L'applicazione continua di letame e di fertilizzanti minerali influisce in modo significativo sui nutrienti disponibili nel suolo e sulla distribuzione dei nutrienti nel suolo. L'applicazione bilanciata della fertilizzazione minerale (100% NPK) insieme a FYM @ 10 t ha−1 ha modificato in modo significativo il C labile del suolo e il pool recalcitrante. Lo studio mostra che la gestione integrata dei nutrienti ha registrato la più alta intensità di trasmittanza del legame idrofilo di carbossile (1698–1701 cm−1) (3500–3200 cm−1 & 1400 cm−1) e aromatico (1650 cm−1), benzeni e legami di alcheni (2922–2926 cm−1), disolfuro (500–400 cm−1) ed esteri di fosforo (800–580 cm−1). Il carbonio organico del suolo (SOC), il carbonio della biomassa microbica del suolo (SMBC), l'azoto della biomassa microbica del suolo (SMBN), i pool labili e recalcitranti sono stati osservati più elevati nei grafici INM rispetto a super ottimale (150% NPK), ottimale (100% NPK) e con micronutrienti (100% NPK + Zn). L'aggiunta di letame e fertilizzanti minerali ha aumentato le scorte di SOC e il sequestro di SOC. Gli indici di qualità del suolo sono stati sviluppati utilizzando l'analisi delle componenti principali e l'INM (T8) ha mostrato l'indice di qualità del suolo più alto che ha una risposta superiore del 10,2 (SQIA) e del 10,6 (SQIW) rispetto alla dose super ottimale (T3) e ad altre dosi ottimali (T2, T4, T5 e T9) sono alla pari e hanno il controllo più basso dell'agricoltura intensiva in quattro decenni. Il cambiamento significativo nell'indice di resa sostenibile (SYI) del miglio e del mais è stato osservato nell'appezzamento che ha ricevuto T8 seguito da T3, e altre dosi ottimali erano meno significative l'una con l'altra e più basse nell'appezzamento di controllo.