Rotational effects of grain legumes on maize performance in the Rift Valley Highlands of Kenya

Abstract

High fertiliser costs and declining soil fertility are among the key factors contributing to low crop yields in Kenya. The contribution of five legumes grown in the short-rains season to soil nitrogen status and performance of a succeeding maize (Zea mays L.) was studied in an experiment at Njoro and Rongai within the Rift Valley Highlands of Kenya, from 1997 to 1999. Treatments included a weedy fallow, five grain legumes and maize (H513) grown during short-rains season followed by maize in the April-August long-rains season. The legumes were chickpea (Cicer arietinum L.), field bean (Phaseolus vulgaris L.), soybean [Glycine max (L.) Merril], garden pea (Pisum sativum L.), dolichos [Lablab purpureus (L.) Sweet]. The crop residues and vegetation of the weedy fallow were incorporated in the soil during seedbed preparation for the long rains season. The maize test crop was supplied with three levels of nitrogen, 0, 30, and 60 kg ha-1 as main factor whilst fallow management options were allocated as sub-factors in a split-plot treatment arrangement of a randomised complete block design replicated three times. Results show improved soil N status following legumes, with dolichos giving highest available N. Grain yield in maize succeeding legumes was 24-68% higher than maize succeeding weed fallow. In the absence of N fertiliser input, maize succeeding dolichos gave 20-40% higher yield than maize after weed fallow treated with recommended 60 kg N ha-1 fertiliser rate. The study has demonstrated that the use of grain legumes, particularly dolichos in rotation with maize, is a viable and preferable option to weedy fallows and maize-maize sequences.

RÉSUMÉ


Les coûts très élevés des engrais et le déclin de la fertilité du sol sont parmi les facteurs clés qui contribuent au faible rendement des cultures au Kenya. La contribution de cinq légumineuses cultivées durant la petite saison de pluie au status de l'azote du sol et la performance du maïs suivant (Zea mays L.) a été étudiée dans un essai à Njoro et Rongai dans les hautes Terres du Rift Valley du Kenya, de 1997 à 1999. Les traitements comprenaient une jachère sarclée, cinq légumineuses à graines et le maïs (H513) cultivés pendant la petite saison de pluie suivie par le maïs durant la grande saison pluvieuse d' avril-Août .Les légumineuses étaient le pois chiche (Cicer arietinum L.), le haricot (Phaseolus vulgaris L.), le soya {Glycine max (L.), Merril}, le petit pois (Pisum sativum L.), le lablab {Lablab purpureus (L.) Sweet}. Des residues des cultures et la végétation de la jachère étaient incorporées au sol pendant la préparation du semis pour de longues saisons pluvieuses. Le maïs test a été fourni avec trois niveaux d'azote, 0, 30 et 60 kg ha-1 comme facteur principal alors que les options de gestions de la jachère étaient des sous-facteurs dans un arrangement de traitement en split-plot des blocks complètement rendomisés avec trois répétitions. Des résultats ont montré le status de l'azote amélioré après des légumineuses, avec le lablab donnant de l'azote disponible très élevé. Le rendement grain du maïs suivant les légumineuses était 24-68% plus élevé que le maïs suivant la jachère sarclée. En l'absence des intrants d'engrais azoté, le maïs suivant le lablab a donné 20-40% de rendement supérieur à celui du maïs après la jachère sarclée traités avec le taux recommandé de 60 kg N ha-1. L'étude a montré que l'utilisation des légumineuses, en particulier le lablab en rotation avec le maïs, est une option viable et préferable à la jachère sarclée et à la séquence maïs- maïs.


(Af Crop Science and Production: 2001 9(4): 667-676)