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• W2029613490 abstract "Crop growth on acid sandy soils of the Sudano-Sahelian zone is primarily limited by the low amounts of organic matter and available mineral nutrients in the topsoil. The shortening of fallow periods with population growth, the exploitation of fire wood, spatial nutrient transfers by wind and water and net nutrient exports with crop yields in the order of 15 kg nitrogen (N) 2 kg phosphorus (P) and 15 kg potassium (K) ha−1 yr−1 for traditional fields planted to pearl millet (Pennisetum glaucum L.) in the southern Sahel have exhausted these resources. Large productivity declines in the prevailing agro-pastoral systems are the consequence. Data are presented to show bow nutrient exports at the level of individual fields, through grain yields and biomass removal as forage, firewood, construction material, and also through run-off, wind and water erosion, leaching and volatilisation, are either losses for the ecosystem or sources of nutrients transferred within the ecosystem. Livestock is a vector of nutrients from rangelands to manured fields through forage intake and excretion and helps to shortcut nutrient cycles, but it is also a net consumer of organic matter and minerals. Through the effects of trampling on the soil and of grazing on the vegetation composition and production, livestock also indirectly affects the cycling and transfer of nutrients. Net nutrient inputs by heavy rains causing overland flow, dust deposition and through biological nitrogen fixation, are also unequally distributed and thus aggravate the fertility gradient from large nutrient ‘source’ areas such as rangelands to small ‘sink’ areas such as fallows, low lands, temporary lakes and river benches. At a finer resolution, shrubs and trees with their alternating periods of nutrient storage and recycling in leaves and wood, micro-depressions, termite mounts and ant nests become localised points of nutrient concentration and high crop productivity. To balance losses of nutrients in these integrated systems and to obtain sustainable increases in production, external inputs of nutrients are necessary. These may be introduced by two different pathways, either via mineral fertilisers applied to croplands or via externally produced supplements fed to livestock. These pathways are complementary and each one has direct effects on the other. Fertiliser application to croplands affect livestock through the increase in available forage and crop residue feed, whereas feed supplementation affects crop production through higher amounts and better quality of manure. The adoption of either strategy by farmers requires a high nutrient use efficiency at low cost. Data from regional field trials revealed increases in total dry matter (TDM) of cereals with broadcast annual P application at 13 kg ha−1 ranging across three years from 19 to 88% for rockphosphate and from 34 to 102% for single superphosphate (SSP). Still, a low-external input approach seemed more advantageous to farmers. The placement of NPK fertiliser at 4 kg P ha−1 with the seed at or shortly after planting caused average TDM increases of 70% for millet, sorghum, maize, cowpea and groundnut and showed an up to three-fold higher phosphorus use efficiency than broadcast P. On the other hand, late dry season supplementation of grazing steers with millet bran not only decreased animal weight losses but also increased N and P concentrations in the faeces. The larger nutrient concentrations in the manure increased millet grain yield by 28% and stover yield by 21% on a field manured at a rate of 3 t DM ha−1. However, even with such approaches the current trends of declining soil productivity can only be reversed, if local policy makers are willing to support agricultural change through better terms of trade for agricultural products. Eléments minéraux en zone Soudano-Sahélienne d'Afrique de l'Ouest: pertes, transferts et rǒle d'intrants externes La croissance des cultures