。绿色克下furrow-ridge记录更多的分支相比,那些在传统和免耕。此外,覆盖在影响发挥了作用在两个站点的数量。更多的枝子被指出的3 t·哈⁻¹Katumani和Mwea。

分支机构的数量之间存在着显著的差异( )与各种Katumani Mwea。更多数量的分支与不同品种KS20相比N26记录显示在表3。

没有明显的( )影响记录条数与耕作、覆盖物,品种,和交互。

3.2。耕作方法和覆盖物对根生物量的影响在开花和成熟

绿豆在开花和成熟度不同记录根生物量显著( )耕作方法和地膜应用(表4)。根生物量furrow-ridge下记录下根生物量显著高于常规和免耕在两个站点(表3)。类似的趋势是观察到成熟阶段。它还指出,覆盖物的加入显著( )影响根生物量(表4)。相当高的根生物量在情节与3 t·哈农地膜⁻¹比那些没有覆盖物(表3)。没有明显( )根生物量的差异记录在两个绿豆品种在生长阶段(表4)。

没有显著影响记录在耕作°×°品种、覆盖物°×°,和耕作°×°覆盖物耕作×不同交互在开花和成熟阶段在这两个网站,但之间的交互耕作°×°覆盖物对根生物量有显著的影响在Katumani开花阶段(表4)。

迷幻药是最显著的差异;意味着其次是相同的字母没有明显不同 。

3.3。耕作方法和覆盖物的影响应用程序对产量和产量构成

统计分析的数据显示,耕作方法和地膜应用显著( )受影响的数量吊舱Katumani和Mwea(表中每个植物5)。豆荚/植物被记录的最大数量(61豆荚)furrow-ridge紧随其后(48豆荚)在免耕和至少在传统耕作制(41豆荚)(表5)。类似的趋势在Mwea耕作方法(39 40 44豆荚,豆荚,豆荚,分别)(表5)。最大豆荚/植物展出,因为3 t·哈⁻¹地膜相比治疗没有覆盖物(表5)。也注意到,每个工厂的豆荚数之间存在着显著的差异( )与品种(表5)。每个植物品种N26记录豆荚(53豆荚)相比KS20(43豆荚)(表5)。在Katumani,每个工厂的豆荚数显著( )受耕作和品种(表之间的交互5)。更多的豆荚记录在各种N26 furrow-ridge下,至少在KS20传统耕作制下,和一个类似的趋势是记录在Mwea(表5)。没有显著的影响在Katumani记录之间的相互作用,但在Mwea,每个工厂的豆荚数显著( )影响地膜和品种(表之间的交互5)。各种N26 3 t·哈⁻¹记录的覆盖物更多的豆荚(57豆荚)最低的品种KS20没有覆盖物(表中记录5)。耕作之间的交互和覆盖物,耕作°×°品种和耕作°×°覆盖物°×°变化没有显著的影响在每个工厂的豆荚数(表5)。

每荚种子的数量和品种之间存在着显著的差异( )在Katumani和Mwea。各种N26记录种子品种相比KS20网站(表5)。然而,耕作、覆盖物和相互作用没有显著( )影响每荚种子(表的数量5)。

耕作方法显著( )影响千(1000)种子重量Katumani但Mwea没有显著的影响(表5)。最大的种子重量被记录在furrow-ridge 71.35 g和最低(55.54 g)在传统耕作(表5)。覆盖显著影响两个站点的千粒重。高体重千粒重(4 g和5.72 g)记录在图3 t公顷⁻¹分别的植物残渣Katumani和Mwea(表4)。

同样,1000年种子重量变化显著( )与品种(表5)。在Katumani,各种KS20重(3 g)超过N26和(6°g)在Mwea(表5)。之间的交互耕作°×°覆盖物°×°品种显著( )在Mwea千粒重的影响,但这不是在Katumani(表5)。下各种KS20 furrow-ridge与3 t·哈农地膜⁻¹记录最高的种子重量,重量最低的记录在N26传统耕作制下没有覆盖物(表5)。

也指出,耕作°×°覆盖物,耕作°×°,和覆盖物°×°品种并没有显着影响千粒重在两个站点(表中5)。

耕作方法和地膜应用显著( )Katumani和Mwea(表中影响粮食产量6)。Furrow-ridge记录更高的粮食产量(1.09 t·哈⁻¹)相比,免耕(1.01 t·哈⁻¹),至少在传统耕作制(0.93 t·哈⁻¹在Katumani),类似的趋势记录在Mwea(表6)。图3 t·哈⁻¹记录的植物残体更高的产量(0.14 t·哈⁻¹和0.16 t哈⁻¹)相比没有覆盖物Katumani Mwea,分别(表6)。

