Spatial and temporal variability of soil moisture in non-flooded landscape units in Namibian Zambezi region

Climate variability will continue to impact the spatial and temporal variability of soil moisture in different landscapes across the world; and in turn the variability may affect crop production. Non-flood areas in the Namibian Kwalala Landscape of Zambezi (NKLOZ) region are generally relegated to second place, as somewhat marginal for the successful production of major crops such as maize ( Zea mays L.). Even when flood water has receded, non-flooded areas which get affected during floods, are still avoided for crop production. This is because residual moisture following the rainy season, is suspected to fall far short of the longer growing duration of maize, to the extent that farmers are too apprehensive to grow maize in such areas. The objective of this study was to determine the effect of seasonal rainfall on spatial and temporal variability of soil moisture within the Namibian Kwalala Landscape of Zambezi (NKLOZ) ecology, and the extent to which soil moisture status and soil temperature patterns (STEPs) characterise soil type (STP) productive potential. Three sensors were setup up at 20, 40 and 60 cm landscape of the NKLOZ, after digging a one-metre trench at each site. Soil moisture and temperature data were retrieved and monitored using Decagon DataTrac 3 software. ANOVA multiple regressions were used to analyse the effects of soil depth, rainfall, and soil temperature on soil moisture. Seasonal rainfall in the NKLOZ during the growing period between October and April (2012-2015) significantly (P < 0.05) and positively affected soil moisture, both in time and space, in recharging soil moisture to sufficiently meet maize crop water requirements in the region. Although it appeared like high amounts of soil moisture sufficiency were as a result of the events of seasonal rainfall received during the growing period, anything received between mid-January and Mid-March was still below the historical minimum and maximum decadal; and in any case late for early planted maize crop. Average soil moisture data indicated for loamy soil (8.30), sandy loam (14.30) and sand at the respective sites suggested a large rainfall season-soil texture interaction. Such an interaction should inform the prudence of production of maize from the point of view of a smart or robust crop system growing planning and management.La variabilit\ue9 climatique continuera d\u2019avoir un impact sur la variabilit\ue9 spatiale et temporelle de l\u2019humidit\ue9 du sol dans diff\ue9rents paysages du monde; et \ue0 son tour, la variabilit\ue9 peut affecter la production agricole. Les zones non inondables de la r\ue9gion namibienne du paysage de Kwalala du Zamb\ue8ze (NKLOZ) sont g\ue9n\ue9ralement rel\ue9gu\ue9es au deuxi\ue8me rang, car elles sont quelque peu marginales pour la r\ue9ussite de la production de grandes cultures telles que le ma\uefs ( Zea mays L.). M\ueame lorsque les eaux de crue se sont retir\ue9es, les zones non inond\ue9es qui sont affect\ue9es lors des inondations sont toujours \ue9vit\ue9es pour la production agricole. En effet, l\u2019humidit\ue9 r\ue9siduelle apr\ue8s la saison des pluies est soup\ue7onn\ue9e d\u2019\ueatre bien en de\ue7\ue0 de la dur\ue9e de croissance plus longue du ma\uefs, dans la mesure o\uf9 les agriculteurs craignent trop de cultiver du ma\uefs dans ces zones. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait de d\ue9terminer l\u2019effet des pr\ue9cipitations saisonni\ue8res sur la variabilit\ue9 spatiale et temporelle de l\u2019humidit\ue9 du sol dans l\u2019\ue9cologie du paysage namibien de Kwalala du Zamb\ue8ze (NKLOZ), et dans quelle mesure l\u2019\ue9tat d\u2019humidit\ue9 du sol et les mod\ue8les de temp\ue9rature du sol (STEP) caract\ue9risent le sol potentiel de production de type (STP). Trois capteurs ont \ue9t\ue9 install\ue9s \ue0 20, 40 et 60 cm du paysage du NKLOZ, apr\ue8s avoir creus\ue9 une tranch\ue9e d\u2019un m\ue8tre sur chaque site. Les donn\ue9es d\u2019humidit\ue9 et de temp\ue9rature du sol ont \ue9t\ue9 r\ue9cup\ue9r\ue9es et surveill\ue9es \ue0 l\u2019aide du logiciel Decagon DataTrac 3. Les r\ue9gressions multiples de l\u2019ANOVA ont \ue9t\ue9 utilis\ue9es pour analyser les effets de la profondeur du sol, des pr\ue9cipitations et de la temp\ue9rature du sol sur l\u2019humidit\ue9 du sol. Les pr\ue9cipitations saisonni\ue8res dans la NKLOZ pendant la p\ue9riode de croissance entre octobre et avril (2012-2015) de mani\ue8re significative (P <0,05) et ont affect\ue9 positivement l\u2019humidit\ue9 du sol, \ue0 la fois dans le temps et dans l\u2019espace, en rechargeant l\u2019humidit\ue9 du sol pour r\ue9pondre suffisamment aux besoins en eau des cultures de ma\uefs dans la r\ue9gion . Bien qu\u2019il soit apparu que des quantit\ue9s \ue9lev\ue9es d\u2019humidit\ue9 du sol \ue9taient dues aux \ue9v\ue9nements de pr\ue9cipitations saisonni\ue8res re\ue7ues pendant la p\ue9riode de croissance, tout ce qui a \ue9t\ue9 re\ue7u entre la mi-Janvier et la mi-Mars \ue9tait toujours inf\ue9rieur au minimum et au maximum d\ue9cennaux historiques; et en tout cas en retard pour les premi\ue8res cultures de ma\uefs. Les donn\ue9es d\u2019humidit\ue9 moyenne du sol indiqu\ue9es pour le sol limoneux (8,30), le loam sableux (14,30) et le sable sur les sites respectifs sugg\ue8rent une grande interaction saison des pluies-texture du sol. Une telle interaction devrait \ue9clairer la prudence de la production de ma\uefs du point de vue d\u2019un syst\ue8me de culture intelligent ou robuste qui accro\ueet la planification et la gestion

