Abstract Across the drylands of sub-Saharan Africa, resource-poor farmers typically apply little or no organic or inorganic fertilizers; they remove or graze crop residues, leaving the soils nutrient-depleted and vulnerable to degradation. High temperatures, soil erosion, and declining soil fertility call for farming systems that protect fragile soils as well as improve nutrient availability and water use efficiency (WUE) and soil fertility. In the present study, the agronomic performance of an agroforestry system with millet (Pennisetum glaucum), cowpea (Vigna unguiculata), and Ziziphus (Ziziphus mauritiana) was compared to that of a cropping system without Ziziphus at ICRISAT research station, Sadore, Niger, for four years. The experiment was a factorial 3 × 4 design with three cropping systems: mono-cropping of millet (MM), mono-cropping of cowpea (CC), and millet/cowpea intercropping (M/C), and with four fertilizer treatments (FT) in a split-split arrangement. The same experimental design was installed on 2 blocks: with Ziziphus trees (ZT) at 80 plants ha−1 and without Ziziphus (WZ). After the four years of cropping, ZT and WZ decreased SOC by 15 and 21 % and K by 105 and 110 %, respectively, compared with the original soil. Soil N was decreased only in the system WZ. Millet grain yields varied from 0.10 to 1.14 t/ha and the highest yields were obtained with NPK fertilizer alone or associated with farmyard manure (FYM) while the lowest yields were obtained with the control without fertilizer and FYM. The ZT system increased millet yields and its WUE with FYM and the control without fertilizer. However, millet yields decreased in ZT system with NPK fertilizer alone or associated with FYM. The ZT system increased the global annual incomes from 2–3 times compared with the system WZ. We concluded that including Ziziphus trees at the density of 80 plants ha−1 to the low input cropping systems of smallholder farmers improve agricultural productivity and farmers’ incomes. The proposed agroforestry system is affordable and compatible with the low input farming systems, and it ensures sustainable management of soils, land resources, and ecosystem services. But future research could contribute by identifying the optimal combinations of the density of Ziziphus trees, cropping systems and the doses of fertilizer on crops to optimize the productivity of the propose agroforestry system.

中文翻译：

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使用农林业系统提高农业生产力：西非萨赫勒地区以小米、豇豆和豇豆为基础的种植系统的表现

摘要 在撒哈拉以南非洲的干旱地区，资源贫乏的农民通常很少或不使用有机或无机肥料。他们清除或放牧作物残留物，使土壤养分枯竭，容易退化。高温、土壤侵蚀和土壤肥力下降要求农业系统保护脆弱的土壤，并提高养分可用性和水分利用效率 (WUE) 和土壤肥力。在本研究中，在尼日尔萨多雷的 ICRISAT 研究站，将含有小米 (Pennisetum glaucum)、豇豆 (Vigna unguiculata) 和 Ziziphus (Ziziphus mauritiana) 的农林业系统的农艺性能与不含 Ziziphus 的种植系统进行了比较。四年。该试验是一个因子 3 × 4 设计，具有三种作物系统：小米 (MM) 单作、豇豆单作 (CC) 和小米/豇豆间作 (M/C)，并采用分裂分裂安排的四种肥料处理 (FT)。相同的实验设计安装在 2 个块上：在 80 株 ha-1 上有金银树 (ZT) 和没有金银树 (WZ)。种植四年后，与原始土壤相比，ZT 和 WZ 分别降低了 15% 和 21% 的 SOC 和 105% 和 110% 的 K。仅在系统 WZ 中土壤 N 减少。小米籽粒产量从 0.10 到 1.14 吨/公顷不等，单独使用 NPK 肥料或与农家肥 (FYM) 结合获得的产量最高，而在不施肥和 FYM 的对照下获得的产量最低。ZT 系统使用 FYM 和不施肥控制提高了小米的产量和 WUE。然而，在单独使用 NPK 肥料或与 FYM 相关的 ZT 系统中，小米产量下降。与系统 WZ 相比，ZT 系统使全球年收入增加了 2-3 倍。我们得出的结论是，将密度为 80 株 ha−1 的金银树纳入小农的低投入种植系统可提高农业生产力和农民收入。拟议的农林业系统价格合理，与低投入农业系统兼容，可确保对土壤、土地资源和生态系统服务进行可持续管理。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。与系统 WZ 相比，ZT 系统使全球年收入增加了 2-3 倍。我们得出的结论是，将密度为 80 株 ha−1 的金银树纳入小农的低投入种植系统可提高农业生产力和农民收入。拟议的农林业系统价格合理，与低投入农业系统兼容，可确保对土壤、土地资源和生态系统服务进行可持续管理。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。与系统 WZ 相比，ZT 系统使全球年收入增加了 2-3 倍。我们得出的结论是，将密度为 80 株 ha−1 的金银树纳入小农的低投入种植系统可提高农业生产力和农民收入。拟议的农林业系统价格合理，与低投入农业系统兼容，可确保对土壤、土地资源和生态系统服务进行可持续管理。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。我们得出的结论是，将密度为 80 株 ha−1 的金银树纳入小农的低投入种植系统可提高农业生产力和农民收入。拟议的农林业系统价格合理，与低投入农业系统兼容，可确保对土壤、土地资源和生态系统服务进行可持续管理。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。我们得出的结论是，将密度为 80 株 ha−1 的金银树纳入小农的低投入种植系统可提高农业生产力和农民收入。拟议的农林业系统价格合理，与低投入农业系统兼容，可确保对土壤、土地资源和生态系统服务进行可持续管理。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来做出贡献，以优化拟议的农林业系统的生产力。和生态系统服务。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。和生态系统服务。但是，未来的研究可以通过确定西葫芦树的密度、种植系统和作物施肥剂量的最佳组合来优化拟议农林业系统的生产力。