Опубликовано 05.05 15:00

Экологичные удобрения для вигны: как повысить урожай, доход и здоровье почвы в Северо-Западных Гималаях

Выращивание вигны (Vigna unguiculata L. [Walp.]) сталкивается с множеством проблем, таких как неоптимальная продуктивность, снижение доходов и плохое состояние почвы при использовании традиционных систем удобрения. Поэтому настоящее полевое исследование было проведено на опытной ферме кафедры агрономии CSKHPKV, Паланпур, в сезон дождей 2019 года с целью оценить восемь комбинаций органического земледелия и натурального земледелия с нулевым бюджетом (NF).

Настоящее полевое исследование было проведено на опытной ферме кафедры агрономии CSKHPKV, Паланпур, в сезон дождей 2019 года с целью оценить восемь комбинаций органического земледелия и натурального земледелия с нулевым бюджетом (NF), а именно: Биджамрита (100 мл кг⁻¹ семян) + Дживамрита (187,5 л га⁻¹); Биджамрита (100 мл кг⁻¹ семян) + ГханаДживамрита (250 кг га⁻¹); Биджамрита (100 мл кг⁻¹ семян) + Дживамрита (187,5 л га⁻¹) + ГханаДживамрита (250 кг га⁻¹); навоз (FYM) 10 Мг га⁻¹; навоз (10 Мг га⁻¹) + ГханаДживамрита (250 кг га⁻¹); биоудобрения (PSB и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + навоз (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); биоудобрения (PSB и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); абсолютный (необработанный) контроль; в рандомизированной полной блочной схеме с тремя повторениями для оценки их влияния на продуктивность, рентабельность и энергетические показатели вигны.

Результаты исследования показали, что совместное применение навоза (10 Мг га⁻¹) и ГханаДживамрита (250 кг га⁻¹) обеспечило значительно более высокую урожайность зерна (1070,5 кг га⁻¹), чистый экономический доход (766,61 долл. США га⁻¹), чистый прирост энергии (78 230 МДж га⁻¹), а также значительно улучшило микробную биомассу углерода в почве (133,92 мг г⁻¹ почвы), азота (27,40 мг г⁻¹ почвы), активность уреазы (52,20 мг г⁻¹ мочевины почвы в час) и дегидрогеназы (5,21 мг г⁻¹ ТФФ почвы в час). Улучшенные биологические свойства почвы в настоящем исследовании, вероятно, стали причиной значительного увеличения урожайности и рентабельности вигны. Таким образом, модуль совместного применения навоза (10 Мг га⁻¹) и ГханаДживамрита (250 кг га⁻¹) может быть рекомендован для повышения продуктивности и рентабельности возделывания вигны в агроэкологических условиях Северо-Западных Гималаев. Данное исследование дает ценные рекомендации для стратегий использования органических удобрений в регионах, сталкивающихся с аналогичными проблемами.

Вигна (Vigna unguiculata L. [Walp.]) занимает важное место как ценная зернобобовая культура семейства Fabaceae, возделываемая во всем мире, с особым доминированием в Африке и Азии, где она служит prominent источником белка в вегетарианском рационе человека (Duraipandian и др., 2022). Вигна возделывается в глобальных масштабах на площади 15,19 млн гектаров с расчетным объемом производства 9,77 млн тонн и биомассой продуктивности approximately 6 435 кг га⁻¹ (FAOSTAT, 2024). Сырая вигна является богатым источником белка (23,8%), общего пищевого волокна (10,7%), углеводов (59,6%) и витамина B3 (2,08 ppm) (Министерство сельского хозяйства США (USDA), 2024). Среди минеральных элементов вигна служит substantial источником кальция (85 мг), магния (333 мг) и фосфора (438 мг) в рационе человека и животных (Министерство сельского хозяйства США (USDA), 2024). Помимо действия в качестве улучшителя качества в рационе человека, вигна может фиксировать significant количества атмосферного азота (337 кг азота га⁻¹) и поставлять substantial количество пищи почвенным микробам в качестве органического вещества и, таким образом, помогает улучшать качество почвы (Yahaya, 2019; Mndzebele и др., 2020).

Полевые исследования категорически показали вредное воздействие неорганических удобрений на качество почвы (Mandal и др., 2020; Tripathi и др., 2020; Pahalvi и др., 2021), что требует устойчивых подходов к интенсификации производства вигны. В контексте устойчивого ведения сельского хозяйства включение органических ресурсов в качестве альтернативы химическому земледелию представляет собой надежную позицию для улучшения качества почвы при одновременном повышении продуктивности сельскохозяйственных культур. Это охватывает множество производных составов на основе навоза животных, мочи, сидеральных культур, биоудобрений и т.д. В последнее время наблюдается заметный рост глобального интереса в отношении органических и натуральных ресурсов и их влияния на продуктивность сельскохозяйственных культур и качество почвы, в частности в случае таких мелких зернобобовых культур, как вигна (Ulzen и др., 2020; Adegbite и др., 2021; Hossain and Sarkar, 2021; Dhunagana и др., 2022). Включение органических ресурсов продемонстрировало значительное положительное влияние на выращивание вигны по результатам полевых исследований, проведенных в различных агроэкологических условиях. Например, полевое исследование, проведенное в Восточной Африке, сообщило о 25% приросте урожайности зерна, когда семена вигны были инокулированы с использованием органических ресурсов (Kyei-Boahen и др., 2017). Аналогично, в Бангладеш применение кухонного компоста и бионавоза привело к 2,23- и 5-кратному увеличению урожайности зерна вигны соответственно при сравнении с необработанной культурой (Hossain and Sarkar, 2021). Кроме того, в Непале применение навоза (FYM) повысило урожайность вигны на 70% по сравнению с применением рекомендуемой дозы неорганических удобрений (Dhunagana и др., 2022).

В дополнение к органическому земледелию, натуральное земледелие с нулевым бюджетом (ZBNF) стало новой производственной системой, в частности в Индии. Этот подход в основном полагается на такие ресурсы, как Beejamrita, GhanaJeewamrita и Jeewamrita, подчеркивая экономически эффективные, низкоэнергетические и дружественные к почвенной биологии практики (Duddigan и др., 2022). Термин «нулевой бюджет» не означает выращивание без затрат; однако он подразумевает нулевую зависимость от внешнего финансирования или избегание применения внешних ресурсов (Bharucha и др., 2020). Отличительной чертой системы ZBNF является ее строгая опора на местные виды коров для получения различных ресурсов и использование внутрихозяйственных ресурсов для производства твердых и жидких составов (Sharma и др., 2023). Доступность и экологичность ресурсов на основе ZBNF делают их особенно подходящими для маргинализированных фермеров засушливых земель Индии, где обычные ресурсы могут быть финансово обременительными и менее эффективными из-за плохих почвенных условий (Bharucha и др., 2020; Sharma и др., 2023).

