Strategies for improving nitrogen use efficiency: a review

Resumo

O nitrogênio (N) é o insumo externo mais importante adicionado a qualquer sistema de produção agrícola. Metade da população mundial depende direta ou indiretamente de fertilizantes nitrogenados para o suprimento de alimentos. Atualmente, o arroz, o trigo e o milho consomem mais de 90% do total de fertilizantes nitrogenados usados em cereais. O subuso do nitrogênio está associado a uma menor produção agrícola, enquanto o uso excessivo leva a várias consequências relacionadas ao solo e ao meio ambiente. Portanto, a resposta ao nitrogênio aplicado e sua eficiência de uso devem ser monitoradas adequadamente para obter o potencial máximo e o rendimento sustentável. A eficiência dos fertilizantes nitrogenados aplicados é muito baixa devido às suas várias perdas, ou seja, volatilização, lixiviação, escoamento superficial e desnitrificação do sistema solo-planta. Portanto, a compreensão adequada das práticas avançadas de manejo do solo e planta que ajudam a aumentar a eficiência da recuperação do nitrogênio é um dos principais fatores para aumentar a produção da cultura, diminuir o custo do cultivo e manter a qualidade ambiental, o que, em última análise, contribui para a meta de alcançar um sistema de produção sustentável de longo prazo. Nesta revisão, tentamos resumir as tecnologias locais e científicas de manejo de solo e cultura usadas para melhorar a eficiência do uso do N aplicado. Este artigo também discute o ciclo do nitrogênio nos sistemas solo-planta, várias vias de perda de N, a situação atual e as opções de manejo mais possíveis no nível da fazenda para melhorar o uso do nitrogênio no sistema de produção agrícola.

Abstract

Nitrogen (N) is the most critical externally added input for any crop production system. The half of the global population directly or indirectly depends on nitrogenous fertilizers for food supply. Today, Rice, wheat, and maize are consuming more than 90% of total nitrogenous fertilizer used in cereals. Underuse of nitrogen is associated with lower crop production while overuse leads to several soil and environmental related consequences. Therefore, response to applied nitrogen and its use efficiency have to be monitored properly for obtaining the maximum potential and sustainable yield. Efficiency of applied nitrogenous fertilizers is very low due to its various losses i.e. volatilization, leaching, surface runoff and denitrification from soil-plant system. Therefore, the proper understanding of advanced soil and plant management practices which helps in enhancement of nitrogen recovery efficiency is one of the key factors to enhance crop output, decreasing cost of cultivation, and to maintain environmental quality which ultimately adds towards the goal of achieving long term sustainable production system. In this review, an attempt has been made summarize the locally as well as scientific soil and crop management technologies used for improving use efficiency of applied N. This paper also discusses nitrogen cycling in soil-plant systems, various N losses pathways, present status and most possible management options at the farm level for enhancing nitrogen use in crop production system.