Effects of nitrogen supply on growth and nitrogen uptake by Miscanthus sinensis during establishment

The effect of nitrogen (N) supply on growth and N uptake of Miscanthus sinensis during the establishment was determined. Seven different N addition regimes were compared in a nutrient solution experiment. In the treatments N111 (severe deficient), N222 (moderate deficient), N333 and N444 (optimal fo...

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Veröffentlicht in:Journal of plant nutrition and soil science 1997, Vol.160 (1), p.25-31
Hauptverfasser: Wiesler, F, Dickmann, J, Horst, W.J. (Hannover Univ. (Germany). Inst. fuer Pflanzenernaehrung)
Format: Artikel
Sprache:eng
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creator Wiesler, F
Dickmann, J
Horst, W.J. (Hannover Univ. (Germany). Inst. fuer Pflanzenernaehrung)
description The effect of nitrogen (N) supply on growth and N uptake of Miscanthus sinensis during the establishment was determined. Seven different N addition regimes were compared in a nutrient solution experiment. In the treatments N111 (severe deficient), N222 (moderate deficient), N333 and N444 (optimal for maximum growth) different N concentration ranges were held constant during the entire growing season. In the treatments N144, N414 and N441 plants were subjected to low (1) N concentration in one of three experimental periods, whereas the N concentration was high (4) in the other two periods. Depending on the N demand of the plants, N concentrations were adjusted to 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) and 2500–5000 μM (N4) when the N concentration in the N222 treatment had dropped below 100 μM. The other elements in the solution were replenished according to the estimated element ratios in the plants. As a reference the potassium concentration in the solution was measured regularly. During the first year plants with a non‐limited N supply (N444) produced new tillers and increased the length of individual tillers until the end of the growing season. This resulted in a 48% shoot dry matter increase late in the growing season between August and October and a linear increase of cumulative N uptake between July and October. Limited N supply during the entire growing season (N111, N222) caused lower shoot yields but rhizome and particularly root dry weights were less affected. Significant final yield losses were also observed when the N supply was limited only during the first 7 weeks of growth (N144). By contrast, final shoot yield was hardly affected when the plants were exposed to limited N supply over a period of 9 weeks at the end of the growing season (N441). In the second year regrowth of shoots in spring was affected by the previous year's N supply, since five weeks after the beginning of regrowth, shoot dry matter was significantly positively correlated with N contents in rhizomes and shoots in the previous October. Our results show, that N supply at the beginning of the growing season has a major effect on final yield in the first establishment year of M. sinensis. However, from the second year on, the capacity of N reserves in rhizomes and roots affects spring growth much more than current N supply. Einfluß des Stickstoffangebots auf Wachstum und Stickstoffaufnahme von Miscanthus sinensis im 1. Etablierungsjahr In einem Nährlösungsversuch