Однако, несмотря на такие потенциальные выгоды, выращивание вигны не получило широкого распространения в Индии, имея всего 0,32 млн гектаров площади под возделыванием, а валовое производство достигло 0,198 млн тонн (Indiastat, 2024). Низкозатратные системы использования ресурсов, такие как органическое земледелие и ZBNF, обладают потенциалом для обслуживания маргинального фермерского сообщества благодаря таким характеристикам, как низкая стоимость, низкая энергоемкость и повышенная продуктивность зернобобовых культур за счет обеспечения substantial уровнями органического вещества. Поставка органического вещества может стимулировать доступность пищи для почвенных микробов и, таким образом, повысить доступность почвенных питательных веществ в активном почвенном пуле и, следовательно, продуктивность сельскохозяйственных культур. Признавая преимущества вигны в северо-западных засушливых землях, в частности для маргинального фермерского сообщества, было крайне важно изучить вигну как потенциальную засухоустойчивую зернобобовую культуру, которая может хорошо служить в севооборотах с зерновыми или как страховую культуру в засушливых экосистемах, особенно при низкозатратном выращивании. Поэтому данное исследование было спланировано и проведено с гипотезой, что органические ресурсы по отдельности или в сочетании с ресурсами на основе ZBNF могут поддерживать продуктивность и рентабельность вигны, особенно в условиях богары, сохраняя при этом здоровье почвы. Цели настоящего исследования состояли в том, чтобы изучить влияние органических источников питательных веществ на основе органического земледелия и системы ZBNF на продуктивность, рентабельность, энергетику и биологию почвы вигны.

2.1 Детали места исследования

Полевое исследование было проведено в сезон дождей 2019 года на исследовательской ферме, принадлежащей кафедре агрономии Сельскохозяйственного университета Чаудхари Сарвана Кумара Химачал-Прадеша (CSKHPKV), Паланпур. Место исследования располагалось на долготе 76°3′ в.д. и широте 32°6′ с.ш. на высоте 1 290,8 м над уровнем моря. Регион места исследования относится к среднегорной субгумидной зоне Химачал-Прадеша в агроклиматическом отношении, характеризующейся мягким летом (март-июнь) и прохладной зимой (октябрь-февраль). Преобладающая текстура почвы была определена как суглинок, состоящий из пылеватых частиц и глины, отнесенный к порядку «Alfisols» с большой группой «Hapludalfs». Исторически поле управлялось в рамках интегрированных систем управления питательными веществами, включающих совместное почвенное применение FYM и химических удобрений для выращивания кукурузы (сезон дождей) и кормового овса (зимний сезон). Предпосевной композитный образец был получен на основе пяти почвенных образцов, отобранных в случайных местах в пределах обозначенной площади поля с глубины почвы 0–15 см с использованием корончатого бура из нержавеющей стали. Впоследствии образец был дополнительно доставлен в лабораторию кафедры для комплексного анализа почвенных биологических свойств. Однако послеуборочные образцы отбирались по вариантам обработки и впоследствии хранились при 4°C до использования для биологического анализа.

2.2 Экспериментальная схема

В эксперименте использовался полудетерминантный сорт Himachal Lobia-2 (C-519), рекомендованный и выпущенный CSKHPKV для систем органического земледелия. Сорт был отобран из гермоплазмы, полученной из IITA Нигерия через IARI, Нью-Дели. Культуры биоудобрений, а именно Rhizobium и фосфатмобилизующие бактерии (PSBs), а также органические ресурсы, такие как навоз (FYM), вермиваш, вермикомпост, GhanaJeewamrita, Jeewamrita и Beejamrita, были приобретены на кафедре органического сельского хозяйства и натурального земледелия CSKHPKV, Паланпур. В эксперименте использовался рандомизированный полный блочный дизайн (RCBD), в котором восемь вариантов обработки были повторены трижды для надежной валидации.

Комбинации обработок были составлены на основе комбинаций органических ресурсов и ресурсов на основе ZBNF, интегрирующих инокуляцию биоудобрениями и органические ресурсы, отдельное применение органических ресурсов и неинокулированный контроль. Комбинации ресурсов были составлены для изучения синергетического влияния органических ресурсов и ресурсов на основе ZBNF на продуктивность сельскохозяйственных культур и экономическую эффективность для выращивания вигны. Таблица 1 далее разъясняет восемь комбинаций обработок. Общий размер экспериментальных делянок составлял 13,23 м² (6,3 м × 2,1 м), где 14 рядов вигны были расположены с шагом 45 см каждый. В эксперименте использовалось рекомендуемое расстояние 45 × 15 см.

Таблица 1 Детали эксперимента.

Используемые метод и сроки применения; Beejamrita: инокуляция семян; Jeewamrita: полив почвы на 21 день, 42 дня и 63 дня после посева (DAS); GhanaJeewamrita: внесение в почву при посеве; FYM: внесение в почву за 15 дней до посева; биоудобрения: инокуляция семян за 1 день до посева; вермикомпост: внесение в почву за 15 дней до посева; вермиваш: полив почвы на 15 DAS, 30 DAS и 45 DAS (в соотношении 1:10).

Используемые единицы измерения: мл, миллилитр; кг, килограмм; л, литр; га, гектар; Мг, мегаграмм; г, грамм.

Перед началом полевого исследования почва была кислой по реакции с pH 5,38 и содержанием органического углерода 0,64%, тогда как содержание доступного азота, фосфора и калия составляло 172,30 кг/га, 21,03 кг/га и 248,40 кг/га соответственно. Земля была вспахана с использованием мотокультиватора с последующим ручным выравниванием и планировкой экспериментального поля. Подготовка почвы, экспериментальная планировка и посев культуры были проведены 24 июня 2019 года. Перед посевом семена были инокулированы с использованием биоудобрений и Beejamrita в количестве 10 г и 100 мл на кг семян соответственно. Посев был проведен в рекомендуемом количестве (государственным сельскохозяйственным университетом, т.е. CSKHPKV, Паланпур) 20 кг га⁻¹. Чтобы избежать загрязнения в вариантах без инокуляции, посев на делянках с инокуляцией был проведен первым. Посев в строки и прополка проводились вручную. Ручная прополка проведена 24 июля 2019 года. За исключением предпосевного орошения, которое было проведено 21 июня 2019 года, дальнейшее орошение в течение вегетационного сезона не проводилось. Среди практик защиты растений, применение ферментированной пахты было использовано для предотвращения повреждения урожая после инфекции антракноза. Урожай был убран вручную 15 ноября 2019 года с использованием серпов из нержавеющей стали.

2.3 Экспериментальные ресурсы

Beejamrita, жидкий состав для инокуляции семян, был получен путем смешивания внутрихозяйственных ресурсов, таких как 5 кг коровьего навоза, 20 л воды, 5 л коровьей мочи, 50 г извести и горсть почвы, служащей микробным инокулятом, полученным с поля, предназначенного для применения состава. Состав оставляли на ночь и использовали для обработки семян на следующий день. Питательный состав Beejamrita приведен в Таблице 2 (Kumar и др., 2023).

