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Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 10226 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Das Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystem (PCCS) entwickelt sich aufgrund des geringeren Wasserbedarfs zu einer wichtigen Sequenz in semiariden Regionen Südasiens. Allerdings weist die Kichererbse (Anbau in der Trockenzeit) im Vergleich zu Perlhirse (Anbau in der Regenzeit) ein vergleichsweise akutes Bodenfeuchtigkeitsdefizit auf, was die allgemeine Nachhaltigkeit von PCCS einschränkt. Daher sind Feuchtigkeitsmanagement (insbesondere bei Kichererbsen) und Systemintensivierung äußerst wichtig für die ganzheitliche Aufrechterhaltung des PCCS. Seitdem hat sich die konservierende Landwirtschaft (Conservation Agriculture, CA) zu einer wichtigen klimafreundlichen Strategie zur Bekämpfung von Feuchtigkeitsstress und anderen Produktionsanfälligkeiten entwickelt. Daher umfasste die aktuelle Studie drei Bodenbearbeitungssysteme in Hauptparzellen, nämlich Komplett-CA mit Rückstandsretention (CAc), Teil-CA ohne Rückstandsretention (CAp) und konventionelle Bodenbearbeitung (ConvTill) unter drei Anbausystemen in Unterparzellen -Parzellen, nämlich das konventionell angebaute Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystem (PCCS) zusammen mit zwei intensivierten Systemen, d. Die Untersuchungsergebnisse, die sich hauptsächlich auf Kichererbsen (Ernte in der Trockenzeit) konzentrierten, zeigten, dass es unter CAc im Durchschnitt einen signifikanten Anstieg des Kichererbsenkornertrags in Höhe von 27, 23,5 bzw. 28,5 % unter PCCS, PCFCS und PCMCS gab ConvTill. Die NPK-Aufnahme und die Bioanreicherung von Mikronährstoffen (Fe und Zn) in Kichererbsenkörnern waren in dreifach nicht beackerten CAc-Parzellen mit Rückstandserhaltung erneut deutlich höher; Darauf folgten dreifach bepflanzte CAp-Plots ohne Rückstände und die ConvTill-Plots. Ebenso führte CAc unter PCMCS zu einem Anstieg des relativen Blattwassergehalts (RLW) bei Kichererbsen um ~ 20,8 % im Vergleich zu ConvTill unter PCCS, wodurch die Auswirkungen des Feuchtigkeitsstresses gemildert wurden. Interessanterweise verbesserten CA-Management und Systemintensivierung die pflanzlichen biochemischen Eigenschaften von Kichererbsen, nämlich Superoxiddismutase, Ascorbatperoxidase, Katalase und Glutathionreduktase, erheblich; Dies weist darauf hin, dass sie eine wichtige Rolle bei der Induktion der Fähigkeit zur Feuchtigkeitsstresstoleranz bei feuchtigkeitsarmen Kichererbsen spielen. CAc-Parzellen mit dreifacher Nullbearbeitung reduzierten ebenfalls die N2O-Flüsse bei Kichererbsen, führten jedoch zu etwas höheren CO2-Emissionen, verringerten jedoch die Netto-THG-Emissionen. Dreifache Nullsaat-Anbausysteme (PCFCS und PCMCS) sowohl unter CAc als auch unter Cap führten zu einer signifikanten Verbesserung der Bodenmikrobenpopulation und der Bodenenzymaktivitäten (alkalische Phosphatase, Fluoresceindiacetat, Dehydrogenase). Insgesamt kann die Intensivierung des PCCS-Systems mit Mungobohnen (PCMCS) zusammen mit der dreifachen Null-Bodenbearbeitung mit Rückstandsretention (CAc) die Produktivität, die Bioanreicherung von Mikronährstoffen und die Fähigkeit zur Toleranz gegenüber Feuchtigkeitsstress bei Kichererbsen erheblich steigern und außerdem die ökologischen Vorteile unter semiaridem Agro fördern -Ökologien. Allerdings sollten die Landwirte bei der Einführung von CAc oder CAp ein Gleichgewicht wahren, bei dem das Vieh gleichermaßen um Qualitätsfutter konkurriert.

Das Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystem (PCCS) ist aufgrund des geringeren Wasserbedarfs eine wichtige Kulturfolge in halbtrockenen Regionen Südasiens1. In trockenen und halbtrockenen Regionen Südasiens ist die Perlhirse (Pennisetum glaucum L.) aufgrund ihrer Robustheit gegenüber extremen Wetterbedingungen die wichtigste Nahrungspflanze, die in der Regenzeit in Mono- oder Doppelanbausystemen angebaut wird2. Ebenso trägt Kichererbse (Cicer arietinum L.), eine wichtige Hülsenfruchtpflanze der Trockenzeit (Rabi), die auf Restbodenfeuchtigkeit angebaut wird, immens zur Wiederherstellung der Bodenfruchtbarkeit und Ernährungssicherheit in dieser Region bei1,3,4. Bei Kichererbsen (Ernte in der Trockenzeit) herrscht jedoch in der Trockenzeit aufgrund der unregelmäßigen Niederschlagsverteilung über Perlhirse (Ernte in der Regenzeit) ein vergleichsweise akutes Bodenfeuchtigkeitsdefizit, was die Produktivität und Qualität der Kichererbsen einschränkt. Diese Produktionsschwachstellen stellen eine große Bedrohung für die Nachhaltigkeit des Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystems (PCCS) in der Region dar. Daher können geeignete Boden- und Feuchtigkeitsschutzpraktiken die oben genannten Herausforderungen bei PCCS in solch gefährdeten Ökologien abmildern.

Die Regenfeldwirtschaft trägt bereits zu etwa 82 % zur weltweiten Ackerfläche (1,223 Milliarden Hektar) bei und beherbergt etwa 40 % der Weltbevölkerung5. Die wachsende Bevölkerung in Südasien übt darüber hinaus einen exorbitanten Druck aus, die Nahrungsmittelproduktion in trockenen und halbtrockenen Regionen zu steigern. Mit dem Aufkommen kurzzeitiger Perlhirse-Sorten ist es jedoch möglich geworden, auf Dreifachanbausysteme mit geeigneten Boden- und Feuchtigkeitsmanagementpraktiken umzusteigen. Hier können Mungobohnen und Futterperlhirse die geeigneten kurzzeitigen Sommerkulturen für die Intensivierung von PCCS in semiariden Regionen sein, um sowohl den Bedarf an Hülsenfrüchten als auch an Futter zu decken6. Daher kann ein angemessenes Feuchtigkeitsmanagement (insbesondere bei Kichererbsen) in Verbindung mit einer Systemintensivierung eine wichtige Rolle bei der ganzheitlichen Aufrechterhaltung des PCCS spielen. Die konservierende Landwirtschaft (CA) hat sich neben ihren positiven Auswirkungen auf die Produktivität, Qualität, Toleranz gegenüber Feuchtigkeitsstress und die Bodengesundheit als wichtige klimafreundliche Strategie zur Minderung des Feuchtigkeitsstresses in gefährdeten Agrarökologien herausgestellt7,8,9.

