Nitrogen uptake capacities of maize and sorghum crops in different nitrogen and water supply conditions

The dynamics of dry-matter accumulation and nitrogen uptake of sorghum and maize crops were compared over two successive years under dry and irrigated conditions. In non-limiting situations for growth, with irrigation and high nitrogen fertilization, maize growth was higher than that of sorghum because the leaf area index of maize developed earlier, leading to a larger quantity of intercepted radiation. The efficiency of transforming intercepted energy into aerial biomass varied little between the two species. In situations where nitrogen was limiting, the capacity of sorghum crops to take up nitrogen from the soil was always higher than that of maize. This feature was not linked to the greater planting density of the sorghum crop (50 cm between the rows) compared with the maize crop (75 cm), but seemed to be a characteristic of the species. A careful study of the evolution of the nitrogen nutrition level of the different crops throughout their growth showed that sorghum was capable of taking up much larger quantities of nitrogen from the soil than maize before its nitrogen nutrition became limiting. Drought reduced nitrogen availability in the soil for both crops. Maize was more sensitive to this restriction in nitrogen nutrition, and in addition to the direct effect of a water deficit on dry-matter accumulation in maize there was also this indirect effect of a nitrogen-nutrition deficit. All the results obtained in this series of experiments showed that the potential production of sorghum was lower than that of maize, but that its adaptation to limiting growth conditions, drought and limited nitrogen input should enable this species to grow in extensive cropping conditions. Moreover, the higher N uptake/water consumption of sorghum compared to maize indicates that the risk of nitrate leaching in the winter following a sorghum crop should be lower than after maize.Durant 2 années successives, les dynamiques de croissance en matière sèche et de prélèvement d’azote de cultures de sorgho et de maïs ont été comparées en conditions sèches et irriguées. En situations non limitantes pour la croissance, irrigation et fertilisation élevée en azote, la croissance du maïs est supérieure à celle du sorgho du fait d’une mise en place plus précoce de l’indice foliaire de la culture conduisant à une plus grande quantité de rayonnement intercepté. Les efficiences de transformation de l’énergie interceptée en biomasse aérienne restent peu différentes entre les deux espèces. En situations d’apport limité en azote, les capacités de prélèvement de l’azote du sol par les cultures de sorgho ont toujours été supérieures à celles du maïs. Cette propriété n’est pas liée à la densité de plantation plus importante de la culture du sorgho (50 cm entre les rangs) par rapport à celle du maïs (75 cm), mais semble bien une caractéristique de l’espèce. La détermination de l’évolution du niveau de nutrition azotée des différentes cultures au cours de leur croissance a permis de montrer que le sorgho était capable d’extraire des quantités d’azote du sol bien supérieures à celles du maïs avant de voir sa nutrition azotée devenir limitante. La sécheresse diminue la disponibilité en azote du sol pour les deux cultures. Le maïs est plus sensible à cette restriction de nutrition azotée, et, à l’effet direct du déficit hydrique sur la croissance en matière sèche de cette espèce, s’ajoute un effet indirect de déficit de nutrition azotée. L’ensemble des résultats obtenus dans cette série d’expérimentations montre que la production potentielle du sorgho est plus faible que celle du maïs, mais que son adaptation à des conditions limitantes de croissance, sécheresse et apports limités d’azote doit permettre à cette espèce de se développer dans des conditions de culture extensive. De plus, le rapport plus élevé pour le sorgho que pour le maïs entre le prélèvement d’azote et la consommation d’eau indique que les risques de lessivage de nitrate doivent être réduits après une culture de sorgho en comparaison avec le maïs