Таблица 2 Концентрация питательных веществ для ресурсов на основе ZBNF.

Jeewamrita, жидкий состав для полива почвы, был получен путем смешивания доступных на ферме ресурсов, таких как 10 кг коровьего навоза, 2 кг нутовой муки, 10 л коровьей мочи, 2 кг пальмового сахара (джэггери), 200 л воды и немного почвы с поля, где предстояло сеять культуру. Жидкий состав был герметично закрыт и подвергнут 20-дневному инкубационному периоду, и впоследствии он был использован для почвенного внесения. Питательный состав Jeewamrita приведен в Таблице 2 (Kumar и др., 2023).

GhanaJeewamrita был составлен с использованием внутрихозяйственных ресурсов, таких как 100 кг коровьего навоза, 100 г пальмового сахара (джэггери) и нутовой муки, 100 л коровьей мочи и немного почвы с поля, которое предстояло обрабатывать, в качестве стартового инокулята. GhanaJeewamrita как отличительный ингредиент был получен путем смешивания ингредиентов с использованием коровьей мочи вместо воды. Смесь была разложена в тени и оставлена для высыхания. Она была измельчена и внесена непосредственно в почву. Питательный состав GhanaJeewamrita приведен в Таблице 2 (Choudhary и др., 2022).

Навоз (FYM) был приготовлен с использованием траншейного метода, при котором отходы фермы и животноводческих помещений помещались в траншею и оставлялись разлагаться. Навоз содержал 0,65%, 0,36% и 0,58% азота, фосфора и калия соответственно в пересчете на сухое вещество.

Вермикомпост был приготовлен с использованием 15-дневного коровьего навоза, который был смешан с органическими фермерскими отходами, такими как подстилка на ферме и растительные остатки. Вермикомпост был приготовлен с использованием торфяного метода и послойного расположения сырья. Использованным видом дождевых червей был Eudrilus eugienae. Состав основных макроэлементов приведен в Таблице 2.

Вермиваш был приготовлен с использованием метода кувшина, в котором коровий навоз, биомасса и дождевые черви были использованы для приготовления вермиваша. Вермиваш должен использоваться в соотношении 1:10 к воде. Питательный состав вермиваша приведен в Таблице 2.

Готовые к применению культуры биоудобрений Rhizobium и фосфатмобилизующих бактерий (PSBs) были приобретены на кафедре органического и натурального земледелия CSKHPKV, Паланпур.

2.4 Сбор данных

Для сбора данных, относящихся к показателям урожайности вигны, таким как количество стручков на растение, количество зерен в стручке и вес стручка, пять растений были случайным образом отобраны для каждой делянки (Rana and Kumar, 2014). После уборки урожая и сушки на солнце в течение недели урожай был вручную обмолочен для отделения зерен и определения урожайности зерна. После отделения зерен остальная биомасса была определена как урожайность соломы для соответствующих вариантов обработки. Биологическая урожайность была определена на основе суммы наблюдаемых урожайностей зерна и соломы для соответствующих вариантов обработки (Rana and Kumar, 2014).

Концентрация сырого протеина в зернах была определена путем умножения общей концентрации азота в зерне на 6,25 (Sosulski and Imafidon, 1990), тогда как выход протеина был рассчитан с использованием приведенного ниже Уравнения 1:

Стоимость выращивания была оценена на основе текущих рыночных цен на ресурсы (семена, Beejamrita, Jeewamrita, GhanaJeewamrita, FYM, вермикомпост, вермиваш и биоудобрения) и стоимости технологических операций (орошение, подготовка почвы, инокуляция семян, посев, прополка, внесение питательных веществ, уборка и молотьба). Доходы для соответствующих вариантов обработки были получены на основе собранного урожая и преобладающих рыночных цен на зерно и солому вигны.

2.5 Оценка микробной биомассы углерода и микробной биомассы азота

Микробная биомасса углерода почвы (MBC) является важным показателем микробной активности и потенциала круговорота питательных веществ. Метод, предписанный для определения почвенной MBC, был предложен Vance et al., 1987, т.е. для определения MBC использовался метод фумигации-экстракции (Debnath et al., 2017). Основываясь на этом, 20 г почвенного образца были взвешены и фумигированы 50 мл хлороформа (без этанола) в эксикаторе. Затем образцы инкубировали в течение 24 часов и экстрагировали с использованием сульфата калия с последующей фильтрацией. Аналогичный процесс был проведен для нефумигированного образца, за исключением воздействия хлороформа. Образцы кипятили с обратным холодильником, используя дихромат калия, и нагревали с использованием кислотной смеси. Затем их титровали против сульфата аммония-железа (II). Для определения MBC почвы была рассчитана разница в экстрагируемом углероде для нефумигированного и фумигированного образцов.

Для оценки микробной биомассы азота (MBN) 20 мл экстракта K₂SO₄ были объединены с 10 мл смеси для минерализации и 300 мг цинкового порошка, оставлены стоять на 2 часа. Затем были добавлены 0,6 мл 0,19 M CuSO₄ и 5 мл концентрированной H₂SO₄, и минерализация происходила с использованием минерализатора Kjeldatherm в течение 2 часов. 10 мл раствора борной кислоты были помещены в отмеченную колбу Эрленмейера объемом 100 мл под аппарат для паровой дистилляции. Минерализованная смесь была перенесена в дистилляционную колбу, и была начата дистилляция. Дистиллят титровали 0,005 M H₂SO₄, и полученный экстрагируемый N рассчитывали путем умножения 2,22 на разницу экстрагируемого азота в фумигированной почве и нефумигированной почве.

2.6 Оценка активности дегидрогеназы и уреазы

Для оценки ферментативной активности дегидрогеназы почвы был использован метод, предписанный Casida et al. (1964) (Małachowska-Jutsz and Matyja, 2019). Трифенилтетразолия хлорид (TTC) был добавлен и инкубирован с почвенным образцом в течение 24 часов при 30°C. TTC восстанавливается микробной активностью до красноцветного нерастворимого в воде трифенилформазана (TPF). TPF был экстрагирован с использованием метанола и измерен спектрофотометрически при рекомендованной длине волны 485 нм.

Для определения ферментативной активности уреазы свежий образец массой 5 мг был помещен в мерную колбу объемом 125 мл. После этого был добавлен миллилитр раствора мочевины, и полученная смесь была инкубирована при 37°C в течение 5 часов. Затем был добавлен 2M раствор KCl-PMA (хлорид калия – ацетат фенилртути), и комбинация была перемешана в течение 1 часа. Полученная смесь была профильтрована через фильтровальную бумагу Whatman № 2. Затем 2 мл полученного экстрагента были перенесены в мерную колбу объемом 50 мл. К нему были добавлены 2M раствор KCl-PMA и 30 мл окрашивающего реагента. Смесь была подвергнута кипячению на водяной бане в течение 30 минут с последующим немедленным охлаждением. Красный цвет раствора был измерен при длине волны 527 нм (Douglas and Bremner, 1970).

