前言：联合国粮食及农业组织推荐的保护性农业由三部分组成:最小土壤扰动、土壤覆盖和作物轮作/联合。保护性农业有望成为苏丹稀树草原防止水土流失的有效对策，但尚未被当地小农采用。由于苏丹稀树草原尚未开发豆类作物市场，轮作对这些农民来说是不切实际的。
我们研究了豆类间作作为作物轮作/联合的组成部分是否对防止苏丹稀树草原的土壤侵蚀是必要的。在环境和农业研究所的径流小区进行了为期三年的田间试验，四个处理分别为：常规处理：全耕作、不覆盖高粱秸秆和不间作、双组分钙肥：少耕和覆盖高粱秸秆不间作和三组分钙肥与绒豆或木豆间作。
结果表明:少耕和高粱秸秆覆盖(不间作)有效地减少了54%的年土壤流失，这主要是由于在高粱秸秆覆盖下发现的白蚁和狼蛛的钻蛀改善了土壤的渗透性；
间作配合少耕和作物残体覆盖对控制土壤侵蚀没有效果，主要是因为木豆不能经受长时间的旱季，维生素B不能有效地作为覆盖作物，因为土壤流失集中在雨季开始时，那时维生素B还太小；
出乎意料的是，与少耕和作物残体覆盖相结合，与绒豆间作没有增加覆盖物生物量，特别是高粱生物量，这促使白蚁和狼蛛钻进这些结果表明，保护性农业的第三个组成部分，即豆类间作，并不总是必要的；相反，剩下的两个组成部分——最小土壤扰动和土壤覆盖——足以在苏丹稀树草原保持土壤。这一发现减轻了采用保护性农业的负担，从而有利于将来向苏丹稀树草原的小农推广。
介绍
土壤侵蚀是撒哈拉以南非洲可持续农业的主要威胁，因为它耗尽土壤养分和生产力，保护性农业已被联合国粮食及农业组织推荐为水土保持技术以及提高作物产量和减少劳动力需求的实践。
根据粮农组织，保护性农业是一个耕作制度，有三个原则:连续最小机械土壤扰动，如减少、最小或不耕作；永久性有机土壤覆盖，有作物残体或覆盖作物；按顺序种植的作物品种多样化(例如作物轮作)和/或联合种植，例如混合耕作或间作。
尽管保护性农业在北美和南美已被广泛采用，但在撒哈拉以南非洲，保护性农业实施率低的主要原因被认为是缺乏进入投入和产出市场的机会，需要发展更好的豆类作物市场，以促进撒南地区的豆类作物轮作。
另一种观点认为，对合作援助不感兴趣的主要原因是，合作援助常常被作为一个不可分割的一揽子计划来宣传，而没有适当地适应当地的情况，向非洲的小农户推广由三个部分组成的社区援助计划是不现实的，必须确定这三个组成部分中的哪一个有助于达到预期效果。南澳大利亚混合农业系统中保护性农业原则的高度灵活性可能为未来在推广保护性农业提供一个更合适的模式。
西非的苏丹稀树草原是北部萨赫勒和南部几内亚稀树草原之间的过渡地带。它从塞内加尔中部和冈比亚延伸至尼日利亚北部，全长约3300公里。苏丹稀树草原的年平均温度为18°C或更高的草原气候。
由于半干旱条件，珍珠粟、高粱、豇豆和花生是主要作物，玉米、块根作物和水稻也种植在土壤水分丰富的土地上.根据卡洛-康查的说法以及其他人，苏丹稀树草原的作物生产受到几个因素的限制:水的可利用性低，因为干旱频繁和降雨量变化大，土壤肥力差，农民的技术、管理和财政能力有限，以及这些国家的总体结构、经济和体制薄弱。所有这些影响都因持续的水侵蚀而加剧。
在苏丹稀树草原，有机质含量低的沙质表土占主导地位，因此，土壤结皮/封层很容易形成，这使得土壤容易受到水侵蚀，在苏丹稀树草原，特别是在布基纳法索的中央高原，水侵蚀的风险很高。
布基纳法索中部高原每年因水蚀而流失的土壤高达32.7毫克公顷每年，相当于每年2毫米的表土。该值远高于容许极限：称为土壤流失容许量。
保护性农业有望成为苏丹稀树草原水蚀的有效对策。然而，与撒哈拉以南非洲的其他地区一样，苏丹稀树草原的小农户很少使用这种方法，由三部分组成的保护性农业包对于现金和劳动力资源贫乏的农民来说是一个沉重的负担。
很有可能作物轮作/联合保护性农业并不总是减少水侵蚀所必需的，这与豆类间作对水土保持无效，此外，津巴布韦主要作物和豆类作物之间对土壤水分的激烈竞争降低了作物产量和壤土沙土上的雨水利用效率。
保护性农业的主要益处，即减少水侵蚀，主要是通过表面覆盖实现的。本研究的目的是检验在苏丹稀树草原减少水土流失是否需要保护性农业的所有三个组成部分，假设作物轮作/联合组成部分可能不是必需的。减轻采用这种方法的负担可以促进向苏丹稀树草原的小农推广这种方法。
