Intercropping maize and soybean increases efficiency of land and fertilizer nitrogen use; A meta-analysis

Xu, Zhan; Li, Chunjie; Zhang, Chaochun; Yu, Yang; Werf, Wopke Van der; Zhang, Fusuo

doi:10.1016/j.fcr.2019.107661

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“…Feeding the ever-growing population without further damaging the environment is the grand challenge in the 21 th century [ 1 ]. As the world’s biggest nitrogen (N) fertilizer producer and consumer, China plays an indispensable role in world food production [ 2 ].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Application of controlled release urea improved grain yield and nitrogen use efficiency: A meta-analysis

Zhu

Liu

et al. 2020

PLoS ONE

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The application of controlled release urea (CRU) has been proposed as a crucial method to reduce the adverse environmental effects induced by conventional urea (CU). Yet, a systematic and quantitative analysis on how CRU affects staple crop production including wheat ( Triticum aestivum L .), maize ( Zea mays L .), and rice ( Oryza sativa L .) is lacking. Here, a meta-analysis was conducted to determine how CRU influences soil chemical properties, total nitrogen (TN) uptake, grain yield, and nitrogen use efficiency (NUE) of staple crop in China. The results indicated that CRU application significantly increased soil organic carbon (SOC), TN, and available nitrogen (AN) by 5.93%, 3.89% and 13.98% respectively overall, while soil pH showed no significant changes. Compared to the application of CU, applying CRU significantly increased grain yield by 7.23%, which was mainly owing to the higher TN uptake (9.13%) across all the studies. In addition, the application of CRU significantly increased NUE, nitrogen agronomy efficiency (NAE), utilization rate of nitrogen fertilizer (NUR), and nitrogen physiological efficiency (NPE) by an average of 23.4%, 34.65%, 25.83% and 15.8% respectively which could be attributed to the slow nitrogen (N) release characteristics of CRU. The positive effect of CRU on grain yield and NUE of staple crop was greatest when the content of SOC and TN were extremely low, indicating that it was most effective to improve grain production of infertile soil by applying CRU. The finding of this study indicated that the application of CRU should be promoted for grain production, especially for infertile soil.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Application of controlled release urea improved grain yield and nitrogen use efficiency: A meta-analysis

Zhu

Liu

et al. 2020

PLoS ONE

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“…Diante das limitações de áreas agricultáveis, assim como, a escassez dos recursos naturais, a utilização de práticas agrícolas, como a consorciação, mostra-se como uma alternativa de contornar essas situações negativas, principalmente em regiões áridas e semiáridas. A prática do consórcio consiste no cultivo de duas ou mais culturas em uma mesma área, buscando alcançar intensificação sustentável, com incremento da produção agrícola em uma menor área (Li et al, 2019;Xu et al, 2020;Jardim et al, 2020c). Essa prática é vista como uma "Nova Revolução" agrícola, pois apresenta vantagens para o meio ambiente devido à redução de produtos químicos (Chi et al, 2019;Xu et al, 2020).…”

Section: Consórciounclassified

“…A prática do consórcio consiste no cultivo de duas ou mais culturas em uma mesma área, buscando alcançar intensificação sustentável, com incremento da produção agrícola em uma menor área (Li et al, 2019;Xu et al, 2020;Jardim et al, 2020c). Essa prática é vista como uma "Nova Revolução" agrícola, pois apresenta vantagens para o meio ambiente devido à redução de produtos químicos (Chi et al, 2019;Xu et al, 2020). Além de aumentar a eficiência dos recursos naturais como terra, nutrientes, luz e água (Xu et al, 2020), melhora também as propriedades do solo (Wang et al, 2020b), promove redução de pragas, doenças e plantas invasoras (Hong et al, 2019); e proporciona o aumento da renda (Bi et al, 2019).…”

Section: Consórciounclassified

“…Essa prática é vista como uma "Nova Revolução" agrícola, pois apresenta vantagens para o meio ambiente devido à redução de produtos químicos (Chi et al, 2019;Xu et al, 2020). Além de aumentar a eficiência dos recursos naturais como terra, nutrientes, luz e água (Xu et al, 2020), melhora também as propriedades do solo (Wang et al, 2020b), promove redução de pragas, doenças e plantas invasoras (Hong et al, 2019); e proporciona o aumento da renda (Bi et al, 2019).…”

