Production and physiological quality of corn lineage seeds as a function of nitrogen doses and moisture at harvest time

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i9.17144

Keywords:

Nitrogen fertilization; Seed moisture degree; Seed physiological potential; Strains; Zea mays.

Abstract

An initial study on maize lines is essential to obtain hybrids. In the selection of strains, several parameters are observed to reach the crossing and commercialization. Some authors state that adequate nitrogen fertilization is needed to increase the corn economic productivity, considering N is the most required macronutrient by the crop. This nutrient performs diverse metabolic functions in seeds, contributing to their formation and nutritional reserve. Therefore, this paper aimed to evaluate the production and quality of irrigated corn lineage seeds under nitrogen doses and moisture levels at harvest time. The experiment was carried in the experimental area of the Goiano Federal Institute, Ceres Campus, Goiás State (GO), Brazil, and in its SAL. The experimental design was in randomized block, split plots, twenty treatments with five nitrogen rates (50, 110, 170, 230, and 290 Kg ha-1), and harvest took place with four moisture degrees (15%, 25%, 35%, and 45%). A maize line the PGAG10051L. Field and laboratory tests were carried out. The studied strain tolerates low nitrogen availability and has high efficiency in its use. The strain responds positively to the nitrogen increase in relation to germination percentage with better results above 170 Kg of N ha-1. The strain has high capacity to accumulate biomass in caryopsis even with low moisture content. Seeds harvested with 25% moisture showed satisfactory results for germination and vigor. It is recommended to apply 170 Kg de N ha-1 nitrogen dose split in four times for topdressing the corn lineage studied in this paper.

Author Biography

Thâmara de Mendonça Guedes, Goiano Federal Institute Campus Ceres

Thâmara de Mendonça Guedes was born in Goiânia – GO, on February 26, 1993. She is the daughter of Elias do Nascimento Guedes and Tereza Cristina Monteiro de Mendonça Guedes. He completed high school at Colégio Estadual Jalles Machado in Goianésia in 2010 and in 2011 started the Bachelor's Degree in Agronomy at Instituto Federal Goiano – Campus Ceres, completed in 2017. In 2018, he started the Post-Graduate Course in Irrigation at Cerrado by Instituto Federal Goiano – Campus Ceres, concentration area in Irrigation, with the work entitled Production and Physiological Quality of Maize Lineage Seeds as a Function of Nitrogen Doses and Moisture in the Harvest, under the guidance of Prof. Dr. Hyrandir Cabral de Honey. Currently works with consultancy and technical assistance to the Rural Producer and elaboration of agricultural projects.

References

Abdel-Ghani, A. H, Kumar, B., Reyes-Matamoros, J., Gonzalez-Portilla, P., Jansen, C., Martin, J. P. S. & Lubberstedt, T. (2013). Genotypic variation and relationships between seedling and adult plant traits in maize (Zea mays L.) inbred lines grown under contrasting nitrogen levels. Euphytica, 189, 123–133.

Ahlgren, S., Baky, A., Bernesson, S., Nordberg, A., Norén, O. & Hansson, P.A. (2008). Ammonium nitrate fertilizer production based on biomass - environmental effects from a life cycle perspective. Bioresource Technology, 99(17),8034-8041.

Ahrens, D. C., Barros, A. S. R., Villela, F. A & Lima, D. (1998). Qualidade de sementes de milho (Zea mays L.) sob condições de secagem intermitente. Scientia Agricola, 55(2), 320-325.

Almeida, F. A. C., Silva Júnior, P. J., Silva, J. F., Lino, T. F. L. & Silva, R. G. (2012). Infestação e germinação em sementes de milho tratadas com extratos de Piper nigrum e Annona squamosa. Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais, 14, 457-471.

Al-Naggar, M. M., Shabana, R., Atta, M. M. M & Al-Khalil, T. H. (2015) Regression of Grain Yield of Maize Inbred Lines and Their Diallel Crosses on Elevated Levels of Soil-Nitrogen. International Journal of Plant & Soil Science, 4(6), 499-512.

