Effects of conservation agriculture maize-based cropping systems on soil health and crop performance in New Caledonia

Autor: Tobias Sturm, Audrey Leopold, Alexis Thoumazeau, Florent Tivet, Philippe Tixier, Rémy Kulagowski, Aurélie Metay, Bruno Fogliani, Alain Brauman, Pascal Lienhard, Stéphane Boulakia
Přispěvatelé: Direction du Développement Durable des Territoires [Nouméa] (DDDT), Institut Agronomique Néo-Calédonien (IAC), Agroécologie et Intensification Durables des cultures annuelles (UPR AIDA), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad), Agrosystèmes Biodiversifiés (UMR ABSys), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Département Performances des systèmes de production et de transformation tropicaux (Cirad-PERSYST), Equipe Sol & Végétation (SolVeg), Fonctionnement écologique et gestion durable des agrosystèmes bananiers et ananas (UR GECO), Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut de sciences exactes et appliquées (ISEA), Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC), The authors thank DDR Province Sud NC, Adecal Technopole, and IAC for funding the project, Adecal Technopole for technical assistance, and LAMA laboratory (LAMA-US IMAGOIRD, NC) for laboratory work., Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre International de Hautes Etudes Agronomiques Méditerranéennes - Institut Agronomique Méditerranéen de Montpellier (CIHEAM-IAMM), Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Centre International de Hautes Études Agronomiques Méditerranéennes (CIHEAM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Soil and Tillage Research
Soil and Tillage Research, Elsevier, 2021, 212, pp.105079. ⟨10.1016/j.still.2021.105079⟩
Soil and Tillage Research, 2021, 212, pp.105079. ⟨10.1016/j.still.2021.105079⟩
ISSN: 0167-1987
Popis: International audience; Conservation agriculture (CA) is one strategy with which both sustainability and productivity can be achieved by improving soil health. However, linkages between practices, soil health and cropping system performance remain poorly disentangled. We assessed the relationships between soil health and cropping system performance for three maize-based cropping systems in New Caledonia. Two CA systems, one with direct seeding into a mixed species dead mulch (CA-DM) and one into a stylo living mulch (CA-LM), were compared to a conventional tillage (CT) system. CA vs. CT experiment started in 2011, whereas the differentiation between CA-DM and CA-LM was initiated in 2017 only. In 2018, soil health was evaluated using Biofunctool (R), a set of ten in-field tools that assess soil carbon transformation, structure maintenance and nutrient cycling functions. The performance of the three cropping systems were assessed by monitoring weeds, maize growth and yield components. Structural equation modelling (SEM) was used to disentangle the links between agricultural management, soil health and cropping system performance. Soil structure maintenance and nutrient cycling functions were higher under CA-DM and CA-LM than under CT, and carbon transformation function was higher under CA-DM than under CT and CA-LM. Overall, the soil health index (SHI) was 1.3-fold higher under CA systems than under CT. Cropping system management had both direct and indirect effects on soil functioning and crop productivity leading to a 1.3-fold higher yield under CA than under CT. The direct and indirect effects of CA systems on soil health had positive impacts on ecosystem services (i.e., productivity, weed regulation and soil ecosystem services). Such integrative approaches that account for the relationships and possible trade-offs between cropping system components enable a better understanding of the effects and the performance of practices, and support adaptive agricultural management.
Databáze: OpenAIRE
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