The objectives of this study were to examine the effects of starter N inputs and Bradyrhizobium inoculation on soybean symbiotic N fixation and grain yield under field and greenhouse conditions. The study was conducted in the Wellington and the Habitant dykelands in NS. The treatments consisted of 0, 1.5, 3 and 4.5 g/kg seed rates of inoculant and 0, 10, 20, and 30 kg/ha rates of N fertilizer. Under acidic soil conditions, the inoculated plants showed significant N fixation responses in the Wellington field while saline soil conditions suppressed N fixation in the Habitant field. The soybean grain yield showed an increasing trend with the inoculant rate 4.5 g/kg seed. The starter N fertilizer did not facilitate the soybean grain yield in the dykelands. Under controlled environment conditions, inoculant rate 3 g/kg seed alone produced the same amount of yield as 1.5 and 4.5 g/kg seed rates with N fertilizer.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da aplicação de lâminas de irrigação com níveis de adubação nitrogenada no desenvolvimento vegetativo, produtividade de palmito e na distribuição espacial do sistema radicular da pupunheira. O experimento foi conduzido dos 12 aos 34 meses após o plantio (abril/2000 a fevereiro/2002), período este que corresponde à fase de maior crescimento da cultura, no campo experimental de Irrigação e Drenagem, da Fazenda Areão da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP, localizada no município de Piracicaba - S.P. à latitude de 22° 42'30"S e longitude de 47° 30'00"W. O delineamento empregado foi em blocos casualizados, com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 3 x 4. Os tratamentos referentes às lâminas de irrigação foram L1, L2, L3 e L4 equivalentes a 0, 50%, 100% e 120% da evapotranspiraçõo de referência determinada em função do Tanque Classe A. Os níveis de nitrogênio aplicados foram N1, N2 e N3 correspondentes a 0, 200 kg ha -1 ano -1 e 400 kg ha -1 ano -1 de N, aplicado sob a forma de nitrato de potássio, nitrato de cálcio e uréia. Foram realizadas fertirrigações semanais, pelo emprego de uma bomba injetora de diafragma. Já, as avaliações do desenvolvimento vegetativo foram feitas pelas medidas de algumas variáveis de crescimento e produtividade. A distribuição espacial do sistema radicular foi determinada pelos métodos: direto, com abertura de trincheiras e digitalização de imagens e indireto, em que a área potencial de absorção das raízes foi estimada em função da variação de umidade entre dias subseqüentes. Houve efeito significativo dos tratamentos (irrigação e adubação) para todos os parâmetros de crescimento e de produção de palmito, em grande parte dos períodos avaliados. Os tratamentos com déficit hídrico (L2) e sem irrigação (L1) apresentaram os menores crescimentos nos parâmetros avaliados acarretando uma redução de 18% a 27% na produção total de palmito. Apesar de não ter ocorrido diferenças estatísticas entre os tratamentos L3 e L4, os maiores crescimentos e produtividades foram obtidas em L3 (100% ETo). Para nitrogênio, N2 e N3 também não diferiram estatisticamente entre si, entretanto, maiores respostas foram obtidas em N2 (200 kg ha -1 ano -1 ). Portanto, levando-se em conta o crescimento da planta e os custos de aplicação de lâminas e fertilizantes, os resultados indicam que a irrigação com 100% ETo e adubação com 200 kg de N ha -1 ano -1 são as recomendadas para a pupunheira cultivada em condições agroclimatológicas semelhantes à região do presente estudo. As regressões para as lâminas de irrigação apresentaram efeitos lineares significativos para todas as variáveis analisadas, com exceção do número de perfilhos, vindo confirmar o alto consumo de água da cultura e a importância da irrigação quando cultivada em áreas com déficit hídrico. Para o nitrogênio, com exceção dos parâmetros relacionados à produção de palmito, todos os demais apresentaram efeitos lineares das regressões, ressaltando a importância do nitrogênio no desenvolvimento vegetativo da pupunheira. Todos os tratamentos (lâminas) aplicados resultaram em uma distribuição radicular (área e comprimento) bastante superficial, variando de 97,8%, 92%, 86,7% e 97,8% de raízes distribuídas até a profundidade de 0,40 m. / Peach palm (Bactris gasipaes Kunth) plants were subjected to different irrigation and N fertilizer treatments in an experiment field conducted at the Irrigation and Drainage Area (22° 42'30"S and 47° 30"00"W) of Areão Agricultural Experiment Area, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brazil. The principal aim was to study the growth, development and yield of peach palm in the first plant yield cycle (April 2000 to February 2002), and also the spatial distribution of the