Theoretical considerations in the comparison of total nitrogen difference and13N isotope dilution estimates of the contribution of nitrogen fixation to plant nutrition

Abstract

In the estimation of the contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to plant nutrition many authors have compared the estimates derived from the 15N-isotope-dilution technique with those derived from the total N-difference technique. In this paper we show that agreement of these two estimates is mathematically inevitable when the recovery of labelled nitrogen (%FUE) by the "Nz-fixing" (test) and control plants is equal, and that this agreement does not constitute an independent confirmation of the BNF estimate derived from one technique by the other. Even if different quantities of 15N labelled fertilizer are added to the test and control crops (the A-value technique), but the %FUE for the two crops is the same, then again the BNF estimate derived from the A-value calculations will inevitably agree with the total N difference estimate.

Measurement of biological dinitrogen fixation in grassland: Comparison of the enriched 15N dilution and the natural 15N abundance methods at different nitrogen application rates and defoliation frequencies

“…This can be caused by a different enrichment after application of 15N if the amount of mineral nitrogen differs under grass in monoculture and clover-grass mixture (Table 3; Urquiaga and Boddey, 1987). Therefore the estimates of transfer of atmospheric derived nitrogen from clover to grass obtained by the natural 15N abundance method must be considered the most reliable.…”

Marcha de absorção do nitrogênio do solo, do fertilizante e da fixação simbiótica em feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) walp.) e feijão-comum (Phaseolus vulgaris L.) determinada com uso de 15N

“…Resultados parecidos foram verificados também por Ruschel et al (1979), utilizando duas isolinhas de soja, nodulante e não nodulante, com três doses de N, em que os dois métodos, MD e MI, foram similares aos 75 DAS; no entanto, o MD foi inadequado nos estádios iniciais (até 35 DAS) e o MI mostrou maior sensibilidade. Nesse sentido, Urquiaga & Boddey (1987) verificaram que os dois métodos produzirão idênticas estimativas de fixação quando as culturas fixadoras e não fixadoras recuperarem idênticas quantidades de N-fertilizante.…”

“…Nesse aspecto, pode trazer benefícios econômicos ao produtor, devido à economia de fertilizantes; e ambientais, pela economia de energia para a produção de fertilizantes nitrogenados e pela mitigação de riscos de poluição dos recursos hídricos, por nitrato, e da atmosfera, por óxido nitroso, quando do manejo inadequado do fertilizante. Nos estudos sobre a dinâmica do N no sistema solo-planta, muitas vezes é difícil quantificar a recuperação do N, assim como a fonte originária, pelo método da diferença, o que é possível, com maior acurácia, com o emprego de uma fonte marcada com 15 N (Urquiaga & Boddey, 1987;Alfaia, 1997). Para avaliar o N proveniente da fixação biológica, com uso de 15 N, é necessário utilizar uma planta-controle, ou seja, uma planta incapaz de obter contribuição da FBN (Alves et al, 2005).…”

Estimation of N2fixation in soybean and cowpea by using soil residual15N

“…As Urquiaga and Boddey (1987) demonstrated theoretically and experimentally, the N balance and lSN dilution methods gave identical estimates in N2 fixation when the recoveries of ~SN in plants were equal.…”