Published May 13, 2020 | Version v1
Publication Open

Explaining Soil Fertility Heterogeneity in Smallholder Farms of Southern Ethiopia

Creators

  • 1. Wolaita Sodo University
  • 2. Haramaya University

Description

Soil is spatially heterogeneous and needs site-specific management. However, soil nutrient information at larger scale in most cases is lacking. Consequently, fertilizer advisory services become dependent upon blanket recommendation approach. Subsequently, it affects yield and profitability. This study is aimed at explaining soil fertility heterogeneity in Wolaita zone, Southern Ethiopia. About 789 soil samples were collected to evaluate soil physical (color, particle size, and bulk density) and chemical properties (pH, OC, N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, PBS, and CEC). The laser diffraction method for soil particles and mid-infrared diffused reflectance (MIR) spectral analysis for OC, TN, and CEC determination were employed. Mehlich-III extraction and inductively coupled plasma (ICP) spectrometer measurement were used for the remaining elements. The result based on principal component analysis showed that 52% of the total variations were explained by exchangeable bases, CEC, pH, available P, Cu, B, and particle sizes. Clay texture and acidic soil reaction are dominant. Soil parameters with the following ranges were found at low status: soil OC (0.2–6.9%), total N (0.01–0.7%), available P (0.1–238 mg/kg), S (4–30 mg/kg), B (0.01–6.9 mg/kg), and Cu (0.01–5.0 mg/kg). Besides, low levels of exchangeable Ca, Mg, and K (Mg-induced K deficiency) on 22, 34, and 54% soil samples, respectively, were recorded. The soil contained sufficient Fe, Zn, and Mn. In conclusion, the study aids in developing practical decision for optimum soil management interventions and overcomes lower productivity occurring due to fertilizer use that is not tailored to the local conditions. Overall, continuous cropping, low return of crop residues, and low and/or no fertilizer application might have caused the low status of N, P, K, S, B, and Cu. Therefore, application of inorganic fertilizers specific to the site, lime in acidic soils, and organic fertilizers are recommended to restore the soil fertility and improve crop productivity.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

التربة غير متجانسة مكانيًا وتحتاج إلى إدارة خاصة بالموقع. ومع ذلك، لا توجد معلومات عن مغذيات التربة على نطاق أوسع في معظم الحالات. وبالتالي، أصبحت الخدمات الاستشارية للأسمدة تعتمد على نهج التوصية الشاملة. وبالتالي، فإنه يؤثر على العائد والربحية. تهدف هذه الدراسة إلى شرح عدم تجانس خصوبة التربة في منطقة وولايتا، جنوب إثيوبيا. تم جمع حوالي 789 عينة تربة لتقييم فيزياء التربة (اللون وحجم الجسيمات والكثافة الظاهرية) والخصائص الكيميائية (الرقم الهيدروجيني، OC، N، P، K، Ca، Mg، B، Cu، Fe، Mn، Zn، PBS، و CEC). تم استخدام طريقة حيود الليزر لجزيئات التربة والتحليل الطيفي للانعكاس المنتشر للأشعة تحت الحمراء المتوسطة (MIR) لتحديد OC و TN و CEC. تم استخدام استخلاص Mehlich - III وقياس مطياف البلازما المقترن حثيًا للعناصر المتبقية. أظهرت النتيجة المستندة إلى تحليل المكونات الرئيسية أن 52 ٪ من إجمالي الاختلافات تم تفسيرها من خلال القواعد القابلة للتبديل، و CEC، و pH، و P، و Cu، و B، وأحجام الجسيمات المتاحة. نسيج الطين والتفاعل الحمضي للتربة هما السائدان. تم العثور على معلمات التربة ذات النطاقات التالية في حالة منخفضة: التربة OC (0.2–6.9 ٪)، إجمالي N (0.01–0.7 ٪)، متاح P (0.1-238 مجم/كجم)، S (4–30 مجم/كجم)، B (0.01–6.9 مجم/كجم)، و Cu (0.01–5.0 مجم/كجم). إلى جانب ذلك، تم تسجيل مستويات منخفضة من الكالسيوم والمغنيسيوم والكالسيوم القابل للتبديل (نقص الكالسيوم الناجم عن المغنيسيوم) في 22 و 34 و 54 ٪ من عينات التربة، على التوالي. احتوت التربة على كمية كافية من الحديد والزنك والمنغنيز. في الختام، تساعد الدراسة في تطوير قرار عملي لتدخلات الإدارة المثلى للتربة وتتغلب على انخفاض الإنتاجية التي تحدث بسبب استخدام الأسمدة غير المصممة خصيصًا للظروف المحلية. بشكل عام، قد تكون المحاصيل المستمرة، وانخفاض عودة مخلفات المحاصيل، وانخفاض و/أو عدم استخدام الأسمدة قد تسببت في انخفاض حالة N و P و K و S و B و Cu. لذلك، يوصى باستخدام الأسمدة غير العضوية الخاصة بالموقع والجير في التربة الحمضية والأسمدة العضوية لاستعادة خصوبة التربة وتحسين إنتاجية المحاصيل.

