Genetic control of grain yield and nitrogen use efficiency in tropical maize

The objectives of this work were to study the genetic control of grain yield (GY) and nitrogen (N) use efficiency (NUE, grain yield/N applied) and its primary components, N uptake efficiency (NUpE, N uptake/N applied) and N utilization efficiency (NUtE, grain yield/N uptake), in maize grown in environments with high and low N availability. Experiments with 31 maize genotypes (28 hybrid crosses and three controls) were carried out in soils with high and low N rates, in the southeast of the state of Minas Gerais, Brazil. There was a reduction of 23.2% in average GY for maize grown in soil with low N, in comparison to that obtained with high N. There were 26.5, 199 and 400% increases in NUtE, NUpE, and NUE, respectively, for maize grown with low N. The general combining ability (GCA) and specific combining ability (SCA) were significant for GY, NUE and NUpE for maize grown in high N soil. Only GCA was significant for NUpE for maize grown in low N soil. The GCA and SCA for NUtE were not significant in either environment. Additive and non-additive genetic effects are responsible for the genetic control of NUE and GY for maize grown in soils with high N availability, although additive effects are more important. O objetivo deste trabalho foi estudar o controle genético da produtividade de grãos (PG) e da eficiência no uso de nitrogênio (EUN, produção de grãos/N aplicado) e seus componentes primários - eficiência de absorção (EAbN, N absorvido/N aplicado) e utilização (EUtN, produção de grãos/N absorvido) -, em milho cultivado em ambientes com alta e baixa disponibilidade de nitrogênio. Trinta e um genótipos de milho (28 cruzamentos entre híbridos comerciais e três testemunhas) foram avaliados em solos com alta e baixa doses de aplicação de N. Houve redução de 23,2% na média de PG em milho cultivado em solo com baixo teor de N, em relação à obtida com alto N. Com baixo teor de N no solo, observaram-se aumentos de 26,5, 199 e 400% em EUtN, EAbN, e EUN, respectivamente. Em milho cultivado em solo com alto teor de N, as capacidades geral (CGC) e específica (CEC) de combinação foram significativas em PG, EUN e EAbN. Em milho de solos com baixo teor de N, apenas a CGC, na EAbN, foi significativa. A CGC e a CEC não foram significativas, em nenhum dos ambientes, na EUtN. Efeitos genéticos aditivos e não aditivos são responsáveis pelo controle genético da EUN e PG, em milho cultivado em solos com elevada disponibilidade de N, mas os efeitos aditivos são mais importantes.