Alves, B. M., Cargnelutti Filho, A., Toebe, C. B. M. & Silva, L. P. (2015). Divergência genética de milho transgênico em relação à produtividade de grãos e da qualidade nutricional. Revista Ciência Rural, Santa Maria, 45(5), 884-891.

Alves, W. M., Faroni, L. D., Queiroz, D. M., Corrêa, P. C & Galvão, J. C. C. (2001). Qualidade dos grãos de milho em função da umidade de colheita e da temperatura de secagem. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 5(3),469-474.

AOAC – Association of Official and Agricultural Chemistry. (1970). Official methods of analysis of the AOAC.

Arruda, M. R., Moreira, A & Pereira, J. C. R. (2014). Amostragem e cuidados na coleta de solo para fins de fertilidade. Embrapa Amazônia Ocidental. Documentos 115. 18p.

Balko, L. G & Russell, W. A. (1980). Response of Maize Inbred Lines to N Fertilizer 1. Agronomy Journal, 72(5),723-728.

Batista, V. V., Oligini, K. F., Giaretta, R., Rabelo, P. R., Adami, P. F & Link, L. (2019). Densidade de plantas e doses de nitrogênio no cultivo de milho safrinha no Paraná. Agrarian, 12(45), 296-307.

Bertin, P. & Gallais, A. (2000). Genetic variation for nitrogen use efficiency in a set of recombinant maize inbred lines. I. Agrophysiological results. Maydica, 45(1), 53-66.

Besen, M. R., Ribeiro, R. H., Goetten, M., Fioreze, S. L., Guginski-Piva, C. A & Piva, J. T. (2020). Produtividade de milho e retorno econômico em sistema integrado de produção com doses de nitrogênio. Revista de Ciências Agroveterinárias, 19(1), 94-103.

Blazek, A. D., Paleo, B. J. & Weisleder, N. (2015). Plasma membrane repair: a central process for maintaining cellular homeostasis. Physiology, 30(6), 438-448.

Boas, R. C. V., Pereira, G. M., Reis, R. P., Júnior, J. A. L & Consoni, R. (2011). Viabilidade econômica do uso do sistema de irrigação por gotejamento na cultura da cebola. Ciência e Agrotecnologia, 35, 781-788.

Bono, J. A. M., Rodrigues, A. P. D. C., Mauad, M., Albuquerque, J. C., Yamamoto, C. R., Chermouth, K. S & Freitas, M. E. (2008). Modo de aplicação de fertilizantes nitrogenados na qualidade fisiológica de sementes de milho. Agrarian, 1(2), 91-102.

Borges, I. D. (2003). Avaliação de épocas de aplicação da cobertura nitrogenada, fontes de nitrogênio e de espaçamento entre fileiras na cultura do milho. Lavras-MG: Universidade Federal de Lavras (UFLA),73p. Dissertação Mestrado.

Brooker, D. B., Bakker-Arkema, F. W & Hall, C. W. (1992). Drying and storage of grains and oilseeds. New York: van Nostrand Reinhold, 450p.

Catani, R. A & Bataglia, O. C. (1969). A determinação direta do nitrogênio nítrico, amoniacal e amídico (uréia) em fertilizantes. Esc. Super. Agric. Luiz de Queiroz, 9-19.

Comissão de Fertilidade de Solos de Goiás. (1988). Recomendações de corretivos e fertilizantes para Goiás. 5ª Aproximação. UFG/EMGOPA. 101p. (Convênio. Informativo Técnico, 1).

CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira. (2019a) v.6. – Safra 2018/2019, n.10 – Décimo levantamento. Brasília: CONAB. https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/graos.

CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento da safra brasileira de grãos, 6º levantamento, março. (2019b). http://www.conab.gov.br

Cruz, J. C., Pereira Filho, I A. P., Alvarenga, R. C., Gontijo Neto, M. M., Viana, J. H. M., Oliveira, M. F., Matrangolo, W. J. R. & Albuquerque Filho, M. R. (2010). Cultivo do milho. 6ed. Sete Lagoas: Embrapa Milho e Sorgo.

