Fertilizing maize croppings with blends of slow/controlled-release and conventional nitrogen fertilizers

Resumo

Antecedentes : Misturas de ureia de liberação controlada e liberação lenta podem ajudar a sincronizar a liberação de N de fertilizantes e a absorção de N pelo milho para melhorar a eficiência do uso de nitrogênio pela planta.

Objetivo : Nosso objetivo foi investigar os efeitos da ureia de liberação lenta e ureia de liberação controlada e suas misturas com ureia não revestida para liberar N para absorção de milho ao longo do tempo em comparação com ureia e nitrato de amônio.

Métodos : O experimento foi conduzido em casa de vegetação, e os tratamentos consistiram de uréia convencional, nitrato de amônio, três uréias de liberação controlada (Multicote 4M®, Nitrocote® e uréia revestida com poliuretano), uma uréia de liberação lenta e misturas de ureia de liberação controlada e ureia de liberação lenta com ureia não revestida. Esses tratamentos foram aplicados nas concentrações de 0, 150, 300 e 450 mg N kg ⁻¹ de solo. Avaliamos a massa seca, acúmulo de nitrogênio na parte aérea, índice de eficiência agronômica e recuperação de nitrogênio aplicado após cada um dos três cultivos de milho. Além disso, caracterizamos o padrão de liberação de N das ureias de liberação controlada e suas espessuras de revestimento usando microscopia eletrônica de varredura.

Resultados : As curvas de liberação de N mostraram que Multicote 4M®, Nitrocote® e uréia + poliuretano atingiram 80% do N liberado em água a 40°C aos 36, 30 e 13 d após a incubação. O maior acúmulo cumulativo de nitrogênio (1127,4 mg pote ⁻¹ ), índice de eficiência agronômica (122,3%) e recuperação de nitrogênio aplicado (69,3%) ocorreram com o nitrato de amônio, com baixo efeito residual de apenas 25,4% do N total acumulado após 35 d de cultivo. A maior massa seca cumulativa foi produzida quando o milho foi adubado com uma mistura em que 40% do N veio de Nitrocote® (44,8 g pote ⁻¹ ).

Conclusões : Os resultados mostraram que o nitrato de amônio é uma opção importante como fonte de N, mas não tem efeito residual. As uréias de liberação controlada e suas misturas têm liberação retardada de N e promovem absorção constante de N após 70 dias. Após 70 dias, as doses de N aplicadas também foram mais importantes do que as tecnologias de fertilizantes N. Uma mistura adequada de fertilizantes nitrogenados pode ser uma opção interessante para ajudar a sincronizar a liberação e a absorção de N pelo milho. As tecnologias envolvendo misturas de uréia podem ser uma opção para melhorar a eficiência de uso do nitrogênio em comparação com a obtida com o uso de uréia não revestida e diminuir os custos em comparação com a aplicação de 100% de ureia de liberação controlada ou ureia de liberação lenta.

Abstract

Background: Blends of controlled-release and slow-release urea may help to synchronize N release from fertilizers and N uptake by maize to improve the plant nitrogen use efficiency.

Aim: We aimed to investigate the effects of slow-release urea and controlled-release urea and their blends with uncoated urea to release N for maize uptake over time in comparison to urea and ammonium nitrate.

Methods: The experiment was performed under greenhouse conditions, and the treatments consisted of conventional urea, ammonium nitrate, three controlled-release ureas (Multicote 4M®, Nitrocote®, and polyurethane-coated urea), one slow-release urea, and mixtures of controlled- release urea and slow-release urea with uncoated urea. These treatments were applied at concentrations of 0, 150, 300, and 450 mg N kg⁻¹ of soil. We evaluated the dry mass, nitrogen accumulation in the shoots, agronomic efficiency index and applied nitrogen recovery after each of three maize croppings. Furthermore, we characterized the N release pattern of the controlled-release ureas and their coating thicknesses by using scanning electron microscopy.

Results: The N release curves showed that Multicote 4M®, Nitrocote® and urea + polyurethane reached 80% of the N released in water at 40°C at 36, 30, and 13 d after incubation. The highest cumulative nitrogen accumulation (1127.4 mg pot⁻¹), agronomic efficiency index (122.3%), and applied nitrogen recovery (69.3%) occurred with ammonium nitrate, with a low residual effect of only 25.4% of the total N accumulated after 35 d of cultivation. The highest cumulative dry mass was produced when the maize was fertilized with a blend in which 40% of the N came from Nitrocote® (44.8 g pot⁻¹).

Conclusions: The results showed that ammonium nitrate is an important option as an N source, but it has no residual effect. Controlled- release ureas and their blends have a delayed N release and promote constant N uptake after 70 d. After 70 d, the applied N rates were also more important than the N fertilizer technologies. An adequate mixture of N fertilizers could be an interesting option to help synchronize N release and uptake by maize. Technologies involving urea blends could be an option to improve the nitrogen use efficiency in comparison to that obtained by using uncoated urea while decreasing costs in comparison with the application of 100% controlled-release urea or slow-release urea.