Published April 20, 2023
| Version v1
Publication
Open
Long-term impact of pulses and organic amendments inclusion in cropping system on soil physical and chemical properties
Creators
- 1. Indian Institute of Pulses Research
- 2. Directorate of Groundnut Research
- 3. Central Agricultural University
- 4. Swami Keshwanand Rajasthan Agricultural University
- 5. Indian Agricultural Research Institute
Description
Abstract Mono-cropping of maize–wheat, mechanical disintegration of soils, and continuous chemical fertilization have deteriorated soil health in the Indo-Gangetic Plains. We studied the long-term impact of pulse-based cropping systems with integrated nutrient management on soil physical and chemical properties and yield sustainability. We evaluated four different cropping systems: (1) maize–wheat (M–W), (2) maize–wheat–mungbean (M–W–Mb), (3) maize–wheat–maize–chickpea (M–W–M–C), (4) pigeonpea–wheat (P–W) each with three degrees of soil fertilization techniques: (1) unfertilized control (CT), (2) inorganic fertilization (RDF), and (3) integrated nutrient management (INM). The field experiment was undertaken in a split-plot design with three replications each year with a fixed layout. P–W and M–W–Mb systems enhanced soil properties such as volume expansion by 9–25% and porosity by 7–9% ( p < 0.05) more than M–W, respectively. P–W and M–W–Mb increased soil organic carbon by 25–42% and 12–50% over M–W (RDF). P–W system enhanced water holding capacity and gravimetric moisture content by 10 and 11% ( p < 0.05) than M–W. Pulse-based systems (P–W and M–W–Mb) had higher available nitrogen (8–11%), phosphorus (42–73%), and potassium (8–12%) over M–W ( p < 0.05). M–W–Mb increased 26% maize yield and 21% wheat yield over M–W ( p < 0.05) at the thirteenth crop cycle. P–W system had a higher sustainable yield index ( p < 0.05) of wheat over the M–W. Thus, pulse inclusion in the cropping system in combination with INM can enhance physical and chemical properties vis-à-vis sustainable yield index over the cereal-cereal system.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أدى المحصول الأحادي المجرد للذرة والقمح، والتفكك الميكانيكي للتربة، والإخصاب الكيميائي المستمر إلى تدهور صحة التربة في سهول الغانج الهندية. درسنا التأثير طويل الأجل لأنظمة المحاصيل القائمة على النبض مع الإدارة المتكاملة للمغذيات على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة واستدامة الغلة. قمنا بتقييم أربعة أنظمة مختلفة للمحاصيل: (1) الذرة والقمح (M - W)، (2) الذرة والقمح وفول المنغولي (M - W - Mb)، (3) الذرة والقمح والذرة والحمص (M - W - M - C)، (4) الحمص والقمح (P - W) مع كل ثلاث درجات من تقنيات تخصيب التربة: (1) التحكم غير المخصب (CT)، (2) التسميد غير العضوي (RDF)، و (3) الإدارة المتكاملة للمغذيات (INM). تم إجراء التجربة الميدانية في تصميم قطعة أرض مقسمة مع ثلاث نسخ متماثلة كل عام مع تخطيط ثابت. عززت أنظمة P - W و M - W - Mb خصائص التربة مثل تمدد الحجم بنسبة 9-25 ٪ والمسامية بنسبة 7-9 ٪ ( p < 0.05) أكثر من M - W، على التوالي. زاد P - W و M - W - Mb من الكربون العضوي في التربة بنسبة 25-42 ٪ و 12-50 ٪ على M - W (RDF). عزز نظام P - W القدرة على الاحتفاظ بالمياه ومحتوى الرطوبة الجاذبية بنسبة 10 و 11 ٪ ( p < 0.05) من M - W. تحتوي الأنظمة القائمة على النبض (P - W و M - W - MB) على نسبة أعلى من النيتروجين المتاح (8-11 ٪) والفوسفور (42-73 ٪) والبوتاسيوم (8-12 ٪) على M - W ( p < 0.05). زاد MW - Mb بنسبة 26 ٪ من محصول الذرة و 21 ٪ من محصول القمح على MW ( p < 0.05) في دورة المحاصيل الثالثة عشرة. كان لنظام P - W مؤشر عائد مستدام أعلى ( p < 0.05) من القمح على M - W. وبالتالي، فإن تضمين النبض في نظام المحاصيل بالاقتران مع INM يمكن أن يعزز الخصائص الفيزيائية والكيميائية مقابل مؤشر العائد المستدام على نظام الحبوب.Translated Description (French)
Résumé La monoculture de maïs-blé, la désintégration mécanique des sols et la fertilisation chimique continue ont détérioré la santé des sols dans les plaines indo-gangétiques. Nous avons étudié l'impact à long terme des systèmes de culture à base de légumineuses avec gestion intégrée des nutriments sur les propriétés physiques et chimiques du sol et la durabilité du rendement. Nous avons évalué quatre systèmes de culture différents : (1) maïs-blé (M–W), (2) maïs-blé-mongé (M-W-Mb), (3) maïs-blé-maïs-pois chiche (M-W-M-C), (4) pois chiche-blé (P–W) chacun avec trois degrés de techniques de fertilisation du sol : (1) contrôle non fertilisé (CT), (2) fertilisation inorganique (RDF) et (3) gestion intégrée des nutriments (INM). L'expérience sur le terrain a été entreprise dans une conception de parcelle divisée avec trois réplications chaque année avec une disposition fixe. Les systèmes P–W et M–W–Mb ont amélioré les propriétés du sol telles que l'expansion du volume de 9 à 25 % et la porosité de 7 à 9 % ( p < 0,05) de plus que M–W, respectivement. P–W et M-W-Mb ont augmenté le carbone organique du sol de 25 à 42 % et de 12 à 50 % par rapport à M–W (RDF). Le système P–W a amélioré la capacité de rétention d'eau et la teneur en humidité gravimétrique de 10 et 11 % ( p < 0,05) par rapport à M–W. Les systèmes pulsés (P–W et M–W–Mb) avaient plus d'azote disponible (8–11%), de phosphore (42–73%) et de potassium (8–12%) que M–W ( p < 0,05). M–W–Mb a augmenté le rendement en maïs de 26% et le rendement en blé de 21% par rapport à M–W ( p < 0,05) au treizième cycle de culture. Le système P–W avait un indice de rendement durable plus élevé ( p < 0,05) du blé par rapport au M–W. Ainsi, l'inclusion des légumineuses dans le système de culture en combinaison avec l'INM peut améliorer les propriétés physiques et chimiques par rapport à l'indice de rendement durable sur le système céréales-céréales.Translated Description (Spanish)