Die Rückstandsrückhaltung auf der Bodenoberfläche unter CA-Management verhindert Bodenerosion und Verdunstungsverluste und reguliert die thermische Dynamik des Bodens, wodurch die Bodenfeuchtigkeit aufrechterhalten wird und folglich die Wasser- und Nährstoffnutzungseffizienz sowie die Ernteproduktivität verbessert werden10. CA-Systeme reduzieren außerdem den Nährstoff- (~ 30 %), Arbeits- (~ 50 %) und Brennstoffbedarf (~ 65 %) in verschiedenen Kulturen11,12,13,14. CA-Management fördert auch die Speicherung von organischem Kohlenstoff (SOC) im Boden, die Aggregatstabilität und die biologische Aktivität des Bodens bei intensiver Bodenbearbeitung1,15,16,17. Darüber hinaus können sich verbesserte physikalisch-chemische und biologische Eigenschaften des Bodens und die Modulation des Mikroklimas unter CA-Management9,10,18,19 auch als hilfreich erweisen, um die Fähigkeit zur Feuchtigkeitsstresstoleranz in Regenkulturen zu fördern20. Daher ist es zwingend erforderlich, belastbare wissenschaftliche Beweise für CA-basierte agronomische Interventionen für wasserarme semi-aride Regionen zu generieren, die ebenfalls unter Dreifach-Null-Anbausystemen stehen, da sich der Großteil der bisherigen Forschung weitgehend auf bewässerungsbasierten Reis beschränkt. Weizenanbausystem (RWCS) in Südasien21. Da Kichererbsen in der Rabi-Saison aufgrund der spärlichen und unregelmäßigen Niederschlagsverteilung anfälliger für Feuchtigkeitsstress sind5. Daher untersuchten wir die Auswirkungen von CA-Praktiken und der Systemintensivierung auf die Produktivität, Qualität und Feuchtigkeitsstresstoleranz von feuchtigkeitsarmen Kichererbsen als Indikatorpflanze unter intensiviertem PCCS. Aktuelle Experimente basierten daher auf der Hypothese, dass die dreifache Systemintensivierung von PCCS auf Basis der Nullsaat zu einer verbesserten Produktivität, Mikronährstoff-Bioanreicherung und biochemischen Eigenschaften der Pflanzen mit verringerten Treibhausgasemissionen unter Kichererbsen sowie einer verbesserten Bodenmikrobenpopulation und einem verbesserten Boden führen würde enzymatische Aktivitäten in semiariden Agrarökologien Südasiens.

In der aktuellen Studie wurde die Mikrobenpopulation im Boden durch verschiedene Bodenbearbeitungspraktiken und die intensivierten Anbausysteme signifikant beeinflusst (p < 0,05). Die Anzahl der koloniebildenden Einheiten (CFU) war bei vollständig konservierender Landwirtschaft (CA) mit Rückstandsretention (CAc), gefolgt von Behandlungen mit teilweiser CA ohne Rückstandsretention (CAp) bzw. konventioneller Bodenbearbeitung (ConvTill) signifikant höher (Abb. 1). Die höchste Anzahl an Bakterien, Pilzen und Actinomyceten wurde unter CAc beobachtet, gefolgt von CAp. Bei allen Bodenbearbeitungsmethoden wies das Perlhirse-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem (PCMCS) eine deutlich höhere mikrobielle KBE-Anzahl auf, gefolgt vom Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystem (PCCS), während das Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem (PCFCS) die geringste mikrobielle Population aufwies. Unter den verschiedenen Behandlungskombinationen wurden in CAc-Parzellen die höchsten mikrobiellen Zahlen an Bakterien (82,2 × 104 KBE g-1 Boden), Pilzen (63,2 × 102 KBE g-1 Boden) und Actinomyceten (49,5 × 104 KBE g-1 Boden) beobachtet PCMCS-System (CAc_PCMCS), gefolgt von CAc mit PCCS-System (CAc_PCCS) bzw. CAc mit PCFCS-System (CAc_PCFCS). Die geringste Population an Bakterien (53,3 × 104 KBE g-1 Boden), Pilzen (41,5 × 102 KBE g-1 Boden) und Actinomyceten (29,3 × 104 KBE g-1 Boden) wurde unter ConvTill_PCFCS festgestellt, nämlich 35,2, 52,2 und 16,2 %. niedriger als die beste Behandlungskombination CAc_PCMCS. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass die hohe Zugabe organischer Biomasse unter CAc-Parzellen die Bodenstruktur, die Aggregatstabilität und die gleichmäßige Verfügbarkeit von Bodenfeuchtigkeit verbesserte, was wiederum das Wachstum und die Erhaltung mikrobieller Populationen in der Rhizosphäre ermöglicht haben könnte15,16,17,18, 22. Die Kombination der CAc-Praxis mit der Leguminosen-Intensivierung verbesserte auch den SOC-Eintrag aufgrund ausreichender Blattstreuung und Wurzelbiomassezugabe von Leguminosen mit engem C:N-Verhältnis18,19; was wiederum die mikrobielle Vielfalt des Bodens erhöhte17,23,24,25. Hülsenfruchtwurzeln setzen auch Wurzelausscheidungen frei, die die mikrobielle Vielfalt in der Rhizosphäre beherbergen4,20,26, weshalb das Doppelhülsenfruchtsystem, d. h. PCMCS, in der aktuellen Studie die höchsten mikrobiellen Zahlen an Bakterien, Pilzen und Actenomyceten aufwies.