root system. The irrigation (0%, 50%, 100% and 120% of ETo) and N fertilizer (0kg.ha -1 .year -1 , 200kg.ha -1 .year -1 and 400kg.ha -1 .year -1 ) treatments were grouped in randomized blocks resulting in a 3x4 factorial experiment. The water and N were applied through the use of a diaphragm-activated injection pump in a weekly basis. Plant parameters (as LAI obtained by the use of LAI 2000) were measured monthly to accompany the plant growth and development and the spatial distribution of the root system was evaluated by the use of a direct method (measuring by image analysis of the length and area of roots exposed by digging a soil-trench within the crop) and an indirect one (recording the moisture level differences between subsequent days). Significative differences among treatments were found in almost the total duration of the experiment. The water deficit treatments (0% and 50% of ETo) showed the lowest values of all parameters resulting in yield losses of 18% to 27%. On the other hand, the 100% of ETo treatment exhibited the highest ones, although the 120% of ETo treatment did not differ statistically from the former. Also, the 200kgN.ha -1 .year -1 and 400kgN.ha -1 .year -1 treatments did not differ statistically, showing the 200kgN.ha -1 .year -1 treatment the highest values. All parameters except offshoot number increased linearly with increasing water and except yield with increasing N. The root system in all treatments concentrated in the shallow layers of the soil with 97,8%, 92%, 86,7% and 97,8% of roots distributed until 40 cm depth.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da aplicação de lâminas de irrigação com níveis de adubação nitrogenada no desenvolvimento vegetativo, produtividade de palmito e na distribuição espacial do sistema radicular da pupunheira. O experimento foi conduzido dos 12 aos 34 meses após o plantio (abril/2000 a fevereiro/2002), período este que corresponde à fase de maior crescimento da cultura, no campo experimental de Irrigação e Drenagem, da Fazenda Areão da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP, localizada no município de Piracicaba - S.P. à latitude de 22° 42'30"S e longitude de 47° 30'00"W. O delineamento empregado foi em blocos casualizados, com os tratamentos distribuídos em esquema fatorial 3 x 4. Os tratamentos referentes às lâminas de irrigação foram L1, L2, L3 e L4 equivalentes a 0, 50%, 100% e 120% da evapotranspiraçõo de referência determinada em função do Tanque Classe A. Os níveis de nitrogênio aplicados foram N1, N2 e N3 correspondentes a 0, 200 kg ha -1 ano -1 e 400 kg ha -1 ano -1 de N, aplicado sob a forma de nitrato de potássio, nitrato de cálcio e uréia. Foram realizadas fertirrigações semanais, pelo emprego de uma bomba injetora de diafragma. Já, as avaliações do desenvolvimento vegetativo foram feitas pelas medidas de algumas variáveis de crescimento e produtividade. A distribuição espacial do sistema radicular foi determinada pelos métodos: direto, com abertura de trincheiras e digitalização de imagens e indireto, em que a área potencial de absorção das raízes foi estimada em função da variação de umidade entre dias subseqüentes. Houve efeito significativo dos tratamentos (irrigação e adubação) para todos os parâmetros de crescimento e de produção de palmito, em grande parte dos períodos avaliados. Os tratamentos com déficit hídrico (L2) e sem irrigação (L1) apresentaram os menores crescimentos nos parâmetros avaliados acarretando uma redução de 18% a 27% na produção total de palmito. Apesar de não ter ocorrido diferenças estatísticas entre os tratamentos L3 e L4, os maiores crescimentos e produtividades foram obtidas em L3 (100% ETo). Para nitrogênio, N2 e N3 também não diferiram estatisticamente entre si, entretanto, maiores respostas foram obtidas em N2 (200 kg ha -1 ano -1 ). Portanto, levando-se em conta o crescimento da planta e os custos de aplicação de lâminas e fertilizantes, os resultados indicam que a irrigação com 100% ETo e adubação com 200 kg de N ha -1 ano -1 são as recomendadas para a pupunheira cultivada em condições agroclimatológicas semelhantes à região do presente estudo. As regressões para as lâminas de irrigação apresentaram efeitos lineares significativos para todas as variáveis analisadas, com exceção do número de perfilhos, vindo confirmar o alto consumo de água da cultura e a importância da irrigação quando cultivada em áreas com déficit hídrico. Para o nitrogênio, com exceção dos parâmetros relacionados à produção de palmito, todos os demais apresentaram efeitos lineares das regressões, ressaltando a importância do nitrogênio no desenvolvimento vegetativo da pupunheira. Todos os tratamentos (lâminas) aplicados resultaram em uma