Taro production, phytomass input by Sesbania and Flemingia and improvement in soil fertility in agroforestry systems in floodplains

Keywords: Calophyllum brasiliense, Green manure, Soil fertility, Water resources, Climatic changes

Abstract

Floodplains were the first deforested areas for agriculture use all over the world. In Brazil these areas can be restored by the growth of guanandi Calophyllum brasiliense, a slow-growing native forest species adapted to flooding. The aims of this study were to: (i) evaluate the taro, Colocasia esculenta, management under two agroforestry systems (AFS) (Simple and Biodiverse) in succession to a reforestation with guanandi, (ii) evaluate the contribution of macronutrients from the green manure Flemingia macrophylla and Sesbania virgata, both managed using pruning for green manure in the respective AFSs, and (iii) the effects on soil nutrients levels compared to monoculture of guanandi (control). The randomized block was designed with eight replication and 216.0 m² plots with four rows of six guanandi trees in each line. In the simple AFS (SAFS), the taro was intercropped with Flemingia and in the biodiverse AFS (BAFS), Sesbania, banana shrub (Musa sp.), edible palm (Euterpe edulis) and fourteen species of native trees were included. Production was evaluated in seasons with high rainfall and water scarcity. With floods the taro has produced around 15 Mg ha-1 of marketable corms in the SAFS and 9 Mg ha-1 in the BAFS, but the drought has made commercial production unfeasible, with no differences between cormels and corms planting. However, enough rhizomes were harvested for a new planting. Flemingia has accumulated 17 Mg ha-1 of fresh matter and Sesbania contributed with 2 Mg ha-1. Soil pH and macronutrient content, especially K, were significantly higher in AFSs areas compared to guanandi monoculture.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Antonio Carlos Pries Devide, Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, Pindamonhangaba

Engenheiro Agrônomo, Doutor em Fitotecnia (Agroecologia), Pesquisador da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, Pindamonhangaba, São Paulo.

Raul de Lucena Duarte Ribeiro, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica

Engenheiro Agrônomo, Doutor em Fitopatologia, Professor associado do Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia do Instituto de Agronomia, da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, Rio de Janeiro, †In memoriam.

Antônio Carlos de Souza Abboud, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica

Engenheiro Agrônomo, Doutor em Agroecologia, Professor Titular da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto de Agronomia, Curso de Pós-Graduação em Fitotecnia, Seropédica, Rio de Janeiro.

Cristina Maria de Castro, Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, Pindamonhangaba

Engenheira Agrônoma, Doutora em Ciência do Solo, Pesquisadora da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, Pindamonhangaba, São Paulo.

Marcos Gervasio Pereira, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica

Engenheiro Agrônomo, Doutor em Ciência do Solo, Professor Titular da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Instituto de Agronomia, Curso de Pós-Graduação em Agronomia (Ciência do Solo), Seropédica, Rio de Janeiro.

References

ALTIERI, M. A.; NICHOLLS, C. I.; HENAO, A.; LANA, M. A. Agroecology and the design of climate change-resilient farming systems. Agronomy for Sustainable Development, v. 35, p. 869–890, 2015. https://doi.org/10.1007/s13593-015-0285-2

BRASIL, L. S. C. de A.; OLIVEIRA, R.R. About agricultural manuals, gardens and coffee plantations: mosaics and landscape transformation in the Paraiba do Sul Valley, Brazil. HALAC – Historia Ambiental, Latinoamericana y Caribeña, v.10, n.1, p. 278-305, 2020. https://doi.org/10.32991/2237-2717.2020v10i1.p278-305

CIIAGRO, Centro Integrado de Informações Agrometeorológicas. Monitoramento agrometeorológico e climático. 2015.

COUTINHO, M. P.; CARNEIRO, J. G. A.; BARROSO, D. G.; RODRIGUES, L.A.; FIGUEIREDO, F. A. M. M. A.; MENDONÇA, A. V. R.; NOVAES, A. B. Crescimento de mudas de Sesbania virgata (Cav.) Pers. plantadas em uma área degradada por extração de argila. Floresta, v. 35, n. 2, 231-239, 2005. http://dx.doi.org/10.5380/rf.v35i2.4608

DEL-RIO, G.; RÊGO, M. A.; SILVEIRA, L. F. A Multiscale Approach Indicates a Severe Reduction in Atlantic Forest Wetlands and Highlights that São Paulo Marsh Antwren Is on the Brink of Extinction. PLoS ONE, v. 10, n. 3, p. e0121315, 2015. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0121315

DEVIDE, A. C. P.; CASTRO, C. M. C.; RIBEIRO, R. L. D. Crescimento do guanandi e produção de mandioca e araruta em sistemas agroflorestais. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 14, n. 2, p. 303 – 311, 2019. https://doi.org/10.18378/rvads.v14i2.6306

DONAGEMA, G. K.; CAMPOS, D. V. B.; CALDERARO, S. B.; TEIXEIRA, W. G.; VIANA, J. H. M. (orgs.). Manual de métodos de análise de solos. 2.ed. rev. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, Documentos, 132: 230p, 2011.

