Determination of the soil organic carbon, nitrogen, available phosphorus and the combined aboveground plant materials in the semi-arid Mbulu District, Tanzania

Abstract

Soil of the semi-arid Mbulu District is part of the tropical soils, covered with sparse trees, shrubs or grasses in which domestic grazing animals have prevented the wide spread of vegetation cover. The study aimed at determining soil organic carbon (OC), total nitrogen (N), available phosphorus (P) and the combined aboveground plant materials. Six study sites were established in which soil samples were collected at the depths of 0–5, 6–10 and 11–20 cm. Soil samples were analysed for OC, N and P as well as the levels of N and P in the combined aboveground materials of Panicum coloratum and Hyparrhenia filipendula. The percentage concentrations of OC, N and P were high in the top soil than in the deeper soil horizons. However, analysis of variance showed significant differences of OC in some sites whereas no difference for N and P between soil depth classes. OC was highly related with N and P along soil depth classes. It was concluded that the availability of N and P was because of the decomposition of organic matter in the soil. Soil N and P were highly related with the same in the combined aboveground plant materials. It was concluded that the increased concentration of N and P in the soil resulted into availability of the same in P. coloratum and H. filipendula. There was a very high variation in N and P among sites with different levels of intensity of grazing. It was concluded that grazing animals contributes to the redistribution of soil elements in the rangelands because they graze upon plant parts but the excreta are dropped away from the grazed spot. Le sol du district semi-aride de Mbulu fait partie de ces sols tropicaux couverts d’arbres, de buissons et d’herbes rares où le pâturage des animaux domestiques a empêché une large dispersion du couvert végétal. L’étude visait à déterminer le carbone organique (CO) du sol, l’azote (N) total, le phosphore (P) disponible et l’ensemble combiné de la matière végétale aérienne. Six sites d’étude furent établis, où l’on a récolté des échantillons de sol à des profondeurs de 0 à 5 cm, 6 à 10 cm, et 11 à 20 cm. Les échantillons de sols ont été analysés pour le CO, le N et le P ainsi que les niveaux de N et de P dans la matière végétale aérienne composée de Panicum coloratum et Hyparrhenia filipendula. Le pourcentage des concentrations de CO, N et P était plus élevé dans la couche supérieure du sol que dans les couches plus profondes. Cependant, une analyse de variance a révélé des différences significatives du CO dans certains sites alors qu’il n’y avait pas de différences pour N ni P aux différentes profondeurs de sol. Le CO était fortement liéà N et à P selon les classes de profondeur. On en a conclu que la disponibilité de N et de P était due à la décomposition de la matière organique dans le sol. Le N et le P du sol étaient fortement liés aux mêmes éléments présents dans la matière végétale aérienne combinée. On a conclu que la concentration accrue de N et de P dans le sol résultait de la concentration de ces mêmes éléments dans P. coloratum et H. filipendula. Il y a avait une très grande variation de N et de P entre des sites où l’intensité de pâturage était différente. On a conclu que les animaux qui pâturent contribuent à la redistribution des éléments du sol dans tous les endroits fréquentés étant donné qu’ils mangent des plantes à certains endroits mais que leurs excréments peuvent être rejetés ailleurs que les zones pâturées.