Published March 7, 2023
| Version v1
Publication
Open
Developing a nitrogen fertilizer management model for wheat in calcareous soils using the critical nitrogen dilution curve
- 1. Desert Research Center
- 2. Punjab Agricultural University
Description
Abstract The critical nitrogen (N) dilution curve, which expresses whole-plant critical N concentration as a function of shoot biomass, can be used as a N management diagnostic tool for cereals. The objectives of this research were to develop a critical N dilution curve for wheat grown in calcareous soils and to formulate a model for estimating N fertilizer requirement of wheat crop at different growth stages. Six N fertilization rates (0–250 kg N ha −1 ) were used to induce variability in plant growth throughout six site-years (three locations at West Delta of Egypt and two seasons [2020/21-2021/22]). Aboveground shoot biomass ( W ; Mg DM [dry matter] ha −1 ) and N concentration ( N c ; g kg −1 DM) were determined on five sampling dates during the growing season. A critical N dilution curve was developed as: $${N}_{\mathrm{c}}=50.141 {\mathrm{W}}^{-0.424}$$ Nc=50.141W-0.424 . The N c dilution curve was then used to develop a N fertilizer topdressing strategy. The study relied on N nutrition index inferred from the N c based on N uptake, and instead of relying on a single N recovery efficiency coefficient, a variable N recovery efficiency was developed. This approach increased the hypothetical N requirements at low N application rates while decreased requirements at high N application rates, implying that the N c dilution curve can be used successfully to estimate the rates of supplemental N application. The developed strategy will provide a solid basis for precisely managing N fertilizer, though challenge ahead at the farm level will be in determining the actual shoot biomass and N concentration.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن استخدام منحنى تخفيف النيتروجين الحرج (N)، الذي يعبر عن تركيز N الحرج للنبات بأكمله كدالة للكتلة الحيوية للقطعة، كأداة تشخيصية لإدارة N للحبوب. كانت أهداف هذا البحث هي تطوير منحنى تخفيف N حرج للقمح المزروع في التربة الكلسية وصياغة نموذج لتقدير N متطلبات الأسمدة لمحصول القمح في مراحل النمو المختلفة. تم استخدام ستة معدلات إخصاب N (0–250 كجم N هكتار -1 ) للحث على التباين في نمو النبات على مدار ست سنوات من الموقع (ثلاثة مواقع في غرب الدلتا في مصر وموسمين [2020/21-2021/22]). تم تحديد الكتلة الحيوية لاطلاق النار فوق الأرض ( W ; Mg DM [المادة الجافة] هكتار -1) وتركيز N ( N c ; g kg −1 DM) في خمسة تواريخ لأخذ العينات خلال موسم النمو. تم تطوير منحنى تخفيف N الحرج على النحو التالي: ${N}_{\ mathrm{c}}= 50.141{\ mathrm{W }}^{-0.424 }$ Nc= 50.141W-0.424. ثم تم استخدام منحنى التخفيف Nc لتطوير استراتيجية خلع الملابس العلوية للأسمدة N. اعتمدت الدراسة على مؤشر التغذية N المستنتج من Nc بناءً على امتصاص N، وبدلاً من الاعتماد على معامل كفاءة استرداد N واحد، تم تطوير كفاءة استرداد N متغيرة. أدى هذا النهج إلى زيادة متطلبات N الافتراضية بمعدلات تطبيق N منخفضة بينما انخفضت المتطلبات بمعدلات تطبيق N عالية، مما يعني أنه يمكن استخدام منحنى تخفيف Nc بنجاح لتقدير معدلات تطبيق N التكميلي. ستوفر الاستراتيجية المطورة أساسًا متينًا لإدارة الأسمدة N بدقة، على الرغم من أن التحدي المقبل على مستوى المزرعة سيكون في تحديد الكتلة الحيوية الفعلية للطلقة وتركيز N.Translated Description (French)
Résumé La courbe de dilution critique de l'azote (N), qui exprime la concentration critique d'azote dans l'ensemble de la plante en fonction de la biomasse des pousses, peut être utilisée comme outil de diagnostic de la gestion de l'azote pour les céréales. Les objectifs de cette recherche étaient de développer une courbe critique de dilution de l'azote pour le blé cultivé dans des sols calcaires et de formuler un modèle pour estimer les besoins en engrais azotés des cultures de blé à différents stades de croissance. Six taux de fertilisation en N (0–250 kg N ha −1 ) ont été utilisés pour induire une variabilité de la croissance des plantes sur six années de site (trois sites dans le delta ouest de l'Égypte et deux saisons [2020/21-2021/22]). La biomasse des pousses au-dessus du sol ( W ; Mg DM [matière sèche] ha −1 ) et la concentration de N ( N c ; g kg −1 DM) ont été déterminées à cinq dates d'échantillonnage au cours de la saison de croissance. Une courbe de dilution critique de N a été développée comme suit : $ ${N}_{\mathrm{c}}= 50,141 {\mathrm{W}}^{-0,424}$$ Nc=50,141W-0,424. La courbe de dilution de l'azote a ensuite été utilisée pour développer une stratégie d'épandage d'engrais azoté. L'étude s'est appuyée sur l'indice nutritionnel de N déduit du N c basé sur l'absorption de N, et au lieu de s'appuyer sur un seul coefficient d'efficacité de récupération de N, une efficacité de récupération de N variable a été développée. Cette approche a augmenté les besoins en N hypothétiques à de faibles taux d'application de N tout en diminuant les besoins à des taux d'application de N élevés, ce qui implique que la courbe de dilution de N c peut être utilisée avec succès pour estimer les taux d'application de N supplémentaire. La stratégie développée fournira une base solide pour la gestion précise des engrais azotés, bien que le défi à venir au niveau de la ferme sera de déterminer la biomasse réelle des pousses et la concentration d'azote.Translated Description (Spanish)