FISCHER, E. M.; KNUTTI, R. Anthropogenic contribution to global occurrence of heavy-precipitation and high-temperature extremes. Nature Climate Change, v. 5, p. 560–564, 2015. https://doi.org/10.1038/nclimate2617

GLIESSMAN, S. Defining Agroecology. Agroecology and Sustainable Food Systems, v. 42, n. 6, p. 599-600, 2018. https://doi.org/10.1080/21683565.2018.1432329

GONDIM, A. R. O.; PUIATTI, M.; CECON, P. R.; FINGER, F. L. Crescimento, partição de fotoassimilados e produção de rizomas de taro cultivado sob sombreamento artificial. Horticultura brasileira, v. 25, n. 3, p. 418-428, 2007. https://doi.org/10.1590/S0102-05362007000300019

GONDIM, A. R. O.; PUIATTI, M.; FINGER, F. L.; CECON, P. R. Artificial shading promotes growth of taro plants. Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 48, n. 2, p. 83-89, 2018. https://doi.org/10.1590/1983-40632018v4851355

HAWKINS, D. M.; WEISBERG, S. Combining the box-cox power and generalised log transformations to accommodate nonpositive responses in linear and mixed-effects linear models. South African Statistical Journal 51(2): 317-328, 2017. https://hdl.handle.net/10520/EJC-bd05f9440

HEREDIA ZÁRATE, N. A.; VIEIRA, M. C.; GRACIANO, J. D.; GIULIANI, A. R.; HELMICH, M; GOMES, H. E. Produção e renda bruta de quatro clones de taro cultivados em Dourados, Estado do Mato Grosso do Sul. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 31, p. 301-305, 2009. https://doi.org/10.1590/S1807-86212009000200017

KERR, R. B.; MADSEN, S.; STÜBER, M.; LIEBERT, J.; ENLOE, S.; BORGHINO, N.; PARROS, P.; MUTYAMBAI, D. M.; PRUDHON, M.; WEZEL, A. Can agroecology improve food security and nutrition? A review, Global Food Security, v. 29, 2021. https://doi.org/10.1016/j.gfs.2021.100540

MANNER, H. I.; TAYLOR, M. Farm and Forest Production and Marketing Profile for Taro (Colocasia esculenta). In: Elevitch C.R. (ed.) Specially Crops for Pacific Islands Agroforestry. Permanent Agriculture Resources (PAR), Holualoa, Hawai´i, 2011.

MICCOLIS, A.; PENEREIRO, F. M.; VIEIRA, D. L. M.; MARQUES, H. R.; HOFFMANN, M. R. Restoration through agroforestry: options for livelihoods with conservation in the Cerrado and Caatinga biomes in Brazil. Experimental Agriculture, v. 55, n. S1, p. 208-225, 2019. https://doi.org/10.1017/S0014479717000138

MITCHELL, S. A. The status of wetlands, threats and the predicted effect of global climate change: the situation in Sub-Saharan Africa. Aquatic Sciences, v. 75, p. 95–112, 2013. https://doi.org/10.1007/s00027-012-0259-2

MÓGOR, Á.F., ÖRDÖG, V., LIMA, G.P.P. et al. Biostimulant properties of cyanobacterial hydrolysate related to polyamines. J Appl Phycol, v. 30, p. 453–460, 2018. https://doi.org/10.1007/s10811-017-1242-z

OLIVEIRA, F. L.; GUERRA, J. G. M.; ALMEIDA, D. L.; RIBEIRO, R. L. D.; SILVA, E. D.; SILVA, V. V.; ESPINDOLA, J. A. A. Desempenho de taro em função de doses de cama de aviário, sob sistema orgânico de produção. Horticultura Brasileira, v. 26, p. 149-153, 2008. https://doi.org/10.1590/S0102-05362008000200004

OLIVEIRA, F.L.; ARAUJO, A. P.; GUERRA, J. G. M. Crescimento e acumulação de nutrientes em plantas de taro sob níveis de sombreamento artificial. Horticultura Brasileira, v. 29, n. 3, p. 291-298, 2011. https://doi.org/10.1590/S0102-05362011000300006

OLIVEIRA, V. C.; JOLY, C. A. Flooding tolerance of Calophyllum brasiliense Camb. (Clusiaceae): morphological, physiological and growth responses. Trees, v. 24, p. 185-193, 2010. https://doi.org/10.1007/s00468-009-0392-2

