Integrated nutrient management

1. Introduction

Modern agriculture faces a major challenge — to increase crop productivity while maintaining soil fertility and minimizing environmental degradation.
Excessive dependence on chemical fertilizers has led to soil nutrient imbalance, decline in organic matter, and deterioration of soil health.
To overcome these issues, the concept of Integrated Nutrient Management (INM) has emerged as a sustainable solution.

2. Meaning / Definition

• Integrated Nutrient Management (INM) refers to the judicious and combined use of chemical fertilizers, organic manures, and bio-fertilizers to maintain soil fertility and to supply plant nutrients for optimum crop productivity in an ecologically sustainable manner.
• FAO (1990) Definition: “INM is the maintenance and adjustment of soil fertility and plant nutrient supply to an optimum level for sustaining desired crop productivity through the judicious and balanced use of all sources of plant nutrients — inorganic, organic, and biological — in an integrated manner.”

3. Objectives of INM

• To maintain soil fertility and sustain crop productivity.
• To ensure efficient and balanced use of nutrients.
• To minimize the use of chemical fertilizers and reduce production cost.
• To improve soil physical, chemical, and biological properties.
• To reduce environmental pollution due to fertilizer misuse.
• To increase nutrient use efficiency (NUE).
• To promote recycling of organic residues and farm wastes.
• To achieve sustainable agricultural production.

4. Concept of INM

INM integrates three major sources of plant nutrients:

The principle of INM is to combine all these sources in a balanced proportion depending on soil fertility, crop requirement, and local resource availability.

5. Components of INM

• Chemical Fertilizers: Supply major nutrients (N, P, K) quickly. Should be applied in balanced and need-based doses.
• Organic Manures: Examples: FYM, compost, green manure, press mud, crop residues. Supply secondary and micronutrients, improve soil organic matter.
• Bio-fertilizers: Examples: Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter, PSB, VAM fungi. Enhance nutrient availability and soil microbial activity.
• Soil Amendments: Lime (for acid soils), gypsum (for sodic soils). Improve soil condition for better nutrient uptake.
• Crop Rotation and Residue Management: Legume inclusion improves N status. Residue recycling maintains organic matter.

6. Approaches / Strategies of INM

Integrated Nutrient Management can be achieved through several complementary approaches. These approaches vary depending on soil fertility, cropping system, and resource availability.

• Soil Test-Based Fertilizer Use; Fertilizer doses are determined based on soil testing. Prevents over- or under-application of nutrients. Example: Use of Soil Health Card Scheme in India.
• Balanced Fertilization; Applying nutrients in correct proportion and ratio (N:P:K) based on crop requirements. Avoids nutrient imbalance (e.g., excessive N leads to P and K deficiency).
• Combined Use of Organic and Inorganic Sources; Using FYM + Fertilizers + Bio-fertilizers together for synergistic effect. Example: 50% N through FYM + 50% N through urea. Improves soil organic carbon and fertilizer efficiency.
• Site-Specific Nutrient Management (SSNM); Nutrient application is tailored to specific fields and crops. Based on variability in soil fertility, cropping history, and yield potential. Uses tools like Leaf Color Chart (LCC), GreenSeeker, and N-sensors.
• Integrated Plant Nutrient System (IPNS); Similar to INM but emphasizes nutrient recycling from all available sources (crop residues, animal manure, compost, green manure, etc.).
• Inclusion of Legumes in Cropping Systems; Incorporating pulses or green manures (e.g., dhaincha, sunhemp) in rotations improves nitrogen availability through biological fixation.
• Recycling of Organic Residues; Using crop residues, sugarcane trash, press mud, poultry litter, etc., as composted organic sources. Enhances soil microbial activity and nutrient cycling.

Use of Bio-fertilizers

• Applying suitable bio-fertilizers such as:
  • Rhizobium for pulses.
  • Azospirillum for cereals.
  • PSB for all crops.
  • VAM fungi for phosphorus mobilization.

7. Advantages of Integrated Nutrient Management

8. Example of INM Practice (Rice–Wheat System)

→ INM ensures sustained productivity and soil health compared to fertilizer-only systems.

Constraints in Adoption of INM

• Lack of awareness and training among farmers.
• Non-availability of quality organic manures and bio-fertilizers.
• Difficulty in transport and application of bulky organic materials.
• Limited research-extension linkage.
• Slow response compared to chemical fertilizers.

Government Initiatives Promoting INM in India

• National Mission on Sustainable Agriculture (NMSA) – Promotes INM practices.
• Soil Health Card Scheme (2015) – Encourages soil test–based fertilizer use.
• Paramparagat Krishi Vikas Yojana (PKVY) – Promotes organic and integrated nutrient management.
• National Project on Organic Farming (NPOF) – Supports bio-fertilizer and compost production.
• Integrated Nutrient Management Division (INM Division, DAC&FW) – Coordinates national INM strategies and training.