Einfluss von Bodenbearbeitungspraktiken und Anbausystemen auf Bodenmikrobenpopulationen (Bodenproben aus 0 bis 15 cm Bodenschicht nach dem 2. Jahr des Anbauzyklus). Vertikale Balken geben den LSD bei p = 0,05 an. [Anmerkung: PCCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Anbausystem; PCFCS = Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem; PCMCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem; CAc = Vollständig konservierende Landwirtschaft mit Rückstandsrückhaltung; CAp = Teilkonservierende Landwirtschaft ohne Rückstände; ConvTill = Konventionelle Bodenbearbeitung].

Verschiedene Bodenbearbeitungspraktiken hatten einen signifikanten (p < 0,05) Einfluss auf die Aktivitäten von saurer und alkalischer Phosphatase, Glucosidase, Dehydrogenase und Fluoresceindiacetat (FDA) (Abb. 2). Diese enzymatischen Aktivitäten waren unter CAc signifikant (p < 0,05) höher, gefolgt von CAp und ConvTill. Im Vergleich zu ConvTill waren die sauren Phosphatase-, alkalischen Phosphatase-, Glucosidase-, Dehydrogenase- und FDA-Aktivitäten unter CAc um 55,6, 64,3, 16,7, 105,3 bzw. 83,8 % höher. Die Systemintensivierung hatte erhebliche Auswirkungen auf die Aktivitäten der alkalischen Phosphatase, der Dehydrogenase und der FDA. Unter PCMCS wurden die höchsten Aktivitäten von alkalischer Phosphatase (152 μmol p-Nitrophenol g-1 h-1), Dehydrogenase (454 μg TPF g-1 24 h-1) und FDA (24,2 μg Fluorescein g-1 h-1) beobachtet. wohingegen PCFCS die geringste Aktivität dieser Enzyme aufwies. Da der Einschluss von Hülsenfrüchten die SOM4,20,26 steigert, führt dies zu höheren Bodenenzymaktivitäten unter dem Doppel-Hülsenfruchtsystem PCMCS21,27. Ebenso könnte eine höhere SOC-Anreicherung sowohl bei CA-basierten Bodenbearbeitungssystemen als auch bei der Intensivierung von Hülsenfrüchten die FDA-Aktivität in unserer Studie verbessert haben16,21. Die CA-Praktiken und der Eingriff in Hülsenfrüchte steigerten auch die Dehydrogenaseaktivität aufgrund der höheren Bioverfügbarkeit mikrobieller Nährstoffe in der Rhizosphäre16,28,29.

Einfluss von Bodenbearbeitungspraktiken und Anbausystemen auf die mikrobiellen Enzymaktivitäten im Boden (Bodenproben aus einer Bodenschicht von 0 bis 15 cm nach dem 2. Jahr des Anbauzyklus). Vertikale Balken geben den LSD bei p = 0,05 an. [Anmerkung: PCCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Anbausystem; PCFCS = Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem; PCMCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem; CAc = Vollständig konservierende Landwirtschaft mit Rückstandsrückhaltung; CAp = Teilkonservierende Landwirtschaft ohne Rückstände; ConvTill = Konventionelle Bodenbearbeitung].

Unterschiedliche Bodenbearbeitungspraktiken und Anbausysteme hatten in beiden Jahren einen signifikanten Einfluss (p < 0,05) auf die Anzahl der Schoten pro Pflanze (Tabelle 1). Die Anzahl der Schoten Anlage-1 war im Zeitraum 2020–2021 um 19 % geringer als im Jahr 2019–2020. Unter CAc_PCMCS wurden die meisten Schoten (Pflanze-1) (40,5 und 32,8) erhalten, verglichen mit den übrigen Behandlungskombinationen in beiden Jahren, in denen ConvTill_PCFCS die geringste Schotenzahl (Pflanze-1) aufwies (31,4 und 26,6). Die Rückhaltung von Ernterückständen verbessert die Bodenfruchtbarkeit und das Feuchtigkeitshaltevermögen aufgrund der SOM-Anreicherung und der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen nach der Zersetzung der Biomasse13,21,30, was das Pflanzenwachstum und die Ansammlung von Trockenmasse und letztendlich den wirtschaftlichen Ertrag beschleunigt31. Die CA-Praktiken zielen darauf ab, den Kohlenstoffeintrag und die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen mit einer besseren physikalischen Rhizoökologie (Aggregatbildung, Feuchtigkeitsdurchlässigkeit und -konservierung) zu erhöhen, was die mikrobielle Vielfalt des Bodens direkt vermehrt und zu höheren Ernteerträgen führt13,16. In ähnlicher Weise zeigte die Wechselwirkung zwischen Bodenbearbeitung und Hülsenfruchteinschluss (Mungbohnen) in beiden Jahren eine signifikante (p < 0,05) Steigerung des Getreide- und Strohertrags bei Kichererbsen (Tabelle 1). Im Allgemeinen war der Kichererbsenkorn- und Strohertrag im Zeitraum 2019–2020 vergleichsweise höher als im Zeitraum 2020–2021, was auf die gleichmäßige Niederschlagsverteilung im Zeitraum 2019–2020 im Vergleich zu 2020–2021 zurückzuführen ist (Abb. 6). Im Zeitraum 2019–2020 bzw. 2020–2021 wurden bei der Kombination von CAc mit dem PCMCS-System im Vergleich zu anderen Kombinationen signifikant höhere Korn- (1,23; 0,74 t ha-1) und Stroherträge (3,6; 2,06 t ha-1) Kichererbsen verzeichnet. Die CAc-Praxis führte in unserer Studie im Vergleich zu ConvTill unter PCCS, PCFCS und PCMCS zu einer durchschnittlichen Steigerung des Getreideertrags um ca. 27, 23,5 bzw. 28,5 % und einer durchschnittlichen Steigerung des Strohertrags um ca. 48,5, 47,5 bzw. 56 %. Auch hier erzielte das konventionell bestellte PCFCS-System im Vergleich zu anderen Anbausystemen den geringsten Getreide- und Stoverertrag. Da die Rückstandsrückhaltung auf CA-Parzellen die Verdunstungsverluste sehr wirksam reduzierte und mehr Bodenfeuchtigkeit konservierte, führte dies zu einem besseren Pflanzenwachstum und Ertrag im Vergleich zu ConvTill-Parzellen13,14. Darüber hinaus handelt es sich bei Kichererbsen um eine tiefwurzelnde Kulturpflanze, die die unter CA-Parzellen konservierte Bodenfeuchtigkeit effizient nutzt, um höhere Erträge zu erzielen4,32. In den Jahren 2019–2020 (R2 = 0,96) und 2020–2021 (R2 = 0,77) bestand eine signifikant positive und starke Korrelation zwischen der Kichererbsenproduktivität und der Schotenpflanze-1 (Abb. 3). Die allgemeine Verbesserung des Kichererbsenertrags unter CA-Parzellen (CAc und CAp) könnte auf die entscheidende Rolle von Ernterückständen bei mehreren physiologischen, biochemischen, chemischen und physikalischen Prozessen zurückgeführt werden15,16,17,23,24,33.