Resumen El monocultivo de maíz-trigo, la desintegración mecánica de los suelos y la fertilización química continua han deteriorado la salud del suelo en las llanuras indogangéticas. Estudiamos el impacto a largo plazo de los sistemas de cultivo basados en legumbres con gestión integrada de nutrientes en las propiedades físicas y químicas del suelo y la sostenibilidad del rendimiento. Evaluamos cuatro sistemas de cultivo diferentes: (1) maíz-trigo (M–W), (2) maíz-trigo-manguito (M-W-Mb), (3) maíz-trigo-maíz-garbanzo (M-W-M-C), (4) palomar-trigo (P–W) cada uno con tres grados de técnicas de fertilización del suelo: (1) control no fertilizado (CT), (2) fertilización inorgánica (RDF) y (3) manejo integrado de nutrientes (INM). El experimento de campo se llevó a cabo en un diseño de parcela dividida con tres réplicas cada año con un diseño fijo. Los sistemas P–W y M-W-Mb mejoraron las propiedades del suelo, como la expansión del volumen en un 9-25% y la porosidad en un 7-9% ( p < 0,05) más que M–W, respectivamente. P–W y M-W-Mb aumentaron el carbono orgánico del suelo en un 25–42% y un 12–50% sobre M–W (RDF). El sistema P–W mejoró la capacidad de retención de agua y el contenido de humedad gravimétrica en un 10 y 11% ( p < 0.05) que M–W. Los sistemas basados en pulsos (P–W y M-W-Mb) tenían mayor nitrógeno disponible (8–11%), fósforo (42-73%) y potasio (8–12%) sobre M–W ( p < 0.05). M–W–Mb aumentó el rendimiento del maíz en un 26% y el rendimiento del trigo en un 21% con respecto a M–W ( p < 0,05) en el decimotercer ciclo de cultivo. El sistema P–W tuvo un mayor índice de rendimiento sostenible ( p < 0.05) de trigo sobre el M–W. Por lo tanto, la inclusión del pulso en el sistema de cultivo en combinación con el INM puede mejorar las propiedades físicas y químicas con respecto al índice de rendimiento sostenible en el sistema cereal-cereal.Files
s41598-023-33255-3.pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:7915029b88a55813860f74dca7d0c850
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التأثير طويل الأجل لإدراج البقول والتعديلات العضوية في نظام المحاصيل على الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة
- Translated title (French)
- Impact à long terme de l'inclusion des légumineuses et des amendements organiques dans le système de culture sur les propriétés physiques et chimiques du sol
- Translated title (Spanish)
- Impacto a largo plazo de la inclusión de legumbres y enmiendas orgánicas en el sistema de cultivo en las propiedades físicas y químicas del suelo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4366590842
- DOI
- 10.1038/s41598-023-33255-3
References
- https://openalex.org/W1966739263
- https://openalex.org/W1968298754
- https://openalex.org/W2004256739
- https://openalex.org/W2006875178
- https://openalex.org/W2016795939
- https://openalex.org/W2028286054
- https://openalex.org/W2035690241
- https://openalex.org/W2042115753
- https://openalex.org/W2055441756
- https://openalex.org/W2064544023
- https://openalex.org/W2066164591
- https://openalex.org/W2077766806
- https://openalex.org/W2078430859
- https://openalex.org/W2079506117
- https://openalex.org/W2083174182
- https://openalex.org/W2085663766
- https://openalex.org/W2090683582
- https://openalex.org/W2091160252
- https://openalex.org/W2132612352
- https://openalex.org/W2145878014
- https://openalex.org/W2148583852
- https://openalex.org/W2162462249
- https://openalex.org/W2492907523
- https://openalex.org/W2606606356
- https://openalex.org/W2703622459
- https://openalex.org/W2761461115
- https://openalex.org/W2765495599
- https://openalex.org/W2804293188
- https://openalex.org/W2858615040
- https://openalex.org/W2906729938
- https://openalex.org/W2913476731
- https://openalex.org/W2913641249
- https://openalex.org/W2956061420
- https://openalex.org/W2958171390
- https://openalex.org/W2972749978
- https://openalex.org/W2986238372
- https://openalex.org/W3010733453
- https://openalex.org/W3013319013
- https://openalex.org/W3083035678
- https://openalex.org/W3186138882
- https://openalex.org/W4206720311
- https://openalex.org/W4240920016
- https://openalex.org/W4285253955
- https://openalex.org/W4316669187