Nitrogen fixation by groundnut and velvet bean and residual benefit to a subsequent maize crop

Abstract

-Chemical fertilisers are rarely avaiable to poor farmers, for whom the nitrogen (N) is often the most limiting element for cereal grain production. The objective of this study was to quantify the contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to groundnut (Arachis hypogaea) and velvet bean (Mucuna pruriens) crops using the 15 N natural abundance (δ 15 N) technique and to determine their residual effect and that of a natural fallow, on growth and N accumulation by two rustic maize varieties. The contribution of BNF calculated from δ 15 N data was 40.9, 59.6 and 30.9 kg ha -1 , for groundnut, velvet bean and the natural fallow, respectively. The only legume grain harvested was from the groundnut, which yielded approximately 1.000 kg ha -1 . The subsequent maize varieties ("Sol de Manhã" and "Caiana Sobralha") yielded between 1.958 and 2.971 kg ha -1 , and were higher after velvet bean for both maize varieties and "Sol da Manhã" groundnut, followed by "Caiana" after groundnut and, finally, the natural fallow. For a small-holder producer the most attractive system is the groundnut followed by maize, as, in this treatment, both groundnut and maize grain harvest are possible. However, a simple N balance calculation indicated that the groundnut-maize sequence would, in the long term, deplete soil N reserves, while the velvet bean-maize sequence would lead to a build up of soil nitrogen. Index terms: Arachis hypogaea, Mucuna pruriens, Zea mays,15 N natural abundance technique, green manures, N balance, small-holder producers. Fixação de nitrogênio por amendoim e mucuna e benefício residual para uma cultura de milhoResumo -Fertilizantes químicos raramente estão disponíveis aos agricultores com poucos recursos econômi-cos, e assim o N é, freqüentemente, um elemento mais limitante para a produção de grãos. O objetivo deste trabalho foi quantificar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) às culturas de amendoim (Arachis hypogaea) e mucuna (Mucuna pruriens), por meio da técnica de abundância natural de 15 N e determinar o efeito residual das leguminosas e do pousio sobre o crescimento e acumulação de N em duas variedades de milho. A contribuição da FBN calculada a partir dos dados de δ 15 N, foi de 40,9, 59,6 e 30,9 kg ha -1 , respectivamente, para amendoim, mucuna e o pousio. A única leguminosa de grão colhida foi amendoim que produziu aproximadamente 1,000 kg ha -1 . A produtividade da cultura de milho (variedades Caiana e Sol da Manhã) variou de 1,958 a 2,971 kg ha -1 de grãos, sendo mais alta após mucuna em ambas as variedades de milho e após amendoim na Sol da Manhã, seguida por Caiana após amendoim e por último o pousio normal. Para pequenos agricultores o sistema mais atrativo é o que inclui amendoim seguido pelo milho, uma vez que duas colheitas de grãos são possíveis. Contudo, o cálculo do balanço de N indicou que a seqüência amendoim-milho diminuiria, a longoprazo, a reserva de N do solo, enquanto a seqüência mucuna-milho ajudaria a aumentar a reserva de N do solo.Termos para indexação...

Evaluating the Effectiveness of Different Rhizobia Strains and Their Effect on Crop Yields in Acid Soils of Western Kenya

“…This was equivalent to 38.89% of Ndfa and gave indication that a farmer can cut down on the cost needed to buy inorganic fertilizers to supply N into the soil almost by half. These results agree with those of Okito et al (2004), although in their case more N (55% Ndfa) was fixed. The difference is attributed to the fact that in Okito et al (2004), a different soil type was used.…”

“…These results agree with those of Okito et al (2004), although in their case more N (55% Ndfa) was fixed. The difference is attributed to the fact that in Okito et al (2004), a different soil type was used. They worked on a Nitisol which is characterized by higher fertility levels compared to the Ferralsols and Acrisols used in the present study.…”

Desempenho agronômico de mucuna‑verde em diferentes arranjos espaciais

“…Esta taxa encontra-se dentro da faixa de FBN realizada por leguminosas utilizadas nos sistemas agrícolas, que é de 40 a 70%, conforme Herridge et al (2008). Okito et al (2004b) observaram que a contribuição da FBN para mucuna-preta (Mucuna aterrima), cultivada nas mesmas condições edafoclimáticas do presente trabalho, foi de 69%, similar ao valor observado para mucuna-verde.…”

“…Esse resultado torna-se ainda mais relevante, ao se considerar que esse espaçamento, por ser mais aberto, favorece a introdução de espécies de importância econômica entre os sulcos da mucuna-verde. Essa quantidade de N-FBN é similar à obtida por Okito et al (2004b) para A quantidade de N total acumulado na parte aérea da mucuna-verde seguiu a mesma tendência observada para a produção de matéria seca. No espaçamento de 1,0 m entre sulcos, houve incremento significativo com o aumento do número de plantas por metro (Figura 3).…”

Microbiological parameters of soil set aside before and after desiccation

“…The objective of the study of Okito et al (2004) was to quantify the contribution of biological nitrogen fixation to groundnut (Arachis hypogaea) and velvet bean (Mucuna pruriens) crops using the N-15 natural abundance technique and to determine their residual effect and the effect of a natural fallow on the growth and N accumulation of two rustic maize varieties. Šantrůček et al (2002) tested the composition of botanical species and agro-botanical groups (grasses, legumes, other dicotyledonous) from the third to the sixth year of vegetation on spontaneous fallow and manipulated fallows with 4 pure cultures of legumes, 4 pure cultures of grasses and their mixtures.…”