Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

Effects of reducing and postponing controlled-release urea application on soil nitrogen regulation and maize grain yield

Creators

  • 1. Hebei Agricultural University
  • 2. Chinese Academy of Agricultural Engineering
  • 3. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
  • 4. Hebei Normal University of Science and Technology

Description

Controlled-release urea (CRU-N) fertilizer application is a solution to improve the utilization rate of nitrogen (N), reduce economic costs and improve crop yields. It is significant to study the effects of release CRU-N reduction and the combined application of conventional urea on soil N control and the large-scale maize planting system. In this study, the effects of controlled-release nitrogen fertilizer reduction and postponement on soil nitrogen components, enzyme activities, and yields were investigated. Seven treatments were set up in this study, including no N fertilizer (CK), 100% conventional urea (U), 100% controlled-release urea (S), 30% controlled-release urea (SU3/7), 50% controlled-release urea (SU5/5), 70% controlled-release urea (SU7/3) and Sodium Salt of Polyaspartic Acid (PASP)-N. The results showed that mixed CRU-N and urea increased yields and net benefits compared with conventional urea at the same application rate of N, and reduced N loss. The application of CRU-N at 70% for maize represented the best overall effects. Compared with U treatment, soil ammonium nitrogen (NH4-N), soil nitrate-nitrogen (NO3-N), and microbial biomass nitrogen (SMB-N) of CRU-N at 70% (SU7/3) increased by 35.00%, 15.53%, and 25.04%. However, soil nitrate reductase (S-NR) and urease (S-UA) were the best in SU5/5 and significantly higher than other treatments. The applications of CRU-N would effectively increase soil N; CRU-N in 50% proportion can promote the maize root growth and improve the efficient utilization of N by soil microorganisms. Like the yields (9186.61 kg/hm2), expertly in the proportion of 70% CRU-N (SU7/3) plays a vital role in a wheat-maize rotation system, which can potentially be used to improve the yields, nitrogen use efficiency, and net benefit with low N losses. In conclusion, using CRU-N fertilize effectively improves soil nitrogen, and various ratios of CRU-N can ensure the continuous release the nutrients during the growing period. And among the different proportions of CRU-N, it is optimal in SU7/3. Keywords: controlled-release urea, nitrogen regulation, maize grain yield, soil, reducing, postponing DOI: 10.25165/j.ijabe.20221501.6888 Citation: Ji P T, Peng Y J, Cui Y W, Li X L, Tao P J, Zhang Y C. Effects of reducing and postponing controlled-release urea application on soil nitrogen regulation and maize grain yield. Int J Agric & Biol Eng, 2022; 15(1): 116–123.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد استخدام سماد اليوريا المتحكم فيه (CRU - N) حلاً لتحسين معدل استخدام النيتروجين (N) وتقليل التكاليف الاقتصادية وتحسين غلة المحاصيل. من المهم دراسة آثار الحد من إطلاق CRU - N والتطبيق المشترك لليوريا التقليدية على التحكم في التربة N ونظام زراعة الذرة على نطاق واسع. في هذه الدراسة، تم التحقيق في آثار الحد من الأسمدة النيتروجينية ذات الإطلاق الخاضع للرقابة وتأجيلها على مكونات نيتروجين التربة وأنشطة الإنزيمات والمحاصيل. تم إعداد سبعة علاجات في هذه الدراسة، بما في ذلك عدم وجود سماد N (CK)، و 100 ٪ يوريا تقليدية (U)، و 100 ٪ يوريا ذات إطلاق خاضع للرقابة (S)، و 30 ٪ يوريا ذات إطلاق خاضع للرقابة (SU3/7)، و 50 ٪ يوريا ذات إطلاق خاضع للرقابة (SU5/5)، و 70 ٪ يوريا ذات إطلاق خاضع للرقابة (SU7/3) وملح الصوديوم لحمض البوليسبارتيك (PASP) - N. أظهرت النتائج أن خليط CRU - N واليوريا زاد من الغلة وصافي الفوائد مقارنة باليوريا التقليدية بنفس معدل استخدام N، وقلل من فقدان N. يمثل تطبيق CRU - N بنسبة 70 ٪ على الذرة أفضل الآثار الإجمالية. مقارنة بمعالجة U، زاد نيتروجين الأمونيوم في التربة (NH4 - N) ونترات التربة - النيتروجين (NO3 - N) ونيتروجين الكتلة الحيوية الميكروبية (SMB - N) من CRU - N بنسبة 70 ٪ (SU7/3) بنسبة 35.00 ٪ و 15.53 ٪ و 25.04 ٪. ومع ذلك، كان اختزال نترات التربة (S - NR) واليورياز (S - UA) الأفضل في SU5/5 وأعلى بكثير من العلاجات الأخرى. من شأن تطبيقات CRU - N أن تزيد بشكل فعال من التربة N ؛ يمكن لـ CRU - N بنسبة 50 ٪ أن تعزز نمو جذور الذرة وتحسن الاستخدام الفعال لـ N بواسطة الكائنات الحية الدقيقة في التربة. مثل الغلة (9186.61 كجم/ساعة 2)، تلعب نسبة 70 ٪ CRU - N (SU7/3) دورًا حيويًا في نظام دوران ذرة القمح، والذي يمكن استخدامه لتحسين الغلة وكفاءة استخدام النيتروجين والفائدة الصافية مع خسائر N منخفضة. في الختام، يؤدي استخدام تسميد CRU - N إلى تحسين نيتروجين التربة بشكل فعال، ويمكن أن تضمن النسب المختلفة من CRU - N الإطلاق المستمر للمغذيات خلال فترة النمو. ومن بين النسب المختلفة لـ CRU - N، فهي مثالية في SU7/3. الكلمات المفتاحية: اليوريا ذات الإطلاق الخاضع للرقابة، تنظيم النيتروجين، محصول حبوب الذرة، التربة، تقليل، تأجيل DOI: 10.25165/j.ijabe.20221501.6888 الاقتباس: Ji PT، Peng Y J، Cui Y W، Li X L، Tao P J، Zhang Y C. آثار تقليل وتأجيل تطبيق اليوريا ذات الإطلاق الخاضع للرقابة على تنظيم نيتروجين التربة ومحصول حبوب الذرة. Int J Agric & Biol Eng، 2022 ؛ 15(1): 116–123.