Translated Description (French)

Le sol est hétérogène dans l'espace et nécessite une gestion spécifique au site. Cependant, les informations sur les nutriments du sol à plus grande échelle font défaut dans la plupart des cas. Par conséquent, les services de conseil en engrais deviennent dépendants de l'approche de recommandation générale. Par la suite, cela affecte le rendement et la rentabilité. Cette étude vise à expliquer l'hétérogénéité de la fertilité des sols dans la zone Wolaita, dans le sud de l'Éthiopie. Environ 789 échantillons de sol ont été prélevés pour évaluer les propriétés physiques (couleur, taille des particules et densité apparente) et chimiques (pH, OC, N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, PBS et CEC) du sol. La méthode de diffraction laser pour les particules du sol et l'analyse spectrale de réflectance diffusée dans l'infrarouge moyen (MIR) pour la détermination de l'OC, du TN et de la CEC ont été utilisées. L'extraction de Mehlich-III et la mesure par spectromètre à plasma à couplage inductif (ICP) ont été utilisées pour les éléments restants. Le résultat basé sur l'analyse des composants principaux a montré que 52% des variations totales étaient expliquées par les bases échangeables, la CEC, le pH, le P disponible, le Cu, le B et la taille des particules. La texture de l'argile et la réaction acide du sol sont dominantes. Les paramètres du sol avec les plages suivantes ont été trouvés à l'état bas : CO du sol (0,2-6,9 %), N total (0,01-0,7 %), P disponible (0,1-238 mg/kg), S (4–30 mg/kg), B (0,01-6,9 mg/kg) et Cu (0,01-5,0 mg/kg). En outre, de faibles niveaux de Ca, Mg et K échangeables (carence en K induite par le Mg) sur 22, 34 et 54 % des échantillons de sol, respectivement, ont été enregistrés. Le sol contenait suffisamment de Fe, Zn et Mn. En conclusion, l'étude aide à développer une décision pratique pour des interventions optimales de gestion des sols et surmonte la baisse de productivité due à l'utilisation d'engrais qui n'est pas adaptée aux conditions locales. Dans l'ensemble, une culture continue, un faible rendement des résidus de culture et une faible et/ou aucune application d'engrais pourraient avoir causé le faible état de N, P, K, S, B et Cu. Par conséquent, l'application d'engrais inorganiques spécifiques au site, de chaux dans les sols acides et d'engrais organiques est recommandée pour restaurer la fertilité des sols et améliorer la productivité des cultures.

Translated Description (Spanish)