Integrated Nutrient Management (INM) (एकीकृत पोषक तत्त्व प्रबंधन)

Introduction (परिचय)

• आधुनिक कृषि के सामने प्रमुख चुनौती है—फसल उत्पादकता बढ़ाना, साथ ही मिट्टी की उर्वरता को बनाए रखना और पर्यावरणीय क्षरण को कम करना।
  रासायनिक उर्वरकों पर अत्यधिक निर्भरता के कारण मृदा पोषक असंतुलन, कार्बनिक पदार्थों में कमी, तथा मिट्टी के स्वास्थ्य का ह्रास हुआ है।
• इन समस्याओं के समाधान के लिए Integrated Nutrient Management (INM) की अवधारणा विकसित की गई, जो टिकाऊ कृषि का एक महत्वपूर्ण आधार है।

Meaning / Definition (अर्थ / परिभाषा)

• Integrated Nutrient Management (INM) का अर्थ है—रासायनिक उर्वरकों, जैविक खादों (organic manures) और जैव उर्वरकों (bio-fertilizers) का संतुलित एवं संयोजित उपयोग ताकि मिट्टी की उर्वरता बनी रहे और फसल उत्पादकता को टिकाऊ तरीके से बढ़ाया जा सके।
• FAO (1990) के अनुसार: “INM वह प्रक्रिया है जिसमें मिट्टी की उर्वरता और पौध पोषक तत्त्व आपूर्ति को इस स्तर पर बनाए रखा जाता है जिससे वांछित फसल उत्पादकता सतत रूप से प्राप्त हो सके, और यह सभी पोषक स्रोतों—inorganic, organic और biological—के समन्वित उपयोग से संभव होता है।”

Objectives of INM (INM के उद्देश्य)

• मिट्टी की उर्वरता को बनाए रखना और उत्पादकता को स्थिर रखना।
• पोषक तत्त्वों का संतुलित और कुशल उपयोग सुनिश्चित करना।
• रासायनिक उर्वरकों की मात्रा घटाकर लागत कम करना।
• मिट्टी के भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार।
• उर्वरक दुरुपयोग से होने वाले पर्यावरण प्रदूषण को कम करना।
• Nutrient Use Efficiency (NUE) बढ़ाना।
• कार्बनिक अवशेषों और अपशिष्टों का पुनर्चक्रण (recycling) बढ़ाना।
• टिकाऊ कृषि (sustainable agriculture) को बढ़ावा देना।

Concept of INM (INM की अवधारणा)

INM पौध पोषक तत्त्वों के तीन प्रमुख स्रोतों को एकीकृत करता है:

INM का सिद्धांत—सभी स्रोतों का संतुलित अनुपात में उपयोग, जो मिट्टी की उर्वरता, फसल की आवश्यकता, एवं स्थानीय संसाधनों पर आधारित हो।

Components of INM (INM के अवयव)

1. Chemical Fertilizers: N, P, K की शीघ्र आपूर्ति; संतुलित एवं आवश्यकता आधारित मात्रा आवश्यक।
2. Organic Manures: FYM, compost, green manures; organic matter एवं सूक्ष्म पोषक तत्त्वों की आपूर्ति।
3. Bio-fertilizers: Rhizobium, Azospirillum, Azotobacter, PSB, VAM; nutrient availability बढ़ाते हैं।
4. Soil Amendments: Lime (acid soils), gypsum (sodic soils) – मिट्टी की दशाओं में सुधार।
5. Crop Rotation & Residue Management: Legumes शामिल करने से N-fixation बढ़ती है; residue recycling से organic carbon बढ़ता है।

Approaches / Strategies of INM (INM की रणनीतियाँ)

1. Soil Test-Based Fertilizer Use

• Soil testing के आधार पर उर्वरक देना।
• Over/under application से बचाव।
• उदाहरण: Soil Health Card Scheme.

2. Balanced Fertilization

• सही N:P:K अनुपात में उर्वरक देना।
• असंतुलन (जैसे—अधिक N से P/K की कमी) रोकता है।

3. Combined Use of Organic & Inorganic Sources

• FYM + chemical fertilizers + bio-fertilizers का संयुक्त उपयोग।
• उदाहरण: 50% N FYM से + 50% N urea से।
• Organic carbon बढ़ता है, fertilizer efficiency बढ़ती है।

4. Site-Specific Nutrient Management (SSNM)

• Specific field और crop के अनुसार पोषक तत्त्व देना।
• Tools: LCC (Leaf Color Chart), GreenSeeker, N-sensors।

5. Integrated Plant Nutrient System (IPNS) सभी उपलब्ध स्रोतों (crop residues, farm waste) का अधिकतम पुनर्चक्रण।

6. Inclusion of Legumes in Cropping System: Pulses/green manure फसलों से N-fixation बढ़ती है।
7. Recycling of Organic Residues: Crop residues, press mud, poultry manure आदि को compost के रूप में उपयोग।

Use of Bio-fertilizers (जैव उर्वरकों का उपयोग)

• Rhizobium → pulses
• Azospirillum → cereals
• PSB → सभी फसलें
• VAM fungi → P mobilization

Advantages of INM (लाभ)

Example of INM Practice (Rice–Wheat System)

INM केवल उर्वरक आधारित प्रणाली की तुलना में अधिक टिकाऊ एवं उत्पादक है।

Constraints in Adoption of INM (INM अपनाने में बाधाएँ)

• किसानों में जागरूकता की कमी।
• गुणवत्तापूर्ण organic manures और bio-fertilizers की उपलब्धता सीमित।
• Bulky organic materials के परिवहन में कठिनाई।
• Research-extension linkage कमजोर।
• प्रतिक्रिया (response) धीमी, chemical fertilizers जैसी नहीं।

Government Initiatives for INM (भारत सरकार द्वारा पहल)

• National Mission on Sustainable Agriculture (NMSA) – INM को बढ़ावा।
• Soil Health Card Scheme (2015) – Soil test–based fertilizer use।
• PKVY (Paramparagat Krishi Vikas Yojana) – Organic & INM practices।
• National Project on Organic Farming (NPOF) – Compost & bio-fertilizer उत्पादन को समर्थन।
• INM Division (DAC&FW) – राष्ट्रीय INM रणनीतियों एवं प्रशिक्षण का समन्वय।