Korrelation zwischen Kichererbsen-Körnerertrag und Schotenpflanze-1 unter verschiedenen Anbausystemen für 2 Jahre, d. h. 2019–2020 und 2020–21.

Die experimentellen Ergebnisse zeigten, dass beide CA-Praktiken (CAc und CAp) die gesamte NPK-Aufnahme (Getreide + Stover) in Kichererbsen im Vergleich zur konventionellen Bodenbearbeitung verbesserten (Tabelle 2). Unter CAc_PCMCS wurden im Zeitraum 2019–2020 deutlich (p < 0,05) höhere Gesamt-N- (73,3 l; 43 kg ha-1), P- (7,5; 4,3 kg ha-1) und K-Aufnahmen (53,3; 30,2 kg ha-1) erzielt und 2020–2021. Eine größere Bioverfügbarkeit der Nährstoffe aufgrund optimaler Feuchtigkeitsbedingungen in CA-Parzellen könnte der Hauptfaktor für solche Beobachtungen sein34. Eine höhere NPK-Aufnahme kann unter CAc aufgrund verbesserter physikalisch-chemischer und biologischer Eigenschaften des Bodens auch zu höheren Erträgen führen9,10. Die geringste NPK-Aufnahme wurde bei ConvTill_PCFCS verzeichnet, was auf das schlechte Pflanzenwachstum und die Biomasseproduktion in ConvTill-Parzellen im Vergleich zu CAc18,19,35 zurückzuführen ist. Eine höhere NPK-Aufnahme unter PCMCS kann auch auf die Einbeziehung von zwei Hülsenfrüchten (Kichererbse und Mungobohnen) in das System zurückzuführen sein, was die Biofruchtbarkeit des Bodens im Vergleich zu den Systemen PCCS und PCFCS erheblich verbesserte4.

Bodenbearbeitungspraktiken und Systemintensivierung hatten einen signifikanten (p < 0,05) Einfluss auf die Bioanreicherung von Mikronährstoffen (Zn, Fe) in Kichererbsenkörnern und Stroh (Tabelle 3). Unter den Bodenbearbeitungsmethoden wurde mit CAc und CAp, gefolgt von ConvTill, der signifikant (p < 0,05) höchste Mikronährstoffgehalt in Kichererbsenkörnern und Stroh erzielt. Der Fe- und Zn-Gehalt stieg um ~ 2,5 bzw. 1,56; und 8,3 und 10,1 % in Kichererbsenkörnern; und 3,4 und 3,8; und 3,7 bzw. 6,2 % im Stroh im Zeitraum 2019–2020 bzw. 2020–2021 gegenüber ConvTill. Die Verbesserung des Mikronährstoffgehalts unter CAc kann auf eine erhöhte mikrobielle Aktivität und eine synchrone Nährstofffreisetzung während des SOM-Zersetzungsprozesses der Ernterückstände zurückgeführt werden16,24,36,37. Ebenso wurde unter PCMCS der höchste Mikronährstoffgehalt (Zn, Fe) in Kichererbsenkörnern und Stroh beobachtet, was auf eine höhere Nährstoffaufnahme und Biomasseproduktivität unter dem Einfluss von zwei Hülsenfrüchten, nämlich Kichererbse und Mungobohnen, zurückzuführen ist4. Unter verschiedenen Anbausystemen wurde eine signifikante Verbesserung der Mikronährstoffe (2-Jahres-Durchschnitt) mit 1,60 und 1,80 (Fe) festgestellt; 3,9 und 3,5 (Zn) mg kg−1 in Getreide und Stover in PCCS bzw. PCMCS gegenüber PCFCS. In Hülsenfrüchte eingebettete Systeme fixierten bei ausreichender Biomassezugabe mehr N und hatten ein enges C: N-Verhältnis18,19; Dadurch wird der Abbau der Biomasse beschleunigt und eine stärkere C-Sequestrierung im Vergleich zu einer stärkeren Aufnahme von Mikronährstoffen erzielt4,27. Die resultierende SOM könnte auch bei der Synthese organischer Säuren in der Rhizosphäre geholfen haben27, die wiederum als Mikronährstoffchelate fungierten und die Translokation und Remobilisierung von Mikronährstoffen beeinflussten37,38.

Verschiedene Behandlungskombinationen verbesserten den relativen Wassergehalt (RWC) in vollständig ausgebreiteten Kichererbsenblättern zum Zeitpunkt der Blüte signifikant (p < 0,05) (Abb. 4). Der höchste RWC (86,3 %) wurde unter CAc im PCMCS-System erreicht. Diese Behandlungskombination verbesserte den RWC um ~ 20,76 % gegenüber dem ConvTill_PCFCS-System. Der verbesserte RWC unter CAc war eine Folge der höheren Feuchtigkeitsretention und des vergleichsweise geringeren Feuchtigkeitsstresses in Parzellen mit zurückgehaltenem CAc9,10. Da der Eingriff von Leguminosen in die Kultursequenzen die Wasserhaltekapazität aufgrund einer besseren physikalischen und biologischen rhizosphärischen Umgebung erhöht, führt dies zu günstigen Pflanzen-Boden-Wasser-Beziehungen mit höherem RWC18,21,25.

Einfluss von Bodenbearbeitungspraktiken und Anbausystemen auf den relativen Wassergehalt (RWC) in Kichererbsenblättern (gepoolter Mittelwert über 2 Jahre). Vertikale Balken geben den LSD bei p = 0,05 an. [Anmerkung: PCCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Anbausystem; PCFCS = Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem; PCMCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem; CAc = Vollständig konservierende Landwirtschaft mit Rückstandsrückhaltung; CAp = Teilkonservierende Landwirtschaft ohne Rückstände; ConvTill = Konventionelle Bodenbearbeitung].

