Effect of biochar and crop rotation with pigeon pea on plant available phosphorus under Conservation Agriculture

Abstract

Climate change and variability pose a major threat on household food security in Southern Africa especially on smallholder farms in areas with low, erratic, and highly variable rainfall with frequent droughts. The effects of drought on crop production on smallholder farms are worsened by land degradation which is mainly caused by continued maize monocropping without sufficient inputs of nutrients and organic matter to soils. In most tropical soils, plant available phosphorus (P) in arable soils often does not meet the requirements for optimum crop production due to precipitation of P with calcium, iron, and aluminium, or adsorption of P by metal hydrous oxides. Therefore, P is often added to soils to improve crop productivity. However, when soluble P is applied to acidic soils, it may form complexes with Fe3+ and Al3+ that have low solubility. Consequently, the efficiency of P fertilization in such soils could be reduced to as low as about 10 to 20%. Thus, there is need to search for more efficient strategies for improving plant available P.

Klimaendringer utgjør en stor trussel mot husholdningenes matsikkerhet i sørlige deler av Afrika. Spesielt utsatt er bønder som driver småskala matproduksjon (småbrukere) i områder med lav og uregelmessig nedbør kombinert med hyppige tørkeperioder. Effektene av tørke på avlinger hos småbrukere forverres av jordforringelse, som hovedsakelig er forårsaket av ensidig dyrking av mais uten tilstrekkelig tilførsel av næringsstoffer og organisk materiale til jorda. I de fleste tropiske jordsmonn oppfyller plantetilgjengelig fosfor (P) i dyrkbar jord ofte ikke kravene til gunstig avlingsproduksjon på grunn av utfelling av P med kalsium, jern og aluminium, eller adsorpsjon av P på metallholdige oksider. Fosfor tilsettes derfor ofte til jorda for å få bedre avlinger. Men, når løselig P tilføres til surt jordsmonn, kan det dannes komplekser med Fe3+ og Al3+ som har lav løselighet. Følgelig kan effektiviteten av P-gjødsling i slike jordsmonn reduseres til bare 10 til 20%. Det er derfor behov for å finne mer effektive strategier for å forbedre plantetilgjengelig P i jord.