El suelo es espacialmente heterogéneo y necesita una gestión específica del sitio. Sin embargo, en la mayoría de los casos falta información sobre los nutrientes del suelo a mayor escala. En consecuencia, los servicios de asesoramiento sobre fertilizantes dependen del enfoque de recomendación general. Posteriormente, afecta el rendimiento y la rentabilidad. Este estudio tiene como objetivo explicar la heterogeneidad de la fertilidad del suelo en la zona de Wolaita, en el sur de Etiopía. Se recolectaron alrededor de 789 muestras de suelo para evaluar las propiedades físicas (color, tamaño de partícula y densidad aparente) y químicas (pH, OC, N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, Zn, PBS y CEC) del suelo. Se empleó el método de difracción láser para partículas de suelo y el análisis espectral de reflectancia difusa (MIR) en el infrarrojo medio para la determinación de OC, TN y CEC. Se utilizaron la extracción de Mehlich-III y la medición del espectrómetro de plasma acoplado inductivamente (ICP) para los elementos restantes. El resultado basado en el análisis de componentes principales mostró que el 52% de las variaciones totales se explicaron por bases intercambiables, CEC, pH, P, Cu, B y tamaños de partícula disponibles. La textura de la arcilla y la reacción ácida del suelo son dominantes. Los parámetros del suelo con los siguientes rangos se encontraron en estado bajo: OC del suelo (0.2-6.9%), N total (0.01-0.7%), P disponible (0.1-238 mg/kg), S (4–30 mg/kg), B (0.01-6.9 mg/kg) y Cu (0.01–5.0 mg/kg). Además, se registraron bajos niveles de Ca, Mg y K intercambiables (deficiencia de K inducida por Mg) en muestras de suelo del 22, 34 y 54%, respectivamente. El suelo contenía suficiente Fe, Zn y Mn. En conclusión, el estudio ayuda a desarrollar decisiones prácticas para intervenciones óptimas de gestión del suelo y supera la menor productividad que se produce debido al uso de fertilizantes que no se adapta a las condiciones locales. En general, el cultivo continuo, el bajo retorno de los residuos de los cultivos y la baja o ninguna aplicación de fertilizantes podrían haber causado el bajo estado de N, P, K, S, B y Cu. Por lo tanto, se recomienda la aplicación de fertilizantes inorgánicos específicos del sitio, cal en suelos ácidos y fertilizantes orgánicos para restaurar la fertilidad del suelo y mejorar la productividad de los cultivos.

Files

6161059.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:76a3e14692d64ce26195e12aa8a3bd56
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
شرح عدم تجانس خصوبة التربة في مزارع أصحاب الحيازات الصغيرة في جنوب إثيوبيا
Translated title (French)
Expliquer l'hétérogénéité de la fertilité des sols dans les petites exploitations agricoles du sud de l'Éthiopie
Translated title (Spanish)
Explicación de la heterogeneidad de la fertilidad del suelo en las pequeñas explotaciones agrícolas del sur de Etiopía

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3025705281
DOI
10.1155/2020/6161059

Is supplement to
https://openalex.org/W3162330698 (Other)
https://openalex.org/W2948824617 (Other)
https://openalex.org/W2901168496 (Other)
https://openalex.org/W2804149654 (Other)
https://openalex.org/W2497700152 (Other)
https://openalex.org/W2240875773 (Other)
https://openalex.org/W2226162988 (Other)
https://openalex.org/W2088395762 (Other)
https://openalex.org/W2018233190 (Other)
https://openalex.org/W2016651510 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1525356410
  • https://openalex.org/W1549730930
  • https://openalex.org/W1833780311
  • https://openalex.org/W1946350504
  • https://openalex.org/W1979242398
  • https://openalex.org/W1979540181
  • https://openalex.org/W2000936690
  • https://openalex.org/W2005543883
  • https://openalex.org/W2006890196
  • https://openalex.org/W2007380664
  • https://openalex.org/W2009057768
  • https://openalex.org/W2024098150
  • https://openalex.org/W2027034480
  • https://openalex.org/W2027224070
  • https://openalex.org/W2039803830
  • https://openalex.org/W2045021246
  • https://openalex.org/W2056193610
  • https://openalex.org/W2059245334
  • https://openalex.org/W2066949447
  • https://openalex.org/W2067995047
  • https://openalex.org/W2068244469
  • https://openalex.org/W2077373217
  • https://openalex.org/W2080021710
  • https://openalex.org/W2081819300
  • https://openalex.org/W2089081222
  • https://openalex.org/W2117649580
  • https://openalex.org/W2137118999
  • https://openalex.org/W2144447797
  • https://openalex.org/W2146369178
  • https://openalex.org/W2148393074
  • https://openalex.org/W2159620994
  • https://openalex.org/W2167682600
  • https://openalex.org/W2530468370
  • https://openalex.org/W2556324614
  • https://openalex.org/W2625863822
  • https://openalex.org/W2811135489
  • https://openalex.org/W2900715215
  • https://openalex.org/W2901971291
  • https://openalex.org/W2907328678
  • https://openalex.org/W2946196204
  • https://openalex.org/W847090925