Nitrogen application timing and soil inorganic nitrogen dynamics under no-till oat/maize sequential cropping

Abstract

A época de aplicação de nitrogênio no milho é um fator chave no sistema de culturas aveia/milho. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da aplicação de N em présemeadura, na semeadura do milho e em cobertura na decomposição de resíduos superficiais de aveia preta, na imobilização e remineralização do N do solo e na absorção de N pelo milho, no sistema de culturas aveia/milho em plantio direto. Colunas indeformadas de solo de 10 e 20 cm de diâmetro foram coletadas na camada de 0–15 cm de um Latossolo Vermelho, quando as plantas de aveia estavam no estádio de grão leitoso. Dois experimentos foram realizados, simultaneamente, em casa de vegetação. O experimento A, estabelecido nas colunas de 10 cm de diâmetro e sem cultivo de plantas, foi usado para avaliar a dinâmica do N no solo e no resíduo de aveia. O experimento B, estabelecido nas colunas de 20 cm de diâmetro e com cultivo de milho, foi usado para avaliar o crescimento de plantas e absorção de N. Uma quantidade de 6,0 Mg ha-1 de resíduo de aveia preta foi colocada na superfície das colunas de solo. A dose de 90 kg N ha-1, aplicada na cultura do milho na forma de sulfato de amônio, foi distribuída entre pré-semeadura, semeadura e cobertura, como se segue: (a) 00–00–00 (testemunha), (b) 90–00–00 (aplicação em pré-plantio, 20 dias antes da semeadura do milho), (c) 00–90–00 (aplicação no plantio), (d) 00–30–60 (aplicação parcelada na semeadura e cobertura 31 dias após a emergência), (e) 00–00–00* (testemunha, sem resíduo de aveia) e (f) 90–00–00* (aplicação de pré-plantio, sem resíduo de aveia). A concentração e o conteúdo de N no resíduo de aveia durante sua decomposição não foram afetados pela aplicação de N fertilizante. A maior parte do N-NH4 + do fertilisante foi convertida em N-NO3 - dentro dos 20 dias após a aplicação. Uma redução significativa do conteúdo de N-NO3 - da camada de 0–4 cm de todos os tratamentos ocorreu entre 40 e 60 dias após a colocação do resíduo de aveia na superfície das colunas de solo, indicando a ocorrência de imobilização de N durante esse período. Considerando que a maior parte do N inorgânico foi convertido em N-NO3 - e que não ocorreu imobilização do N em pré-semeadura logo após sua aplicação, é possível concluir que o N aplicado em pré-semeadura é mais vulnerável a perdas por lixiviação. Por outro lado, com a aplicação parcelada de N, as plantas de milho apresentaram sintomas de deficiência de N antes da aplicação em cobertura. Duas indicações de manejo do N fertilisante no sistema aveia/milho podem ser sugeridas: (a) no caso de aplicação parcelada, a aplicação em cobertura deveria ser realizada antes dos 30 dias após a emergência, e (b) se a aplicação integral for preferida, dadas as vantagens operacionais no campo, essa deveria ser realizada durante a semeadura.

The timing of N application to maize is a key factor to be considered in no-till oat/maize sequential cropping. This study aimed to evaluate the influence of preplanting, planting and sidedress N application on oat residue decomposition, on soil N immobilisation and remineralisation and on N uptake by maize plants in notill oat/maize sequential cropping. Undisturbed soil cores of 10 and 20 cm diameter were collected from the 0–15 cm layer of a no-till Red Latossol, when the oat cover crop was in the milk-grain stage. Two greenhouse experiments were conducted simultaneously. Experiment A, established in the 10 cm diameter cores and without plant cultivation, was used to asses N dynamics in soil and oat residues. Experiment B, established in the 20 cm diameter cores and with maize cultivation, was used to assess plant growth and N uptake. An amount of 6.0 Mg ha-1 dry matter of oat residues was spread on the surface of the cores. A rate of 90 kg N ha-1 applied as ammonium sulphate in both experiments was split in pre-planting, planting and sidedress applications as follows: (a) 00–00–00 (control), (b) 90–00–00 (pre-planting application, 20 days before planting), (c) 00–90–00 (planting application), (d) 00– 30–60 (split in a planting and a sidedress application 31 days after emergence), (e) 00–00–00* (control, without oat residue) and (f) 90–00–00* (pre-planting application, without oat residue). The N concentration and N content in oat residues were not affected during decomposition by N fertilisation. Most of the fertiliser NH4 +-N was converted into NO3 --N within 20 days after application. A significant decrease in NO3 --N contents in the 0–4 cm layer was observed in all treatments between 40 and 60 days after the oat residue placement on the soil surface, suggesting the occurrence of N immobilisation in this period. Considering that most of the inorganic N was converted into NO3 - and that no immobilisation of the pre planting fertiliser N occurred at the time of its application, it was possible to conclude that pre-planting applied N was prone to losses by leaching. On the other hand, with split N applications, maize plants showed N deficiency symptoms before sidedress application. Two indications for fertiliser-N management in no-till oat/ maize sequential cropping could be suggested: (a) in case of split application, the sidedress should be earlier than 30 days after emergence, and (b) if integral application is preferred to save field operations, this should be done at planting.