Optimal Blends of Controlled-Release Urea and Conventional Urea Improved Nitrogen Use Efficiency in Wheat and Maize with Reduced Nitrogen Application

Resumo

Misturar ureia de liberação controlada (ULC) com ureia convencional tem o potencial de ser uma opção eficaz para melhorar a eficiência do uso de nitrogênio (EUN), embora a determinação de misturas ótimas em combinação com uma taxa de aplicação de N reduzida não tenha sido bem estudada. Um experimento de campo foi conduzido para comparar os efeitos de ULC (uma mistura de ureia com revestimento polimérico e ureia com razões de N de 100:00, 75:25 e 50:50 a 144 kg N ha⁻¹, doravante denominadas ULC1, ULC2 e ULC3, respectivamente), ureia a 180 (U1) e 144 kg N ha⁻¹ (U2) e um controle (nenhum fertilizante N aplicado, CK) no rendimento de grãos, EUN e benefícios econômicos em um sistema de rotação trigo-milho. Os tratamentos ULC foram aplicados uma única vez, enquanto para os tratamentos U, o fertilizante N foi aplicado em uma aplicação parcelada. Os resultados sugerem que uma aplicação única de ULC antes da semeadura de ambas as culturas atendeu à demanda das plantas cultivadas por N durante todo o período de crescimento. Relativo a U1, os tratamentos ULC alcançaram aproximadamente o mesmo rendimento de grãos e 4,7–26,6% maior EUN a 20% de aplicação de N reduzida. Além disso, sob ULC2, o rendimento, EUN e benefícios econômicos foram aumentados em 12,2%, 9,7% e 19,1%, respectivamente, para o trigo, e sob ULC3, eles foram aumentados em 10,9%, 20,6% e 17,3%, respectivamente, para o milho, em comparação com o tratamento U2. Estes resultados demonstram que uma mistura de ULC e ureia em uma proporção de 75:25 para o trigo e 50:50 para o milho com uma redução de 20% na taxa de aplicação de N pode manter a produtividade, enquanto aumenta a EUN na Planície do Norte da China.

Abstract

Blending controlled-release urea (CRU) with conventional urea has the potential to be an effective option for improving nitrogen (N) use efficiency (NUE), although determination of optimal blends in combination with a reduced N application rate has not been well studied. A field experiment was conducted to compare the effects of CRU (a mixture of polymer-coated urea and urea with N ratios of 100:00, 75:25, and 50:50 at 144 kg N ha−1, hereafter denoted as CRU1, CRU2, and CRU3, respectively), urea at 180 (U1) and 144 kg N ha−1 (U2) and a control (no N fertilizer applied, CK) on grain yield, NUE, and economic benefits in a wheat–maize rotation system. The CRU treatments were one-time applied, while for the U treatments, fertilizer N was applied in a split application. The results suggest that a one-time application of CRU prior to sowing of both crops fulfilled the demand of crop plants for N across the entire growth period. Relative to U1, the CRU treatments achieved approximately the same grain yield and 4.7–26.6% greater NUE at 20% reduced N application. Moreover, under CRU2, the yield, NUE, and economic benefits were increased by 12.2%, 9.7%, and 19.1%, respectively, for wheat, and under CRU3, they were increased by 10.9%, 20.6%, and 17.3%, respectively, for maize, compared with the U2 treatment. These results demonstrate that a mixture of CRU and urea at a ratio of 75:25 for wheat and 50:50 for maize with a 20% reduction in N application rate can maintain productivity, while enhancing NUE in the North China Plain.