OPPONG, F. K.; OSEI-BONSU, K.; AMOAH, F. M.; ACHEAMPONG, K. Potential use of Flemingia macrophylla as mulch for managing weeds in young cocoa in Ghana. Ghana Journal of Agricultural Science, v. 31, p. 67-72, 1998. https://doi.org/10.4314/gjas.v31i1.1947

POULIOT, M.; BAYALA, J.; RÆBILD, A. Testing the shade tolerance of selected crops under Parkia biglobosa (Jacq.) Benth. in an agroforestry parkland in Burkina Faso, West Africa. Agroforest Systems, v. 85, p. 477–488, 2012. https://doi.org/10.1007/s10457-011-9411-6

PUIATTI, M.; KATSUMOTO, R.; PEREIRA, F. H. F.; BARRELLA, T. P. Crescimento de plantas e produção de rizomas de taro 'Chinês' em função do tipo de muda. Horticultura Brasileira, v. 21, n. 1, p. 110-115, 2003. https://doi.org/10.1590/S0102-05362003000100023

QUEIROZ, L. R.; COELHO, F. C.; BARROSO, D. G. Cultivo de milho no sistema de aléias com leguminosas perenes. Ciência e Agrotecnologia, v. 31, n. 5, p. 1303-1309, 2007. https://doi.org/10.1590/S1413-70542007000500005

SALMI, A. P.; GUERRA, J. G. M.; ABBOUD, A. C. S.; GONÇALVES JÚNIOR, M. Avaliação agronômica da rebrota, dinâmica de decomposição e liberação de nutrientes de flemingia (Flemingia macrophylla (Willd.) Kuntze ex Merr.). Revista Ceres, v. 60, n.5, p. 735-743, 2013. https://doi.org/10.1590/S0034-737X2013000500020

SANOU, J.; BAYALA, J.; BAZIÉ, P.; TEKLEHAIMANOT, Z. Photosynthesis and biomass production by millet (Pennisetum glaucum) and taro (Colocasia esculenta) grown under baobab (Adansonia digitata) and néré (Parkia biglobosa) in an agroforestry parkland system of Borkina Faso (West Africa). Experimental Agriculture, v. 48, n. 2, p. 283-300, 2012. https://doi.org/10.1017/S0014479712000014

SANTOS, H. G.; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C.; OLIVEIRA, V. A.; LUMBRERAS, J. F.; COELHO, M. R.; ALMEIDA, J. Á.; CUNHA, T. J. F.; OLIVEIRA, J. B. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3ª ed. Brasília: Embrapa, 353 p, 2013.

SCHWEIZER, D.; BRACALION, P. H. S. Rescue tree monocultures! A phylogenetic ecology approach to guide the choice of seedlings for enrichment planting in tropical monoculture plantations. Restoration Ecology, v. 28, n. 1, p. 166–172, 2020. https://doi.org/10.1111/rec.13064

SILESHI, G.; MAGHEMBE, J.A.; RAO, M.R.; OGOL, C.K.P.O.; SITHANANTHAM, S. Insects feeding on Sesbania species in natural stands and agroforestry systems in Southern Malawi. Agroforestry systems, v. 49, n.1, p. 41–52, 2000. https://doi.org/10.1023/A:1006378713271

SILVA, D. G. O.. Farming Systems in Fazenda Coruputuba, Pindamonhangaba, SP. 2021. (Cartas, mapas ou similares/Mapa).

VALLEJO, M.; CASAS, A.; PÉREZ-NEGRÓN, E.; MORENO-CALLES, A. I.; HERNÁNDEZ-ORDOÑEZ, O.; TELLEZ, O.; DÁVILA, P. Agroforestry systems of the lowland alluvial valleys of the Tehuacán-Cuicatlán Biosphere Reserve: an evaluation of their biocultural capacity. Journal of Ethnobiology and Ethnomedicine, v.11, n. 8, 2015. https://doi.org/10.1186/1746-4269-11-8

WREGE, M. S.; FRITZSONS, E.; KALIL FILHO, A. N.; AGUIAR, A. V. Regiões com potencial climático para plantio comercial do guanandi no Brasil. Revista do Instituto Florestal, v. 29 n. 1 p. 7-17, 2017. https://doi.org/10.24278/2178-5031.201729101

Published
2022-01-01
How to Cite
DEVIDE, A. C. P.; RIBEIRO, R. DE L. D.; ABBOUD, A. C. DE S.; CASTRO, C. M. DE; PEREIRA, M. G. Taro production, phytomass input by Sesbania and Flemingia and improvement in soil fertility in agroforestry systems in floodplains. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, v. 17, n. 1, p. 17 - 26, 1 Jan. 2022.
Section
INTERDISCIPLINARY