2.7 Энергетические показатели

Энергии были количественно оценены для вариантов обработки с применением различных органических ресурсов. Энергозатраты были оценены на основе сельскохозяйственных операций и вовлеченных ресурсов, тогда как энергоотдача была получена с использованием полученной продукции вигны. Соответствующие энергетические коэффициенты (на единицу) были умножены на единичные количества, использованные или произведенные, для расчета энергозатрат и энергоотдачи (Таблица 3). После этого энергетические показатели для соответствующих вариантов обработки, такие как эффективность использования энергии, чистая энергия, энергетическая производительность и рентабельность энергии, были рассчитаны на основе уравнений, приведенных ниже (Mittal et al., 1985; Ram and Verma, 2017; Vijayakumar et al., 2019; Hulmani et al., 2022):

Таблица 3 Энергетические коэффициенты.

2.8 Анализ данных

ANOVA был проведен с использованием R-software, как это предписано Gomez и Gomez для RCBD (1984) (Версия 4.3.1) (R Core Team, 2023). Анализируемые параметры включали количество стручков на растение, количество зерен в стручке, урожайность зерна, соломы, биологическую и белковую урожайность, концентрацию белка, активность дегидрогеназы почвы, активность уреазы, биомассу углерода, биомассу азота и вес стручка. Нормальность данных была определена с использованием критерия нормальности Шапиро–Уилка. Используемым посточным тестом для разделения средних значений был множественный диапазонный критерий Дункана (DMRT). Пакет «agricolae», основанный на R-Studio Версия 4.3.1, был использован для соответствующего анализа данных. Для определения взаимосвязи между показателями урожайности, свойствами урожайности, свойствами качества и биологическими свойствами почвы была сгенерирована матрица корреляции Пирсона с использованием пакетов «Hmisc» и «ggplot2». Для визуализации данных были использованы пакеты «ggplot2» и «patchwork» на основе R-Studio Версия 4.3.1.

2.9 Погода

Данные о погодных параметрах были зарегистрированы в агрометеорологической лаборатории кафедры агрономии CSKHPKV, Паланпур (Рисунок 1). Среднее количество недельных осадков и температура, зарегистрированные за вегетационный сезон, составили 56 мм и 21,7°C. Среднее недельное количество осадков за вегетационный сезон было выше среднего в середине вегетационного сезона (июль–август), тогда как в остальной вегетационный сезон оно оставалось ниже среднего. Средняя недельная температура оставалась выше средней в течение вегетационного сезона, за исключением более поздней части, особенно после второй половины сентября, когда она непрерывно снижалась в течение остальной части вегетационного сезона.

Рисунок 1 Погодные параметры за вегетационный сезон (июнь–ноябрь).

3.1 Показатели урожайности и урожайность

Применение органических и натуральных ресурсов на основе ZBNF substantially улучшило показатели урожайности (Рисунки 2, 3). Количество стручков на растение, количество зерен в стручке и вес стручка были улучшены в пределах 3%–55%, 4%–19% и 4%–27% соответственно под влиянием ресурсов на основе обработок. Совместное применение FYM и GhanaJeewamrita увеличило количество стручков на растение, количество зерен в стручке и вес стручка на 55%, 19% и 27% соответственно по сравнению с культурой, не получавшей внешнего поступления органических ресурсов. Совместное применение ресурсов на основе ZBNF, т.е. Beejamrita, GhanaJeewamrita и Jeewamrita, было ответственно за 10%, 10% и 6% улучшения веса стручка, количества стручков на растение и количества зерен в стручке по сравнению с неинокулированным контролем. Влияние на показатели урожайности дополнительно отразилось на уровнях урожайности, где урожайность зерна улучшилась на 2%–39% под влиянием совместного применения FYM и GhanaJeewamrita. Аналогично, в соломе наблюдались приросты биологической урожайности в диапазоне от 3% до 48% и от 3% до 47% соответственно. Ресурсы на основе ZBNF (Beejamrita, GhanaJeewamrita и Jeewamrita) (Trt3) при совместном применении улучшили уровни урожайности зерна на 20% по сравнению с контролем. Однако применение только Beejamrita и GhanaJeewamrita (Trt2) в комбинации не значительно улучшило урожайность зерна по сравнению с необработанным контролем.

Рисунок 2 Влияние совместного применения органических питательных ресурсов на показатели урожайности вигны. Столбики погрешностей отображают соответствующие стандартные ошибки. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4, FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5, FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt7, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt8, абсолютный контроль.

Рисунок 3 Влияние совместного применения органических питательных ресурсов на уровни урожайности вигны. Столбики погрешностей отображают соответствующие стандартные ошибки. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4, FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5, FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt7, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt8, абсолютный контроль.

3.1.1 Белковая урожайность

Белковая урожайность находилась под значительным влиянием вариантов обработки на основе органических питательных ресурсов. Белковая урожайность варьировалась от 156,3 кг/га до 236,5 кг/га, при этом самая высокая белковая урожайность была зарегистрирована для варианта обработки, включающего совместное применение FYM и GhanaJeewamrita. Белковая урожайность улучшилась на 51% по сравнению с абсолютным контролем под влиянием совместного применения FYM и GhanaJeewamrita. Ресурсы на основе ZBNF (Beejamrita + GhanaJeewamrita + Jeewamrita) увеличили белковую урожайность на 25% по сравнению с необработанным контролем. Аналогично, ресурсы на основе органического земледелия (биоудобрения + вермикомпост + вермиваш) увеличили белковую урожайность на 39%.

3.2 Показатели качества

Концентрация белка находилась под значительным влиянием применения органических питательных веществ (Рисунок 4). Концентрация белка варьировалась от 20,4% до 22,1%. Самая высокая концентрация белка была зафиксирована при совместном применении FYM и GhanaJeewamrita (Trt5). Концентрация белка улучшилась на 8,6% при применении FYM и GhanaJeewamrita (Trt5). Самая низкая концентрация белка была зафиксирована в абсолютном контроле. Ресурсы на основе ZBNF (Beejamrita + GhanaJeewamrita + Jeewamrita) (Trt3) увеличили концентрацию белка на 4,6% по сравнению с необработанным контролем. Аналогично, ресурсы на основе органического земледелия (биоудобрения + навоз + вермиваш) увеличили концентрацию белка на 6,4%.

Рисунок 4 Влияние совместного применения органических питательных ресурсов на показатели качества вигны. Столбики погрешностей отображают соответствующие стандартные ошибки. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4, FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5, FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt7, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt8, абсолютный контроль. Обработки были повторены трижды.

