Nitrogen (N) is the most required nutrient for the major crops and is globally consumed. The soil N dynamic involves losses and transformations, for example, leaching and denitrification, respectively, which makes the N fertilization management more complex and costly. The rational use of N fertilizers is one of the strategies to minimize economic and environmental impacts. The soil potentially mineralizable N estimation, or the readily mineralizable N estimation, can be used in N fertilizer recommendation to account the contribution of the organic N fraction in crop nutrition, adopting a practical and simple method. Depending on the management, especially in no-tillage systems, which has crop rotation as one of its pillars, the main crop will present a different response to N-fertilizer depending on the previous crop. The study was carried out in a long-term experiment in Cerrado biome with maize as first-crop (rainy season) and leguminous and non-leguminous cover crops as second-crop (off-season). The evaluations performed were: i) chemical and biochemical indices associated with N mineralization that correlates with maize productions component such as grain yield; (ii) the Illinois Soil Nitrogen Test (ISNT) as a tool to quantify the readily mineralizable N, testing different concentrations of the alcaline extraction, aiming to improve the correlation with maize components production in tropical agroecosystems; (iii) contribution of rotation systems with cover crops on maize yield and the effect in N accumulation in maize compartments (stalk + straw, cob + husk, and grains), N fertilizer recovery and N use efficiency using the ¹⁵N stable isotope technique. The long-term experiment is located in Planaltina-DF in a Typic Haplustox (clayey texture) since 2010, in a randomized block design with subdivided plots, in which the plots are represented by nine cover crops and fallow (control) and subplots are represented by N managements (with or without N topdressing). Soil enzymatic activity and ISNT 0.5 M NaOH were the indices that showed correlation with maize yield. This is an indication that the indices are sensitive to quantify the variation on soil organic N and the maize responsiveness to N, with potential to adopt in N fertilizer recommendation for the crop. There was an increase in maize grain yield in maize-cover crops rotation systems in two seasons (2018/2019 and 2019/2020), but the N accumulation in maize compartments, the ¹⁵N fertilizer recovery and N use efficiency did not differ from the control (fallow). The results shows that the benefits of the introduction of cover crops in rotation with maize are not only related to N cycling and other nutrients, but different ecosystem services that allows an increase in crop yield. The results indicate the potential of adopting indices to estimate readily mineralizable N and the maize response to N fertilization.

O nitrogênio (N) é o nutriente mais requerido pela maioria das culturas e o mais consumido mundialmente. A dinâmica do N no solo envolve processos de perdas e transformações, como por exemplo, lixiviação e desnitrificação, respectivamente, que tornam o manejo da adubação desse nutriente mais complexo e oneroso. O uso racional de fertilizantes nitrogenados é uma das formas de minimizar impactos econômicos e ambientais decorrentes desses processos. A estimativa do potencial de mineralização do N do solo, ou o N prontamente mineralizável, pode ser empregada nos boletins de recomendação, para que seja contabilizada a contribuição dessa fração de N orgânico na nutrição das culturas, utilizando um método de determinação prático e simples. Dependendo do sistema de manejo, especialmente no sistema plantio direto, que tem como um dos pilares a rotação de culturas, a cultura principal apresentará resposta distinta ao N-fertilizante dependendo da cultura antecedente. Diante desse contexto, o estudo foi conduzido em experimento de longa duração no bioma Cerrado com o cultivo de milho na primeira safra (período chuvoso) e plantas de cobertura (leguminosas e não leguminosas) na entre safra, para avaliação de: i) índices químicos e bioquímicos associados à mineralização de N que se correlacionem com componentes de produção de milho, como a produtividade de grãos; (ii) o método (Illinois Soil Nitrogen Test - ISNT), como forma de quantificar o N prontamente mineralizável, com a proposta de modificar a concentração da extração alcalina do método original para condições de solos de clima tropical, visando melhorar a correlação com componentes de produção do milho; (iii) contribuição de sistemas de rotação com plantas de cobertura no aumento da produtividade do milho e o efeito desses sistemas no acúmulo de N nos compartimentos da planta de milho (folhas + colmos, palha + sabugo e grãos), além da recuperação do N-fertilizante e eficiência de uso do N por meio da técnica do isótopo estável ¹⁵N. O experimento de longa duração vem sendo conduzido em um Latossolo Vermelho distrófico em Planaltina/DF, desde 2010, em delineamento em blocos casualizados com parcelas subdivididas, em que as parcelas são representadas por nove culturas de cobertura e o pousio (testemunha) e as subparcelas são representadas pelos dois manejos de nitrogênio no milho (com e sem N em cobertura). Dentre os índices químicos e bioquímicos, destacaram-se ISNT na molaridade 0,5 M NaOH, além da atividade enzimática do solo, especificamente das enzimas arilsulfatase e β-glicosidase. Isso é um indicativo que estes métodos são sensíveis em quantificar a variação das frações de N do solo e a responsividade do milho ao N, demonstrando potencial para adoção em boletins de recomendação de N para a cultura do milho. Houve aumento da produtividade do milho rotacionado com plantas de cobertura em dois anos agrícolas (2018/2019 e 2019/2020), porém o acúmulo de N nos compartimentos da planta de milho, a recuperação do ¹⁵N-fertilizante e a eficiência de uso de N não diferiram do controle (pousio). Os resultados mostram que os benefícios da introdução de plantas de cobertura em sistemas de rotação com milho não estão relacionados somente à ciclagem de N e outros nutrientes, mas também a serviços ecossistêmicos que permitem aumento da produtividade da cultura principal. Os resultados deste estudo indicam potencial de adotar métodos químicos e bioquímicos para estimar o N prontamente mineralizável e a resposta do milho à adubação nitrogenada.