distribuição radicular (área e comprimento) bastante superficial, variando de 97,8%, 92%, 86,7% e 97,8% de raízes distribuídas até a profundidade de 0,40 m. / Peach palm (Bactris gasipaes Kunth) plants were subjected to different irrigation and N fertilizer treatments in an experiment field conducted at the Irrigation and Drainage Area (22° 42'30"S and 47° 30"00"W) of Areão Agricultural Experiment Area, ESALQ/USP, Piracicaba, SP, Brazil. The principal aim was to study the growth, development and yield of peach palm in the first plant yield cycle (April 2000 to February 2002), and also the spatial distribution of the root system. The irrigation (0%, 50%, 100% and 120% of ETo) and N fertilizer (0kg.ha -1 .year -1 , 200kg.ha -1 .year -1 and 400kg.ha -1 .year -1 ) treatments were grouped in randomized blocks resulting in a 3x4 factorial experiment. The water and N were applied through the use of a diaphragm-activated injection pump in a weekly basis. Plant parameters (as LAI obtained by the use of LAI 2000) were measured monthly to accompany the plant growth and development and the spatial distribution of the root system was evaluated by the use of a direct method (measuring by image analysis of the length and area of roots exposed by digging a soil-trench within the crop) and an indirect one (recording the moisture level differences between subsequent days). Significative differences among treatments were found in almost the total duration of the experiment. The water deficit treatments (0% and 50% of ETo) showed the lowest values of all parameters resulting in yield losses of 18% to 27%. On the other hand, the 100% of ETo treatment exhibited the highest ones, although the 120% of ETo treatment did not differ statistically from the former. Also, the 200kgN.ha -1 .year -1 and 400kgN.ha -1 .year -1 treatments did not differ statistically, showing the 200kgN.ha -1 .year -1 treatment the highest values. All parameters except offshoot number increased linearly with increasing water and except yield with increasing N. The root system in all treatments concentrated in the shallow layers of the soil with 97,8%, 92%, 86,7% and 97,8% of roots distributed until 40 cm depth.

Inoculation with diazotrophic bacteria is well documented as a means to enhance growth and increase yields of various crops, especially when used as an alternative or a supplement to the use of nitrogenous fertilizers and agrochemicals for sustainable agriculture. Nitrogen is the most limiting nutrient for increasing crop productivity, and the use of chemical sources of N fertilizers is expensive, and may contribute to environmental pollution. Therefore, there is a need to identify diazotrophic inoculants as an alternative or supplement to N-fertilizers for sustainable agriculture. The search for effective diazotrophic bacterial strains for formulation as biofertilizers has been going on for over 40 years and a number of inoculant biofertilizers have been developed and are commercially available. In the current study, 195 free-living diazotrophic bacteria were isolated from soils collected from the rhizosphere and leaves of different crops in different areas within the KwaZulu-Natal Province, Republic of South Africa. Ninety five of the isolates were selected for further screening because they were able to grow on N-free media using different carbon sources. Isolates that were very slow to grow on N-free media were discarded. Of these, 95 isolates were screened in vitro for growth promotion traits tests including tests for ammonia production and acetylene reduction. The best 20 isolates that were also able to reduce acetylene into ethylene were selected for growth-promotion trials on maize under greenhouse conditions. Of the 20 isolates, ten isolates enhanced (P = 0.001) growth of maize above the Un-inoculated Control. Molecular tests were conducted to identify the ten most promising isolates selected in the in vitro study. In the greenhouse study, these diazotrophic isolates were screened for their ability to enhance various growth parameters of maize (Zea mays L.), following various inoculation techniques (drenching, seed treatment, foliar spray and combination of these). Inoculations with the five best diazotrophic isolates by various methods of application increased dry weight and leaf chlorophyll content (P < 0.001, P = 0.001), respectively, compared to the Untreated Control. Although, all methods of application of diazotrophic inoculants used in this study resulted in increased dry weight and leaf chlorophyll content, combined methods of application (seed treatment + drenching) and sole application (seed treatment) were significantly more (P < 0.05) efficient. The best five most