3.3 Биологические свойства почвы

Средние активности ферментов дегидрогеназы и уреазы находились под значительным влиянием ресурсов на основе обработок (Таблица 4). Активность дегидрогеназы (15,62 мкг г⁻¹ TPF почвы ч⁻¹) и уреазы (52,2 мкг г⁻¹ мочевины почвы ч⁻¹) были самыми высокими при совместном применении FYM и GhanaJeewamrita. Аналогично, совместное применение FYM и GhanaJeewamrita привело к самым высоким значениям MBC (133,92 мкг г⁻¹ почвы) и MBN (27,4 мкг г⁻¹ почвы). Однако отказ от применения органических ресурсов в необработанном контроле был ответственен за самые низкие средние ферментативные активности дегидрогеназы и уреазы и самые низкие MBC и MBN.

Таблица 4 Влияние применения органических ресурсов на биологические свойства почвы.

Данные параметров представлены как среднее значение вместе с соответствующими стандартными ошибками. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4, FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5, FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt7, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt8, абсолютный контроль.

3.4 Экономические выгоды при выращивании вигны на основе органических и натуральных ресурсов

Экономический анализ данных показал, что применение органических ресурсов значительно улучшило валовую и чистую рентабельность по сравнению с культурой, на которую не вносились органические ресурсы (Таблица 5). Валовая рентабельность варьировалась от 916,33 до 1 294,65 долл. США га⁻¹, тогда как чистая рентабельность находилась в диапазоне от 394,17 до 766,61 долл. США га⁻¹. Совместное применение FYM и GhanaJeewamrita повысило полученную валовую и чистую рентабельность на 378,32 и 220,88 долл. США га⁻¹ соответственно при сравнении с необработанным контролем. Аналогично, совместное применение ресурсов на основе ZBNF (Beejamrita + GhanaJeewamrita + Jeewamrita) повысило полученную валовую и чистую рентабельность на 17% (158,49 долл. США га⁻¹) и 15% (81,24 долл. США га⁻¹) соответственно. Среди ресурсов на основе органического земледелия совместное применение FYM, биоудобрений (PSBs и Rhizobium) и вермиваша повысило валовую и чистую рентабельность на 289,90 и 137,91 долл. США га⁻¹ соответственно при сравнении с необработанным контролем. Отношение выгоды/затраты было самым высоким для совместного применения Beejamrita и Jeewamrita (2,62), за которым следовало совместное применение GhanaJeewamrita и FYM (2,45).

Таблица 5 Влияние совместного применения органических ресурсов на экономические выгоды.

Данные параметров представлены как средние данные вместе с соответствующими стандартными ошибками. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1 – Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2 – Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3 – Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4 – FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5 – FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6 – Биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + Вермиваш (1:10); Trt7 – Биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + Вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + Вермиваш (1:10); Trt8 – Абсолютный контроль.

3.5 Энергетические показатели

Энергетика выращивания вигны находилась под значительным влиянием различных органических ресурсов (Рисунок 5). Энергозатраты варьировались от 926 до 4714 МДж га⁻¹, при этом контроль (без ресурсов) показал самые низкие энергозатраты, тогда как применение на основе биоудобрений + вермикомпоста + вермиваша имело самые высокие энергозатраты. Величина энергоотдачи колебалась от 55 921 до 82 161 МДж га⁻¹. Применение FYM в сочетании с GhanaJeewamrita обеспечило на 47% больше энергии, чем контроль. Применение ресурсов на основе ZBNF потребляло значительно меньше энергии, чем ресурсы на основе органического земледелия. Хотя чистая энергия (78 230 МДж га⁻¹) была значительно выше для совместного применения GhanaJeewamrita и FYM, эффективность использования энергии (64,9), рентабельность энергии (63,9 МДж га⁻¹) и энергетическая производительность (0,96 МДж га⁻¹) были зарегистрированы как substantially более высокие для совместного применения Beejamrita + Jeewamrita + GhanaJeewamrita. Напротив, применение биоудобрений + вермикомпоста + вермиваша привело к самым низким эффективности использования энергии (14,6), рентабельности энергии (13,6 МДж га⁻¹) и энергетической производительности (0,20 МДж га⁻¹).

Рисунок 5 Влияние применения органических ресурсов на энергетические показатели. Столбики погрешностей отображают соответствующую стандартную ошибку. Средние значения обработок с разными буквами значительно различаются по DMRT. Trt1, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹); Trt2, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt3, Beejamrita (100 мл кг⁻¹ семян) + Jeewamrita (187,5 л га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt4, FYM (10 Мг га⁻¹); Trt5, FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹); Trt6, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + FYM (10 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt7, биоудобрения (PSBs и Rhizobium по 10 г кг⁻¹ семян) + вермикомпост (7,5 Мг га⁻¹) + вермиваш (1:10); Trt8, абсолютный контроль. Обработки были повторены трижды.

3.6 Корреляционные исследования

Корреляционные исследования для урожайности зерна, концентрации белка, биологических свойств почвы и энергетических показателей представлены на Рисунке 6. Было обнаружено, что урожайность зерна положительно коррелирует с белковой урожайностью (r=1), активностью дегидрогеназы (r=0,92) и уреазы (r=0,94), биомассой углерода (r=0,93), азота (r=0,94) и чистой энергией (r=0,90). Однако значительная, но отрицательная корреляция была обнаружена между урожайностью зерна и эффективностью использования энергии (r=0,79), производительностью (r=0,76) и рентабельностью энергии (r=0,79). Биологические свойства почвы, такие как активность дегидрогеназы (r=0,78) и уреазы (r=0,77), биомасса углерода (r=0,81) и азота (r=0,76), также, как было обнаружено, положительно связаны с чистой энергией. Однако отрицательная корреляция была обнаружена между чистой энергией и эффективностью использования энергии (r=−0,71), производительностью (r=−0,72) и рентабельностью энергии (r=−0,71).

Рисунок 6 Корреляционные исследования между продуктивностью вигны, качеством, энергетикой и биологическими свойствами почвы. Dehydrogenase, активность дегидрогеназы; urease, активность уреазы; biomass C, биомасса углерода; biomass N, биомасса азота; EUE, эффективность использования энергии. Красный и синий цвета указывают на отрицательную и положительную корреляцию соответственно.