Cunha, D. A., Coelho, A. B., Féres, J. G., Braga, M. J. & Souza, E. C. (2013). Irrigação como estratégia de adaptação de pequenos agricultores às mudanças climáticas: aspectos econômicos. Revista de Economia e Sociologia Rural, 51(2)369-386.

D'Andrea, K. E., Otegui, M. E., Cirilo, A. G & Eyherabide, G. (2006). Genotypic variability in morphological and physiological traits among maize inbred lines nitrogen responses. Crop science, 46(3), 1266-1276.

DoVale, J. C., Fritsche-Neto, R., Bermudez, F & Miranda, G. V. (2012). Efeitos gênicos de caracteres associados à eficiência no uso de nitrogênio em milho. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 47(3),385-392.

Eck, H. U. Effects of water deficit on yield components, and water use efficiency of irrigated corn. (1986). Agronomy Journal, 75, 1035-1040.

Estrela, C. (2018). Metodologia científica:ciência, ensino, pesquisa. Artes Médicas.

Fan, X,. Jia, L., Li, Y., Smith, S. J., Miller, A. J & Shen, Q. (2007). Comparing nitrate storage and remobilization in two rice cultivars that differ in their nitrogen use efficiency. Journal of experimental Botany, 58(7), 1729-1740.

Flint-Garcia, S. A., Bodnar, A. L. & Scott, M. P. (2009). Wide variability in kernel composition, seed characteristics, and zein profiles among diverse maize inbreds, landraces, and teosinte. Theor Appl Genet, 119, 1129–1142.

França Neto, J. B., Krzyzanowski, F. C. & Henning, A. A. (2010). A importância do uso de semente de soja de alta qualidade. Informativo técnico, EMBRAPA. 2p.

Galindo, F. S., Zocoler, J. L., Teixeira Filho, M. C. M., Santini, J. M. K., Ludkiewicz, M. G. Z & Buzetti, S. (2017). Teor de água nos grãos, em ocasião de colheita nas perdas ocorridas no milho. Revista de Ciências Agronômicas, 26(4), 671-682.

Galvão, J. C. C., Borém, A. & Pimentel, M. A. (2015). Milho: do plantio a colheita. Editora UFV, 351p.

Gambín, B. L., Borrás, L & Otegui, M. E. (2007). Kernel water relations and duration of grain filling in maize temperate hybrids. Field Crops Research, 101(1) 1-9.

Glass, A. D. (2003). Nitrogen use efficiency of crop plants: physiological constraints upon nitrogen absorption. Critical reviews in plant sciences, 22(5),453-470.

Glass, A. D. M., Britto, D. T., Kaiser, B. N., Kinghorn, J. R., Kronzucker, H. J., Kumar, A., Okamoto, M., Rawat, S., Siddiqi, M. Y., Unkles, S. E. & Vidmar, J. J. (2002). The regulation of nitrate and ammonium transport systems in plants. Journal of Experimental Botany, 53, 855–864.

Gomes, G. P. (2019). Influência de gotejadores com saída de água tipo fenda e cilíndrica na intrusão radicular em irrigação subsuperficial na cultura do milho. Botucatu-SP: Universidade Estadual Paulista – UNESP, 68p. Tese Doutorado.

Greaves, G. E & Wang, Y. M. (2017). Effect of regulated deficit irrigation scheduling on water use of corn in southern Taiwan tropical environment. Agricultural Water Management, 188, 115–125.

Gu, R., Duan, F., An, X., Zhang, F., Wirén, N.V & Yuan, L. (2013). Characterization of AMT-Mediated High-Affinity Ammonium Uptake in Roots of Maize (Zea mays L.). Plant Cell Physiol, 54(9), 1515–1524.

Guiscem, J. M., Bicudo, S.J., Nakagawa, J., Zanotto, D., Sansígolo, C., Zucarelli, C. & Pavan, G. (2002b). Características morfológicas e fisiológicas do milho que influenciam a perda de água do grão. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 1(2), 28-37.

