Nitrogen use efficiency of grasses as affected by the pig slurry application mode and use of nitrification inhibitor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorThe effect of pig slurry (PS) injection into the soil and nitrification inhibitor use such as dicyandiamide (DCD) on gaseous N losses to the atmosphere is better documented than the effect of these practices on nitrogen use efficiency (NUE) and crop productivity. The aim of this work was to evaluate how the PS application method (shallow injection vs surface broadcasting) in no-till (NT) and DCD addition to PS affects the recovery of PS ammonium N (NH4-N) in the soil-plant system, NUE and productivity in a succession of grasses (corn/oat-wheat). Two studies were performed in the field at Universidade Federal de Santa Maria, in a Typic Paleudult. The experimental design was in randomized blocks with four repetitions of the following treatments: surface broadcast of pig slurry (PSs), PSs + DCD, injected PS (PSi), PSi + DCD, and control and surface application of mineral (NPK). Studies began in December 2011, with the first one finalized in June 2013 and the second in December 2015. In the first study, the PS ammonium fraction (NH4+-N) was 15N enriched to follow the fate of this fraction in the soil-plant system. Compared with the broadcast application, PS injection into the soil was more effective when followed by low soil moisture conditions, increasing in 22 kg N ha-1 the recovery of PS NH4+-N in corn. However, the DCD was more efficient in situations with higher soil moisture, increasing in 24 kg N ha-1 the recovery of NH4+-N in corn. In addition, PS injection efficiency was improved when combined with DCD, increasing in 21% NH4+-N retention in the plant-soil system. In the second study, PS injection also increased the apparent recovery of N (21%), agronomic efficiency of N (33%) and crop productivity (10%) compared to surface application. DCD use did not have significant effect on all crops, although, on the other hand, its use in wheat/2013 improved the evaluated attributes. The best performance of crops with PS injection as NUE is related mainly to the efficiency of this practice to reduce N losses by ammonia (NH3) volatilization, ensuring greater N availability for uptake by crops. The DCD, nevertheless, seems to be more effective when its application is followed by periods of high humidity, which favour N losses by denitrification or nitrate leaching (NO3-), and/or low temperatures that increase the longevity of the product in the soil. In conclusion, these results indicated that PS injection into the soil in NT is a promising alternative management for PS surface broadcasting, while the use of DCD requires further studies evaluating its effect on NUE by crops varying the soil and local weather conditions.O efeito da injeção de dejetos líquidos de suínos (DLS) no solo e do uso de inibidores de nitrificação, como a dicianodiamida (DCD), sobre as perdas gasosas de N para atmosfera é melhor documentado do que o efeito destas práticas sobre a eficiência de uso do nitrogênio (EUN) e a produtividade das culturas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar como o modo de aplicação (injeção subsuperficial vs aplicação superficial) de DLS no solo em sistema de plantio direto (SPD) e a adição de DCD aos DLS afetam a recuperação do N amoniacal (N-NH4+) dos DLS no sistema solo-planta, a EUN e a produtividade em uma sucessão de gramíneas (milho/aveia-trigo). Dois estudos foram conduzidos a campo na Universidade Federal de Santa Maria, em um Argissolo Vermelho Alumínico úmbrico, no delineamento experimental de blocos ao acaso com quatro repetições dos seguintes tratamentos: DLS aplicados na superfície do solo (DLSs), DLSs + DCD, DLS injetados (DLSi), DLSi + DCD, testemunha e adubação mineral (NPK) em superfície. Os estudos iniciaram em dezembro de 2011 com a aplicação dos tratamentos no milho, sendo o primeiro finalizado em junho de 2013 e o segundo em dezembro de 2015, ambos na cultura do trigo. A aplicação dos DLS foi realizada de forma manual com regadores, enquanto a injeção foi mecanizada em sulcos espaçados 35 cm entre si, na profundidade de 8-11 cm. A dose de DCD utilizada foi de 10 kg ha-1, misturada aos dejetos instantes antes da aplicação no solo. Para o primeiro estudo a fração amoniacal dos DLS foi enriquecida em 15N e aplicado em microparcelas (1,40 x 1,60 m) demarcadas dentro das parcelas principais do experimento (5,25 x 6,0 m) para avaliar o efeito do modo de aplicação e da adição de DCD sobre o destino dessa fração no sistema solo-planta. No segundo estudo foram colhidas plantas nas parcelas principais para determinar o efeito dos tratamentos sobre a EUN e a produtividade das culturas. Comparada à aplicação em superfície, a injeção dos DLS no solo mostrou-se mais eficiente quando seguida por condições de baixa umidade do solo, aumentando em 22 kg N ha-1 a recuperação de N-NH4+ dos DLS no milho. A DCD, no entanto, foi mais eficiente em situações com maior umidade do solo, aumentado em 24 kg N ha-1 a recuperação de N-NH4+ no milho. Além disso, a eficiência da injeção foi maximizada quando combinada com DCD, aumentando em 21% a retenção de N-NH4+ no sistema solo-planta. No segundo estudo, a injeção também aumentou a recuperação aparente de N (21%), a eficiência agronômica do N (33%) aplicado com os DLS e a produtividade das culturas (10%) em comparação à aplicação superficial. O uso da DCD não teve efeito significativo em todos os cultivos, embora no trigo/2013 tenha melhorado os atributos avaliados. O melhor desempenho das culturas com a injeção de DLS, quanto a EUN foi relacionado, principalmente, à eficiência dessa prática em reduzir as perdas de N por volatilização de amônia (NH3), garantindo a maior disponibilidade de N às plantas. A DCD, no entanto, parece ser mais eficiente quando sua aplicação é seguida por períodos de umidade elevada, que favoreçam as perdas de N por desnitrificação ou lixiviação de nitrato (NO3-), e/ou com baixas temperaturas que aumentam a longevidade do produto no solo. Diante desses resultados, a injeção dos DLS no solo em SPD, constitui uma alternativa de manejo promissora, em relação à aplicação dos DLS na superfície do solo, enquanto o uso de DCD carece por mais estudos avaliando seus efeitos sobre a EUN pelas culturas, variando as condições de solo e clima