Section: Consórciounclassified

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Cultivo de plantas forrageiras de apelo regional para o Semiárido brasileiro sob a perspectiva de técnicas agrometeorológicas para melhoria da resiliência: uma revisão

Silva

Jardim

Alves

et al. 2020

RSD

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A baixa disponibilidade de forragem devido à escassez hídrica e o efeito das mudanças climáticas são problemas enfrentados pelos produtores rurais das regiões semiáridas. Para contornar esses efeitos, pesquisas mostram a importância da utilização de espécies que sejam adaptadas às condições ambientais. Dentre essas espécies, a palma forrageira é um importante alimento para dietas de ruminantes, de alta aceitabilidade, rico em energia e alto teor de água, além da sua implantação no campo ser de baixo custo. O milheto é uma outra espécie usada, pois apresenta tolerância aos estresses hídrico e salino, além de ser um alimento útil para suplementação junto com a palma forrageira. O emprego de práticas agrícolas como irrigação, cobertura morta e consorciação pode auxiliar no sistema de produção dessas culturas. Além disso, a aplicação de parâmetros agrometeorológicos são relevantes para garantir o melhor planejamento e a tomada de decisão agrícola. Nesta revisão, objetivou-se abordar práticas agronômicas, análises estatísticas e indicadores agrometeorológicos empregados em pesquisas voltadas às culturas da palma forrageira e do milheto em sistemas de produção. Pesquisas foram feitas nas bases bibliográficas da Scopus, ScienceDirect, Mendeley e Google Scholar. As práticas agrícolas uso mínimo de irrigação, cobertura morta e consorciação são essenciais nos sistemas de cultivo da palma forrageira e do milheto. Em conjunto ao manejo dessas culturas, o uso de indicadores agrometeorológicos atrelados à análise multivariada permite o melhor planejamento e tomada de decisão na produção.

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“…If the LER is larger than 1, the land area that is required to obtain a certain yield with two monocrops is larger than in an intercrop. Metaanalyses report average LER values for 1,32 for maizesoybean (Xu et al 2020), 1.29 for intercrops with maize (Li et al 2020), 1.17 for cereal-legume intercrops ) and, for a broader range of species, 1.30 (Martin-Guay et al 2018). The LER is often used to quantify whether or not two species yield more in an intercrop than if these species would be grown as two separate pure cultures, but a LER > 1 does not necessarily indicate that the total yield of the intercrop is higher than the highest yielding monocrop; i.e., that transgressive overyielding (Cardinale et al 2007;Fridley 2001;Loreau 2010).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Identification of species traits enhancing yield in wheat-faba bean intercropping: development and sensitivity analysis of a minimalist mixture model

et al. 2020

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Aim Cereal-legume intercropping can result in yield gains compared to monocrops. We aim to identify the combination of crop traits and management practices that confer a yield advantage in strip intercropping. Methods We developed a novel, parameter-sparse process-based crop growth model (Minimalist Mixture Model, M3) that can simulate strip intercrops under well-watered but nitrogen limited growth conditions. It was calibrated and validated for spring wheat (Triticum aestivum) and spring faba bean (Vicia faba) grown as monocrops and intercrops, and used to identify the most suitable trait combinations in these intercrops via sensitivity analyses. Results The land equivalent ratio of intercrops was greater than one over a wide range of nitrogen fertilizer levels, but transgressive overyielding, with total yield in the intercrop greater than that of either sole crop, was only obtained at intermediate nitrogen applications. We ranked the local sensitivities of the individual yields of wheat and faba bean of the whole intercrop under various nitrogen input levels to various crop traits. Conclusions The total intercrop yield can be improved by selecting specific traits related to phenology of both species, as well as light use efficiency of faba bean and, under high nitrogen applications, of wheat. Changes in height-related crop traits affected individual yields of species in intercrops but not the total intercrop yield.

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Intercropping maize and soybean increases efficiency of land and fertilizer nitrogen use; A meta-analysis

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Application of controlled release urea improved grain yield and nitrogen use efficiency: A meta-analysis

Cultivo de plantas forrageiras de apelo regional para o Semiárido brasileiro sob a perspectiva de técnicas agrometeorológicas para melhoria da resiliência: uma revisão

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