Guiscem, J. M., Nakagawa, J. $ Zucareli, C. (2002a). Qualidade fisiológica de sementes de milho-doce br 400 (bt) em função do teor de água na colheita e da temperatura de secagem. Revista Brasileira de Sementes, 24(1), 220-228.

Imolesi, A. S., Pinho, E. V. R. V., Pinho, R. G. V., Vieira. M. G. G. C. V & Corrêa, R. S. B. (2001). Influência da adubação nitrogenada na qualidade fisiológica das sementes de milho. Ciência e agrotecnologia, 25(5), 1119-1126.

José, S. C. B. R., Pinho, E. V. R., Pinho, R. G. ; Ramalho, M. A. P & Silva Filho, J. L. (2004). Controle genético da tolerância à alta temperatura de secagem em sementes de milho. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, 3, 414-428.

Kamara, M. M., El-Degwy, I. S & Koyama, H. (2014). Estimation combining ability of some maize inbred lines using line x tester mating design under two nitrogen levels. Australian Journal of Crop Science, 8(9), 1336-1342.

Kjeldahl, J. Z. (1883). A new method for the determination of nitrogen in organic bodies. Analytical Chemistry, 2, 366-382.

Kusano, M., Fukushima, A., Redestig, H. & Saito, K. (2011). Metabolomic approaches toward understanding nitrogen metabolism in plants, Journal of Experimental Botany, 62(4), 1439–1453.

Lafitte, H. R & Edmeades, G. O. (1995) Association between traits in tropical maize inbred lines and their hybrids under high and low soil nitrogen. Maydica, 40, 259-267.

Lee, R. B., Purves, J. V., Ratcliffe, R. G & Saker, L. R. (1992). Nitrogen assimilation and the control of ammonium and nitrate absorption by maize roots. Journal of Experimental Botany, 43(11), 1385-1396.

Li, G & Zhao, B & Dong, S & Zhang, J & Liu, P & Vyn, T. J. (2017). Interactive Effects Of Water And Controlled Release Urea On Nitrogen Metabolism, Accumulation, Translocation, And Yield In Summer Maize. Sci Nat., 104(72), 1-12.

Limami, A. M., Rouillon, C., Glevarec, G., Gallais, A. & Hirel, B. (2002). Genetic and physiological analysis of germination efficiency in maize in relation to nitrogen metabolism reveals the importance of cytosolic glutamine synthetase. Plant Physiology, 130(4), 1860-1870.

Lins, F. J. A., Ferreira, P. V., Silva, M. T., Lira, R. C., Costa, J. G., Teixeira, J. S., Santos, N. E. A & Pereira, M. G. (2020). Doses de nitrogênio na produção de grãos de genótipos de milho em superadensamento. Brazilian Journal of Development. 6(.3), 14879-14892.

Liu, J., Chen, F., Olokhnuud, C., Glass, A.D.M., Tong, Y., Zhang, F. & MI, G. (2009). Root size and nitrogen-uptake activity in two maize (Zea mays) inbred lines differing in nitrogen-use efficiency. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 172(2), 230-236.

Liu, J., Hasanuzzaman, M., Wen, H., Zhang, J., Peng, T., Sun, H & Zhao, Q. (2019). High temperature and drought stress cause abscisic acid and reactive oxygen species accumulation and suppress seed germination growth in rice. Protoplasma, 256(5), 1217-1227.

Lošák, T., Hlušek, J., Filipčík, R., Pospíšilová, L., Maňásek, J., Prokeš, K. & Orosz, F. (2010). Effect of nitrogen fertilization on metabolisms of essential and non-essential amino acids in field-grown grain maize (Zea mays L.). Plant, Soil and Environment, 56(12), 574-579.

Marques, O. J., Dalpasquale, V. A., Vidigal Filho, P. S., Scapim, C. A & Reche, D. L. (2011). Danos mecânicos em grãos de híbridos comerciais de milho em função da umidade de colheita. Semina: Ciências Agrárias, 32(2), 565-576.