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Depending on the N demand of the plants, N concentrations were adjusted to 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) and 2500–5000 μM (N4) when the N concentration in the N222 treatment had dropped below 100 μM. The other elements in the solution were replenished according to the estimated element ratios in the plants. As a reference the potassium concentration in the solution was measured regularly. During the first year plants with a non‐limited N supply (N444) produced new tillers and increased the length of individual tillers until the end of the growing season. This resulted in a 48% shoot dry matter increase late in the growing season between August and October and a linear increase of cumulative N uptake between July and October. Limited N supply during the entire growing season (N111, N222) caused lower shoot yields but rhizome and particularly root dry weights were less affected. Significant final yield losses were also observed when the N supply was limited only during the first 7 weeks of growth (N144). By contrast, final shoot yield was hardly affected when the plants were exposed to limited N supply over a period of 9 weeks at the end of the growing season (N441). In the second year regrowth of shoots in spring was affected by the previous year's N supply, since five weeks after the beginning of regrowth, shoot dry matter was significantly positively correlated with N contents in rhizomes and shoots in the previous October. Our results show, that N supply at the beginning of the growing season has a major effect on final yield in the first establishment year of M. sinensis. However, from the second year on, the capacity of N reserves in rhizomes and roots affects spring growth much more than current N supply. Einfluß des Stickstoffangebots auf Wachstum und Stickstoffaufnahme von Miscanthus sinensis im 1. Etablierungsjahr In einem Nährlösungsversuch wurden Wachstum und Stickstoff (N)‐Aufnahme von Miscanthus sinensis in Abhängigkeit vom N‐Angebot während des ersten Etablierungsjahres untersucht. Es wurden 7 verschiedene N‐Angebote verglichen: In vier Varianten wurden über die gesamte Vegetationsperiode Konzentrationsbereiche von starkem N‐Mangel (N111) über moderaten N‐Mangel (N222) bis zu optimalem N‐Angebot (N333, N444) eingestellt. In drei weiteren Varianten wurden die Pflanzen, bei sonst hohem Angebot (4), in jeweils einem von drei Vegetationsabschnitten bei niedrigem N‐Angebot (1) kultiviert (N144, N414, N441). Je nach Bedarf der Pflanzen wurden N‐Konzentrationen in der Nährlösung von 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) und 2500–5000 μM (N4) eingestellt. Diese Zielkonzentrationen wurden eingestellt, wenn die N‐Konzentration in der Variante N222 auf unter 100 μM abgesunken war. Die Zugabe der anderen Elemente zur Nährlösung erfolgte auf der Basis der geschätzten Aufnahme. Dazu wurde als Referenz die Kalium‐Verarmung in der Nährlösung regelmäßig gemessen. Bei unlimitiertem N‐Angebot (N444) bildeten die Pflanzen bis in den Oktober hinein neue Triebe und vergrößerten die Einzeltrieblänge. Dies resultierte in einer Verdopplung der Sproß‐TS zwischen August und Oktober und einem praktisch linearen Anstieg der in den Pflanzen akkumulierten N‐Mengen zwischen Mitte Juli und Ende Oktober. Limitiertes N‐Angebot während der gesamten Vegetationsperiode (N111, N222) führte zu einer reduzierten Sproß‐TS aufgrund geringerer Triebzahlen und geringerer Einzeltriebgewichte, während Rhizom‐TS und besonders Wurzel‐TS durch das N‐Angebot weniger stark beeinflußt waren. Limitiertes N‐Angebot nur während der ersten 7 Wochen der Vegetationsperiode (N144) führte ebenfalls zu einer signifikanten Ertragsbeeinträchtigung. Dagegen war der Ertrag bei limitiertem N‐Angebot nur während der letzten 9 Wochen der Vegetationsperiode (N441) praktisch nicht reduziert. Obwohl die Pflanzen nach dem Winter bei einheitlich hohem N‐Angebot kultiviert wurden, variierte die Sproß‐TS 5 Wochen nach Wiederaustrieb erheblich zwischen den Versuchsvarianten und stand in signifikant positiver Beziehung zu den im Oktober des Vorjahres in Rhizomen und Wurzeln akkumulierten N‐Mengen. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß das Wachstum im Etablierungsjahr von M. sinensis sehr stark vom N‐Angebot zu Beginn der Vegetationsperiode abhängt. Bei älteren Beständen beeinflußt jedoch vorwiegend die Kapazität der N‐Reserven in Wurzeln und Rhizomen das Wachstum im Frühjahr, da zunächst nur eine vergleichsweise geringe N‐Aufnahme aus dem Boden stattfindet.</description><identifier>ISSN: 0044-3263</identifier><identifier>EISSN: 1522-2624</identifier><identifier>DOI: 10.1002/jpln.19971600107</identifier><language>eng</language><publisher>Weinheim: WILEY-VCH Verlag</publisher><subject>ABSORCION DE SUSTANCIAS NUTRITIVAS ; ABSORPTION DE SUBSTANCES NUTRITIVES ; AZOTE ; CRECIMIENTO ; CROISSANCE ; CROP YIELD ; DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES ; DISPONIBILITE D'ELEMENT NUTRITIF ; GROWTH ; MISCANTHUS SINENSIS ; NITROGEN ; NITROGENO ; NUTRICION DE LAS PLANTAS ; NUTRIENT AVAILABILITY ; NUTRIENT UPTAKE ; NUTRITION DES PLANTES ; PLANT NUTRITION ; RENDEMENT DES CULTURES ; RENDIMIENTO DE CULTIVOS</subject><ispartof>Journal of plant nutrition and soil science, 1997, Vol.160 (1), p.25-31</ispartof><rights>Copyright © 1997 WILEY‐VCH Verlag GmbH &amp; Co. 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Depending on the N demand of the plants, N concentrations were adjusted to 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) and 2500–5000 μM (N4) when the N concentration in the N222 treatment had dropped below 100 μM. The other elements in the solution were replenished according to the estimated element ratios in the plants. As a reference the potassium concentration in the solution was measured regularly. During the first year plants with a non‐limited N supply (N444) produced new tillers and increased the length of individual tillers until the end of the growing season. This resulted in a 48% shoot dry matter increase late in the growing season between August and October and a linear increase of cumulative N uptake between July and October. Limited N supply during the entire growing season (N111, N222) caused lower shoot yields but rhizome and particularly root dry weights were less affected. Significant final yield losses were also observed when the N supply was limited only during the first 7 weeks of growth (N144). By contrast, final shoot yield was hardly affected when the plants were exposed to limited N supply over a period of 9 weeks at the end of the growing season (N441). In the second year regrowth of shoots in spring was affected by the previous year's N supply, since five weeks after the beginning of regrowth, shoot dry matter was significantly positively correlated with N contents in rhizomes and shoots in the previous October. Our results show, that N supply at the beginning of the growing season has a major effect on final yield in the first establishment year of M. sinensis. However, from the second year on, the capacity of N reserves in rhizomes and roots affects spring growth much more than current N supply. Einfluß des Stickstoffangebots auf Wachstum und Stickstoffaufnahme von Miscanthus sinensis im 1. Etablierungsjahr In einem Nährlösungsversuch wurden Wachstum und Stickstoff (N)‐Aufnahme von Miscanthus sinensis in Abhängigkeit vom N‐Angebot während des ersten Etablierungsjahres untersucht. Es wurden 7 verschiedene N‐Angebote verglichen: In vier Varianten wurden über die gesamte Vegetationsperiode Konzentrationsbereiche von starkem N‐Mangel (N111) über moderaten N‐Mangel (N222) bis zu optimalem N‐Angebot (N333, N444) eingestellt. In drei weiteren Varianten wurden die Pflanzen, bei sonst hohem Angebot (4), in jeweils einem von drei Vegetationsabschnitten bei niedrigem N‐Angebot (1) kultiviert (N144, N414, N441). Je nach Bedarf der Pflanzen wurden N‐Konzentrationen in der Nährlösung von 