Verschiedene Behandlungskombinationen aus Bodenbearbeitungs- und Anbausystemen wirkten sich in monatlichen Abständen während beider Kichererbsen-Wachstumsperioden deutlich auf den Bodenfeuchtigkeitsgehalt (0–15 cm Bodenprofil) aus (Abb. 5). Die Unterschiede im Bodenfeuchtigkeitsgehalt waren während der Ernteperiode 2019–20 relativ geringer, da die Ernte 336,7 mm Niederschlag erhielt, im Vergleich zum zweiten Jahr, als die Niederschlagsmenge in der Wintersaison lediglich 73,7 mm betrug. Der maximale Bodenfeuchtigkeitsgehalt wurde in konservierenden landwirtschaftlichen Systemen, insbesondere in CAc-Parzellen, aufgezeichnet. Unter ConvTill-Behandlungen hingegen blieb die Bodenfeuchtigkeit am niedrigsten. Die geringeren Feuchtigkeitsverluste aufgrund der geringeren Verdunstung und der größeren Feuchtigkeitsspeicherung bei Parzellen mit Ernterückständen könnten zu einer besseren Feuchtigkeitsverfügbarkeit unter CA-Systemen geführt haben2,10. Ebenso könnte die Hülsenfruchtkomponente in PCMCS bei verschiedenen Bodenbearbeitungssystemen die Wasserhaltekapazität aufgrund einer besseren physikalischen und biologischen Rhizosphärenumgebung verbessert haben, was zu einem höheren Feuchtigkeitsgehalt im Bodenprofil geführt hätte18,21.

Bodenfeuchtigkeitsgehalt in monatlichen Abständen während der Kichererbsenanbauperiode im 0–15-cm-Bodenprofil entsprechend dem Jahr (A) 2019–20 und (B) 2020–21. [Anmerkung: PCCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Anbausystem; PCFCS = Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem; PCMCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem; CAc = Vollständig konservierende Landwirtschaft mit Rückstandsrückhaltung; CAp = Teilkonservierende Landwirtschaft ohne Rückstände; ConvTill = Konventionelle Bodenbearbeitung].

Bodenbearbeitungspraktiken und Systemintensivierung hatten einen signifikanten (p < 0,05) Einfluss auf die biochemischen Eigenschaften im Hinblick auf die Fähigkeit der Kichererbse, Feuchtigkeitsstress zu tolerieren (Abb. 6), mit Ausnahme der Aktivität von Ascorbatperoxidase (APX) und Katalase (CAT). Die Behandlungen CAc_PCMCS (22,9 %), eine Kombination aus vollständigem CA und einem doppelt in Hülsenfrüchte eingebetteten Anbausystem, wiesen den höchsten Getreideproteingehalt auf (Abb. 6A), mit einem etwa 3,6 % höheren Proteingehalt im Vergleich zu ConvTill_PCCS. Ein höherer N-Gehalt in Kichererbsen unter CAc_PCMCS kann auf eine erhöhte N-Bioverfügbarkeit im Boden aufgrund der doppelten Einbeziehung von Hülsenfrüchten zurückgeführt werden1,4,18. Eine höhere Zersetzungsrate von Ernterückständen im CAc-System könnte auch die N-Aufnahme und den Proteingehalt in den Pflanzen verbessert haben18,39. Der Getreideproteingehalt war in ConvTill_PCFCS am geringsten, was auf die umfassende N-Entfernung durch zwei Getreidekomponenten im System zurückzuführen ist9,10. Es wurde festgestellt, dass der Prolingehalt in umgekehrtem Zusammenhang mit RWC steht. Die Maxima des Prolingehalts (9,5 μmol g-1 FW) wurden unter ConvTill_PCFCS erhalten (Abb. 6B). Diese Behandlungskombination blieb auf Augenhöhe mit ConvTill_PCCS (7,98 μmol g-1 FW) und ConvTill_PCMCS (6,84 μmol g-1 FW) und CAp_PCFCS (7,15 μmol g-1 FW). Der geringste Prolingehalt wurde in CAc_PCMCS und CAc_PCCS festgestellt. Der verringerte Prolinspiegel in Kichererbsenblättern in CAc könnte auf die erhöhte Feuchtigkeitsspeicherung unter Ernterückständen zurückzuführen sein, die zu einem geringen Feuchtigkeitsstress der Pflanzen führte25,40. In ähnlicher Weise zeigten Kichererbsenpflanzen, die mit CA-Praktiken in PCMCS gezüchtet wurden, deutlich höhere biochemische Eigenschaften wie Superoxiddismutase (SOD)-Aktivität (28,9 Ug−1 FW−1) und Glutathionreduktase (GR)-Aktivität (0,63 U mg−1 Protein−1 min−). 1), die um ca. 11 bzw. 30 % höher waren als bei ConvTill_PCCS (Abb. 6C, D). Bei den CAT- und APX-Aktivitäten unter CAc wurde ein statistisch nicht signifikanter Anstieg festgestellt (Abb. 6E, F). Geringstes Prolin und höhere Werte der SOD-, GR-, CAT- und APX-Aktivität bei Kichererbsen unter CAc weisen auf die Fähigkeit des CA-Managements zur Feuchtigkeitsstresstoleranz in der aktuellen Studie hin2,18. Aus verschiedenen Studien geht hervor, dass Feuchtigkeits- oder Trockenstress oxidativen Stress verursacht, indem sie die stomatale Leitfähigkeit in den Pflanzen verringern, was den CO2-Einstrom in die Blätter begrenzt40. Daher kommt es zu einer Verringerung des blattinternen CO2, was zur Bildung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) hauptsächlich in Pflanzenzellen, Mitochondrien, Chloroplasten und Peroxisomen führt41. In unserer Studie kam es unter CAc zu einer höheren Produktion von SOD-, GR-, CAT- und APX-Aktivität bei Kichererbsen. Da eine höhere ROS-Produktion schädliche Auswirkungen auf Pflanzenzellen hat; das pflanzliche Abwehrsystem wird gegen ROS42 aktiv; und setzt nicht-enzymatische Antioxidantien (Prolin) und antioxidative Enzyme (wie CAT, SOD) sowie Enzyme des Ascorbat-Glutathion-Zyklus (AsA-GSH) (wie GR und APX) zur Entgiftung von ROS und zum Schutz der Pflanzenzellen frei40,41,42,43. Dies weist darauf hin, dass erhöhte SOD-, GR-, CAT- und APX-Aktivitäten unter CAc die Fähigkeit zur Toleranz gegenüber Trockenstress bei Kichererbsenpflanzen in halbtrockenen Umgebungen induzieren.