Resumen La curva de dilución crítica de nitrógeno (N), que expresa la concentración crítica de N en toda la planta en función de la biomasa del brote, se puede utilizar como una herramienta de diagnóstico de manejo de N para los cereales. Los objetivos de esta investigación fueron desarrollar una curva crítica de dilución de N para el trigo cultivado en suelos calcáreos y formular un modelo para estimar el requerimiento de fertilizantes de N del cultivo de trigo en diferentes etapas de crecimiento. Se utilizaron seis tasas de fertilización de N (0–250 kg N ha −1 ) para inducir la variabilidad en el crecimiento de las plantas a lo largo de seis años-sitio (tres ubicaciones en el Delta Oeste de Egipto y dos temporadas [2020/21-2021/22]). La biomasa de brotes sobre el suelo ( W ; Mg DM [materia seca] ha −1 ) y la concentración de N ( N c ; g kg −1 DM) se determinaron en cinco fechas de muestreo durante la temporada de crecimiento. Se desarrolló una curva de dilución N crítica como: $ ${N}_{\mathrm{c}}=50.141 {\mathrm{W}}^{-0.424}$$ Nc=50.141W-0.424. A continuación, se utilizó la curva de dilución N c para desarrollar una estrategia de recubrimiento superior con fertilizante N. El estudio se basó en el índice de nutrición N inferido del N c basado en la captación de N, y en lugar de basarse en un solo coeficiente de eficiencia de recuperación de N, se desarrolló una eficiencia de recuperación de N variable. Este enfoque aumentó los requisitos hipotéticos de N a bajas tasas de aplicación de N, mientras que disminuyó los requisitos a altas tasas de aplicación de N, lo que implica que la curva de dilución de N c se puede usar con éxito para estimar las tasas de aplicación suplementaria de N. La estrategia desarrollada proporcionará una base sólida para gestionar con precisión el fertilizante de N, aunque el desafío futuro a nivel de granja será determinar la biomasa real de los brotes y la concentración de N.Files
s10705-023-10264-2.pdf.pdf
Files
(662.3 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:164ee1b52b3a4d59fc5c963c7d95abd8
|
662.3 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطوير نموذج إدارة الأسمدة النيتروجينية للقمح في التربة الجيرية باستخدام منحنى تخفيف النيتروجين الحرج
- Translated title (French)
- Développement d'un modèle de gestion des engrais azotés pour le blé dans les sols calcaires à l'aide de la courbe critique de dilution de l'azote
- Translated title (Spanish)
- Desarrollo de un modelo de gestión de fertilizantes nitrogenados para trigo en suelos calcáreos utilizando la curva crítica de dilución de nitrógeno
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4323357163
- DOI
- 10.1007/s10705-023-10264-2
References
- https://openalex.org/W1512952934
- https://openalex.org/W1557061016
- https://openalex.org/W156992518
- https://openalex.org/W1590410573
- https://openalex.org/W1876282212
- https://openalex.org/W1906130215
- https://openalex.org/W1965147721
- https://openalex.org/W1968227117
- https://openalex.org/W1968341668
- https://openalex.org/W1988707929
- https://openalex.org/W1991528201
- https://openalex.org/W1992051154
- https://openalex.org/W2001385123
- https://openalex.org/W2008988680
- https://openalex.org/W2010967595
- https://openalex.org/W2013602923
- https://openalex.org/W2031978485
- https://openalex.org/W2032389129
- https://openalex.org/W2036538049
- https://openalex.org/W2036808807
- https://openalex.org/W2044023561
- https://openalex.org/W2050290360
- https://openalex.org/W2055654927
- https://openalex.org/W2065762344
- https://openalex.org/W2070745564
- https://openalex.org/W2106946668
- https://openalex.org/W2114978787
- https://openalex.org/W2135811725
- https://openalex.org/W2146681646
- https://openalex.org/W2162728241
- https://openalex.org/W2190546151
- https://openalex.org/W2464598689
- https://openalex.org/W2470840783
- https://openalex.org/W2483932779
- https://openalex.org/W2547748273
- https://openalex.org/W2609903303
- https://openalex.org/W2662005559
- https://openalex.org/W2713239174
- https://openalex.org/W2752829730
- https://openalex.org/W2797834989
- https://openalex.org/W2920793151
- https://openalex.org/W2988500769
- https://openalex.org/W3007184286
- https://openalex.org/W3026299753
- https://openalex.org/W3046990944
- https://openalex.org/W3096568375
- https://openalex.org/W3112556319
- https://openalex.org/W3145334583
- https://openalex.org/W3162961560
- https://openalex.org/W3199054514
- https://openalex.org/W3208688271
- https://openalex.org/W4224991225
- https://openalex.org/W4289947306
- https://openalex.org/W59820085