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) und 2500–5000 μM (N4) eingestellt. Diese Zielkonzentrationen wurden eingestellt, wenn die N‐Konzentration in der Variante N222 auf unter 100 μM abgesunken war. Die Zugabe der anderen Elemente zur Nährlösung erfolgte auf der Basis der geschätzten Aufnahme. Dazu wurde als Referenz die Kalium‐Verarmung in der Nährlösung regelmäßig gemessen. Bei unlimitiertem N‐Angebot (N444) bildeten die Pflanzen bis in den Oktober hinein neue Triebe und vergrößerten die Einzeltrieblänge. Dies resultierte in einer Verdopplung der Sproß‐TS zwischen August und Oktober und einem praktisch linearen Anstieg der in den Pflanzen akkumulierten N‐Mengen zwischen Mitte Juli und Ende Oktober. Limitiertes N‐Angebot während der gesamten Vegetationsperiode (N111, N222) führte zu einer reduzierten Sproß‐TS aufgrund geringerer Triebzahlen und geringerer Einzeltriebgewichte, während Rhizom‐TS und besonders Wurzel‐TS durch das N‐Angebot weniger stark beeinflußt waren. Limitiertes N‐Angebot nur während der ersten 7 Wochen der Vegetationsperiode (N144) führte ebenfalls zu einer signifikanten Ertragsbeeinträchtigung. Dagegen war der Ertrag bei limitiertem N‐Angebot nur während der letzten 9 Wochen der Vegetationsperiode (N441) praktisch nicht reduziert. Obwohl die Pflanzen nach dem Winter bei einheitlich hohem N‐Angebot kultiviert wurden, variierte die Sproß‐TS 5 Wochen nach Wiederaustrieb erheblich zwischen den Versuchsvarianten und stand in signifikant positiver Beziehung zu den im Oktober des Vorjahres in Rhizomen und Wurzeln akkumulierten N‐Mengen. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß das Wachstum im Etablierungsjahr von M. sinensis sehr stark vom N‐Angebot zu Beginn der Vegetationsperiode abhängt. Bei älteren Beständen beeinflußt jedoch vorwiegend die Kapazität der N‐Reserven in Wurzeln und Rhizomen das Wachstum im Frühjahr, da zunächst nur eine vergleichsweise geringe N‐Aufnahme aus dem Boden stattfindet.</description><subject>ABSORCION DE SUSTANCIAS NUTRITIVAS</subject><subject>ABSORPTION DE SUBSTANCES NUTRITIVES</subject><subject>AZOTE</subject><subject>CRECIMIENTO</subject><subject>CROISSANCE</subject><subject>CROP YIELD</subject><subject>DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES</subject><subject>DISPONIBILITE D'ELEMENT NUTRITIF</subject><subject>GROWTH</subject><subject>MISCANTHUS SINENSIS</subject><subject>NITROGEN</subject><subject>NITROGENO</subject><subject>NUTRICION DE LAS PLANTAS</subject><subject>NUTRIENT AVAILABILITY</subject><subject>NUTRIENT UPTAKE</subject><subject>NUTRITION DES PLANTES</subject><subject>PLANT NUTRITION</subject><subject>RENDEMENT DES CULTURES</subject><subject>RENDIMIENTO DE CULTIVOS</subject><issn>0044-3263</issn><issn>1522-2624</issn><fulltext>true</fulltext><rsrctype>article</rsrctype><creationdate>1997</creationdate><recordtype>article</recordtype><recordid>eNqFkLtOwzAUQC0EEhV0R0z-gRQ_8nAGBlpKCyqlAwiJxbJjOzVNnchOVfL3tCriMTHd4Z5zdXUAuMBogBEiV-9N5QY4zzOcIoRRdgR6OCEkIimJj0EPoTiOKEnpKeiHYCVCKU5YTGgPqLExumgDrA10tvV1qR0Mm6apOlg7WPp62y6hcOpnu2lasdJQdvDRhkK4drkJMFinXbABqo23roQ6tEJWNizX2rXn4MSIKuj-1zwDL3fj59E0mj1N7kc3s6jY_ZJFCU6xZFLpXBuJmMI0x0msicoTyiQlIpOEYmZiJrGOFWOMkBwbKo1WQuWMngF0uFv4OgSvDW-8XQvfcYz4PhTfh-K_Qu2U64OytZXu_uX5w2I2_-tHB9-GVn98-8KveJrRLOGv8wlfDN8Yms-nfLjjLw-8ETUXpbeB347zjMQopfQT1KOHfQ</recordid><startdate>1997</startdate><enddate>1997</enddate><creator>Wiesler, F</creator><creator>Dickmann, J</creator><creator>Horst, W.J. 