Impacts of climate and farming management on maize yield in southern Tanzania

Climate is one of the major factors controlling agricultural productivity in Africa. Changes in meteorological variables such as rising temperatures, changes in precipitation and increase in atmospheric carbon dioxide levels affect crop production. The objective of this study was to evaluate the impacts of climate change and variability, and crop management on yield of maize ( Zea mays L. ) grown in the southern part of Tanzania. Using the Decision Support System for Agrotechnology Transfer Cropping System Model (DSSAT-CSM), a series of sensitivity experiments were conducted to evaluate the response of maize yields to a range of principal changes in rainfall and temperatures. The sensitivities were estimated under two management practices, one with traditional farming practices, and the other with application of external farm inputs. Dry-spells during the growing season caused yield losses of all cultivars of up to 43% for the prolonged dry-spells of 20 days. Increased rainfall intensity, during vegetative and reproductive stages, caused the decrease in yield of 5 and 2%, respectively. A 50-100% decrease in rainfall intensity during the growing season caused a loss of yields between 40-100%. Increased or decreased temperatures from the baseline values reduced or increased days to flowering and to physiological maturity, respectively. In addition, a decrease in temperature from the baseline values to 2 \ub0C had an overall impact of yields loss for all cultivars. However, yields increased with an increase of temperature by up to 2.5 \ub0C (UH6303 and H628) and 4.5 \ub0C (PAN691). Growing seasons with lower total rainfall (<50 mm) and temperature (<1\ub0C) from their climatological values, caused yield loss as much as 71 and 15%, respectively for PAN691 cultivar. Generally, the impacts depended on the management, cultivar, soil characteristics, magnitude, timing and duration of the stress.Le Climat est l\u2019un des facteurs majeurs contr\uf4lant la productivit\ue9 agricole en Afrique. Les changements de donn\ue9es m\ue9t\ue9orologiques tels que l\u2019\ue9l\ue9vation des temp\ue9ratures, variabilit\ue9 dans les pr\ue9cipitations et l\u2019augmentation du CO2 atmosph\ue9rique affecte la production agricole. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait d\u2019\ue9valuer les impacts du changement climatique, de variabilit\ue9, et des pratiques agronomiques sur le rendement du ma\uefs ( Zea mays L. ) cultiv\ue9 dans la partie Sud de la Tanzanie. Une s\ue9rie d\u2019exp\ue9rimentations sur la sensibilit\ue9 a \ue9t\ue9 conduite au moyen du Syst\ue8me d\u2019appui \ue0 la prise de d\ue9cisions pour les transferts agro technologiques (DSSAT) afin d\u2019\ue9valuer la r\ue9ponse en terme de rendement de ma\uefs \ue0 une range de variabilit\ue9s majeures dans les pr\ue9cipitations et les temp\ue9ratures. Les sensibilit\ue9s ont \ue9t\ue9 estim\ue9es sous deux pratiques culturales, l\u2019une avec les pratiques de culture traditionnelle et l\u2019autre avec apport ext\ue9rieur d\u2019intrants agricoles. Des p\ue9riodes durant la saison culturales a caus\ue9 des pertes de rendement au niveau de tous les cultivars et ceci allant jusqu\u2019\ue0 43% pour des p\ue9riodes s\ue8ches prolong\ue9es de 20 jours. Les augmentations de l\u2019intensit\ue9 de pr\ue9cipitations durant les p\ue9riodes v\ue9g\ue9tative et reproductive ont caus\ue9 respectivement une diminution de 5 \ue0 2% du rendement. Une r\ue9duction de l\u2019intensit\ue9 des pr\ue9cipitations de 50-100% durant la saison culturale a caus\ue9 une perte de rendement entre 40-100%. L\u2019augmentation ou la diminution des temp\ue9ratures r\ue9duit ou augmente la date de floraison et de maturit\ue9. De plus, une diminution de temp\ue9rature de 2 \ub0C par rapport \ue0 la valeur moyenne a un impact significatif sur le rendement au niveau de tous les cultivars. N\ue9anmoins, le rendement augmente lorsque la temp\ue9rature augmente de 2.5 \ub0C (UH6303 and H628) et 4.5 \ub0C (PAN691). Les saisons culturales avec des pr\ue9cipitations globales (<50 mm) et (<1\ub0C) par rapport \ue0 leur valeurs climatologiques, ont caus\ue9 respectivement une perte de rendement aussi \ue9lev\ue9e que 71 et 15% pour le cultivar PAN691. De fa\ue7on g\ue9n\ue9rale, les impacts d\ue9pendent des pratiques culturales, du cultivar, des caract\ue9ristiques de sol, de la magnitude, du moment et de la dur\ue9e du stress