sur les sols acides et sableux de la zone Soudano-Sahélienne de l'Afrique de l'Ouest est largement limitée par les faibles teneurs en matière organique et en éléments minéraux assimilables dans les sols. Le déclin de la durée des jachéres avec la croissance démographique, la surexploitation des plantes ligneuses pour le bois de chauffe, l'érosion éolienne et hydrique, et l'exportation de produits agricoles, de l'ordre de 15 kg N, 2 kg P et 15 kg K ha−1 an−1 pour un champ traditionel de mil du sud Sahel tendent æ épuiser les resources minérales. En conséquence, la productivité de ces systèmes agropastoraux est en déclin. Les données présentées montrent comment, au niveau de la parcelle, les minéraux sont soit perdus, soit transférés æ l'intérieur de l'écosystème au travers des récoltes de grain, des prélèvements de fourrages, de bois de feu, de matières de construction, et aussi par ruissellement, érosion éolienne et hydrique, lessivage et volatilisation. Par ingestion fourragère et par excrétion le bétail, vecteur d'éléments minéraux des parcours vers les champs fumés, accélère le recyclage mais il consomme aussi de la matière organique et des minéraux. De plus, par l'effet du piétinenement sur les sols, et par celui du broutage sur la composition et la production de la végétation, le bétail influence indirectement le recyclage et les trans-ferts minéraux. Les apports minéraux dans les eaux de pluie, dans les poussières et par fixation biologique de l'azote atmosphérique, sont eux aussi inégalement répartis contribuant ainsi au gradient de fertilité depuis de vastes zones ‘sources’ de mineraux tels que les parcours vers des sites ‘puits’ aux superficies réduites, tels que les jachères, les points d'eau temporaires et les berges de cours d'eau. A plus fine résolution, les buissons et les arbres avec leur cycles alternés de stockage et de recyclage des minéraux dans les feuilles et le bois deviennent des points de concentration d'éléments minéraux et æ haute productivité. L'importation de minéraux est indispensable pour équilibrer les pertes minérales de ces systèmes et pour obtenir une croissance durable de leur production. Ils peuvent ětre introduits par deux voies différentes, soit par l'épandage d'engrais mineraux sur les champs, soit par la fourniture au bétail d'aliments importés. Ces voies sont complémentaires et chacune influence l'autre. L'épandage d'engrai sur les champs se répercute sur l'élevage par la production accue de fourrages et de résidus de culture, alors que la supplémentation du bétail influence les cultures par la production accrue de fumiers de meilleure qualité. L'adoption de ces options par les agriculteurs requiert une haute efficacité au moindre coǔt. Les résultats d'essais multilocaux ont revelé apres trois ans des gains en matière sèche totale (MST) produites par les céréales de 19 æ 88% pour un épandage annuel æ la volée de 13 kg ha−1 de P sous forme de phosphate naturel et de 34 æ 102% sous forme de superphosphate simple (SPS). L'épandage au semis ou peu apres, placé aux poquets, d'engrai NPK æ la dose de 4 kg P ha−1 a entrainé un gain de MST de 70% en moyenne pour le mil, le sorgho, le maïs, le niébé et l'arachide et l'efficacité d'utilisation du phosphore a été jusqu' æ trois fois plus élevée qu'avec un épandage æ la volée. D'un autre cǒté, la supplémentation en fin de saison sèche de taurillons élevés au pǎturage avec du son de mil a non seulement atténué les pertes de poids des animaux mais a aussi accru la teneur en N et P des fèces. L'augmentation de la teneur en minéraux du fumier a accru de 28% les productions de grain et de 21% ceux de chaumes de mil cultivé sur un champs fumé au taux de 3 t MS ha−1. Cependant, měme avec une telle approche, la tendance actuelle æ la baisse de productivité des sols ne pourra ětre renversée que si les politiques sont infléchies afin de favoriser les changements de l'agriculture par une amélioration des termes de l'échange pour les produits agricoles. Nährstoffe in der Westafrikanischen