Effects of Zeolite Application and Inorganic Nitrogen Fertilization on Growth, Productivity, and Nitrogen and Water Use Efficiency of Maize (Zea mays L.) Cultivated Under Mediterranean Conditions
- I. Kakabouki
- I. Roussis
- A. Mavroeidis
- P. Stavropoulos
- P. Kanatas
- K. Pantaleon
- A. Folina
- D. Beslemes
- E. Tigka
Resumo
A aplicação de fertilizantes nitrogenados é uma das práticas de manejo agronômico mais cruciais para aumentar o rendimento de grãos na cultura do milho. No entanto, a aplicação a longo prazo pode afetar adversamente a qualidade do solo. Para alcançar uma produção agrícola sustentável, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar os efeitos de curto prazo da adição de zeólita como condicionante de solo e da adubação nitrogenada no crescimento, rendimento, qualidade, eficiência do uso de nitrogênio e da água do milho em três localidades (Atenas, Messolonghi e Karditsa) na Grécia. Cada experimento, instalado durante o período de cultivo primavera-verão de 2024, foi disposto em um delineamento de parcelas subdivididas com três parcelas principais (tratamentos com zeólita: 0, 5 e 7,5 t ha−1) e quatro subparcelas (tratamentos de adubação nitrogenada: 0, 100, 150 e 200 kg N ha−1). Os resultados revelaram que o aumento da taxa de aplicação de zeólita de 0 para 7,5 t ha−1 levou a um aumento significativo no rendimento de grãos, com o maior valor (13,46, 12,46 e 14,83 t ha−1 em Atenas, Messolonghi e Karditsa, respectivamente) observado em 7,5 t ha−1. Da mesma forma, o aumento da taxa de adubação nitrogenada inorgânica de 0 para 200 kg N ha−1 também aumentou o rendimento de grãos. Em geral, a maioria das propriedades do solo (matéria orgânica do solo, nitrogênio total do solo, porosidade total, umidade do solo e taxa de infiltração), crescimento da raiz e da parte aérea (densidade do comprimento da raiz, altura da planta, índice de área foliar e peso seco), teor e absorção de N dos grãos e da biomassa aérea, bem como o peso de mil grãos, índice de colheita de N (ICN) e eficiência do uso da água (EUA), foram positivamente afetados por ambos os fatores examinados. Em conclusão, este estudo comprovou que o aumento das doses de zeólita como condicionante de solo e da adubação nitrogenada até uma taxa de 7,5 t ha−1 e 200 kg N ha−1, respectivamente, melhorou as propriedades do solo, promoveu o desenvolvimento das plantas e aumentou o rendimento de grãos, a absorção de N pelos grãos e pela biomassa, o ICN e a EUA da cultura do milho cultivada em solos franco-argilosos e sob condições mediterrâneas, onde os experimentos foram instalados.
Abstract
Nitrogen (N) fertilizer application is one of the most crucial agronomic management practices for increasing grain yield in maize crops. However, the long application may adversely affect soil quality. For achieving sustainable agricultural production, the current research set out to evaluate the short-term effects of the addition of zeolite as a soil amendment and N fertilization on the maize growth, yield, quality, N- and water-use efficiency in three locations (Athens, Messolonghi, and Karditsa) in Greece. Each experiment set up during the spring–summer 2024 cultivation period was laid out in a split-plot design with three main plots (Zeolite treatments: 0, 5, and 7.5 t ha−1) and four sub-plots (N fertilization treatments: 0, 100, 150, and 200 kg N ha−1). The results revealed that increasing the zeolite application rate from 0 to 7.5 t ha−1 led to a significant increase in grain yield, with the highest value (13.46, 12.46, and 14.83 t ha−1 in Athens, Messolonghi, and Karditsa, respectively) observed at 7.5 t ha−1. In the same manner, the increasing inorganic N fertilization rate from 0 to 200 kg N ha−1, also increased the grain yield. In general, most of the soil properties (soil organic matter, soil total nitrogen, total porosity, soil moisture content, and infiltration rate), root and shoot growth (root length density, plant height, leaf area index and dry weight), N content and uptake of the grains, and aerial biomass, as well as, thousand kernel weight, N harvest index (NHI), and water use efficiency (WUE), were positively affected by both of the examined factors. In conclusion, this study proved that the increasing rates of zeolite as a soil amendment and N fertilization up to a rate of 7.5 t ha−1 and 200 kg N ha−1, respectively, improved soil properties, promoted plant development, and increased grain yield, grain and biomass N uptake, NHI, and WUE of the maize crop cultivated in clay–loam soils and under Mediterranean conditions, where the experimental trials set up.