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Significant final yield losses were also observed when the N supply was limited only during the first 7 weeks of growth (N144). By contrast, final shoot yield was hardly affected when the plants were exposed to limited N supply over a period of 9 weeks at the end of the growing season (N441). In the second year regrowth of shoots in spring was affected by the previous year's N supply, since five weeks after the beginning of regrowth, shoot dry matter was significantly positively correlated with N contents in rhizomes and shoots in the previous October. Our results show, that N supply at the beginning of the growing season has a major effect on final yield in the first establishment year of M. sinensis. However, from the second year on, the capacity of N reserves in rhizomes and roots affects spring growth much more than current N supply. Einfluß des Stickstoffangebots auf Wachstum und Stickstoffaufnahme von Miscanthus sinensis im 1. Etablierungsjahr In einem Nährlösungsversuch wurden Wachstum und Stickstoff (N)‐Aufnahme von Miscanthus sinensis in Abhängigkeit vom N‐Angebot während des ersten Etablierungsjahres untersucht. Es wurden 7 verschiedene N‐Angebote verglichen: In vier Varianten wurden über die gesamte Vegetationsperiode Konzentrationsbereiche von starkem N‐Mangel (N111) über moderaten N‐Mangel (N222) bis zu optimalem N‐Angebot (N333, N444) eingestellt. In drei weiteren Varianten wurden die Pflanzen, bei sonst hohem Angebot (4), in jeweils einem von drei Vegetationsabschnitten bei niedrigem N‐Angebot (1) kultiviert (N144, N414, N441). Je nach Bedarf der Pflanzen wurden N‐Konzentrationen in der Nährlösung von 250–500 μM (N1), 500–1000 μM (N2), 1250–2500 μM (N3) und 2500–5000 μM (N4) eingestellt. Diese Zielkonzentrationen wurden eingestellt, wenn die N‐Konzentration in der Variante N222 auf unter 100 μM abgesunken war. Die Zugabe der anderen Elemente zur Nährlösung erfolgte auf der Basis der geschätzten Aufnahme. Dazu wurde als Referenz die Kalium‐Verarmung in der Nährlösung regelmäßig gemessen. Bei unlimitiertem N‐Angebot (N444) bildeten die Pflanzen bis in den Oktober hinein neue Triebe und vergrößerten die Einzeltrieblänge. Dies resultierte in einer Verdopplung der Sproß‐TS zwischen August und Oktober und einem praktisch linearen Anstieg der in den Pflanzen akkumulierten N‐Mengen zwischen Mitte Juli und Ende Oktober. Limitiertes N‐Angebot während der gesamten Vegetationsperiode (N111, N222) führte zu einer reduzierten Sproß‐TS aufgrund geringerer Triebzahlen und geringerer Einzeltriebgewichte, während Rhizom‐TS und besonders Wurzel‐TS durch das N‐Angebot weniger stark beeinflußt waren. Limitiertes N‐Angebot nur während der ersten 7 Wochen der Vegetationsperiode (N144) führte ebenfalls zu einer signifikanten Ertragsbeeinträchtigung. Dagegen war der Ertrag bei limitiertem N‐Angebot nur während der letzten 9 Wochen der Vegetationsperiode (N441) praktisch nicht reduziert. Obwohl die Pflanzen nach dem Winter bei einheitlich hohem N‐Angebot kultiviert wurden, variierte die Sproß‐TS 5 Wochen nach Wiederaustrieb erheblich zwischen den Versuchsvarianten und stand in signifikant positiver Beziehung zu den im Oktober des Vorjahres in Rhizomen und Wurzeln akkumulierten N‐Mengen. Aus den Ergebnissen wird geschlossen, daß das Wachstum im Etablierungsjahr von M. sinensis sehr stark vom N‐Angebot zu Beginn der Vegetationsperiode abhängt. Bei älteren Beständen beeinflußt jedoch vorwiegend die Kapazität der N‐Reserven in Wurzeln und Rhizomen das Wachstum im Frühjahr, da zunächst nur eine vergleichsweise geringe N‐Aufnahme aus dem Boden stattfindet.</abstract><cop>Weinheim</cop><pub>WILEY-VCH Verlag</pub><doi>10.1002/jpln.19971600107</doi><tpages>7</tpages><oa>free_for_read</oa></addata></record>
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MISCANTHUS SINENSIS
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RENDIMIENTO DE CULTIVOS
title Effects of nitrogen supply on growth and nitrogen uptake by Miscanthus sinensis during establishment
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