Sudanund Sahel-Zone: Verluste, Transfers und externe Inputs Die niedrigen Gehalte an organischer Substanz und mineralischen Nährstoffen in den obersten Bodenschichten saurer Sandböden der Westafrikanischen Sudan- und Sahel-Zone begrenzen das Pflanzenwachstum. Die Gründe für die abnehmende Bodenfruchtbarkeit liegen in der Verkürzung der Brachezeiten infolge rasch steigender Bevölkerungsdichten, dem starken Einschlag von Brennholz, der Verlagerung von Nährstoffen durch Wind und Wasser und Netto-Nähr-stoffentzügen durch Ernteerträge in der Größenordnung von 15 kg N, 2 kg P und 15 kg K ha−1 a−1 bei Hirse im südlichen Sahel. Dies führt zu einem raschen Abfall der Flächenproduktivität in den vorherrschenden agro-pastoralen Bewirtschaftungssystemen. Die dargestellten Daten zeigen wie Nährstoffe durch Entnahmen von Kornerträgen, Viehfutter, Brenn- und Baumaterial, aber auch durch Wasserabfluß, Wind- und Wassererosion, Sickerung und gasförmige Verluste entweder Nettoentzüge für das Ökosystem darstellen oder aber innerhalb des Ökosystems umgelagert werden. Über die Futteraufnahme und Ausscheidungen stellt die Viehhaltung einen Vektor für Nährstoffe vom Weideland zu Misl-gedüngten Ackerflächen dar, trägt allerdings auch zum Netto-Verbrauch von organischer Substanz und mineralischen Nährstoffen bei. Die Viehhaltung beeinflußt Nährstoffkreisläufe und -transfers auch indirekt über Bodenverdichtungen und Beweidungseffekte auf die Produktivität und floristische Zusammensetzung der Vegetation. Die ungleiche Verteilung von Netto-Nährstoffeinträgen durch Starkregen und damit verbundenem Oberflächenabfluß, durch Staubdeposition und durch biologische N2−Fixierung verstärkt den Bodenfruchtbarkeitsgradienten zwischen den ausgedehnten Nährstoffquellgebieten, wie beispielsweise Weiden, und den kleinen Flächen mit vergleichsweise hoher Nährstoffkonzentration wie beispielsweise Brachegebieten, Niederungen, Seen und Flußrändern. Im kleineren Maßstab werden auch Büsche und Bäume mit ihren alternierenden Phasen von Nährstoffspeicherung und -rückführung in Blätter und Holz, Bodenvertiefungen, Termitenhügel und Ameisennester zu Stellen hoher Nährstoffkonzentration und Pflanzenproduktivität. Um Nährstoffverluste in diesen integrierten Anbausystemen auszugleichen und nachhaltige Produktionssteigerungen zu erreichen, müssen Nährstoffe von außen zugeführt werden. Dies kann auf zweierlei Weise geschehen: durch die direkte mineralische Düngung von Ackerflächen und/oder über die Verwendung extern produzierter Konzentrat-Futtermittel in der Viehhaltung. Die Umsetzung beider Strategien in die kleinbäuerliche Praxis erfordert eine hohe Nährstoffeffizienz bei niedrigen Kosten. Daten aus regionalen Feldversuchen zeigen im Dreijahresmittel Steigerungen der Gesamttrok-kenmassen(GTM)-Erträge bei Getreide mit jährlicher breitwürfiger P-Düngung in Höhe von 13 kg P ha−1 zwischen 19 und 88% beim Einsatz von Rohphosphaten und zwischen 34 und 102% beim Einsatz von Superpbosphat. Die plazierte Ausbringung von NPK-Dünger in der Aufwandmenge von 4 kg P ha−1 mit dem Saatgut oder kurz nach der Saat führte zu GTM-Steigerungen von 70% für Hirse, Sorghum, Mais, Augenbohne und Erdnuß und einer im Vergleich zur breitwürfigen P-Düngung bis zu dreimal höheren P-Effizienz. Andererseits führte die Zufütterung von Hirseschälabfällen bei frei-weidenden Stieren in der späten Trockensaison nicht nur zu einer Verminderung des Gewichtsverlustes sondern erhöhte auch den N und P-Gehalt im Mist. Diese Erhöhung der Nährstoffkonzentrationen führte bei einer Ausbringungsmenge von 3 t TM Mist ha−1 zu einer Steigerung von 28% im Kornertrag und von 21% im Strohertrag bei Hirse. Jedoch kann selbst mit derartigen Ansätzen eine Umkehr der negativen Entwicklung der Flächenerträge nur dann erreicht werden, wenn die politischen Entscheidungsträger gewillt sind, diesen Wandel in den Produktionsbedingungen durch bessere Marktbedingungen für landwirtschaftliche Produkte mitzutragen." @default.
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