Soil Physicochemical Characteristics and Land Use Efficiency in Cereal-Legume Intercropping Systems

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

In order to evaluate the effects of different planting patterns on some soil physicochemical properties, an experiment was conducted at the Agricultural Research Station, Faculty of Agriculture, University of Bu-Ali Sina, during the 2010 growing season. The experiment was conducted as randomized complete blocks design with three replications. The experimental treatments were plantation of sole crop of chick-pea (P1), sole crop of barley (P2), and intercropping patterns of 100% chick-pea + 100% barley (P3), 100% chick-pea + 75% barley (P4), 100% chick-pea + 50% barley (P5), 100% chick-pea + 25% barley (P6), 25% chick-pea + 75% barley, (P7), 50% chick-pea + 50% barley (P8), 75% chick-pea + 25% barley (P9) and control treatment or non-planting (P10). Soil traits including pH, EC, bulk density, organic matter, total nitrogen, soil’s stable aggregate percentage along with the land use efficiency (LUE) and total yield of the system were evaluated. Results indicated that all of the traits were significantly affected by the experimental treatments. The maximum water stable aggregate (3.45%) belonged to P5 treatment which was about 70% more than the control treatment (non-planting treatment). The maximum organic matter (2.50%) and total nitrogen (0.44%) were achieved at P5 and P1 treatments, respectively. The P3 treatment had the highest total yield and significant differences with the P1 (sole cropping of chick-pea) and P2 (sole cropping of barley) treatments. In addition, at all intercropping treatments the LUE index was >1 and the P3 treatment had the highest value of LUE. In general, the additive intercropping of 50% barley + 100% chick-pea improved the soil physicochemical properties and increased the LUE value.

