Published March 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Microbial response of distinct soil types to land-use intensification at a South-Indian rural-urban interface

Creators

  • 1. University of Kassel
  • 2. University of Agricultural Sciences, Bangalore

Description

Abstract Aims Rural-urban dynamics are leading to agricultural intensification practices, which affect microbial ecosystem functions in a soil-specific way. This study aimed to investigate what effects agricultural intensification has on soil microbial communities. Methods The effects of N fertilization level (low and high) and crop type (maize and finger millet) on microbial communities were investigated, using a two-factorial split-plot design, at two fields (irrigated and rainfed) on typical soil types (Nitisol and Acrisol) mimicking an intensification gradient in the rural-urban interface of the Indian Megacity Bangalore. Results The Nitisol had higher pH and clay content than the Acrisol. In combination with irrigation, this led to higher aboveground plant biomass (APB), soil organic carbon (SOC), microbial biomass (MB), fungal ergosterol and microbial necromass. High APB resulted in low total P content, due to P export in APB and high soil C/P and MB-C/P ratios in the Nitisol. Crop type and N fertilization level did not affect microbial parameters in the irrigated Nitisol, whereas crop type affected ergosterol and MBP and N fertilization level affected basal respiration in the rainfed Acrisol. Particulate organic matter (POM) was a major explanatory factor for most microbial parameters in both soils. In the Acrisol, drought reduced metabolic demand, which counteracted negative effects of low pH and clay on the MB. This was indicated by similar metabolic quotients and MBC/SOC ratios in both soils. Conclusions These results indicate the current need for water and high-quality fresh plant inputs to improve the microbial contribution to soil fertility at Bangalore.

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

Translated Description (Arabic)

تؤدي الديناميكيات الريفية والحضرية إلى ممارسات التكثيف الزراعي، والتي تؤثر على وظائف النظام الإيكولوجي الميكروبي بطريقة خاصة بالتربة. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في آثار التكثيف الزراعي على المجتمعات الميكروبية في التربة. الطرق تم التحقيق في آثار مستوى التسميد N (منخفض وعالي) ونوع المحاصيل (الذرة والدخن الإصبعي) على المجتمعات الميكروبية، باستخدام تصميم قطعة أرض مقسمة إلى عاملين، في حقلين (مرويين وبعلية) على أنواع التربة النموذجية (Nitisol و Acrisol) محاكاة تدرج التكثيف في الواجهة الريفية الحضرية لمدينة بنغالور الهندية الضخمة. النتائج كان للنيتيسول محتوى أعلى من الأس الهيدروجيني والطين من الأكريسول. وبالاقتران مع الري، أدى ذلك إلى ارتفاع الكتلة الحيوية للنباتات فوق الأرض (APB)، والكربون العضوي في التربة (SOC)، والكتلة الحيوية الميكروبية (MB)، والإرغوستيرول الفطري، والكتلة الميتة الميكروبية. أدى ارتفاع APB إلى انخفاض إجمالي محتوى P، بسبب تصدير P في APB وارتفاع نسب C/P و MB - C/P في Nitisol. لم يؤثر نوع المحصول ومستوى التسميد N على المعلمات الميكروبية في النيتيسول المروي، في حين أثر نوع المحصول على الإرجوستيرول ومستوى التسميد MBP و N على التنفس القاعدي في الأكريسول البعلية. كانت المادة العضوية الجسيمية (POM) عاملاً تفسيريًا رئيسيًا لمعظم المعلمات الميكروبية في كلا التربة. في Acrisol، قلل الجفاف من الطلب الأيضي، مما عارض الآثار السلبية لانخفاض درجة الحموضة والطين على MB. وقد أشير إلى ذلك من خلال حاصلات أيضية مماثلة ونسب MBC/SOC في كلا التربة. الاستنتاجات تشير هذه النتائج إلى الحاجة الحالية للمياه ومدخلات النباتات الطازجة عالية الجودة لتحسين المساهمة الميكروبية في خصوبة التربة في بنغالور.

Translated Description (French)

Résumé Objectifs Les dynamiques rurales-urbaines conduisent à des pratiques d'intensification agricole, qui affectent les fonctions des écosystèmes microbiens d'une manière spécifique au sol. Cette étude visait à étudier les effets de l'intensification agricole sur les communautés microbiennes du sol. Méthodes Les effets du niveau de fertilisation en azote (faible et élevé) et du type de culture (maïs et mil) sur les communautés microbiennes ont été étudiés, à l'aide d'une conception de parcelle divisée en deux facteurs, dans deux champs (irrigués et pluviaux) sur des types de sol typiques (Nitisol et Acrisol) imitant un gradient d'intensification dans l'interface rurale-urbaine de la mégapole indienne de Bangalore. Résultats Le Nitisol avait un pH et une teneur en argile plus élevés que l'Acrisol. En combinaison avec l'irrigation, cela a conduit à une biomasse végétale aérienne (APB) plus élevée, au carbone organique du sol (SOC), à la biomasse microbienne (MB), à l'ergostérol fongique et à la nécromasse microbienne. Une APB élevée a entraîné une faible teneur totale en P, en raison de l'exportation de P dans l'APB et des rapports C/P et MB-C/P élevés dans le sol dans le nitisol. Le type de culture et le niveau de fertilisation en azote n'ont pas affecté les paramètres microbiens dans le Nitisol irrigué, tandis que le type de culture a affecté l'ergostérol et le MBP et le niveau de fertilisation en azote ont affecté la respiration basale dans l'Acrisol pluvial. La matière organique particulaire (POM) a été un facteur explicatif majeur de la plupart des paramètres microbiens dans les deux sols. Dans l'Acrisol, la sécheresse a réduit la demande métabolique, ce qui a neutralisé les effets négatifs du faible pH et de l'argile sur le MB. Cela a été indiqué par des quotients métaboliques similaires et des rapports MBC/SOC dans les deux sols. Conclusions Ces résultats indiquent le besoin actuel en eau et en intrants végétaux frais de haute qualité pour améliorer la contribution microbienne à la fertilité des sols à Bangalore.

Translated Description (Spanish)

Resumen Objetivos La dinámica rural-urbana está conduciendo a prácticas de intensificación agrícola, que afectan a las funciones de los ecosistemas microbianos de una manera específica del suelo. Este estudio tuvo como objetivo investigar qué efectos tiene la intensificación agrícola en las comunidades microbianas del suelo. Métodos Se investigaron los efectos del nivel de fertilización de N (bajo y alto) y el tipo de cultivo (maíz y mijo) en las comunidades microbianas, utilizando un diseño de parcela dividida de dos factores, en dos campos (irrigados y de secano) en tipos de suelo típicos (Nitisol y Acrisol) que imitan un gradiente de intensificación en la interfaz rural-urbana de la megaciudad india de Bangalore. Resultados El Nitisol tenía un mayor pH y contenido de arcilla que el Acrisol. En combinación con el riego, esto condujo a una mayor biomasa vegetal sobre el suelo (APB), carbono orgánico del suelo (SOC), biomasa microbiana (MB), ergosterol fúngico y necromasa microbiana. El alto APB dio como resultado un bajo contenido de P total, debido a la exportación de P en APB y a las altas proporciones de C/P y MB-C/P del suelo en el Nitisol. El tipo de cultivo y el nivel de fertilización N no afectaron los parámetros microbianos en el Nitisol irrigado, mientras que el tipo de cultivo afectó el ergosterol y el nivel de fertilización MBP y N afectó la respiración basal en el Acrisol de secano. La materia orgánica particulada (POM) fue un factor explicativo importante para la mayoría de los parámetros microbianos en ambos suelos. En el Acrisol, la sequía redujo la demanda metabólica, lo que contrarrestó los efectos negativos del pH bajo y la arcilla en el MB. Esto fue indicado por cocientes metabólicos similares y relaciones MBC/SOC en ambos suelos. Conclusiones Estos resultados indican la necesidad actual de agua e insumos de plantas frescas de alta calidad para mejorar la contribución microbiana a la fertilidad del suelo en Bangalore.

Files

s11104-021-05292-2.pdf.pdf

Files (1.1 MB)

⚠️ 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
md5:69bec9e21fb6316b028a263d19367568
1.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاستجابة الميكروبية لأنواع التربة المتميزة لتكثيف استخدام الأراضي في واجهة ريفية وحضرية في جنوب الهند
Translated title (French)
Réponse microbienne de types de sol distincts à l'intensification de l'utilisation des terres à une interface rurale-urbaine sud-indienne
Translated title (Spanish)
Respuesta microbiana de distintos tipos de suelo a la intensificación del uso de la tierra en una interfaz rural-urbana del sur de la India

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4214713901
DOI
10.1007/s11104-021-05292-2

Is supplement to
https://openalex.org/W4381949129 (Other)
https://openalex.org/W3138063838 (Other)
https://openalex.org/W3121100224 (Other)
https://openalex.org/W3107188859 (Other)
https://openalex.org/W3093543170 (Other)
https://openalex.org/W2974416198 (Other)
https://openalex.org/W2899500231 (Other)
https://openalex.org/W2790565960 (Other)
https://openalex.org/W2734838501 (Other)
https://openalex.org/W2100645665 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1105481493
  • https://openalex.org/W1512952934
  • https://openalex.org/W166406608
  • https://openalex.org/W1941482455
  • https://openalex.org/W1965294219
  • https://openalex.org/W1968507039
  • https://openalex.org/W1976189213
  • https://openalex.org/W1976479763
  • https://openalex.org/W1980928359
  • https://openalex.org/W1982837210
  • https://openalex.org/W1985343940
  • https://openalex.org/W1993013739
  • https://openalex.org/W1994228237
  • https://openalex.org/W1998565292
  • https://openalex.org/W2003222186
  • https://openalex.org/W2004256739
  • https://openalex.org/W2007773572
  • https://openalex.org/W2022135556
  • https://openalex.org/W2030178771
  • https://openalex.org/W2030413916
  • https://openalex.org/W2034319127
  • https://openalex.org/W2034748833
  • https://openalex.org/W2038115477
  • https://openalex.org/W2040660858
  • https://openalex.org/W2041230234
  • https://openalex.org/W2045396649
  • https://openalex.org/W2050167673
  • https://openalex.org/W2050808015
  • https://openalex.org/W2051775690
  • https://openalex.org/W2056675351
  • https://openalex.org/W2056792539
  • https://openalex.org/W2061373271
  • https://openalex.org/W2061521291
  • https://openalex.org/W2066519702
  • https://openalex.org/W2070527991
  • https://openalex.org/W2074504565
  • https://openalex.org/W2079033538
  • https://openalex.org/W2086974057
  • https://openalex.org/W2090152881
  • https://openalex.org/W2094943748
  • https://openalex.org/W2106979854
  • https://openalex.org/W2114984248
  • https://openalex.org/W2122215641
  • https://openalex.org/W2129482785
  • https://openalex.org/W2134266851
  • https://openalex.org/W2145646831
  • https://openalex.org/W2152721701
  • https://openalex.org/W2164087962
  • https://openalex.org/W2164695205
  • https://openalex.org/W2166966181
  • https://openalex.org/W2168034067
  • https://openalex.org/W2173022039
  • https://openalex.org/W2195421593
  • https://openalex.org/W2275952381
  • https://openalex.org/W2481594391
  • https://openalex.org/W2508177270
  • https://openalex.org/W2552270017
  • https://openalex.org/W2557800876
  • https://openalex.org/W2582743722
  • https://openalex.org/W2591756900
  • https://openalex.org/W2735759726
  • https://openalex.org/W2800342701
  • https://openalex.org/W2885268053
  • https://openalex.org/W2889251523
  • https://openalex.org/W2891410689
  • https://openalex.org/W2904675441
  • https://openalex.org/W2914374020
  • https://openalex.org/W2963231284
  • https://openalex.org/W2964372841
  • https://openalex.org/W2965444903
  • https://openalex.org/W3012262871
  • https://openalex.org/W3084066734
  • https://openalex.org/W3090233382
  • https://openalex.org/W3127334485
  • https://openalex.org/W3138307425
  • https://openalex.org/W3160806259
  • https://openalex.org/W3173992545
  • https://openalex.org/W3174124859
  • https://openalex.org/W3199688272
  • https://openalex.org/W3206151673
  • https://openalex.org/W4230117445
  • https://openalex.org/W4237142909