Original article

No-till banana planting on crop residue mulch: effect on soil quality and crop functioning

Plantation de bananiers sans travail du sol sur un paillis de résidus de culture : effet sur la qualité du sol et le fonctionnement de la culture

Plantación de bananos sin trabajo del suelo sobre un rastrojo de residuos de cultivo: efecto sobre la calidad del suelo y sobre el funcionamiento del cultivo

CIRAD-Persyst, UPR 26, Neufchâteau, 97130 Capesterre Belle-Eau, Guadeloupe, French West Indies, France
dorel@cirad.fr

^* Correspondence and reprints

Received: 12 October 2008
Accepted: 3 August 2009

Abstract

Introduction. In the French West Indies, farmers generally consider that periodical soil tillage is necessary to increase soil porosity and maintain high yield. However, in the non-tilled perennial banana plantations of the highlands, the soil exhibits better physical and biological properties than in the conventional banana plantations. To determine if tillage before banana planting is necessary for proper banana crop functioning and to assess the effect of tillage on soil quality, banana planting after conventional tillage was compared with no-till banana planting on crop residue mulch on an experimental plot. Materials and methods. Soil quality was assessed through indicators such as porosity, organic status, microbial biomass and structure of nematode communities. Crop functioning was assessed through plant growth, root distribution, and soil water and nitrogen availability. Results. We found that tillage reduced soil microbial biomass and the number of nematode functional guilds. Tillage had only a short-term effect on soil porosity and did not allow deeper extension of the root system. Although soil organic nitrogen mineralization was higher with conventional tillage, banana nitrogen nutrition was not better, probably because the high nitrogen fertilization offset the variations in availability of nitrogen from organic origin. We found that banana growth was better with no-till treatment. This could be explained by less drying out of soil due to the crop residue mulch left on the soil surface with no-till treatment. Conclusion. Relative to conventional tillage, no-till banana planting improved soil quality and crop performance.

Résumé

Introduction. Aux Antilles françaises, les planteurs considèrent généralement qu’il est nécessaire d’effectuer périodiquement un travail du sol pour régénérer la porosité du sol et maintenir un fort rendement. Cependant, dans les bananeraies pérennes d’altitude, le sol qui n’est jamais travaillé présente de meilleures propriétés physiques et biologiques que dans bananeraies conduites de manière conventionnelle. Pour déterminer si le travail du sol avant la plantation est nécessaire au bon fonctionnement d’une culture de bananiers et pour évaluer l'effet du labour sur la qualité du sol, une plantation de bananiers après travail du sol classique a été comparée à la plantation directe de bananiers sur un paillis de résidus de récolte en parcelle expérimentale. Matériel et méthodes. La qualité du sol a été évaluée par des indicateurs tels que la porosité, le statut organique, la biomasse microbienne et la structure des populations de nématodes. Le fonctionnement de la culture a été évalué par la croissance de la plante, la distribution des racines, et la disponibilité de l'eau et de l’azote du sol. Résultats. Nous avons constaté que le travail du sol a réduit la biomasse microbienne du sol et le nombre de guildes fonctionnelles de nématodes. Le travail du sol a eu seulement un effet à court terme sur la porosité du sol et n'a pas permis un enracinement plus profond. Bien que la minéralisation de l’azote organique du sol ait été plus élevée avec le travail du sol conventionnel, la nutrition en azote des bananiers n'a pas été meilleure, probablement parce que la fertilisation azotée élevée a compensé les variations de la disponibilité de l’azote d’origine organique. Nous avons constaté que la croissance des bananiers était meilleure dans le traitement sans travail du sol. Cela a pu être expliqué par un plus faible dessèchement du sol dû au paillis de résidus de récolte laissé sur la surface du sol pour le traitement sans travail du sol. Conclusion. Par rapport au travail du sol classique, une plantation sans labour a amélioré la qualité du sol et les performances de la culture.

Resumen

Introducción. En las Antillas francesas los plantadores consideran generalmente que es necesario efectuar periódicamente un trabajo del suelo para regenerar su porosidad y mantener así un fuerte rendimiento. Sin embrago en las plantaciones bananeras perennes de altitud, el suelo que jamás está trabajado, presenta mejores propiedades físicas y biológicas que en las plantaciones bananeras tratadas de modo convencional. Con el fin de determinar si el trabajo del suelo antes de la plantación es necesario para el buen funcionamiento de un cultivo de bananos ; así como para evaluar el efecto de la labor sobre la calidad del suelo, se comparó una plantación de bananos tras trabajar el suelo de modo clásico con la plantación directa de bananos sobre un rastrojo de residuos de cosecha, en parcela experimental. Material y métodos. La calidad del suelo se evaluó mediante indicadores como, por ejemplo, la porosidad, el estatus orgánico, la biomasa microbiana y la estructura de las poblaciones de nematodos. Se evaluó el funcionamiento del cultivo gracias al crecimiento de la planta, a la distribución de las raíces, así como a la disponibilidad del agua y del nitrógeno del suelo. Resultados. Constatamos que el trabajo del suelo redujo la biomasa microbiana del mismo así como el número de conjunto de especies funcionales de nematodos. El trabajo del suelo únicamente tuvo un efecto a corto plazo sobre la porosidad del suelo; y, no permitió un arraigamiento más profundo. A pesar de que la mineralización del nitrógeno orgánico del suelo fuese más elevada en el suelo trabajado convencionalmente, la nutrición de los bananos, en nitrógeno, no fue mejor; probablemente porque la elevada fertilización nitrogenada compensó las variaciones de la disponibilidad orgánica de nitrógeno en el suelo. Constatamos que el crecimiento de los bananos era mejor en el tratamiento sin suelo trabajado. Esto puedo explicarse por una desecación del suelo causado por dejar sobre la superficie del suelo el rastrojo de residuos de cosecha, en el tratamiento sin suelo trabajado. Conclusión. En relación con el clásico suelo trabajado, una plantación sin labor mejoró la calidad del suelo así como los rendimientos del cultivo.