Mendonça, F. C., Medeiros, R. D., Botrel, T. A & Frizzone, J. A. (1999). Adubação nitrogenada do milho em um sistema de irrigação por aspersão em linha. Scientia Agricola, 56(4), 1035-1044.

Menkir, A., Melake-Berhan, A., Ingelbrecht, I. & Adepoju, A. (2004). Grouping of tropical mid-altitude maize inbred lines on the basis of yield data and molecular markers. Theoretical and Applied Genetics, 108(8), 1582-1590.

Meseka, S. K., Menkir, A., Ibrahim, A. E. S & Ajala, S. O. (2013). Genetic analysis of maize inbred lines for tolerance to drought and low nitrogen. Jonares, 1, 29-36.

Museck, J. T & Duser, D. A. (1980). Irrigated corn yield response to water. Transactions of the ASAE. St. Joseph, 23, 92-1040.

Ohland, R. A. A., Souza, L. C. F., Hernani, L. C., Marchetti, M. E & Gonçalves, M. C. (2005). Culturas de cobertura do solo e adubação nitrogenada no milho em plantio direto. Ciência e Agrotecnologia, 29(3), 538-544.

Oishi, M. Y. & Bewley, J. D. (1990). Distinction between the responses of developing maize kernels to fluridone and desiccation in relation to germinability, α-amylase activity, and abscisic acid content. Plant Physiology, 94(2), 592-598.

Oliveira Gondim, T. C., Rocha, V. S., Santos, M. M & Miranda, G. V. (2006). Avaliação da qualidade fisiológica de sementes de milho-crioulo sob estresse causado por baixo nível de nitrogênio. Revista Ceres, 53(307), 413-417.

Pagano, A., Forti, C., Gualtieri, C., Balestrazzi, A., Macovei, A. (2019). Oxidative Stress and Antioxidant Defense in Germinating Seeds. A Q&A Session. In: Hasanuzzaman, M., Fotopoulos, V., Nahar, K., Fujita, M. Reactive Oxygen, Nitrogen and Sulfur Species in Plants: Production, Metabolism, Signaling and Defense Mechanisms.

Pereira, L. M., Pereira, E. M., Revolti, L. T. M., Zingaretti, S. M & Môro, G. V. (2015). Qualidade de semente, índice de conteúdo de clorofila e teor nitrogênio foliar em milho inoculado com Azospirillum brasilense. Ciência Agronômica, 46(3).

Pérez-Rodriguez, J. L., Escriba, R. C. R., González, L., Olmedo, J. L. G. & Martínez-Montero, M. E. (2017). Effect of desiccation on physiological and biochemical indicators associated with the germination and vigor of cryopreserved seeds of Nicotiana tabacum L. cv. Sancti Spíritus 96. In Vitro Cellular & Developmental Biology – Plant, 53(1), 440–448.

Prazeres, C. S. & Coelho, C. M. M. (2016). Heterose para qualidade fisiológica de sementes na obtenção de híbridos de milho. Revista Brasileira de milho e sorgo, 15(1), 124-133.

Riedell, W. E., Pikul JR., J. L., Jaradat, A. A & Schumache, T. E. (2009). Crop Rotation and Nitrogen Input Effects on Soil Fertility, Maize Mineral Nutrition, Yield, and Seed Composition. Agronomy Journal, 101, 870–879.

Rodrigues, F., Von Pinho, R.G., Alburquerque, C.J.B., Faria Filho, E.M. & Goulart, J.C. (2009). Capacidade de combinação entre linhagens de milho visando à produção de milho verde. Bragantia, 68(1), 75-84.

Santos, J. P. (2006). Controle de pragas durante o armazenamento de milho. Embrapa Milho e Sorgo-Circular Técnica 84. Sete Lagoas-MG: Embrapa, 20p.

Sawazaki, E., Paterniani, M. E. A. G. Z., Castro, J. L., Gallo P. B., Galvão, J. C. C. & Saes, L. A. (2000). Potencial de linhagens de populações locais de milho pipoca para síntese de híbridos. Bragantia, 59(2), 143-151.