promising isolates were identified for growth promotion of maize under greenhouse conditions. They were also assessed for their effects on germination of wheat in vitro and were further tested in combination with various levels of nitrogenous fertilizer for growth-promotion of wheat (Triticum aestivum L.). These five isolates were also investigated for their potential to enhance growth and yields of maize and wheat crops in field trials, when combined with a low dose of nitrogenous fertilizer. These isolates were further studied for their contribution for enhancing plant growth through nitrogen fixation by predicting N content in leaves using a chlorophyll content meter (CCM-200) and correlated to extractable chlorophyll level at R2 = 0.96. In this study, relative to the Un-inoculated Control, the best five isolates enhanced growth of maize and wheat when combined with a 33% N-fertilizer levels for a number of growth parameters: increased chlorophyll levels and heights of maize, shoot dry weight of maize and wheat; and enhanced root and shoot development of these crops in both greenhouse and field conditions. The best contributions of diazotrophic bacteria was achieved by Isolate LB5 + 0% NPK (41%), V9 + 65% NPK (28.9%), Isolate L1 + 50% NPK (25%), Isolate L1 + 25%NPK (22%) and LB5 + 75% NPK (15%) undergreenhouse conditions. At 30 or 60 DAP, isolates with 33%N-fertilizer caused relatively higher dry weight than the 100%NPK. Inoculation of Isolate StB5 without 33N% fertilizer cuased significant (P<0.005) increases in stover dry weight. In field studies, inoculation of diazotrophic bacteria alone or with 33%N-fertilizer resulted in relatively greater increases of dry weight, stover dry weight, number of spikes and yield at different growth stages higher than the Un-inoculated or Unfertilized Control. However, the increases were not statistically significant. The use of microbial inoculants in combination with low doses of nitrogenous fertilizers can enhance crop production without compromising yields. The isolates obtained in this study can effectively fix nitrogen and enhance plant growth. The use of microbial inoculants can contribute to the integrated production of cereal crops with reduced nitrogenous fertilizer inputs, as a key component of sustainable agriculture. / Ph.D. University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg 2013.

Resumo: Na região do Cerrado, a integração lavoura-pecuária sob sistema plantio direto é uma das alternativas para elevar a produtividade e o desempenho econômico de sistemas agrícolas. O trabalho de pesquisa objetivou: 1) avaliar a produtividade de grãos da cultura de milho em épocas de consorciação com o Panicum maximum cv. Tanzânia, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu e Brachiaria ruziziensis; 2) avaliar a adubação nitrogenada dos capins após a colheita do milho em quatro épocas de corte no inverno/primavera quanto à produtividade de massa seca, a composição bromatológica, o índice ICF, a eficiência de conversão do N-fertilizante em forragem e a decomposição da palha após a última época de corte; 3) avaliar o efeito residual da adubação nitrogenada nos capins na cultura do milho em sucessão; 4) avaliar o desempenho econômico do milho consorciado, da pastagem adubada com nitrogênio, do milho em sucessão e do sistema como um todo, considerando o ganho de peso vivo médio diário de 0,2 e 0,6 kg/animal. Para atingir tais propósitos, foram conduzidos três experimentos sequenciais, durante os anos agrícolas de 2007/08 e 2008/09 na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão, da Faculdade de Engenharia - Unesp, Campus de Ilha Solteira, em um Latossolo Vermelho distroférrico em condições de cerrado, com histórico de cinco anos sob sistema plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. No experimento I (2007/2008), os tratamentos foram constituídos de oito consórcios da cultura do milho com capins (semeado simultaneamente ou por ocasião da adubação nitrogenada de cobertura) e do milho sem consorciação. No expetimento II, após a colheita da cultura do milho (2007/2008), em esquema de parcelas subdivididas constituídas pela ausência e doses de 200, 400 e 800 kg/ha/ano de N na ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the Brazilian "Cerrado" conditions, the crop-livestock integration under no-tillage system is an alternative to increase the yield and the economic performance of agricultural systems. The present work aimed: 1) to evaluate corn grain yield under different intercropping times with Panicum maximum cv. Tanzânia, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu e Brachiaria ruziziensis; 2) to evaluate the nitrogen fertilization of the grasses after the corn harvest in four seasons cut in the winter/spring, considering the dry mass yield, chemical composition, ICF index, conversion efficiency of N-fertilizer on forage and the straw decomposition in "Litter-bags" after the last season of cut; 3) to evaluate the residual effect of nitrogen fertilization on grasses in corn crop in succession; 4) to evaluate to economic performance of corn intercropped, pasture fertilized with nitrogen, the corn crop in succession and the crop-livestock integration system as a whole, considering the daily weight gain of 0.2 and 0.6 kg/animal. To reach these purposes, they were conducted three sequenced studies during the 2007/2008 and 2008/2009 growing seasons, at Experimental Station from College of Engineering in Ilha Solteira, São Paulo State, Brazil, in a Red Latosol (Oxisol) in "Cerrado" conditions, with a history of five years under no-tillage system. The experimental design was a completely randomized block, with four replicates. In the experiment I (2007/2008), the treatments consisted of eigth methods for growing corn intercropped with Panicum maximum cv. Tanzania, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu, and Brachiaria ruziziensis, sown simultaneously or at time of side dressing nitrogen fertilization, besides single grown corn. In the experiment II, after the corn harvest (2007/2008), in split-plot scheme was applied urea at side dressing ... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Marcelo Andreotti / Coorientador: Antonio Fernando Bergamaschine / Banca: Enes Furlani Júnior / Banca: Ciniro Costa / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-12Bitstream added on 2014-06-13T20:19:56Z : No. of bitstreams: 1 pariz_cm_me_ilha.pdf: 1928424 bytes, checksum: f847d0db3600804fe6e27135f4fbd5f2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Na região do Cerrado, a integração lavoura-pecuária sob sistema plantio direto é uma das alternativas para elevar a produtividade e o desempenho econômico de sistemas agrícolas. O trabalho de pesquisa objetivou: 1) avaliar a produtividade de grãos da cultura de milho em épocas de consorciação com o Panicum maximum cv. Tanzânia, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu e Brachiaria ruziziensis; 2) avaliar a adubação nitrogenada dos capins após a colheita do milho em quatro épocas de corte no inverno/primavera quanto à produtividade de massa seca, a composição bromatológica, o índice ICF, a eficiência de conversão do N-fertilizante em forragem e a decomposição da palha após a última época de corte; 3) avaliar o efeito residual da adubação nitrogenada nos capins na cultura do milho em sucessão; 4) avaliar o desempenho econômico do milho consorciado, da pastagem adubada com nitrogênio, do milho em sucessão e do sistema como um todo, considerando o ganho de peso vivo médio diário de 0,2 e 0,6 kg/animal. Para atingir tais propósitos, foram conduzidos três experimentos sequenciais, durante os anos agrícolas de 2007/08 e 2008/09 na Fazenda de Ensino, Pesquisa e Extensão, da Faculdade de Engenharia - Unesp, Campus de Ilha Solteira, em um Latossolo Vermelho distroférrico em condições de cerrado, com histórico de cinco anos sob sistema plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com quatro repetições. No experimento I (2007/2008), os tratamentos foram constituídos de oito consórcios da cultura do milho com capins (semeado simultaneamente ou por ocasião da adubação nitrogenada de cobertura) e do milho sem consorciação. No expetimento II, após a colheita da cultura do milho (2007/2008), em esquema de parcelas subdivididas constituídas pela ausência e doses de 200, 400 e 800 kg/ha/ano de N na... / In the Brazilian “Cerrado” conditions, the crop-livestock integration under no-tillage system is an alternative to increase the yield and the economic performance of agricultural systems. The present work aimed: 1) to evaluate corn grain yield under different intercropping times with Panicum maximum cv. Tanzânia, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu e Brachiaria ruziziensis; 2) to evaluate the nitrogen fertilization of the grasses after the corn harvest in four seasons cut in the winter/spring, considering the dry mass yield, chemical composition, ICF index, conversion efficiency of N-fertilizer on forage and the straw decomposition in “Litter-bags” after the last season of cut; 3) to evaluate the residual effect of nitrogen fertilization on grasses in corn crop in succession; 4) to evaluate to economic performance of corn intercropped, pasture fertilized with nitrogen, the corn crop in succession and the crop-livestock integration system as a whole, considering the daily weight gain of 0.2 and 0.6 kg/animal. To reach these