Потенциал продуктивности сельскохозяйственных культур зависит от различных факторов, таких как врожденный потенциал производства, окружающая среда и применяемые агрономические практики (Mahmood et al., 2022). Среди агрономических практик питательные ресурсы играют значительную роль в поддержании и стимулировании роста и продуктивности сельскохозяйственных культур. Бобовые культуры предпочитают органические источники питательных веществ синтетическим химическим удобрениям из-за наличия азотфиксирующих бактерий Rhizobium в их корневых клубеньках. Присутствие химических удобрений может индуцировать солевой стресс, который может привести к сравнительно низкой популяции ризобактерий (Ladha et al., 2022). В настоящем полевом исследовании совместное применение навоза (10 т га⁻¹) и Ghanajiwamrita (250 кг га⁻¹) привело к самым высоким уровням урожайности вигны. Применение органических ресурсов в комбинациях, как наблюдалось в нескольких научных исследованиях, является высокоэффективным с точки зрения их благотворного влияния на продуктивность сельскохозяйственных культур (Avasthe et al., 2016; Singh et al., 2023; Vinutha et al., 2023). Причина заключается в активном влиянии более высокой микробной популяции, приводящем к заметному усилению биомассы углерода почвы и ферментативной активности. Повышенная микробная активность обеспечивает стабильное снабжение питательными веществами из естественного почвенного пула благодаря процессам солюбилизации и минерализации органических ресурсов (Dey et al., 2019; Choudhary et al., 2022). Повышенная доступность питательных веществ, которая была результатом значительно повышенной микробной активности и доступности питательных веществ, возможно, значительно улучшила урожайность вигны под влиянием совместного применения FYM и GhanaJeewamrita.

40-процентное увеличение урожайности зерна вигны было зарегистрировано под влиянием совместного применения GhanaJeewamrita и FYM по сравнению с контролем (неинокулированная обработка). Аналогичный результат был сообщен Choudhary et al. (2022), где интегрированное применение органических ресурсов (GhanaJeewamrita и Jeewamrita) при выращивании пшеницы и нута привело к увеличению урожайности зерна на 43% и 48% под влиянием применения GhanaJeewamrita и Jeewamrita. Kour et al. (2021) также сообщили о 68% увеличении урожайности зерна вигны при совместном применении ресурсов на основе органического земледелия, таких как FYM, компост и вермиваш, по сравнению с необработанным контролем. Улучшенная урожайность зерна была в основном приписана кумулятивному эффекту значительно более высоких показателей урожайности, увеличенного снабжения питательными веществами и оптимизированного соотношения источник–приток в отношении поставки фотоассимилятов под влиянием комбинированного применения FYM и GhanaJeewamrita (Kumar et al., 2023). Напротив, отсутствие внешних ресурсов привело к резкому снижению веса стручка, количества стручков на растение и количества зерен в стручке (Kour et al. 2021). Кроме того, интеграция органических ресурсов поддерживает системы выращивания сельскохозяйственных культур благодаря их благотворному влиянию на здоровье почвы, особенно биологические свойства почвы, такие как микробная биомасса углерода и микробная биомасса азота (Choudhary et al., 2022; Gupta et al., 2022). Ферментативная активность, особенно дегидрогеназы и уреазы, также продемонстрировала значительные улучшения при регулярном поступлении органических субстратов (Kumari et al., 2024).

Экономическая жизнеспособность любого результата исследования значительно влияет на вероятность его внедрения фермерами (Kumar et al., 2023). Экономический анализ в настоящем исследовании выявил самые высокие доходы под влиянием совместного применения GhanaJeewamrita и FYM из-за значительно более высоких уровней урожайности, наблюдаемых для этой обработки. Ранее сообщалось, что применение FYM повышает валовую рентабельность при выращивании вигны на 30% (Joshi et al., 2016). Singh et al. (2023) также показали аналогичное влияние интегрированного применения FYM с органическими ресурсами на маржу, полученную при выращивании фасоли. Применение вермикомпоста вместе с вермивашем и биоудобрениями привело ко второй по величине валовой рентабельности; однако полученная чистая рентабельность резко снизилась в основном из-за более высокой стоимости вермикомпоста (Babu et al., 2020). Доходность на вложенный доллар была значительно выше при совместном применении Beejamrita и Jeewamrita в основном из-за наименьших затрат или расходов, связанных с их производством. Таким образом, благодаря низкой стоимости таких ресурсов, их применение в засушливых системах земледелия имеет больший потенциал для повышения экономического статуса маргинальных фермеров в засушливых регионах Индии.

Органические ресурсы и ресурсы на основе ZBNF были охарактеризованы как низкоэнергетические ресурсы, особенно по сравнению с энергоемкими неорганическими ресурсами (Chmelíková et al., 2021). Значительно более высокие уровни урожайности при совместном применении GhanaJeewamrita и FYM, должно быть, были ответственны за substantially более высокую энергоотдачу и чистую энергию, полученные для соответствующей комбинации ресурсов. Однако, несмотря на substantially более низкую энергоотдачу и чистую энергию, было обнаружено, что ресурсы на основе ZBNF, такие как Beejamrita, Jeewamrita и GhanaJeewamrita, ответственны за значительно более высокую эффективность использования энергии, производительность и рентабельность из-за наименьших энергозатрат на их производство. Ресурсы на основе ZBNF, такие как Beejamrita, Jeewamrita и GhanaJeewamrita, будучи основанными на возобновляемых и перерабатываемых фермерских отходах или ресурсах, сохраняют большое количество энергии и, таким образом, поддерживают системы производства сельскохозяйственных культур (Sharma et al., 2023). Варианты обработки на основе органических ресурсов, хотя и приводили к значительно более высокой энергоотдаче и чистой энергии, их эффективность, производительность и рентабельность были резко снижены из-за их substantially более высоких энергозатрат. Таким образом, использование менее энергоемких ресурсов или комбинаций ресурсов будет играть жизненно важную роль в снижении зависимости от дорогостоящих и энергоемких ресурсов при одновременном поддержании продуктивности и рентабельности сельскохозяйственных культур.

Результаты исследования указывают на то, что интеграция применения органических ресурсов, особенно комбинации FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹), значительно повысила продуктивность, рентабельность, чистую энергию и биологию почвы при выращивании вигны. Вариант обработки на основе совместного применения FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹) был лучшим с точки зрения продуктивности, рентабельности и чистой энергии вигны. Результаты убедительно свидетельствуют о том, что применение FYM (10 Мг га⁻¹) + GhanaJeewamrita (250 кг га⁻¹) представляет собой перспективную стратегию использования органических ресурсов для увеличения продуктивности и рентабельности вигны в агроэкологических условиях Северо-Западных Гималаев. Диверсификация низкозатратных и энергоемких применений органических ресурсов от монокультуры вигны к зерново-бобовым смешанным посевам или другим смешанным системам может подчеркнуть преимущества вигны для улучшения доходов фермеров, продовольственной безопасности и здоровья экосистем в будущем, особенно принимая во внимание долгосрочные полевые эксперименты.