粮食产量差异显著( )在两个站点(表不同6)。各种N26记录更高收益率的0.13 t·哈⁻¹和0.1 t哈⁻¹分别比KS20 Katumani和Mwea(表6)。

Katumani,之间的交互耕作°×°品种、覆盖物°×°,和耕作°×°覆盖物°×°品种有显著( )对籽粒产量的影响但耕作°×°覆盖物没有显著影响籽粒产量(表6)。

各种N26下furrow-ridge与3 t·哈农地膜⁻¹的植物残渣中获得更高的收益,相比传统耕作制下各种KS20没有覆盖物(表6)。在Mwea,没有显著的交互报告(表6)。

生物质在收获显著( )影响耕作方法和覆盖物在Katumani和Mwea(表6)。Furrow-ridge记录了最大程度上的生物量(3.63 t·哈⁻¹其次是免耕(3.22 t·哈⁻¹⁾在传统耕作制和最小(3.13 t·哈⁻¹在Katumani),记录在Mwea(表类似的趋势6)。新增的3 t·哈⁻¹植物残体生物量增加了0.52 t·哈⁻¹在Katumani和0.59 t·哈⁻¹在Mwea(表6)。生物质在收获显著不同( )与品种在两个网站。各种N26记录高生物量(0.46 t·哈⁻¹)在Katumani和(0.37 t·哈⁻¹)Mwea KS20相比(表6)。显著的交互影响生物质记录耕作°×°覆盖物和耕作°×°覆盖物°×Katumani°品种,但耕作°×°多样性和覆盖物°×°品种生物量没有显著的影响(表6)。在生物量无显著交互效应在Mwea(表6)。

结果表明,耕作方法和地膜应用收获指数无显著影响的绿色克Katumani和Mwea(表中6)。然而,耕作°之间的交互×°覆盖物°×°品种显著( )收获指数在Mwea Katumani但不影响(表6)。记录下各种KS20免耕法没有覆盖物高收获指数(35%)和至少在传统耕作制与3 t·哈农地膜⁻¹植物残体(表6)。一般来说,各种KS20记录高收获指数N26相比(表6)。

4所示。讨论

4.1。耕作方法和地膜应用对经济增长的影响参数

有重大影响的耕作方法和地膜应用植物高度和数量的分支。作物furrow-ridge记录下高等植物的高度,紧随其后的是那些在免耕,最后在传统耕作制。高等植物的高度记录下furrow-ridge相比常规和免耕可以归因于降低土壤容重,增加土壤的根吸收水分和养分。这些发现支持了Aikins和Afuakwa21]报道高植物深深耕种(圆盘犁)的阴谋。放松土壤通过改善耕作方法、创建沟和山脊创建一个理想的苗床条件影响庄稼的生长导致增加植物高度(22]。一致的结果相当高的植物高度在耕种的治疗比免耕也报道了Diaz-zorita [23]。

furrow-ridge相当高的记录条数和一个低数量的分支在传统和免耕由于植物生长的变化,因为水和养分有效性由furrow-ridge和新增的3 t·哈⁻¹覆盖物。这些结果同意的结果24]报告furrow-ridge系统下植物高度明显高于最低耕作。进一步研究Jiotode et al。25支持这些发现。

此外,覆盖有一个重要的角色在影响的分支数量这两个研究地点。植物在情节与3 t·哈农地膜⁻¹记录的植物残渣更大数量的分支比情节没有覆盖物。分支机构的数量的增加可能是由于土壤中水分守恒的覆盖物(26]。

结果表明,耕作和地膜应用根生物量显著影响开花和收获。更高的根生物量记录下furrow-ridge可能是由于理想的土壤条件,如增加土壤水分潴留,曝气,容易根渗透和扩张。矛盾的结果,这些研究结果报道了Sidiras et al。27]报告更高的根生物量最小和传统耕作制相比,免耕。类似的结果也出现在Khursid et al。22)记录大根的蔬菜豌豆,因为覆盖。

4.2。耕作和覆盖物的影响应用程序对产量和产量构成

耕作和地膜应用显著影响豆荚/植物的数量,每荚种子,千粒重。豆荚的数量,每荚种子,千种子重量记录下furrow-ridge是高于传统和免耕。的3 t·农业地膜也显著增加了每个工厂的豆荚数以及千粒重(表6)。增加每个工厂的豆荚数记录在沟岭和农地膜情节可以归因于更多的水分潴留。Polthanee和Wannapat28)也报道,地膜的应用程序的数量显著增加豆荚每植物和更多的种子荚。

