Efficiency of nitrogen fertilizer applied at corn sowing in contrasting growing seasons in Paraguay

Abstract

In order to select soil management practices that increase the nitrogen-use efficiency (NUE) in agro-ecosystems, the different indices of agronomic fertilizer efficiency must be evaluated under varied weather conditions. This study assessed the NUE indices in no-till corn in southern Paraguay. Nitrogen fertilizer rates from 0 to 180 kg ha-1 were applied in a single application at corn sowing and the crop response investigated in two growing seasons (2010 and 2011). The experimental design was a randomized block with three replications. Based on the data of grain yield, dry matter, and N uptake, the following fertilizer indices were assessed: agronomic N-use efficiency (ANE), apparent N recovery efficiency (NRE), N physiological efficiency (NPE), partial factor productivity (PFP), and partial nutrient balance (PNB). The weather conditions varied largely during the experimental period; the rainfall distribution was favorable for crop growth in the first season and unfavorable in the second. The PFP and ANE indices, as expected, decreased with increasing N fertilizer rates. A general analysis of the N fertilizer indices in the first season showed that the maximum rate (180 kg ha-1) obtained the highest corn yield and also optimized the efficiency of NPE, NRE and ANE. In the second season, under water stress, the most efficient N fertilizer rate (60 kg ha-1) was three times lower than in the first season, indicating a strong influence of weather conditions on NUE. Considering that weather instability is typical for southern Paraguay, anticipated full N fertilization at corn sowing is not recommended due the temporal variability of the optimum N fertilizer rate needed to achieve high ANE.Visando selecionar práticas de manejo que incrementem a eficiência do uso de nitrogênio (EUN) em agroecossistemas, faz-se necessário avaliar vários índices agronômicos de eficiência da fertilização. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EUN no milho, sob sistema plantio direto na região Sudeste do Paraguai. Neste trabalho, investigou-se a fertilização integral na semeadura do milho com doses variando de 0 até 180 kg de N, durante duas safras (2010 e 2011). O delineamento foi de blocos ao acaso, com três repetições. Com os dados de produtividade de grãos e matéria seca e o N absorvido, realizaram-se os cálculos dos seguintes índices: eficiência agronômica do uso de N (EAN), eficiência aparente da recuperação de N (ERN), eficiência fisiológica do N (EFN), produtividade parcial do fator (PPF) e balanço parcial do nutriente (BPN). As condições climáticas foram favoráveis ao desenvolvimento da cultura do milho na primeira safra e desfavoráveis na segunda. Os índices PPF e EAN, conforme esperado, apresentaram valores decrescentes em razão do incremento das doses de N. Na análise conjunta dos índices, observou-se, na primeira safra, que com a dose máxima (180 kg ha-1) obteve-se a maior produtividade e também alcançaram-se índices eficientes de EFN, ERN e EAN. Já na segunda, a dose de N mais eficiente (60 kg ha-1) foi três vezes menor do que a primeira, indicando forte influência das condições climáticas sobre a EUN. Com isso, dada a variabilidade temporal das condições climáticas do Sudeste do Paraguai, a fertilização nitrogenada antecipada no milho não seria recomendada por causa da variabilidade temporal da dose de N ótima, que visa alcançar elevada EAN.