Schimildt, E. R., Nascimento, A. L., Cruz, C. D & Oliveira, J. A. R. (2011). Avaliação de metodologias de adaptabilidade e estabilidade de cultivares milho. Acta Scientiarum. Agronomy, 33(1), 51-58.

Sentelhas, P. C., Faria, R. T., Chaves, M. O & Hoogenbom, G. (2001). Evaluation of the WGEN and SIMMETEO weather generators for the brazilian tropics and subtropics, using crop simulation models. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 9(2), 357-376.

Soares, M. O., Miranda, G. V., Guimarães, L. J. M., Marriel, I. E & Guimarães, C. T. (2011). Parâmetros genéticos de uma população de milho em níveis contrastantes de nitrogênio. Revista Ciência Agronômica, 42(1), 168-174.

Souza, E. J., Cunha, F. F., Magalhães, T. R & Santos, O. F. (2016). Eficiência do uso da água pelo milho doce em diferentes lâminas de irrigação e adubação nitrogenada em cobertura. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 10(4), 750 – 757.

Souza, T. M., Bernd, L. P., Okumura, R. S., Takahashi, H. W., Ono, E. Y. S & Hirooka, E. Y. (2016). Nitrogen fertilization effect on chemical composition and contamination by fungal-fumonisin of maize kernel. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 11(3), 218-223.

Steffen, W & Richardson, K & Rockström, J & Cornell, S. E & Fetzer, I & Bennett, E. M & Folke, C. (2015). Planetary boundaries: Guiding human development on a changing planet. Science, 347(6223).

Thiraporn, R., Feil, B & Stamp, P. (1992). Effect of nitrogen fertilization on grain yield and accumulation of nitrogen, phosphorus and potassium in the grains of tropical maize. Journal of Agronomy and Crop Science, 169(12), 9-16.

Tsai, C. Y., Dweikat, I., Huber, D.M. & Warren, H.L. (1992). Interrelationship of nitrogen nutrition with maize (Zea mays) grain yield, nitrogen use efficiency and grain quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 58(1), 1-8.

Tsai, C. Y., Warren, H. L., Huber, D. M & Bressan, R. A. (1983). Interactions between the kernel N sink, grain yield and protein nutritional quality of maize. Journal of the Science of Food and Agriculture, 34(3), 255-263.

Uribelarrea, M., Below, F. E & Moose, S. P. (2004). Grain composition and productivity of maize hybrids derived from the Illinois protein strains in response to variable nitrogen supply. Crop science, 44(5), 1593-1600.

Von Wirén, N., Gazzarrini, S., Gojon, A. & Frommer, W. B. (2000). The molecular physiology of ammonium uptake and retrieval. Current opinion in plant biology, 3(3), 254-261.

White, C. N., Proebsting, W. M., Hedden, P. & Rivin, C. J. (2000). Gibberellins and seed development in maize. I. Evidence that gibberellin/abscisic acid balance governs germination versus maturation pathways. Plant Physiology, 122(4), 1081-1088.

Zamboni, A., Astolfi, S., Zuchi, S., Pii, Y., Guardini, K., Tononi, P. & Varanini, Z. (2014). Nitrate induction triggers different transcriptional changes in a high and a low nitrogen use efficiency maize inbred line. Journal of Integrative Plant Biology, 56(11), 1080–1094.

Zucareli, C., Panoff, B., Portugal, G & Fonseca, I. N. C. (2012). Doses e épocas de aplicação de nitrogênio em cobertura na qualidade fisiológica de sementes de milho doce. Revista Brasileira de Sementes, 34(3), 480-487.

Published

25/07/2021

How to Cite

GUEDES, T. de M.; MELO, H. C. de .; KRAN, C. da S. .; VALE, L. S. R.; SANTOS, W. M. dos .; OLIVIERA, E. J. de. Production and physiological quality of corn lineage seeds as a function of nitrogen doses and moisture at harvest time. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 9, p. e23410917144, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i9.17144. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/17144. Acesso em: 26 dec. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences