Published October 4, 2021 | Version v1
Publication Open

Evaluation of spatial spreading of phyto-available sulphur and micronutrients in cultivated coastal soils

Creators

  • 1. Indian Institute of Soil Science
  • 2. Central Rice Research Institute
  • 3. Kerala Agricultural University
  • 4. Tamil Nadu Agricultural University
  • 5. Anand Agricultural University
  • 6. Odisha University of Agriculture and Technology
  • 7. Professor Jayashankar Telangana State Agricultural University
  • 8. Dr Panjabrao Deshmukh Krishi Vidyapeeth
  • 9. University of Agricultural Sciences, Bangalore
  • 10. National Academy of Agricultural Research Management
  • 11. Indian Council of Agricultural Research

Description

Understanding the spatial spreading patterns of plant-available sulphur (S) (AS) and plant-available micronutrients (available zinc (AZn), available iron (AFe), available copper (ACu), available manganese (AMn) and available boron (AB)) in soils, especially in coastal agricultural soils subjected to various natural and anthropogenic activities, is vital for sustainable crop production by adopting site-specific nutrient management (SSNM) strategies. We studied the spatial distribution patterns of AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB in cultivated soils of coastal districts of India using geostatistical approaches. Altogether 39,097 soil samples from surface (0 to 15 cm depth) layers were gathered from farm lands of 68 coastal districts. The analysis of soil samples was carried out for soil pH, electrical conductivity (EC), soil organic carbon (SOC) and AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB. Soil pH, EC and SOC varied from 3.70 to 9.90, 0.01 to 7.45 dS m -1 and 0.02 to 3.74%, respectively. The concentrations of AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB varied widely in the study area with their corresponding mean values were 37.4±29.4, 1.50±1.53, 27.9±35.1, 2.14±1.74, 16.9±18.4 and 1.34±1.52 mg kg -1 , respectively. The coefficient of variation values of analyzed soil parameters varied from 14.6 to 126%. The concentrations of AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB were negatively and significantly correlated with soil pH and positively and significantly correlated with SOC. The geostatistical analysis indicated stable, Gaussian and exponential best-fit semivariogram models with moderate to strong spatial dependence for available nutrients. The generated spatial spreading maps revealed different distribution patterns for AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB. There were variations in spatial spreading patterns of AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB in east- and west-coastal area. About 62, 35, 12, 0.4, 23 and 45% of the study area had deficiency of AS, AZn, AFe, ACu, AMn, and AB, respectively. The spatial spreading maps will be highly useful for SSNM in the cultivated coastal soils of the country. This study could also be used as a base for assessing spatial spreading patterns of soil parameters in cultivated coastal areas of other parts of the world.

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

Translated Description (Arabic)

يعد فهم أنماط الانتشار المكاني للكبريت (S) المتاح للنبات (AS) والمغذيات الدقيقة المتاحة للنبات (الزنك المتاح (AZn) والحديد المتاح (AFe) والنحاس المتاح (ACu) والمنغنيز المتاح (AMn) والبورون المتاح (AB)) في التربة، خاصة في التربة الزراعية الساحلية الخاضعة لمختلف الأنشطة الطبيعية والبشرية، أمرًا حيويًا للإنتاج المستدام للمحاصيل من خلال اعتماد استراتيجيات إدارة المغذيات الخاصة بالموقع (SSNM). درسنا أنماط التوزيع المكاني لـ AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB في التربة المزروعة في المناطق الساحلية في الهند باستخدام الأساليب الجغرافية الإحصائية. تم جمع ما مجموعه 39,097 عينة تربة من طبقات سطحية (بعمق 0 إلى 15 سم) من الأراضي الزراعية في 68 منطقة ساحلية. تم إجراء تحليل لعينات التربة لدرجة حموضة التربة والموصلية الكهربائية (EC) وكربون التربة العضوي (SOC) و AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB. تراوحت درجة الحموضة في التربة و EC و SOC من 3.70 إلى 9.90 و 0.01 إلى 7.45 dS m -1 و 0.02 إلى 3.74 ٪ على التوالي. اختلفت تركيزات AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB اختلافًا كبيرًا في منطقة الدراسة حيث كانت قيم المتوسط المقابلة لها 37.4±29.4 و 1.50±1.53 و 27.9±35.1 و 2.14±1.74 و 16.9±18.4 و 1.34±1.52 كجم -1 على التوالي. تراوح معامل قيم التباين لمعلمات التربة التي تم تحليلها من 14.6 إلى 126 ٪. ارتبطت تركيزات AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB بشكل سلبي وكبير مع درجة حموضة التربة وارتبطت بشكل إيجابي وكبير مع SOC. أشار التحليل الإحصائي الجغرافي إلى نماذج شبه متغيرة مستقرة وغاوسية وأسية أكثر ملاءمة مع اعتماد مكاني معتدل إلى قوي على العناصر الغذائية المتاحة. كشفت خرائط الانتشار المكاني التي تم إنشاؤها عن أنماط توزيع مختلفة لـ AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB. كانت هناك اختلافات في أنماط الانتشار المكاني لـ AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB في المنطقة الساحلية الشرقية والغربية. يعاني حوالي 62 و 35 و 12 و 0.4 و 23 و 45 ٪ من منطقة الدراسة من نقص AS و AZn و AFe و ACu و AMn و AB على التوالي. ستكون خرائط الانتشار المكاني مفيدة للغاية لـ SSNM في التربة الساحلية المزروعة في البلاد. يمكن أيضًا استخدام هذه الدراسة كقاعدة لتقييم أنماط الانتشار المكاني لمعلمات التربة في المناطق الساحلية المزروعة في أجزاء أخرى من العالم.

Translated Description (French)

Comprendre les modèles d'étalement spatial du soufre (S) (AS) et des micronutriments disponibles pour les plantes (zinc disponible (AZn), fer disponible (AFe), cuivre disponible (ACu), manganèse disponible (AMn) et bore disponible (AB)) dans les sols, en particulier dans les sols agricoles côtiers soumis à diverses activités naturelles et anthropiques, est essentiel pour la production végétale durable en adoptant des stratégies de gestion des nutriments spécifiques au site (SSNM). Nous avons étudié les modèles de distribution spatiale de l'AS, de l'AZn, de l'AFe, de l'ACu, de l'AMn et de l'AB dans les sols cultivés des districts côtiers de l'Inde à l'aide d'approches géostatistiques. Au total, 39 097 échantillons de sol provenant de couches de surface (0 à 15 cm de profondeur) ont été recueillis sur des terres agricoles de 68 districts côtiers. L'analyse des échantillons de sol a été effectuée pour le pH du sol, la conductivité électrique (CE), le carbone organique du sol (SOC) et AS, AZn, AFe, ACu, AMn et AB. Le pH du sol, la CE et le COS variaient de 3,70 à 9,90, de 0,01 à 7,45 dS m -1 et de 0,02 à 3,74 %, respectivement. Les concentrations d'AS, d'AZn, d'AFe, d'ACu, d'AMn et d'AB variaient considérablement dans la zone d'étude avec leurs valeurs moyennes correspondantes de 37,4±29,4, 1,50±1,53, 27,9±35,1, 2,14±1,74, 16,9±18,4 et 1,34±1,52 mg kg -1 , respectivement. Les valeurs de coefficient de variation des paramètres du sol analysés variaient de 14,6 à 126%. Les concentrations d'AS, d'AZn, d'AFe, d'ACu, d'AMn et d'AB étaient négativement et significativement corrélées au pH du sol et positivement et significativement corrélées au SOC. L'analyse géostatistique a indiqué des modèles de semivariogramme stables, gaussiens et exponentiels avec une dépendance spatiale modérée à forte pour les nutriments disponibles. Les cartes d'étalement spatial générées ont révélé différents modèles de distribution pour AS, AZn, AFe, ACu, AMn et AB. Il y avait des variations dans les modèles de propagation spatiale de l'AS, de l'AZn, de l'AFe, de l'ACu, de l'AMn et de l'AB dans les zones côtières est et ouest. Environ 62, 35, 12, 0,4, 23 et 45 % de la zone d'étude présentaient une carence en AS, AZn, AFe, ACu, AMn et AB, respectivement. Les cartes de diffusion spatiale seront très utiles pour la SSNM dans les sols côtiers cultivés du pays. Cette étude pourrait également servir de base pour évaluer les modèles d'étalement spatial des paramètres du sol dans les zones côtières cultivées d'autres parties du monde.

Translated Description (Spanish)

Comprender los patrones de propagación espacial del azufre (S) (AS) disponible en las plantas y los micronutrientes disponibles en las plantas (zinc disponible (AZn), hierro disponible (AFe), cobre disponible (ACu), manganeso disponible (AMn) y boro disponible (AB)) en los suelos, especialmente en los suelos agrícolas costeros sometidos a diversas actividades naturales y antropogénicas, es vital para la producción sostenible de cultivos mediante la adopción de estrategias de gestión de nutrientes específicos del sitio (SSNM). Estudiamos los patrones de distribución espacial de AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB en suelos cultivados de distritos costeros de la India utilizando enfoques geoestadísticos. En total, se recolectaron 39.097 muestras de suelo de capas superficiales (de 0 a 15 cm de profundidad) de tierras agrícolas de 68 distritos costeros. El análisis de las muestras de suelo se llevó a cabo para el pH del suelo, la conductividad eléctrica (EC), el carbono orgánico del suelo (SOC) y AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB. El pH, EC y SOC del suelo variaron de 3.70 a 9.90, 0.01 a 7.45 dS m -1 y 0.02 a 3.74%, respectivamente. Las concentraciones de AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB variaron ampliamente en el área de estudio con sus correspondientes valores medios de 37.4±29.4, 1.50±1.53, 27.9±35.1, 2.14±1.74, 16.9±18.4 y 1.34±1.52 mg kg -1 , respectivamente. Los valores del coeficiente de variación de los parámetros del suelo analizados variaron de 14.6 a 126%. Las concentraciones de AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB se correlacionaron negativa y significativamente con el pH del suelo y se correlacionaron positiva y significativamente con SOC. El análisis geoestadístico indicó modelos de semivariogramas estables, gaussianos y exponenciales de mejor ajuste con una dependencia espacial moderada a fuerte de los nutrientes disponibles. Los mapas de dispersión espacial generados revelaron diferentes patrones de distribución para AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB. Hubo variaciones en los patrones de propagación espacial de AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB en el área costera este y oeste. Alrededor del 62, 35, 12, 0.4, 23 y 45% del área de estudio tenía deficiencia de AS, AZn, AFe, ACu, AMn y AB, respectivamente. Los mapas de dispersión espacial serán de gran utilidad para SSNM en los suelos costeros cultivados del país. Este estudio también podría utilizarse como base para evaluar los patrones de propagación espacial de los parámetros del suelo en áreas costeras cultivadas de otras partes del mundo.

Files

journal.pone.0258166&type=printable.pdf

Files (2.1 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
md5:1a82dc51e22b1352a5ce0d9dd5898af5
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم الانتشار المكاني للكبريت والمغذيات الدقيقة المتاحة للنباتات في التربة الساحلية المزروعة
Translated title (French)
Évaluation de la dispersion spatiale du soufre et des micronutriments phytodisponibles dans les sols côtiers cultivés
Translated title (Spanish)
Evaluación de la dispersión espacial de azufre y micronutrientes fito-disponibles en suelos costeros cultivados

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3204123380
DOI
10.1371/journal.pone.0258166

Is supplement to
https://openalex.org/W3031068799 (Other)
https://openalex.org/W2795115232 (Other)
https://openalex.org/W2389116441 (Other)
https://openalex.org/W2361720056 (Other)
https://openalex.org/W2349657250 (Other)
https://openalex.org/W2326439437 (Other)
https://openalex.org/W2182444133 (Other)
https://openalex.org/W2008804768 (Other)
https://openalex.org/W1982932290 (Other)
https://openalex.org/W1970320922 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1525356410
  • https://openalex.org/W1581324854
  • https://openalex.org/W1948625463
  • https://openalex.org/W1970200299
  • https://openalex.org/W1974527622
  • https://openalex.org/W1997794641
  • https://openalex.org/W2039722454
  • https://openalex.org/W2051527831
  • https://openalex.org/W2051850521
  • https://openalex.org/W2056193610
  • https://openalex.org/W2069291379
  • https://openalex.org/W2071702919
  • https://openalex.org/W2091160252
  • https://openalex.org/W2095173125
  • https://openalex.org/W2099453745
  • https://openalex.org/W2101007208
  • https://openalex.org/W2108591076
  • https://openalex.org/W2123660161
  • https://openalex.org/W2137119734
  • https://openalex.org/W2145775188
  • https://openalex.org/W2162774880
  • https://openalex.org/W2168745915
  • https://openalex.org/W2263928615
  • https://openalex.org/W2331024206
  • https://openalex.org/W2345899126
  • https://openalex.org/W2466903366
  • https://openalex.org/W2468001085
  • https://openalex.org/W2498589066
  • https://openalex.org/W2557933892
  • https://openalex.org/W2567714223
  • https://openalex.org/W2574887438
  • https://openalex.org/W2583285792
  • https://openalex.org/W2790848267
  • https://openalex.org/W2801363667
  • https://openalex.org/W2802536121
  • https://openalex.org/W2898073804
  • https://openalex.org/W2898236851
  • https://openalex.org/W2899138270
  • https://openalex.org/W2913412939
  • https://openalex.org/W2996093852
  • https://openalex.org/W2996440799
  • https://openalex.org/W3000049009
  • https://openalex.org/W3030634217
  • https://openalex.org/W3031956411
  • https://openalex.org/W3036288113
  • https://openalex.org/W3041983067
  • https://openalex.org/W3195918215
  • https://openalex.org/W3214341013
  • https://openalex.org/W620243230