Einfluss von Bodenbearbeitungspraktiken und Anbausystemen auf die biochemischen Eigenschaften von Kichererbsen (gepoolter Mittelwert über 2 Jahre), (A) Proteingehalt; (B) Prolingehalt; (C) Superoxiddismutase (SOD); (D) Ascorbatperoxidase (APX); (E) Katalase (CAT) und (F) Glutathionreduktase (GR). Vertikale Balken geben den LSD bei p = 0,05 an. [Anmerkung: PCCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Anbausystem; PCFCS = Perlhirse-Kichererbsen-Futter-Perlhirse-Anbausystem; PCMCS = Pearlmillet-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem; CAc = Vollständig konservierende Landwirtschaft mit Rückstandsrückhaltung; CAp = Teilkonservierende Landwirtschaft ohne Rückstände; ConvTill = Konventionelle Bodenbearbeitung; Vertikale Balken geben den LSD bei p = 0,05 an.

In der aktuellen Studie lagen die CO2- und N2O-Emissionen bei verschiedenen Bodenbearbeitungsverfahren zwischen 1757 und 2246 kg ha-1 bzw. 332–345 kg ha-1 (Tabelle 4). Das CAc-System emittierte relativ viel CO2, gefolgt von CAp und ConvTill. In Bezug auf die CO2-Emissionen blieben CAP und ConvTill statistisch gesehen gleichauf. Im Gegensatz zu CO2 war die N2O-Emission unter ConvTill am größten und in CAc-Plots am niedrigsten; Allerdings waren die Netto-THG-Emissionen unter CAc im Vergleich zu ConvTill am geringsten. Ebenso führte die Systemintensivierung (PCMCS und PCFCS) zu einem leichten Anstieg der CO2-Emissionen, die beide statistisch gesehen gleich blieben. Intensiver Anbau (PCMCS/PCFCS) hatte keinen Einfluss auf die N2O-Emissionen, da sich alle Anbausysteme statistisch ähnlich verhielten. Die Nullbodenbearbeitung mit Rückstandsrückhaltung in intensiven Anbausystemen erhöhte die Verfügbarkeit von organischem Kohlenstoff, was möglicherweise zu einer verbesserten Bodenatmung und CO2-Freisetzung geführt hat44,45. Das Vorhandensein einer Rückstandsabdeckung verringert die N2O-Emissionen46, und daher wurde in den CA-Systemen ein etwas geringerer N2O-Fluss beobachtet47.

In einer aktuellen Studie kann die dreifache, auf der Nullsaat basierende Systemintensivierung in Verbindung mit der Rückstandsretention (CAc) den Kichererbsenkornertrag im Vergleich zu herkömmlichen Bodenbearbeitungssystemen (ConvTill) in feuchtigkeitsarmen semiariden Ökologien um ~ 25 % steigern. Ebenso verbesserte das doppelt an Hülsenfrüchte gebundene Dreifachanbausystem, d. h. das Perlhirse-Kichererbsen-Mungbohnen-Anbausystem (PCMCS), unter CAc den relativen Blattwassergehalt (~ 21 %), die gesamte NPK-Aufnahme, den Proteingehalt und die Mikronährstoff-Biofortifizierung (Fe, Zn) erheblich. Bodenmikrobenpopulation und Bodenenzymaktivitäten im Vergleich zu ConvTill. Die Bioanreicherung von Mikronährstoffen (Fe, Zn) in Kichererbsenkörnern folgte dem Trend von CAc > Cap > ConvTill. Die N2O-Emissionen blieben bei verschiedenen Anbausystemen unverändert. Interessanterweise reduzierte das CAc-Management die N2O-Flüsse, führte jedoch zu etwas höheren CO2-Emissionen, wodurch jedoch die Netto-THG-Emissionen gesenkt wurden. Dreifache Anbausysteme und das CA-Management beeinflussten die biochemischen Pflanzeneinheiten in Kichererbsen erheblich, nämlich. Prolingehalt, Superoxiddismutase, Ascorbatperoxidase, Katalase und Glutathionreduktase. Geringste Prolin- und höhere Werte der Superoxiddismutase-, Glutathionreduktase-, Katalase- und Ascorbatperoxidase-Aktivität in Kichererbsen unter CAc weisen auf die Fähigkeit des CA-Managements zur Feuchtigkeitsstresstoleranz in semiariden Ökologien hin. Insgesamt kann die Systemintensivierung des Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystems durch Mungbohnen (PCMCS) in Verbindung mit dreifacher Null-Bodenbearbeitung und Rückstandsretention (CAc) die Kichererbsenproduktivität, die Bioanreicherung von Mikronährstoffen, die Toleranz gegenüber Feuchtigkeitsstress und die Bodengesundheit verbessern Treibhausgasemissionen unter vorherrschenden semiariden Bedingungen in Südasien. Allerdings müssen die Kleinbauern bei der Einführung von CAc oder CAp immer noch ein Gleichgewicht wahren, wenn die Viehzucht gleichermaßen um Qualitätsfutter konkurriert.

Das vorliegende Experiment wurde in den Jahren 2019–2020 und 2020–2021 auf der Forschungsfarm des ICAR – Indian Agricultural Research Institute, Neu-Delhi [Breitengrad 28°4′N; Längengrad 77°12′E; Höhe 228,6 m]. In der Region herrscht ein halbtrockenes Klima mit strengen Wintern und heißen, trockenen Sommern. Fast 70–80 % des jährlichen Niederschlags (~ 652 mm) fallen im Zeitraum Juli–September, der Rest beträgt 20–30 % im Zeitraum Oktober bis Mai2. Der Gesamtniederschlag während der Kichererbsen-Anbausaison betrug 336,7 mm (2019–2020) und 73,7 mm (2020–2021) (Abb. 7). Der Boden des Experiments hatte eine sandige Lehmstruktur (Inceptisol), eine leicht alkalische Reaktion, wenig organischen Bodenkohlenstoff (SOC) und verfügbaren N und einen mittleren Gehalt an verfügbarem P und verfügbarem K. Detaillierte anfängliche physikalisch-chemische Eigenschaften des Versuchsbodens sind in Tabelle 5 aufgeführt.

Meteorologische Daten von Neu-Delhi, Indien, für die Kichererbsen-Anbausaison (Rabi-Saison) entsprechend dem Jahr (A) 2019–20 und (B) 2020–21. [Hinweis: Tmax. = Maximale Temperatur; Tmin. = Mindesttemperatur; RH = Relative Luftfeuchtigkeit; RF = Niederschlag; SS = Sonnenscheinstunden; EVP = Pfannenverdunstung, WS = Windgeschwindigkeit].

