Effekten av bikoull og Pigeon pea på jordens innhold av nitrogen og carbon i Chipata og Mambwe, Zambia

Abstract

Planter trenger tilstrekkelig næring for å vokse. Afrika sør for Sahara opplever en kritisk negativ næringsbalanse, og tilførselen av næring fra gjødsel og mineralisering av organisk materiale er mindre enn næringsutgangen som høstede avlinger, lekkasje og erosjon. Med økende utfordringer i matproduksjonssystemene er det behov for å tilpasse forvaltningspraksis som øker jordens helse og fruktbarhet. Conservational agriculture (CA) er et slikt jordbrukssystem og har som mål å være et bærekraftig, ressursbesparende landbruksproduksjonssystem som intensiverer produksjonen og gir høyere avlinger gjennom tre hovedprinsipper. Dette er minimal jordforstyrrelse (minimum jordbearbeiding), vekstrotasjon og permanent dekning av restmateriale, sammen med integrert ugresskontroll. Tilførsel av biokull blir ofte gjort i tillegg til CA. Dette er slik at jordens karboninnhold mulig kan øke. Rotasjon med pigeon pea er ganske vanlig i Øst-Afrika, mens det er en ny praksis i Zambia. Pigeon pea fikserer nitrogen, og det er håp om å øke både jordens nitrogeninnhold og tilgjengelige plantenæringsstoffer.

Den første dyrkingssesongen av gårds forsøkene i Chipata og Mambwe, ga ikke det som var forventet av eksperimentet. Det var ingen betydelig forskjell mellom behandlingene når det gjaldt karbon- og nitrogeninnholdet. Biokull økte ikke jordens C-innhold som forventet, det kunne ikke sees i SOC, HWEC eller SOM. Pigeon pea hadde ingen betydelig effekt på jordens N-innhold eller tilgjengelige plantenæringsstoffer. Det var heller ingen effekt av biokull på N-mineraliseringshastigheten. Det var overraskende at N-mineraliseringen gikk ned med økende HWEC (og tot C og tot N), da det var forventet å øke. Dette kan mulig skyldes en feil gjort under inkubasjon av jordprøvene. Det var mange signifikante forskjeller mellom de to distriktene. Chipata ble funnet å ha lavere pH enn Mambwe. Begge distriktene opplevde økt pH på de parsellene der BC ble lagt til. Mambwe hadde høyere innhold av tot C, og dermed høyere C/N-forhold. SOC/leirrate ble også funnet å være høyere i Mabwe, siden både leire og SOC-innhold var høyere for Mambwe. Ingen av hypotesene som denne avhandlingen skulle svare på viste seg å være riktig for de innsamlede dataene. Det er behov for mer data.

Plant needs sufficient nutrients to grow. Sub-Saharan Africa is experiencing a critically negative nutrient balance, and nutrient input from fertilizer and mineralization of organic matter is smaller than nutrient output as harvested crops, leaching and erosion. Witch increasing difficulties in the food production systems, there is a need to adapt management practices that increase the soils health and fertility. Conservational agriculture (CA) is one such farming system that uses novel technology and aims to be a sustainable, resource-saving agricultural production system that intensifies production and produces higher yields through three main principles. These are minimal soil disturbance (minimum tillage), crop rotation, and permanent residue cover, together with integrated weed management. Biochar is often done in addition to CA. This is so that the soils carbon content could potentially increase. Rotetation with pigeon pea is quite common in easter Africa, wharea as it is a new management practice in Zambia. Pigeon pea is nitrogen fixating, and there is a hope to increase both soils nitrogen content and plant available N.

The first cropping season of the farm trials in Chipata and Mambwe, did not give what was expected of the experiment. There was no significant difference between treatments when it came to the carbon and nitrogen content. Biochar did not increase the soils content of C as expected, it could not be seen in SOC, HWEC or SOM. Pigeon pea did not have a significant effect on the soils content of N or the plant available N. There was also no effect of biochar on N mineralisation rate. It was surprising that the N mineralisation went down with increasing HWEC (and tot C and tot N) as it was expected to increase. This could potentially be due to an error done under incubation of the soil samples.

There were a lot of significant differences between the two districts. Chipata were found to have lower pH than Mambwe. Both districts experienced increase in pH on the plots where BC were added. Mambwe had higher content of tot C, and thereby higher C/N rate. SOC/clay rate were also found to be higher in Mabwe, ass both clay and SOC content were higher for Mambwe.

None of the hypothesis that this thesis was to answer shown to be correct for the data collected. There is a need for more data.