Keywords

References

 جوانشیر ع، دباغ محمدی نسب ع، حمیدی آ و قلی پور م، 1379. اکولوژی کشت مخلوط (ترجمه). انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، مشهد.
جهان م، 1383. بررسی جنبه­های اکولوژیکی کشت مخلوط بابونه Chamomilla matricaria L. و همیشه بهارCalendula officinalis L.  همراه با کود دامی. پایان نامه کارشناسی ارشد زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد.
حقیقت­نیا ح، دستفال م و براتی و، 1387. اثر نظام­های مختلف تناوب گیاهی بر عملکرد گندم و برخی ویژگی­های خاک. مجله نهال و بذر، جلد 24، شماره 2. صفحه­های 265 تا 280.
حمزه­ئی ج، سیدی م، احمدوند گ و ابوطالبیان م­ع، 1391. تأثیر کشت مخلوط افزایشی بر سرکوب علف­های­هرز، عملکرد و اجزای عملکرد نخود و جو. مجله تولید و فراوری محصولات زراعی و باغی، جلد 2، شماره 3. صفحه­های 43 تا 56.
شالیکار ا، ایوبی­خرمالی ش­ف و قربانی نصرآبادی ر، 1387. ارزیابی شاخص­های مختلف کیفیت خاک در تناوب­های زراعی با کشت برنج در منطقه دشت سر آمل. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 15، شماره 6. صفحه­های 36 تا 46.
شایگان م، مظاهری د، رحیمیان­مشهدی ح و پیغمبری س­ع، ١٣٨٧. اثر تاریخ کاشت و کشت مخلوط ذرت و ارزن دم روباهی بر عملکرد دانه آن­ها و کنترل علف­های­هرز. مجله علوم زراعی ایران، جلد10، شماره 1. صفحه­های 31 تا 46.
صفری­سنجانی ع ا، 1382. بیولوژی و بیوشیمی خاک. انتشارات دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان.
عشقی­زاده ح­ر، چایی چی م، قلاوند ا و شعبانی ق، 1386. بررسی کشت مخلوط بر عملکرد و میزان پروتئین یونجه یک ساله و جو در شرایط دیم. مجله زراعت و باغبانی، جلد 20، شماره 2. صفحه­های 102 تا 112.
قمری­رحیم ن، حمزه­ئی ج، احمدوند گ و بیاناتی ش، 1390. بررسی چگونگی واکنش­پذیری برخی مولفه­های شیمی و درصد کربن آلی خاک به نظام­های مختلف کشت. صفحه 105. اولین همایش ملی مباحث نوین در کشاورزی. دانشگاه آزاد اسلامی واحد ساوه، ساوه.
کوچکی ع، نخ­فروش ع و ظریف کتابی ح، 1376. کشاورزی ارگانیک (ترجمه). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد.
کوچکی ع، غلامی ا، مهدوی­دامغانی ع و تبریزی ل، 1384. اصول کشاورزی زیستی (ارگانیک) (ترجمه). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد.
کوچکی ع و نجیب­نیا س، 1387. نقش تنوع در کشاورزی پایدار (ترجمه). انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد.
محسن­آبادی غ ر، جهان سوز م ر، چایی­چی م ر، رحیمیان مشهدی ح، لیاقت ع و ثواقبی فیروزآبادی غ ر، 1386. ارزیابی کشت مخلوط جو- ماشک در سطوح مختلف کود نیتروژن. علوم و فناوری کشاورزی، جلد 10، شماره 1. صفحه­های 23 تا 31.
محمودآبادی م و احمدبیگی ب، 1390. تأثیر ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک بر پایداری خاکدانه در چند نوع نظام کاشت. مجله مدیریت خاک و تولید پایدار، جلد 1، شماره 2. صفحه­های61 تا 79.
مظاهری د، 1377. زراعت مخلوط. انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
Agegnehu G, Ghizaw A and Sinebo W, 2006. Yield performance and land use efficiency of barley and faba bean mixed cropping in Ethiopian highlands. European Journal Agronomy 25: 202-207.
A-nan F, Xiang-wei C and Zhi-min L, 2006. Effects of intercropping systems of trees with soybean on soil physicochemical properties in juvenile plantations. Journal of Forestry Research 17(3): 226-230.
Banik P, Midya A, Sarkar BK and Ghose SS, 2006. Wheat and chickpea intercropping systems in an additive series experiment: Advantages and weed smothering. European Journal Agronomy 24: 325-332.
Blake GR and Hartge KH, 1986. Bulk density. In: A. Klute. (Eds.), Method of Soil Analysis. Part1. Physical and Mineralogical Methods, 2th ed. Agronomy monographs, 9. ASA-SSSA, Madison, WI, USA.
Beedya TL, Snappb SS, Akinnifesia FK and Sileshia GW, 2010. Impact of Gliricidia sepium intercropping on soil organic matter fractions in a maize-based cropping system. Agriculture, Ecosystems and Environment 138: 139-146.
Bulson HAJ, Snaydon RW and Stopes CE, 1997. Effects of plant density on intercropped wheat and field beans in an organic farming system. Journal of Agriculture Science 128: 59-71.
Deveikyte I, Kadziuliene Z and Sarunaite L, 2009. Weed suppression ability of spring cereal crops and peas in pure and mixed stands. Agronomy Research 7: 239-244.
Hauggaard-Nielsen H and Jensen ES, 2001. Evaluating pea and barley cultivars for complementarity in intercropping at defferent levels of soil N availability. Field Crops Research 72:185-196.
Hauggaard-Nielsen H, Gooding M, Ambus P, Corre-Hellou G, Crozat Y, Dahlmann C, Dibet A, Von Fragstein P, Pristeri A, Monti M and Jensen ES, 2009. Pea–barley intercropping for efficient symbiotic N2-fixation, soil N acquisition and use of other nutrients in European organic cropping systems. Field Crops Research 113: 64-71.
Helenius J and Jokinen K, 1994. Yield advantage and competition in intercropped oats (Avena sativa L.) and faba bean (Vicia faba L.): application ofthe hyperbolic yield-density model. Field Crops Research 37: 85-94.
Kemper WD and Rosenau RC, 1986. Aggregate stability and size distribution. In: Klute A (Ed.). Methods of Soil Analysis. Part a: Physical and Mineralogical Methods. American Society of Agronomy. Soil Science Society of America, Madison, WI, USA.
Li L, Sun J, Zhang F, Li X, Yang S and Rengel Z, 2001. Wheat/maize or wheat/soybean strip intercropping Ι. Yield advantage and inter specific interactions on nutrients. Field Crops Research 71:123-137.
Li L, Zhang F, Li X, Christie P, Sun J, Yang S and Tang C, 2003. Interspecific facilitation of nutrient uptake by intercropped maize and faba bean. Nutrient Cycling in Agroecosystems 65: 61-71.
Li L, Tang C, Rengel Z and Zhang FS, 2004. Chickpea facilitates phosphorus uptake by intercropped wheat from an organic phosphorus source. Plant Soil 248: 297-303.
Masri Z and Ryan J, 2005. Soil organic matter and related physical properties in a Mediterranean wheat based rotation trial. Soil and Tillage Research 81: 54-67.
Page AL, Miller RH and Keeney DR (eds.), 1982. Methods of soil analysis. Part2-Chemical and Microbiological methods. Seconds edition. Soil Science Society of America, Inc. Publisher Madison, Wisconsin, USA.
Richards LA (Ed.), 1954. Diagnosis and Improvement of Saline and Alkali Soils.  USDA Agriculture Handbook 60, Washington D. C., USA.
Silva PSL, Oliveira OF, Silva PIB, Silva KMB and Braga JD, 2009. Effect of cowpea intercropping on weed control and corn yield. Planta Daninha 27( 3): 491-497.
Stevenson FC and Kessel CV, 1996. The nitrogen and non-nitrogen rotation benefits of pea to succeeding crops. Canadian Journal of Plant Science 76: 735-745.
Wang XL, Jia Y, Li XG, Long RJ, Ma Q, Li FM and Song YJ, 2009. Effects of land use on soil total and light fraction organic and microbial biomass C and N in a semi-arid ecosystem of northwest China. Geoderma 153: 285-290.
Yeomens JC and Bremner JM, 1998. A rapid and precise method for routine determination of organic carbon in soil. Communications in Soil Science and Plant Analysis 19: 1467-1476.
Zhang FS and Li L, 2003. Using competitive and facilitative interactions in intercropping systems enhances crop productivity and nutrient-use efficiency. Plant and Soil 248: 305-312.
Water and Soil Science
Volume 24, Issue 4 - Serial Number 4
February 2015
Pages 261-271

Files

Share

How to cite

Statistics