Das Experiment wurde in einem Split-Plot-Design mit drei Wiederholungen angelegt. Auf den Hauptparzellen wurden Bodenbearbeitungs- und Rückstandsmanagementpraktiken angewendet, während auf den Unterparzellen verschiedene Anbausysteme eingesetzt wurden (Tabelle 6). Die Kichererbsensorte „Pusa-1103“ wurde in beiden Jahren in der 2. Oktoberwoche mit einem Reihenabstand von 45 cm und 80 kg Saatgut pro Hektar ausgesät. Lückenfüll- und Ausdünnungsarbeiten wurden innerhalb von 20 Tagen nach der Aussaat durchgeführt. Die Ernte wurde mit 20 kg N + 40 kg P2O5 + 40 kg K2O pro ha gedüngt. Pflanzennährstoffe; N, P und K wurden durch Harnstoff (46 % N), einzelnes Superphosphat (16 % P2O5) bzw. Kalisalz (60 % K2O) aufgebracht. Die gesamte Menge an NPK-Düngern wurde basal bei der Aussaat der Kichererbsen ausgebracht. Alle Pflanzen, einschließlich Kichererbsen, wurden vollständig unter Regenbedingungen auf konservierter Bodenfeuchtigkeit angebaut. Um Unkräuter zu bekämpfen, wurde Pendimethalin vor dem Auflaufen mit 0,75 kg Ai ha-1 in 400 l ha-1 Sprühlösung aufgetragen. Auf CA-Parzellen wurden nach der Ernte der Vorfrucht 0,75 kg Ai ha-1 Paraquat mit 400 l Wasser ha-1 als Sprühlösung ausgebracht. Alle Pflanzen wurden mit Ausnahme der jeweiligen Behandlungspläne51,56 unter Anwendung von Standardpraktiken angebaut.

Aktuelle Experimente wurden in einem Langzeitexperiment durchgeführt. Unmittelbar nach Abschluss der zweijährigen Fruchtfolge des in den Jahren 2019–2020 und 2020–2021 durchgeführten Experiments, d. h. im 3. und 4. Jahr des Langzeitexperiments, wurden frische und feuchte Bodenproben aus einer Tiefe von 0 bis 15 cm entnommen. Diese Proben wurden dann zur mikrobiellen Analyse ins Labor überführt. Die gesamte Bakterienpopulation wurde mithilfe der Pour-Plating-Methode57 gezählt, bei der die Proben drei Tage lang bei 32 °C auf Nähragarmedium inkubiert wurden. Die Gesamtzahl der Pilze wurde nach 5-tägiger Inkubation der Pilzkulturplatte bei 30 °C auf Bengalrosa-Agarmedium, ergänzt mit Streptomycin (30 µg ml−1), gezählt58. Ebenso wurde die Gesamtzählung der Actinomyceten unter Verwendung von Actinomyceten-Isolierungsagar (AIA)-Platten mit 50 mg ml-1 Nalidixinsäure59 durchgeführt, wobei die AIA-Platten 7 Tage lang bei 28 °C inkubiert wurden. Die Ergebnisse der dreifachen Messungen wurden als KBE g−1 trockener Boden dargestellt. Die enzymatischen Aktivitäten der sauren und alkalischen Phosphatase im Boden wurden unter Verwendung von 16 mM para (p)-Nitrophenylphosphat als Substrat60 bestimmt und als μmol p-Nitrophenol g−1 h−1 angegeben. Ebenso wurde die Glucosidase-Aktivität unter Verwendung von 25 mM p-Nitrophenol-β-D-glucopyranosid als Substrat61 geschätzt und als μmol p-Nitrophenol g−1 h−1 ausgedrückt. Die Dehydrogenaseaktivität wurde durch die Reduktionsrate von Triphenyltetrazoliumchlorid zu Triphenylformazan51 bestimmt und in μg TPF g−1 24 h−1 ausgedrückt. Die mikrobielle Aktivität des Bodens, ausgedrückt als FDA-Hydrolyse, wurde nach der von Green et al.62 entwickelten Methode bestimmt.

Die Schoten Pflanze-1 wurden von 10 zufällig ausgewählten Kichererbsenpflanzen gezählt und daraus der Durchschnitt gebildet. Der Getreideertrag wurde (bei 14 % Feuchtigkeitsgehalt) anhand der Nettoparzellenfläche erfasst und in t ha-1 gemäß der Methodik von Rana et al.51 ausgedrückt.

Kichererbsenpflanzenproben (Getreide und Stroh) wurden nach der Ernte in beiden Jahren (2019–20 und 2020–21) gesammelt und anschließend 72 Stunden lang bei 60 ± 2 °C im Ofen getrocknet. Anschließend wurden die Proben in einer mit Edelstahlteilen ausgestatteten Willey-Mühle gemahlen und durch ein 1-mm-Sieb gegeben. Die Stickstoffkonzentrationen in diesen Proben wurden mit der Micro-Kjeldahl-Methode55 geschätzt und die Gesamt-P- und -K-Werte wurden mithilfe eines Schwefel-Salpeter-Perchlorsäure-Aufschlusses51 bestimmt. Die Nährstoffaufnahme wurde durch Multiplikation der jeweiligen Nährstoffkonzentrationen mit dem Getreide- und Strohertrag berechnet und in kg ha-1 ausgedrückt. Der Mikronährstoffgehalt (Fe, Zn) in Getreide und Stroh wurde durch eine Disäure-Aufschlussmethode unter Verwendung der Atomabsorptionsspektrophotometrie51 bestimmt.

Der relative Wassergehalt (RWC) des Kichererbsenblatts wurde anhand des ersten vollständig ausgebreiteten oberen Blatts der Pflanze im Blütestadium bestimmt. Das Frischgewicht der Blätter wurde sofort aufgezeichnet und dann wurde das Blatt mindestens 4 Stunden lang in destilliertem Wasser bei 40 °C im Dunkeln inkubiert, abgetupft und getrocknet und sein Prallgewicht wurde gemessen. Abschließend wurde das Trockengewicht nach 48-stündiger Trocknung bei 80 °C im Ofen bestimmt. Der RWC wurde mit der folgenden Formel63 berechnet:

Dabei ist Fw das Frischgewicht, Dw das Trockengewicht und Tw das Prallgewicht.

