Avaliação simples do índice de nutrição de nitrogênio no milho de verão usando leituras do medidor de clorofila

ORIGINAL RESEARCH[pic 1]

published: 19 January 2018

doi: 10.3389/fpls.2018.00011

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Avaliação simples do índice de nutrição de nitrogênio no milho de verão usando leituras do medidor de clorofila

Ben Zhao 1, Syed Tahir Ata-Ul-Karim 2, Zhandong Liu 1*, Jiyang Zhang 1, Junfu Xiao 1, Zugui Liu 1, Anzhen Qin 1, Dongfeng Ning 1, Qiuxia Yang 1, Yonghui Zhang 3 and Aiwang Duan 1*

• Key Laboratory of Crop Water Use and Regulation, Ministry of Agriculture, Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang, China, 2 Key Laboratory of Soil Environment and Pollution Remediation, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing, China, 3 Computer Engineering School, Weifang University, Weifang, China

Edited by:

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Stefano Cesco,

Free University of Bozen-Bolzano, Italy

Reviewed by:

Peter Thorburn,

Commonwealth Scientific and

Industrial Research Organisation

(CSIRO), Australia

Paolo Sambo,

Università degli Studi di Padova, Italy

*Correspondence:

Aiwang Duan duanaiwang@aliyun.com Zhandong Liu lzddragon@163.com

Specialty section:

This article was submitted to Plant Nutrition, a section of the journal Frontiers in Plant Science

Received: 25 July 2017

Accepted: 03 January 2018

Published: 19 January 2018

Citation:

Zhao B, Ata-Ul-Karim ST, Liu Z, Zhang J, Xiao J, Liu Z, Qin A, Ning D, Yang Q, Zhang Y and Duan A (2018)

Simple Assessment of Nitrogen Nutrition Index in Summer Maize by Using Chlorophyll Meter Readings. Front. Plant Sci. 9:11.

doi: 10.3389/fpls.2018.00011

Ferramentas diagnósticas rápidas e não destrutivas para avaliar com precisão o índice nutricional de nitrogênio da cultura (NNI) são necessárias para melhorar o diagnóstico de nitrogênio (N) da cultura e sustentar a produção de culturas. Este estudo teve como objetivo desenvolver as relações entre NNI, gradiente de N foliar, gradiente de leituras de clorofilômetro (CM) e diferenças de posicionamento índice de clorofilômetro [PDCMI, razão entre leituras de CM entre diferentes camadas foliares (LLs) do dossel da cultura] e validar a precisão e a estabilidade dessas relações entre os diferentes LLs, anos, locais e cultivares. Seis experimentos de campo multi-N (0-320 kg ha-1) foram conduzidos com quatro cultivares de milho de verão (Zhengdan958, Denghai605, Xundan20 e Denghai661) em dois locais diferentes localizados na China. Seis plantas de milho de verão por parcela foram colhidas em cada estágio de amostragem para avaliar NNI, concentração de N foliar e leituras de CM de diferentes LLs durante o período de crescimento vegetativo. Os resultados mostraram que o gradiente de N da folha, o gradiente de leitura de CM e o PDCMI de diferentes LLs diminuíram, enquanto os valores de NNI aumentaram com o aumento da oferta de N. O gradiente de N da folha e o gradiente de leitura de CM aumentaram gradualmente de cima para baixo da copa e as leituras de CM da LL inferior foram mais sensíveis a alterações na concentração de N da planta. A relação significativamente positiva entre NNI e CM leituras de diferentes LLs (LL1 a LL3) foi observada, mas essas relações variaram ao longo dos anos. Em contraste, as relações entre NNI e PDCMI de diferentes LLs (LL1 a LL3) foram significativamente negativas. A relação mais forte entre PDCMI e NNI que foi estável entre as cultivares e anos foi observada para PDCMI1-3 (NNI = -5,74 × PDCMI1-3 + 1,5, R2 = 0,76∗∗). Adicionalmente, os modelos desenvolvidos neste estudo foram validados com os dados adquiridos de dois experimentos independentes para avaliar sua precisão de predição. O valor do erro quadrático médio de 0,1 indicou que a relação mais precisa e robusta foi observada entre PDCMI1-3 e NNI. Os resultados projetados ajudariam a desenvolver uma abordagem simples, não destrutiva e confiável para avaliar com precisão o estado da cultura N para gerenciar com precisão a aplicação de N durante o período de crescimento da safra de milho de verão.

Keywords: nitrogen nutrition index, summer maize, nitrogen diagnosis, chlorophyll meter, positional differences chlorophyll meter index

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Frontiers in Plant Science | www.frontiersin.org        1        January 2018 | Volume 9 | Article 11

Zhao et al.        Appraisal of Nitrogen Status in Maize

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INTRODUCTION

O índice nutricional de nitrogênio (NNI) é a ferramenta de diagnóstico mais amplamente reconhecida para diagnosticar com precisão o status N da safra na estação (Lemaire et al., 2008). Estudos recentes mostraram que o NNI tem potencial para estimar durante a temporada o rendimento de grãos, teor de amilose e proteína de grãos, necessidade de N na cultura, capacidade de fotossíntese, partição N de colheita e eficiência de uso de N (Hu et al., 2014; Zhao, 2014; -Ul-Karim et al., 2016a, 2017a, b; Dordas, 2017). No entanto, devido ao pré-requisito de amostragem de plantas destrutivo e demorado para a avaliação do NNI, sua aplicação no nível da propriedade é restrita (Zhao et al., 2016). Tentativas foram feitas para integrar o NNI com leituras do medidor de clorofila (CM) e medidas espectrais do dossel que podem fornecer aos cientistas informações não destrutivas, oportunas e valiosas para aplicação do NNI em larga escala rendimento e qualidade (Mistele e Schmidhalter, 2008; Ata-Ul-Karim et al., 2017c).

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