, Volume 60, Issue 4, pp 261-269

Efficiency of nitrogen uptake by potatoes

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Abstract

White Rose potatoes were fertilized with isotopically labeled ammonium sulfate at rates of 67, 134, 202 and 270 kg N/ha to evaluate N uptake efficiency. All N application increased yields above the control, however the 3 higher N rates produced the same yields statistically. All N rates which maximized yields maintained petiole levels of total N above 600 ppm.

Rapid changes in petiole inorganic N occurred during the growing season. Fertilizer derived inorganic N decreased at rates ranging from 67 to 518 ppm/day during the third month after planting. Total inorganic N in petioles during the same period dropped at rates ranging from 500 to 880 ppm/ day.

Tubers grown in N-fertilized plots assimilated total N in a nearly linear pattern during the period 82 to 125 days after planting. Uptake of total N ranged from 142 to 233 kg/ha.

In assessing N utilization by 3 methods, good agreement was achieved between the isotope and difference method in the first and third (last) samplings, however, agreement was poor between the two in the second sampling. With N rates to 202 kg/ha the uptake efficiency was about 57% but dropped to 39% with application of 270 kg N/ha. When uptake efficiency was measured by dry matter production in relation to units of N fertilizer, the 67 kg N rate was superior to other rates.

Inorganic N levels in the surface meter of soil were higher before planting and fertilizer application than after harvest. Following harvest the control plots had more N below 1.5 m than did the N fertilized plots. In control plots, the total inorganic N between 1.5 and 2.5 m depths was equivalent to 170 kg N/ha. Virtually none of the accumulated N below 1 m was due to labeled N applied in the experiment.

Using 134 kg N/ha as the optimum rate, tubers removed 178 kg N/ha of which 78 kg was derived from the applied fertilizer. With total N input of 191 kg/ha (57 kg N/ha from irrigation water) the N rate required for maximum yield would pose no risk of nitrate pollution since it represents only 13 kg more than crop removal (191 vs 178 kg N/ha).

Resumen

La variedad White Rose fue fertilizada con sulfato de amonio marcado isotópicamente, en dosis de 67, 134, 202, y 270 kg/ha de N, para evaluar la eficiencia de utilización de N. Todas las aplicaciones de N incrementaron el rendimiento, en comparación con el testigo. Sin embargo, las tres dosis más altas produjeron rendimientos estadísticamente iguales. Todas las dosis de N que aumentaron am máximo los rendimientos, mantuvieron los niveles de N total en el pecíolo por encima de 600 ppm.

Durante la temporada de cultivo hubo cambios rápidos en el N inorgánico de los pecíolos. El N inorgánico derivado del fertilizante disminuyó a tasas que variaron de 67 a 518 ppm/día durante el tercer mes después de la siembra. El N inorgánico total en los pecíolos durante el mismo período bajó a tasas que variabande de 500 a 800 ppm/día.

Los tubérculos cultivados en parcelas fertilizadas con N asimilaron el N total de una manera casi linear en el período entre los 82 y los 125 días después de la siembra. La absorción total de N fue de 142 a 233 kg/ha.

Al cuantificar por medio de tres métodos el aprovechamiento de N, concordaron satisfactoriamente el método de isótopo y el de diferencias en la primera y tercera (última) muestras. Sin embargo, en la segunda, la concordancia entre los dos métodos résultó pobre. Con dosis de N hasta 202 kg/ha, la eficiencia de absorción estaba en aproximadamente 57% pero bajó a 39% con la aplicación de 270 kg/ha de N. Cuando la eficiencia de absorción fue medida como producción de materia seca relacionada con unidades del fertilizante de N, la dosis de 67 kg de N resultó superior a otras.

Los niveles de N inorgánico en la superficie del suelo hasta 1 m de profundidad fueron más altos antes de sembrar y de fertilizar que después de la cosecha. Al terminar la cosecha, las parcelas testigos tenían más N debajo de 1,5 m que las parcelas fertilizadas con N. El N total inorgánico entre 1,5 m y 2,5 de profundidad en las parcelas testigos fue equivalente a 170 kg/ha de N. Prácticamente todo el N acumulado por debajo de 1 m era distinto del N marcado que se aplicó en el experimento.

Al utilizar 134 kg/ha de N como dosis óptima, los tubérculos extrajeron 178 kg/ha de N de los cuales 78 kg provenían del fertilizante aplicado. Al hacer una aplicación total de N de 191 kg/ha (57 kg/ha de N derivados del agua de riego), la dosis de N que se requiere para un rendimiento máximo no planetearía ningún riesgo de contaminación por nitratos, pues sólo representa 13 kg más de lo que el cultivo extrae (191 contra 178 kg/ha de N).

Contribution from the University of California Cooperative Extension Service, Berkeley and Departments of Land, Air, and Water Resources and of Vegetable Crops, Davis, CA 95616