Modelling the potential impact of climate change on sorghum and cowpea production in semi-arid areas of Kenya using the agricultural production systems simulator (APSIM)

Abstract: 
Managing crop production risks associated with inter-annual climate variability and climate change has received insignificant attention in the semi-arid areas of Kenya. Against this backdrop, the potential impact of climate change on sorghum (Sorghum bicolor) and cowpea (Vigna unguiculata) production in the semi-arid areas of Kenya will be assessed using the Agricultural Production System Simulator (APSIM). The study will employ participatory tools in the use of APSIM model to identify risks and cropping system improvement options and designing cropping strategies for field experimentation. The field experiments will be conducted in Makueni district of Eastern Province, Kenya. Initially, a farmers’ workshop will be held to gather information on farmers’ experience with recent climatic changes and possible causes, effect on current farming systems, coping and adaption strategies to current management practices. Farm households’ perceptions of risks, options to reduce climatic risks, specific vulnerabilities of the current cropping systems and coping strategies will be documented using semi-structured interviews during farm surveys. This is in addition to establishing the socio-economic and agricultural systems setting of the smallholder farmers. Potential technologies to address the anticipated negative impacts of climate change in respect of cowpea (legume) and sorghum (cereal) cropping system will jointly be identified with the farmers and a subset of tactical adaptation options identified. The options will initially be tested on-station in the first year and on farm in the second year. The on station experiments will be conducted for two (four seasons) years to model sorghum and cowpea growth and soil-water, soil organic carbon and nitrogen dynamics in a legume-cereal cropping system. The APSIM model will be validated to simulate both the legume and cereal components of the cropping system. The integrity of the simulated system will be evaluated by comparing the simulated performance of the crops with actual experimental crop data and by exploring other facets such as water use, denitrification and leaching. It is envisioned that the APSIM model will allow for quick exploration of production outcomes of a range of management alternatives under a range of climatic scenarios (realized or predicted), and for a range of soil conditions. This is in addition to provision of valuable information for evaluating a wide range of cropping system options.
La gestion des risques de production agricole associés à la variabilité interannuelle du climat et au changement climatique a reçu moins d’ attention dans les zones semi-arides du Kenya. Dans ce contexte, l’impact potentiel du changement climatique sur le sorgho (Sorghum bicolor) et sur la production du niébé (Vigna unguiculata) dans les zones semi-arides du Kenya sera évalué en utilisant le simulateur de système de production agricole (APSIM). L’étude fera appel à des outils participatifs dans l’utilisation du modèle APSIM pour identifier les risques et les possibilités d’amélioration du système cultural et la conception des stratégies de culture pour une expérimentation sur terrain. Les expériences sur terrain seront menées dans le district de Makueni de la Province Orientale, au Kenya. Au départ, un atelier d’agriculteurs sera organisé afin de recueillir des informations sur l’expérience des agriculteurs avec les récents changements climatiques et les causes possibles, l’effet sur les systèmes agricoles actuels, les stratégies de débrouillage et d’adaptation aux pratiques de gestion actuelles. Les perceptions des risques dans les ménages des agriculteurs, des options pour réduire les risques climatiques, les vulnérabilités spécifiques des systèmes agricoles actuels et les stratégies d’adaptation seront documentées au moyen de questionnaires semi-structurés au cours des enquêtes agricoles. Il s’agit en plus d’établir la création des systèmes socio-économiques et agricoles des petits agriculteurs. Les technologies possibles pour remédier aux effets négatifs attendus du changement climatique à l’égard du système de culture du niébé (légumineuse) et du sorgho (céréale) seront conjointement identifiées avec les agriculteurs et un sousensemble des options d’adaptation tactiques identifiées. Les options seront d’abord testées en station pendant la première année et à la ferme pendant la deuxième année. Les expériences sur station seront réalisées pour deux ans (quatre saisons) pour modeler la croissance du sorgho et du niébé, et l’eau du sol, le carbone organique du sol et la dynamique de l’azote dans le système de culture légumineuse-céréale. Le modèle APSIM sera validé pour simuler les composants des légumineuses et des céréales du système agricole. L’intégrité du système de simulation sera évaluée en comparant la performance simulée des cultures avec des données actuelles des cultures expérimentales et en explorant d’autres facettes, comme l’utilisation de l’eau, la dénitrification et le lessivage. Il est prévu que le modèle APSIM permettra l’exploration rapide des résultats de production d’une gamme de solutions de gestion en vertu d’un éventail de scénarios climatiques (réalisés ou prévus), et pour une gamme de conditions de sol. Cela s’ajoute à la fourniture de renseignements précieux pour l’évaluation d’un large éventail d’options du système de culture.
Language: 
Date of publication: 
2010
Country: 
Region Focus: 
East Africa
University/affiliation: 
Collection: 
RUFORUM Conferences and Workshops
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Form: 
Printed resource
Publisher: 
ISSN: 
E_ISSN: 
Edition: 
Extent: 
47-55
Notes: 

"The 2010 RUFORUM Biennial Conference was the second in the series. The main objective of the Biennial conferences is to provide a platform for agricultural research for development stakeholders in Africa and beyond to actively exchange findings and experiences, while at the same time learning lessons towards improving performance of the agricultural sector and ultimately people’s livelihoods. The biennial conference is RUFORUM’s most comprehensive meeting for the diversity of stakeholers in agriculture. It is especially dedicated to graduate students and their supervisors, grantees in RUFORUM member universities and alumni. It is a platform for peer review, quality control, mentorship, networking and shared learning. This record contains an extended abstract accepted under the theme climate change".