purposes, they were conducted three sequenced studies during the 2007/2008 and 2008/2009 growing seasons, at Experimental Station from College of Engineering in Ilha Solteira, São Paulo State, Brazil, in a Red Latosol (Oxisol) in “Cerrado” conditions, with a history of five years under no-tillage system. The experimental design was a completely randomized block, with four replicates. In the experiment I (2007/2008), the treatments consisted of eigth methods for growing corn intercropped with Panicum maximum cv. Tanzania, Panicum maximum cv. Mombaça, Brachiaria brizantha cv. Marandu, and Brachiaria ruziziensis, sown simultaneously or at time of side dressing nitrogen fertilization, besides single grown corn. In the experiment II, after the corn harvest (2007/2008), in split-plot scheme was applied urea at side dressing ... (Complete abstract click electronic access below)

In Anbetracht des Kompromisses zwischen der Erzielung des höchsten Gewinns und der geringsten Umweltbelastung ist ein tiefes Verständnis der ökonomischen Folgen der Stickstoff (N) Düngung erforderlich. Die vorliegende Doktorarbeit liefert umfassende Einblicke in (i) die Auswirkungen des standortspezifischen N-Managements (SSNM) auf die Rentabilität und Risikominderung, (ii) die Auswirkungen von Unsicherheiten und Risikoeinflüssen auf optimale N-Düngergaben und (iii) das Potenzial und die Kosten der Vermeidung von Treibhausgas (THG) Emissionen durch N-Düngereduktion. Ein Modellierungsansatz wurde entwickelt, um die Wirkung von Ertrag und Proteingehalt, Wirtschafts- und Risikoauswirkungen sowie THG-Emissionen auf die N-Düngung zu simulieren. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass SSNM die Wirtschaftlichkeit verbessert, indem es eine höhere Weizenqualität und damit Preisprämien erzielt. SSNM reduziert das Risiko, die Backqualität nicht zu erreichen, und es gibt keine wesentlichen Nachteile beim Verlustrisikomanagement im Vergleich zum einheitlichen Management. Preisprämien für eine höhere Weizenqualität bieten Anreize für höhere N-Düngergaben. Prämien verflachen die Gewinnfunktion weiter, was unzureichende Argumente für eine Absenkung des N-Inputs aus der Wirtschaftlichkeitssicht liefert, selbst bei einer hohen Risikoaversion der Landwirte. Eine moderate Reduzierung der mineralischen N-Düngung kann die THG-Emissionen bei moderaten Opportunitätskosten mindern. Die THG-Vermeidung durch N-Düngereduktion in einer bestimmten Region kann unter Berücksichtigung kultur- und ertragszonenspezifischer Ertragswirkungen optimiert werden. Insgesamt liefert diese Arbeit wichtige Erkenntnisse über die Chancen und Nachteile der Anpassung der N-Düngergaben. Darüber hinaus leistet sie einen direkten Beitrag zur Identifizierung von kosten- und risikoeffizienten N-Managementoptionen und bildet die Grundlage für effektive politische Ansätze zur THG-Vermeidung durch selektive N-Düngereduktion. / Considering the tradeoff between achieving the highest profit and causing the lowest environmental impact, there is a need for a profound understanding of the economic consequences of nitrogen (N) fertilizer application. The present doctoral research provides comprehensive insights into (i) effects of site-specific N management (SSNM) on profitability and risk mitigation; (ii) impacts of uncertainties and risk implications on optimal N fertilizer rates; and (iii) potential and costs of mitigating greenhouse gas (GHG) emissions by N fertilizer reduction. A modelling approach was developed to simulate the response of yield, protein, economic and risk implications, and GHG emissions to N fertilizer application. Findings of the thesis show that SSNM improves profitability by achieving higher grain quality, thus, price premiums. SSNM reduces the risk of not reaching the baking grain quality and poses no considerable disadvantage on downside risk management compared to uniform management. Price premiums for higher wheat quality provide incentives for higher N input rates. Premiums further flatten the profit function, giving insufficient arguments for lowering N input from a farm profitability perspective, even in presence of high risk aversion of farmers. Moderate reduction of mineral N fertilizer can mitigate GHG emissions at moderate opportunity costs. GHG mitigation by N fertilizer reduction in a given region can be optimized considering crop and yield-zone-specific yield responses. Overall, this thesis provides important insights on chances and drawbacks of adjusting N fertilizer rates. Moreover, it makes a direct contribution in identifying cost- and risk-efficient N management options and provides a basis for effective policy approaches to reduce GHG emissions by selective N fertilizer reduction.