越高的豆荚N26可以归因于遗传差异被发现比KS20高数量的分支。这些发现支持了Khaemba et al ., (29日]。

每荚种子的数量的差异可以归因于遗传基因不同的品种。在他们的研究中,Khaemba et al。29日)得出的结论是,每个植物的种子数量仅受作物的基因型特征的影响。类似的结果也出现在Mulika et al。30.)记录不同数量的每个植物,三个不同的绿豆种子品种。

高种子重量记录下furrow-ridge可能是由于土壤柔软,更深层的土壤中根系的渗透,保护土壤水分的最佳作物生产力的先决条件。这些研究结果同意得以et al。22谁发现耕作和地膜玉米的种子重量有明显影响。同样,汗et al。31日)也报道thousand-grain体重的增加在不同耕作实践。此外,发现由et al。32)表示,1000年与覆盖种子重量的分布存在显著差异。1000粒种子重量的品种显著差异的两个绿豆品种可以归因于品种遗传差异和成分。各种KS20 N26相比拥有更大的谷物种子,因此其更高的粒重。这些发现同意那些Mulika et al。30.]报道不同粮食重量在三个绿豆品种。

耕作方法和地膜应用显著影响籽粒产量和生物量的绿豆。有更高的粮食和生物质产量记录在furrow-ridge相比传统和免耕。同样地,添加3 t·哈⁻¹植物残体扮演重要角色在增加粮食产量和生物量。

绿豆的增加收益率下furrow-ridge可以归因于增加保水性为作物吸收容量,因此其可用性。这些发现同意那些Miriti et al。37由于高收益率与山脊。此外,黄等。38]报道重大变化产生由于耕作和覆盖物。

有一个高产量报告农地膜情节而情节没有覆盖物。Furrow-ridge与3 t·哈农地膜⁻¹植物残体记录最高的粮食产量,收益率最低的是记录在传统耕作制没有覆盖物。粮食产量的增加在农地膜情节可以归因于土壤水分保存和增加渗透提供的覆盖物。这一发现同意那些Chakraborty et al。39]和Ogban et al。(2008)报告产量增加小麦和豇豆,分别与应用程序的有机覆盖物。此外,Ndiso et al。37)也报道了有机覆盖物土壤含水量增加,增长,玉米植株的产量。

产量的显著差异记录在各种N26 KS20相比可以归因于遗传变异可能包括分支机构的数量,每个工厂的豆荚数,每荚种子的数量。结果同意那些Khaemba et al。29日报告一个显著差异与不同绿豆品种籽粒产量。类似的结果也出现在Mulika et al。30.]。

拍摄高生物量记录下furrow-ridge可以归因于增加水分潴留,增强水的营养和养分吸收导致更好的易位可能导致最大的干物质积累。结果同意那些Khaemba et al。29日)报告的显著影响地上总生物量在不同耕作方法实验网站。研究结果符合的伊克巴尔et al。38)和Parlawar et al。24)报告的增加生物量与不同的耕作方法。

品种不同生物量变化中发挥了关键作用,与各种N26记录更多的生物量KS20相比。这可能是由于土壤水分和不同品种生长发育的遗传能力可能造成生物量积累的差异。早熟品种往往产量低干物质和粮食产量相比,晚熟的品种。这是符合一项由Kitonyo et al。39)报道,早期成熟的作物品种少拍生物量积累而末到期的。这篇文章(30.)也报道称,增长参数,如株高和生物量,与品种之间存在着显著的差异。此外,卡里et al。40)也报道不同的生物量积累由于品种差异。钱德拉et al。41]报道高收获指数在早期成熟的豌豆品种(Pisum一末到期的相比)。

5。结论和建议

在干旱和半干旱地区作物生产一直受到缺水和土壤肥力的影响。这些约束导致粮食产量下降,呈现社区贫困和粮食不安全。与复发性天气的变化由于气候变化,研究人员已经在努力解决技术、创新、耕作管理实践也称为气候智能型农业(CSA)将确保土壤水潴留量的增加和改善土壤肥力的内容。

本研究发现,furrow-ridge与3 t·哈农地膜⁻¹植物残渣增加绿豆在干旱和半干旱条件下生长和产量。因此,结合furrow-ridge和3 t·哈⁻¹植物残渣可以建议增加绿豆收益率在缺水的环境中(42- - - - - -48]。

数据可用性

数据收集分析从两个实验网站在肯尼亚:Katumani Mwea。讨论的结果数据是可用的,可以在需要的时候提供。

信息披露

这个手稿的作者都是隶属于内罗毕大学;主要作者是一个学生约西亚博士来监管,Kitonyo博士和教授乔治内罗毕大学的讲师。这项工作是大学的一部分部分实现科学奖项的主。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。