Ссылки

1. Adegbite E. A., Atere C. T., Olayinka A. (2021). Growth, nitrogen fixation and yields of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) and chemical properties of an acid Alfisol in response to applications of organic amendments and inorganic N. J. Plant Nutr. 44, 692–703. doi: 10.1080/01904167.2020.1849291. CrossRef. Google Scholar

2. Avasthe R. K., Raghavendra S., Subhash B. (2016). Organic pulses production in India: perspectives and opportunities. Indian J. Agron. 61, 144–152. Google Scholar

3. Babu S., Mohapatra K. P., Yadav G. S., Lal R., Singh R., Avasthe R. K., et al. (2020). Soil carbon dynamics in diverse organic land use systems in North Eastern Himalayan ecosystem of India. Catena 194, 104785. doi: 10.1016/j.catena.2020.104785. CrossRef. Google Scholar

4. Bharucha Z. P., Mitjans S. B., Pretty J. (2020). Towards redesign at scale through zero budget natural farming in Andhra Pradesh, India. Int. J. Agric. Sustainability 18, 1–20. doi: 10.1080/14735903.2019.1694465. CrossRef. Google Scholar

5. Casida J. L. E., Klein D. A., Santoro T. (1964). Soil dehydrogenase activity. Soil Sci. 98, 371–376. doi: 10.1097/00010694-196412000-00004. CrossRef. Google Scholar

6. Chmelíková L., Schmid H., Anke S., Hülsbergen K. J. (2021). Nitrogen-use efficiency of organic and conventional arable and dairy farming systems in Germany. Nutrient Cycling Agroecosystems 119, 337–354. doi: 10.1007/s10705-021-10126-9. CrossRef. Google Scholar

7. Choudhary R., Kumar R., Sharma G. D., Sharma R. P., Rana N., Dev P. (2022). Effect of natural farming on yield performances, soil health and nutrient uptake in wheat+ gram inter cropping system in sub-temperate regions of Himachal Pradesh. J. Crop Weed 18, 01–08. doi: 10.22271/09746315.2022.v18.i2.1566. CrossRef. Google Scholar

8. Debnath S., Patra A. K., Purakayastha T. J. (2017). Assessment of methods for measuring soil microbial biomass carbon in temperate fruit tree-based ecosystems. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 48, 2534–2543. doi: 10.1080/00103624.2017.1416132. CrossRef. Google Scholar

9. Dey A., Srivastava P. C., Pachauri S. P., Shukla A. K. (2019). Time-dependent release of some plant nutrients from different organic amendments in a laboratory study. Int. J. Recycling Organic Waste Agric. 8, 173–188. doi: 10.1007/s40093-019-0287-1. CrossRef. Google Scholar

10. Dhunagana B., Adhikari A., Regmi V., Dhungana S., Subedi S. (2022). Effect of organic manures on growth and yield of cowpea in chitwan, Nepal. Plant Physiol. And Soil Chem. 2 (2), 66–69. doi: 10.26480/ppsc.02.2022.43.46. CrossRef. Google Scholar

11. Douglas L. A., Bremner J. M. (1970). Extraction and colorimetric determination of urea in soils. Soil Sci. Soc. America J. 34, 859–862. doi: 10.2136/sssaj1970.03615995003400060015x. CrossRef. Google Scholar

12. Duddigan S., Collins C. D., Hussain Z., Osbahr H., Shaw L. J., Sinclair F., et al. (2022). Impact of zero budget natural farming on crop yields in Andhra Pradesh, SE India. Sustainability 14, 1689. doi: 10.3390/su14031689. CrossRef. Google Scholar

13. Duraipandian M., Poorani K. E., Abirami H., Anusha M. B. (2022). Vigna unguiculata (L.) walp: A strategic crop for nutritional security, well being and environmental protection. Legumes Res. 2. doi: 10.5772/intechopen.103025. CrossRef. Google Scholar

14. FAOSTAT (2024). Food and agriculture organization (FAO). Available online at: https://www.fao.org/faostat/en/#data/QCL (Accessed 17 February 2024). Google Scholar

15. Gupta A., Singh U. B., Sahu P. K., Paul S., Kumar A., Malviya D., et al. (2022). Linking soil microbial diversity to modern agriculture practices: A review. Int. J. Environ. Res. Public Health 19, 3141. doi: 10.3390/ijerph19053141. CrossRef. Google Scholar

16. Hossain M. Z., Sarkar S. (2021). Effect of organic amendments on the growth, yield and nutrient status of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Plant Physiol. Rep. 26, 535–540. doi: 10.1007/s40502-021-00603-2. CrossRef. Google Scholar

17. Hulmani S., Salakinkop S. R., Somangouda G. (2022). Productivity, nutrient use efficiency, energetic, and economics of winter maize in south India. PloS One 17, e0266886. doi: 10.1371/journal.pone.0266886. CrossRef. Google Scholar

18. Indiastat (2024). Available online at: https://www.Indiastatagri.com/table/cowpea-lobia/selected-state-season-wise-area-production-product/1214823 (Accessed on 17 February 2024). Google Scholar

19. Joshi D., Gediya K. M., Gupta S., Birari M. M. (2016). Effect of organic manures on soil and quality parameters of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp] under middle Gujarat conditions. Agric. Sci. Digest-A Res. J. 36, 216–219. doi: 10.18805/asd.v36i3.11445. CrossRef. Google Scholar

20. Kour S., Bairwa H. L., Lakhawat S. S., Sharma S. K. (2021). Effect of organic manures and vermiwash on growth, yield and quality of cowpea [Vigna unguiculata (L.) Walp.] cv. Pusa Komal. Pharma Innovation J. 10, 543–548. doi: 10.22271/tpi.2021.v10.i9h.7659. CrossRef. Google Scholar

21. Kumar R., Kumar S., Yashavanth B. S., Venu N., Meena P. C., Dhandapani A., et al. (2023). Natural farming practices for chemical-free agriculture: implications for crop yield and profitability. Agriculture 13, 647. doi: 10.3390/agriculture13030647. CrossRef. Google Scholar

22. Kumar A., Rana K. S., Choudhary A. K., Bana R. S., Sharma V. K., Prasad S., et al. (2021). Energy budgeting and carbon footprints of zero-tilled pigeonpea--wheat cropping system under sole or dual crop basis residue mulching and Zn-fertilization in a semi-arid agro-ecology. Energy 231, 120862. doi: 10.1016/j.energy.2021.120862. CrossRef. Google Scholar

23. Kumari M., Sheoran S., Prakash D., Yadav D. B., Yadav P. K., Jat M. K. (2024). Long-term application of organic manures and chemical fertilizers improve the organic carbon and microbiological properties of soil under pearl millet-wheat cropping system in North-Western India. Heliyon. 10(3), e25333. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e25333. CrossRef. Google Scholar

24. Kyei-Boahen S., Savala C. E., Chikoye D., Abaidoo R. (2017). Growth and yield responses of cowpea to inoculation and phosphorus fertilization in different environments. Front. Plant Sci. 8, 646. doi: 10.3389/fpls.2017.00646. CrossRef. Google Scholar

