MARC

 008260126s2023        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)AAI30490249
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a630
■1001  ▼aSchaedel,  Marie  Elena.
■24510▼aSoil  Nitrogen  Dynamics  and  Plant-Microbial  Interactions  in  Climate  Smart  Forage  Cropping  Systems  in  Rwanda
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Minnesota▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a258  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-01,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Grossman,  Julie  M.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Minnesota,  2023.
■520    ▼aRwanda's  nascent  dairy  industry  holds  promise  for  millions  of  small  farmers  as  both  a  pathway  out  of  poverty  and  a  remedy  for  malnutrition.  Dairy  production  in  Rwanda  is  primarily  limited  by  the  seasonal  availability  of  forage.  A  forage  is  a  crop  grown  for  use  as  animal  feed  or  making  silage.  However,  forage  crop  production  in  Rwanda  is  limited  by  the  intersecting  challenges  of  climate  change  and  declining  soil  fertility.  Climate-smart  forages  include  perennial  varieties  that  offer  improvements  over  local  feed  sources  in  their  contributions  to  soil  health,  nutritional  quality,  and  potential  to  reduce  adverse  ecological  impacts  of  farming.  Encouraging  smallholder  livestock  farmers  to  adopt  these  forage  varieties  is  viewed  as  a  multifunctional  intervention  that  could  mitigate  greenhouse  gas  (GHG)  emissions  through  improved  livestock  digestion,  fill  dry  season  feed  gaps,  and  contribute  to  sustainable  soil  nutrient  cycling.  While  there  is  a  growing  body  of  research  suggesting  climate  smart  forages  improve  nitrogen  (N)  use  efficiency  for  reduced  GHG  emissions  and  improved  soil  fertility,  evidence  of  farm  scale  applicability  is  lacking.  The  goal  of  this  thesis  work  was  to  address  critical  research  gaps  that  currently  limit  the  adoption  of  novel  perennial  forage  cropping  systems  with  multifunctional  benefits  in  Rwanda.  We  focused  on  the  underexplored  realm  of  plant-soil-microbial  interactions  that  facilitate  N  supply,  N  transfer,  and  N  retention  in  tropical  rainfed  agroecosystems.To  determine  whether  climate  smart  forage  crops  impact  microbial  N  cycling  activity  under  a  typical  smallholder  management  regime,  we  collected  plant  and  soil  samplings  from  three  replicated  field  trials  in  Rwanda.  Forage  treatments  in  each  location  included  Napier  grass  (Cenchrus  purpureus)  as  the  baseline  and  the  climate  smart  Brachiaria  (Urochloa)  cv.  Mulato  II;  both  of  these  perennial  grasses  were  grown  alone  or  intercropped  with  the  perennial  legume  Desmodium  sp.  As  the  farmer-preferred  annual  forage  crop,  maize  was  also  included.  We  quantified  several  N  fractions  and  assayed  for  nitrification  potential  (NP)  and  denitrification  enzyme  activity  (DEA).  Additionally,  we  collected  rhizosphere  soil  samples  to  characterize  forage-associated  bacterial  and  fungal  communities.  Finally,  we  collected  forage  leaf  tissue  to  measure  nutritive  quality  and  calculate  biological  nitrogen  fixation  (BNF)  in  intercropped  Desmodium.Ultimately,  our  results  support  the  use  of  perennial  forage  crops  and  innovative  perennial  legume  cropping  systems  in  East  Africa  and  Rwanda  in  particular.  The  inclusion  of  a  legume  intercrop  did  not  stimulate  microbial  processes  that  lead  to  potential  N  loss  and  offered  tangible  agronomic  benefits  in  terms  of  forage  tissue  quality  in  the  companion  crop.  While  maize  plots  suppressed  the  growth  of  nitrifying  archaea  and  bacteria,  Brachiaria  plots  were  more  resilient  to  changes  in  N  cycling  activity  during  a  dry  to  wet  seasonal  transition  than  maize  plots.  Using  network  analysis,  we  showed  that  the  functional  potential  of  the  nitrogen  cycling  community  is  seasonally  dynamic,  with  fewer  biochemical  pathways  for  N  loss  in  the  rainy  season.  We  also  found  that  BNF  increased  in  intercropping  arrangements  relative  to  single-cropped  Desmodium  by  91.6  -  147.1%  on  average  in  intercropped  stands  with  Brachiaria  and  C.  purpureus  but  not  maize.  Intercropping  also  induced  positive  changes  in  non-legume  tissue  quality  and  associated  microbial  communities  in  a  species-  and  site-dependent  manner.
■590    ▼aSchool  code:  0130.
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■650  4▼aSoil  sciences
■650  4▼aAgronomy
■650  4▼aAgricultural  chemistry
■650  4▼aNutrition
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■653    ▼aN  cycling  activity  
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■690    ▼a0481
■690    ▼a0749
■690    ▼a0570
■690    ▼a0285
■71020▼aUniversity  of  Minnesota▼bApplied  Plant  Sciences.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-01B.
■790    ▼a0130
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17356498▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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