Translated Description (French)

L'application d'engrais à base d'urée à libération contrôlée (CRU-N) est une solution pour améliorer le taux d'utilisation de l'azote (N), réduire les coûts économiques et améliorer les rendements des cultures. Il est important d'étudier les effets de la réduction de la libération de CRU-N et de l'application combinée d'urée conventionnelle sur le contrôle de l'azote du sol et le système de plantation de maïs à grande échelle. Dans cette étude, les effets de la réduction et du report des engrais azotés à libération contrôlée sur les composants azotés du sol, les activités enzymatiques et les rendements ont été étudiés. Sept traitements ont été mis en place dans cette étude, dont aucun engrais azoté (CK), 100 % d'urée conventionnelle (U), 100 % d'urée à libération contrôlée (S), 30 % d'urée à libération contrôlée (SU3/7), 50 % d'urée à libération contrôlée (SU5/5), 70 % d'urée à libération contrôlée (SU7/3) et le sel de sodium de l'acide polyaspartique (PASP)-N. Les résultats ont montré que le mélange de CRU-N et d'urée augmentait les rendements et les bénéfices nets par rapport à l'urée conventionnelle au même taux d'application d'azote et réduisait la perte d'azote. L'application de CRU-N à 70% pour le maïs représentait les meilleurs effets globaux. Par rapport au traitement U, l'azote d'ammonium du sol (NH4-N), l'azote de nitrate du sol (NO3-N) et l'azote de biomasse microbienne (SMB-N) du CRU-N à 70 % (SU7/3) ont augmenté de 35,00 %, 15,53 % et 25,04 %. Cependant, la nitrate réductase (S-NR) et l'uréase (S-UA) du sol étaient les meilleures en SU5/5 et significativement plus élevées que les autres traitements. Les applications du CRU-N augmenteraient efficacement l'azote du sol ; le CRU-N dans une proportion de 50 % peut favoriser la croissance des racines de maïs et améliorer l'utilisation efficace de l'azote par les micro-organismes du sol. Comme les rendements (9186,61 kg/hm2), la proportion de 70% de CRU-N (SU7/3) joue un rôle vital dans un système de rotation blé-maïs, qui peut potentiellement être utilisé pour améliorer les rendements, l'efficacité de l'utilisation de l'azote et le bénéfice net avec de faibles pertes d'azote. En conclusion, l'utilisation de l'engrais CRU-N améliore efficacement l'azote du sol, et divers ratios de CRU-N peuvent assurer la libération continue des nutriments pendant la période de croissance. Et parmi les différentes proportions de CRU-N, il est optimal en SU7/3. Mots-clés : urée à libération contrôlée, régulation de l'azote, rendement en grains de maïs, sol, réduction, report DOI : 10.25165/j.ijabe.20221501.6888 Citation : Ji P T, Peng Y J, Cui Y W, Li X L, Tao P J, Zhang Y C. Effets de la réduction et du report de l'application d'urée à libération contrôlée sur la régulation de l'azote du sol et le rendement en grains de maïs. Int J Agric & Biol Eng, 2022 ; 15(1) : 116–123.