Genetic variability characterisation of Tanzania sorghum landraces based on simple sequence repeats (SSRS) molecular and morphological markers

Morphological and molecular markers were employed to study the genetic variability among 40 sorghum landraces collected from Tanzania and two from Zambia. A total of 14 morphological markers and seven simple sequence repeats (SSRs) primers were used to (i) determine the genetic relationships among landraces, and (ii) assess important agronomic traits. Five principal components accounted for 73.60% of the total variability. There were positive significant correlation between yield and inflorescence width (r = 0.343*), five panicles averages and plot yields (r = 0. 531*), leaf senescence and inflorescence length (r = 0.355*). Negative significant correlation between tiller numbers and inflorescence length (r = -0.343*) was recorded. Cluster analysis based on morphological traits revealed three major distinct groups with one landrace forming independent cluster. Based on molecular markers, eleven clusters were observed. Sorghum controls, N13, Ochuti and Adiwo each formed independent clusters. Markers Xgap84 and Xtxp320 had high alleles than other markers. These had seven and eight alleles respectively. Molecular markers clearly separated landraces within and between groups than morphological markers. There were no genotype specific makers with the exceptions of Ochuti and N13 controls

Genetic variability characterisation of Tanzania sorghum landraces based on simple sequence repeats (SSRs) molecular and morphological markers

Morphological and molecular markers were employed to study the genetic variability among 40 sorghum landraces collected from Tanzania and two from Zambia. A total of 14 morphological markers and seven simple sequence repeats (SSRs) primers were used to (i) determine the genetic relationships among landraces, and (ii) assess important agronomic traits. Five principal components accounted for 73.60% of the total variability. There were positive significant correlation between yield and inflorescence width (r = 0.343*), five panicles averages and plot yields (r = 0. 531*), leaf senescence and inflorescence length (r = 0.355*). Negative significant correlation between tiller numbers and inflorescence length (r = -0.343*) was recorded. Cluster analysis based on morphological traits revealed three major distinct groups with one landrace forming independent cluster. Based on molecular markers, eleven clusters were observed. Sorghum controls, N13, Ochuti and Adiwo each formed independent clusters. Markers Xgap84 and Xtxp320 had high alleles than other markers. These had seven and eight alleles respectively. Molecular markers clearly separated landraces within and between groups than morphological markers. There were no genotype specific makers with the exceptions of Ochuti and N13 controls.Les marqueurs morphologiques et moléculaires ont été utilisés pour étudier la variabilité génétique de 40 variétés locales du sorgho collectées en Tanzanie et 2 en Zambie. Au total 14 promoteurs pour les marqueurs morphologiques et 7 pour les marqueurs microsatellites ou SSRs (simple sequence repeats) ont été utilisés pour (1) déterminer les rapports génétiques des variétés (2) évaluer les traits à importance agronomique. Cinq composantes principales correspondaient à 73.6% du total de variabilité. Des corrélations linéaires positives ont été trouvées entre les le rendement et la largeur de l'inflorescence (r=0.343*) ; Cinq moyennes de panicules et le rendement parcellaires (r=0.531*) ; et la sénescence des feuilles et la longueur de l'inflorescence (0.355*). Une corrélation négative a été enregistrée entre le nombre de talles et la longueur de l'inflorescence (r=0.343*). L'analyse cluster basée sur des traits morphologiques a révélé 3 groupes distinctifs majeurs avec une variété locale formant un cluster indépendant. En se basant sur les marqueurs moléculaires, onze clusters été observes. Les varietes témoins, N13, Ochuti et Adiwo chacune formaient des clusters indépendants. Les marqueurs Xgap84 and Xtxp320 avaient des allèles plus élevés que les autres marqueurs, avec respectivement, sept et 8 allèles. Les marqueurs moléculaires ont sépare clairement les varietes parmi et dans les groups distinctifs que mieux les marqueurs morphologiques. Il n'y avait pas de marqueurs phénotypiques spécifiques à l'exception des témoins Ochuti et N13. L'information générée par cette étude peut être utilisée par des sélectionneurs pour l'amélioration du sorgho