Der Bodenfeuchtigkeitsgehalt wurde in monatlichen Abständen während der Kichererbsenanbauperiode von 0 bis 15 cm Bodenprofil in beiden Untersuchungsjahren, d. h. 2019–20 und 2020–21, unter Verwendung von Standardverfahren bestimmt51.

Protein-, Prolingehalt-, Superoxiddismutase-, Ascorbatperoxidase-, Katalase- und Glutathionreduktase-Aktivitäten wurden aus Kichererbsenpflanzenproben im Blütestadium unter Verwendung der Standardmethode von Lowry et al.64, Bates et al.65, Beauchamp und Fridovich66, Nakano und Asada67, Aebi68 bestimmt bzw. Foyer et al.69.

Der Fluss von Treibhausgasen (THGs), d. h. CO2 und N2O, wurde während beider Kichererbsen-Anbauperioden (Oktober bis März) unter Verwendung der statischen Kammermethode70,71 und für ununterbrochene 7 Tage nach Düngung und Niederschlag gemessen. Für die Probenahme von Gasen wurden Acrylkammern mit einer Größe von 15 cm × 15 cm × 100 cm verwendet, die mit einem Thermometer, einem batteriebetriebenen Ventilator und Gummisepten auf der Oberseite ausgestattet waren. Die Proben wurden einmal pro Woche zwischen 9 und 11 Uhr mit einer 20-ml-Spritze mit 3-Wege-Hahn 0, 30 und 60 Minuten nach dem Schließen der Kammer entnommen. Für jede Behandlung wurde die Probenahme in dreifacher Ausfertigung durchgeführt. Die CO2- und N2O-Konzentrationen in der gesammelten Probe wurden mit einem Gaschromatographen (GC: Hewlett Packard 5890)70 analysiert, der über eine Edelstahlsäule verfügt, die mit einem Flammenionisations- und Elektroneneinfangdetektor ausgestattet ist. Die kumulative Menge der CO2- und N2O-Emissionen wurde durch lineare Interpolation zweier benachbarter Messintervalle an den Probenahmetagen ermittelt, wobei davon ausgegangen wurde, dass die Treibhausgasemissionen in den Zeiträumen, in denen keine Proben entnommen wurden, einem linearen Trend folgten72,73.

Die Emissionen von CO2 und N2O aus dem Boden wurden nach folgender Gleichung berechnet:

Dabei ist F der CO2/N2O-Fluss, ρ die Gasdichte, \(V\) das Volumen der geschlossenen Kammer (m3), \(A\) die Oberfläche der geschlossenen Kammer (m2), \( \frac{\mathrm{\Delta c}}{\mathrm{\Delta t}}\) stellt die Anstiegsrate der CO2/N2O-Gaskonzentration in der Kammer dar (mg/μg m−3 h−1) und T ( absolute Temperatur) wird als 273 + mittlere Temperatur (°C) der Kammer berechnet. Der gesamte CO2/N2O-Fluss für die gesamte Kultivierungsperiode wurde durch lineare Interpolation unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet: 74:

Dabei ist \({R}_{i}\) der CO2/N2O-Emissionsfluss (gm−2 d−1) im i-ten Abtastintervall, \({D}_{i}\) die Anzahl der Tage in das i-te Abtastintervall und n ist die Anzahl der Abtastintervalle.

Die mit jedem Parameter verbundenen Daten wurden gemäß dem Verfahren der Varianzanalyse (ANOVA) analysiert, um Behandlungseffekte durch Tukeys ehrlich signifikanten Differenztest als Post-hoc-Mittelwerttrennungstest (p < 0,05) unter Verwendung der SAS 9.1-Software (SAS Institute, Cary, NC). Tukeys Verfahren wurde verwendet, wenn die ANOVA als signifikant befunden wurde.

Es wird festgestellt, dass die aktuelle experimentelle Forschung an den Pflanzen den relevanten institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien und Gesetzen entspricht. Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass für die Entnahme von Pflanzenproben soweit erforderlich die entsprechenden Genehmigungen eingeholt wurden. Es wird außerdem erklärt, dass die Autoren die „IUCN Policy Statement on Research Involving Species at Risk of Extinction“ und das „Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora“ einhalten.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

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Die Autoren danken dem ICAR – Indian Agricultural Research Institute, Neu-Delhi, für die Bereitstellung der notwendigen Einrichtungen während der Durchführung der Studie, um diese wertvolle Veröffentlichung herauszubringen.

ICAR-Indian Agricultural Research Institute, Neu-Delhi, 110012, Indien

Ram Swaroop Bana, Mukhtar Ahmad Faiz, Seema Sangwan, Anil K. Choudhary, Shanti D. Bamboriya und Ravi Chandrabhan Nirmal

Afghanistan National Agricultural Sciences and Technology University (ANASTU), Kandahar, Afghanistan

Mukhtar Ahmad Faiz

ICAR-Zentrales Kartoffelforschungsinstitut, Shimla, Himachal Pradesh, 171001, Indien

Anil K. Choudhary

ICAR-Indian Institute of Maize Research, Ludhiana, Punjab, 141004, Indien

Shanti D. Bamboriya

ICAR-Indian Agricultural Statistics Research Institute, Neu-Delhi, 110012, Indien

Samarth Godara

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RSB und AKC konzipierten, gestalteten und führten die Forschungsstudie durch, führten biochemische Analysen durch und verfassten, überprüften und redigierten das Manuskript. MAF führte die Forschungsstudie durch und führte eine Bodenanalyse durch. SS führte eine mikrobielle Analyse durch und schrieb, überprüfte und redigierte das Manuskript. SDB, SG und RCN haben die Daten zusammengestellt, Abbildungen und Tabellen vorbereitet, bearbeitet und die Ergebnisse validiert.

Korrespondenz mit Mukhtar Ahmad Faiz oder Anil K. Choudhary.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Bana, RS, Faiz, MA, Sangwan, S. et al. Dreifach-Null-Bodenbearbeitung und Systemintensivierung führen bei Kichererbsen in einem Perlhirse-Kichererbsen-Anbausystem mit halbtrockenem Klima zu einer gesteigerten Produktivität, Mikronährstoff-Bioanreicherung und Feuchtigkeitsstresstoleranz. Sci Rep 13, 10226 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36044-0

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Eingegangen: 18. Januar 2023

Angenommen: 28. Mai 2023

Veröffentlicht: 23. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36044-0

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