材料和方法
田间试验在环境和农业研究所位于布基纳法索的中央高原，这里的水土流失比苏丹稀树草原的其他地区更加严重，气候基本稳定，年平均降雨量为800毫米，年平均温度为28摄氏度。降雨量主要集中在6月至9月间，此时热带辐合带位于其最北端，而11月至3月间几乎没有降雨，此时热带辐合带位于其最南端。
年均潜在蒸发量在1700至2000毫米之间，试验田中的土壤被划分为铁质岩屑淋溶土，如同在苏丹稀树草原的其他地区，表层土壤含砂量高，有机碳含量低是结构惰性的，岩石地层从73厘米的深度开始，这限制了作物的根伸长。
2012年建立了12个径流小区，沿斜坡方向长14.0米，宽4.2米。地块的坡度为0.7%，这些地块用20厘米高的铁皮隔开，以防止径流水进出。在每个地块的最低边缘设置了一个等腰三角形的护坦，以集中径流水和侵蚀土壤。
苏丹稀树草原水土保持不需要作物轮作或联合成分的假设决定了处理方法，没有选择轮作，因为间作在苏丹稀树草原更常见，选择绒豆和木豆作为间作作物，是因为预期它们会产生大量的生物量，从而在农田中保留更多的作物残体作为覆盖物，然而，与预期相反，木豆在实验期间的旱季没有存活。
2013年至2015年降雨量和累积土壤流失量的时间分布中，土壤流失集中在雨季开始时，此时土壤表面被作物最低限度地覆盖，并且没有防雨措施，在3年的观测中，少耕和保护性农业绒豆的土壤累积流失量小，少耕+CRM和保护性农业和绒豆之间没有显著差异。
笔者认为
尽管2014-2015年的降雨量与年平均水平相似，但木豆在试验期间未能挺过旱季，试验田中相对较浅的土壤在漫长的旱季可能无法为木豆提供足够的水分，70厘米深处限制了站作物的根系生长。根据欧洲委员会，有效土壤深度< 50 cm广泛分布在苏丹稀树草原，因此我们得出结论，保护性农业与木豆间作在苏丹稀树草原的大部分地区不可行。
水土流失在少耕+CRM中平均减少54%，在保护性农业_绒豆中平均减少58%，径流系数在少耕+CRM中平均降低32%，在保护性农业_绒豆中平均降低37%，这些数据表明，这两种管理策略对苏丹稀树草原的水土保持都是有效的。
两个保护性农业组成部分，即最小土壤扰动和土壤覆盖，将足以在苏丹稀树草原土壤保持。如保护性农业中所述以及其他人，豆类作物的市场在苏丹稀树草原尚未开发，因此推广豆类作物间作不会增加小农户的收入或恢复能力，但会增加额外的费用和劳动力需求。我们研究支持的结论将减轻采用保护性农业的负担，并有利于向苏丹稀树草原的小农推广保护性农业。
在此基础上，我们考虑了绒豆间作对减少水蚀没有贡献这一结果的合理性，与绒豆间作有望降低径流系数，这是合理的，因为绒豆间作没有增加收获后留在田间的作物残体的生物量，尤其是促使白蚁和狼蛛蛀孔、提高土壤通透性的高粱秸秆生物量。绒豆和高粱之间的竞争可能降低了高粱的生长。
在撒南非洲目前的情况下，小农户一般不容易实施客户关系管理。大量的作物残体被用作燃料、饲料和建筑材料；因此，作为覆盖物留在地里的很少，在苏丹大草原也是如此，留在地里作为覆盖物的残留物可能不到总量的10%，通过农业集约化，特别是通过增加化肥的使用，可以使这种方法变得更加容易和可行。
实验结论
为期三年的野外试验表明，苏丹稀树草原的水蚀可以通过保护性农业控制，主要是通过CRM减少径流水。CRM刺激白蚁和狼蛛的钻孔，这种活动增加了土壤渗透性。该研究还表明，作物组合中的保护性农业成分不会减少径流，因此，当与少耕+CRM配合使用时，对土壤侵蚀控制没有影响。
在苏丹稀树草原水土流失控制方面，推广完整的保护性农业方案是不合理的，而双组分保护性农业，即少耕+ CRM，是一种更可行的方法。然而，在苏丹稀树草原目前的情况下，保留足够的作物残茬作为覆盖物仍然是一个挑战，因为小农将作物残茬用于多种目的。农业集约化为这个问题提供了一个可能的解决方案，主要是通过增加化肥的使用。应加速研究如何利用当地资源(如磷酸盐岩)生产低价化学肥料，并确定主要作物和土壤的最佳产品剂量。