Translated Description (Spanish)

La aplicación de fertilizantes de urea de liberación controlada (CRU-N) es una solución para mejorar la tasa de utilización de nitrógeno (N), reducir los costos económicos y mejorar el rendimiento de los cultivos. Es importante estudiar los efectos de la reducción de la liberación de CRU-N y la aplicación combinada de urea convencional en el control del N del suelo y el sistema de siembra de maíz a gran escala. En este estudio, se investigaron los efectos de la reducción y el aplazamiento de los fertilizantes nitrogenados de liberación controlada sobre los componentes del nitrógeno del suelo, las actividades enzimáticas y los rendimientos. En este estudio se establecieron siete tratamientos, que incluyen fertilizante sin N (CK), urea convencional al 100% (U), urea de liberación controlada al 100% (S), urea de liberación controlada al 30% (SU3/7), urea de liberación controlada al 50% (SU5/5), urea de liberación controlada al 70% (SU7/3) y sal sódica del ácido poliaspártico (PASP)-N. Los resultados mostraron que la mezcla de CRU-N y urea aumentó los rendimientos y los beneficios netos en comparación con la urea convencional a la misma tasa de aplicación de N y redujo la pérdida de N. La aplicación de CRU-N al 70% para el maíz representó los mejores efectos generales. En comparación con el tratamiento con U, el nitrógeno amónico del suelo (NH4-N), el nitrógeno nitrato del suelo (NO3-N) y el nitrógeno de la biomasa microbiana (SMB-N) de CRU-N al 70% (SU7/3) aumentaron en 35.00%, 15.53% y 25.04%. Sin embargo, la nitrato reductasa del suelo (S-NR) y la ureasa (S-UA) fueron las mejores en SU5/5 y significativamente más altas que otros tratamientos. Las aplicaciones de CRU-N aumentarían efectivamente el N del suelo; CRU-N en una proporción del 50% puede promover el crecimiento de la raíz de maíz y mejorar la utilización eficiente del N por parte de los microorganismos del suelo. Al igual que los rendimientos (9186,61 kg/hm2), la proporción experta de 70% de CRU-N (SU7/3) desempeña un papel vital en un sistema de rotación de trigo y maíz, que potencialmente se puede utilizar para mejorar los rendimientos, la eficiencia del uso de nitrógeno y el beneficio neto con bajas pérdidas de N. En conclusión, el uso de fertilizantes CRU-N mejora eficazmente el nitrógeno del suelo, y varias proporciones de CRU-N pueden garantizar la liberación continua de los nutrientes durante el período de crecimiento. Y entre las diferentes proporciones de CRU-N, es óptimo en SU7/3. Palabras clave: urea de liberación controlada, regulación del nitrógeno, rendimiento del grano de maíz, suelo, reducción, posposición del DOI: 10.25165/j.ijabe.20221501.6888 Citación: Ji P T, Peng Y J, Cui Y W, Li X L, Tao P J, Zhang Y C. Efectos de la reducción y posposición de la aplicación de urea de liberación controlada sobre la regulación del nitrógeno del suelo y el rendimiento del grano de maíz. Int J Agric & Biol Eng, 2022; 15(1): 116–123.

Files

pdf.pdf

Files (226 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5360980bad11bf9723da89687501effc
226 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
آثار تقليل وتأجيل استخدام اليوريا ذات الإطلاق الخاضع للرقابة على تنظيم نيتروجين التربة وإنتاجية حبوب الذرة
Translated title (French)
Effets de la réduction et du report de l'application d'urée à libération contrôlée sur la régulation de l'azote dans le sol et le rendement en grains de maïs
Translated title (Spanish)
Efectos de reducir y posponer la aplicación de urea de liberación controlada en la regulación del nitrógeno del suelo y el rendimiento del grano de maíz

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4214936819
DOI
10.25165/j.ijabe.20221501.6888

Is supplement to
https://openalex.org/W2398248360 (Other)
https://openalex.org/W2381979090 (Other)
https://openalex.org/W2356506310 (Other)
https://openalex.org/W2326031682 (Other)
https://openalex.org/W2312883356 (Other)
https://openalex.org/W2202059793 (Other)
https://openalex.org/W2062182486 (Other)
https://openalex.org/W2047966460 (Other)
https://openalex.org/W2030941610 (Other)
https://openalex.org/W2025976774 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China