25. Ladha J. K., Peoples M. B., Reddy P. M., Biswas J. C., Bennett A., Jat M. L., et al. (2022). Biological nitrogen fixation and prospects for ecological intensification in cereal-based cropping systems. Field Crops Res. 283, 108541. doi: 10.1016/j.fcr.2022.108541. CrossRef. Google Scholar

26. Mahmood T., Ahmed T., Trethowan R. (2022). Genotype x Environment x Management (GEM) Reciprocity and Crop Productivity. Front. Agron. 4, 800365. doi: 10.3389/fagro.2022.800365. CrossRef. Google Scholar

27. Małachowska-Jutsz A., Matyja K. (2019). Discussion on methods of soil dehydrogenase determination. Int. J. Environ. Sci. Technol. 16, 7777–7790. doi: 10.1007/s13762-019-02375-7. CrossRef. Google Scholar

28. Mandal A., Sarkar B., Mandal S., Vithanage M., Patra A. K., Manna M. C. (2020). "Impact of agrochemicals on soil health," in Agrochemicals detection, treatment and remediation (Oxford, United Kingdom: Butterworth-Heinemann), 161. Google Scholar

29. Mittal V. K., Mittal J. P., Dhavan K. C. (1985). Research project on energy requirements in agriculture sector coordinating cell, Agricultural Engineering, PAU. Ludhiana, 62. Google Scholar

30. Mndzebele B., Ncube B., Nyathi M., Kanu S. A., Fessehazion M., Mabhaudhi T., et al. (2020). Nitrogen fixation and nutritional yield of cowpea-amaranth intercrop. Agronomy 10, 565. doi: 10.3390/agronomy10040565. CrossRef. Google Scholar

31. Pahalvi H. N., Rafiya L., Rashid S., Nisar B., Kamili A. N. (2021). Chemical fertilizers and their impact on soil health. Microbiota Biofertilizers 2, 1–20. Ecofriendly Tools for Reclamation of Degraded Soil Environs. doi: 10.1007/978-3-030-61010-4_1. CrossRef. Google Scholar

32. Ram R. A., Verma A. K. (2015). Energy input, output and economic analysis of organic production of mango (Mangifera indica L.) cv. Dashehari. ICAR. 85 (6), 827–32. doi: 10.56093/ijas.v85i6.49250. CrossRef. Google Scholar

33. Ram R. A., Verma A. K. (2017). Energy input, output and economic analysis in organic production of guava (Psidium guajava) cv. Allahabad Safeda. ICAR. 87 (4), 462–6. doi: 10.56093/ijas.v87i4.69339. CrossRef. Google Scholar

34. Rana B. B. (2021). Phytosociology and diversity of weeds in different cropping systems under natural farming. CSKHPKV, Palampur, India. Ph.D. Thesis. Google Scholar

35. Rana S. S., Kumar S. (2014). Research techniques in agronomy Vol. 64 (Palampur: Department of Agronomy, College of Agriculture, CSK Himachal Pradesh Krishi Vishvavidyalaya). doi: 10.13140/RG.2.2.27074.58562. CrossRef. Google Scholar

36. R Core Team (2023). R: A Language and Environment for Statistical Computing (Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing). Available at: https://www.R-project.org/. Google Scholar

37. Sharma S., Ravisankar N., Jain N., Sarangi S. (2023). Natural farming: current status, research and case studies. Indian Journal of Agronomy 68, S1:S15. XXII Biennial National Symposium Special issue. Google Scholar

38. Singh R., Kumar A., Babu S., Avasthe R., Das A., Rathore S. S., et al. (2023). Development of organic nutrients management system for profitable and soil-supportive French bean (Phaseolus vulgaris L.) farming in North Eastern Himalayas, India. Front. Sustain. Food Syst. 7, 1115521. doi: 10.3389/fsufs.2023.1115521. CrossRef. Google Scholar

39. Sosulski F. W., Imafidon G. I. (1990). Amino acid composition and nitrogen-to-protein conversion factors for animal and plant foods. J. Agric. Food Chem. 38, 1351–1356. doi: 10.1021/jf00096a011. CrossRef. Google Scholar

40. Tripathi S., Srivastava P., Devi R. S., Bhadouria R. (2020). "Influence of synthetic fertilizers and pesticides on soil health and soil microbiology," in Agrochemicals detection, treatment and remediation (Oxford, United Kingdom: Butterworth-Heinemann), 25–54. Google Scholar

41. Ulzen J., Abaidoo R. C., Ewusi-Mensah N., Masso C. (2020). Combined application of inoculant, phosphorus and organic manure improves grain yield of cowpea. Arch. Agron. Soil Sci. 66, 1358–1372. doi: 10.1080/03650340.2019.1669786. CrossRef. Google Scholar

42. United States Department of Agriculture (USDA) (2024). FoodData central (usda.gov) (Accessed 17 February 2024). Google Scholar

43. Vance E. D., Brookes P. C., Jenkinson D. S. (1987). Microbial biomass measurements in forest soils: the use of the chloroform fumigation-incubation method in strongly acid soils. Soil Biol. Biochem. 19, 697–702. doi: 10.1016/0038-0717(87)90051-4. CrossRef. Google Scholar

44. Vijayakumar S., Kumar D., Shivay Y. S., Sharma V. K., Sharma D. K., Saravanane P., et al. (2019). Energy budgeting of aerobic rice (Oriza sativa)-wheat (Triticum aestivum) cropping system as influenced by potassium fertilization. Indian J. Agric. Sci. 89, 1911–1915. doi: 10.56093/ijas.v89i11.95341. CrossRef. Google Scholar

45. Vinutha M., Somasundaram E., Sanbagavalli S., Sivakumar U., Ganesan K., Sunitha R. (2023). Effect of organic and liquid manures on productivity and profitability of blackgram. Agric. Sci. Digest 43, 466–471. doi: 10.18805/ag.D-5702. CrossRef. Google Scholar

46. Virk H. K., Singh G., Sharma P. (2017). Productivity, nutrient uptake, energy indices and profitability of soybean (Glycine max) as influenced by planting methods, Bradyrhizobium and plant growth promoting rhizobacteria. Indian J. Agron. 62, 341–347. doi: 10.59797/ija.v62i3.4305. CrossRef. Google Scholar

47. Yahaya D. (2019). Evaluation of cowpea (Vigna unguiculata (L.) walp) genotypes for drought tolerance. Tennessee State University, Nashville, TN, USA. Google Scholar

Sharma T, Singh J, Madaik S, Kumar P, Singh A, Rana BB and Chauhan G (2024) Organic input incorporation for enhancing sustainability and economic viability of cowpea in North-Western Himalayan region. Front. Agron. 6:1458603. doi: 10.3389/fagro.2024.1458603

Перевод статьи «Organic input incorporation for enhancing sustainability and economic viability of cowpea in North-Western Himalayan region» авторов Sharma T, Singh J, Madaik S, Kumar P, Singh A, Rana BB and Chauhan G., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык