EMBRAPA SOLOS. José Carlos Polidoro Ph.D Fertilidade do Solo e Fertilizantes Chefe de P&D&I (cnps.chpd@embrapa.br)

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1 EMBRAPA SOLOS José Carlos Polidoro Ph.D Fertilidade do Solo e Fertilizantes Chefe de P&D&I (cnps.chpd@embrapa.br)

2 Mercado e Tecnologias em Fertilizantes Organominerais José Carlos Polidoro Vinicius Benites Juliano Corulli Correa June F. S. de Menezes Paulo César Teixeira Joice Oliveira Embrapa Solos Embrapa Solos Embrapa Suínos e Aves Universidade de Rio Verde Embrapa Solos UFRJ

3 Aspectos Mercadológicos Mercado Nacional

4 Mil ton Crescimento = 16% aa. Em 2013 = 10% consumo NPK no Brasil Ano Fertilizantes OM Nutrientes /1000 Fonte: Junqueira, A. (2006), Abisolo (2013), Empresas do Setor e MAPA (2013) Elaborado por Polidoro, J.C. (2013)

5 Importação de fertilizantes e a relação com a produtividade agrícola brasileira Produção de grãos Área (mi ha) Fertilizantes (mil ton) Em 2014, o Brasil importou 75% dos fertilizantes, com um consumo de 32,2 milhões de toneladas. r = 0.956** 32,2 (3.2X) 3% (2.7X) Produção Nacional 20% 47% 97% Importação 80% 53% 60.0 (1.5X) Nitrogênio Fósforo Potássio Nitrogen Phosphorus Potassium Fonte: ANDA e SIACESP, AMABrasil, Setor privado Extraído de: ANDA, 2014, Roquetti Filho, 2014 e atualizado por Polidoro, 2015 Fonte: ANDA e SIACESP, AMABrasil, Setor privado, Conab Extraído de: Guilherme, L.R. e Lopes, A.S., 2013 e atualizado por Polidoro, 2015

6 Mapeamento do setor de fertilizantes MERCADO DE FERTILIZANTES Percentual de consumo de fertilizantes no país. Fonte: (TAVARES & JR., 2011) 6

7 Fatores determinantes do mercado de fertilizantes organomineiras: Até 2005 Entregas destinadas a mercado especializados (horticultura, jardinagem, etc) Após 2006 Ampliação de mercado para produção de grãos, fibras e cana-de-açúcar Motivos: 1- Aumento dos preços dos commodities e demanda por fertilizantes (relação de troca positiva para agricultor) 2 Imagem dos fertilizantes organominerais de eficiência agromônica aumentada 3 Avanço em tecnologias de produção industrial 4 Política Nacional de Resíduos Sólidos

8 Preparado por: Prado, R.B.; Laforet, M.R.C.; Pereira, A.M. & Polidoro, J.C. (2013).

9 Quem são as empresas de Fertilizantes Organominerais do Mato Grosso? Norton Oliveira Ind E Com De Fertilizantes Ltda Nucleo Industria E Comercio De Fertilizantes Ltda Adumat - Adubos E Fertlizantes Mato Grosso Ltda - Comércio e Importação de fertilizantes Campos Novos LTDA Enerplant Comercial Importadora e Exportadora de Biofertilizantes LTDA - ME Equilibrio Industria Quimica Ltda. Fertilizantes Celere Ltda. J.C.A. Ferreira - Me Plantivo Industria E Comercio De Fertilizantes Ltda MAPA/SDC/CFIS, 2014, elaborado por Oliveira, J. 2014

10 DECRETO Nº 4.954, de 14 DE JANEIRO DE 2004 Fertilizante organomineral (FOM): produto resultante da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos. INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009

11 Garantias FOM Fertilizante organomineral sólido: solo Fertilizante organomineral fluido: Carbono orgânico total: mínimo de 8% CTC mínimo: 80 (oitenta) mmol c /Kg Soma de NPK maior do que 10% Umidade de no máximo 30% Carbono orgânico total: mínimo de 3% Soma de NPK maior do que 3% Soma Micronutrientes maior que 1% Umidade de no máximo 30% foliares Carbono orgânico total: mínimo de 8% Carbono orgânico total: mínimo de 6%

12 Qual a matriz orgânica é utilizada como matéria prima na Indústria de fertilizantes organominerais:

13 Turfas A turfa é uma substância fóssil, organomineral, originada da decomposição de restos vegetais, encontrada em áreas alagadiças como várzeas de rios, planícies costeiras e regiões lacustres (FRANCHI, 2000).

14 Restrições de mineração nas regiões de expansão do setor de FOM Mapa de disponibilidade e restrições da TURFA no Brasil

15 Reserva de Turfa (10^6 m³ 'in situ') Turfa Potencial 400 Reservas Brasileiras de Turfa (medida, indicada e inferida) 381, , , , ,89 26,98 10,9 0,43 SE AL PE RN ES RS MA BA SC SP Unidade da Federação Fonte: FRANCHI, (DNPM) 15

16 Resíduos ou co-produtos do setor sucroalcooleiro

17 Área Plantada com Cana-de-açúcar Safra GO SP Fonte: CanaSat.

18 Preparado por Prado, R.B. 2013

19 INTERPRETAÇÃO Manzatto, et al. 2010

20 Resíduos ou co-produtos do setor Agropecuário

21 Distribuição da avicultura corte no Brasil

22 CENTRO OESTE 13,4 % Distribuição da suinocultura no Brasil

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24 Foto: VM Benites

25 Questão Há matéria prima suficiente para atender a demanda para a produção da fração orgânica do fertilizante no Brasil?

26 Estado da Federação NPK torta de filtro NPK vinhaça NPK total mil toneadas de nutrientes TOCANTINS RONDONIA R. G. SUL CEARÁ AMAZONAS PARÁ PIAUÍ SERGIPE MARANHÃO BAHIA R. G. NORTE RIO DE JANEIRO ESPIRITO SANTO PARAIBA MATO GROSSO MATO GROSSO DO SUL PERNAMBUCO ALAGOAS GOIÁS MINAS GERAIS PARANÁ SÃO PAULO REGIÃO CENTRO-SUL REGIÃO NORTE-NORDESTE BRASIL Conteúdos de NPK nos subprodutos do Setor Sucroalcooleiro no Brasil safra 2008/9 Fonte: Única, (2010), Moura, T., (2010), Luz,Vitti, G.C. (2011), Cetesb (1982) preparado por Polidoro, J. C. (2013)

27 IBGE (2010) 38,4 milhões de suínos Conteúdos de NPK resíduos da suinocultura no Brasil m 3 de dejetos ano 3,7 kg N m 3 3,3 kg P 2 O 5 m 3 1,9 kg K 2 O m mil t N 348 mil t P 2 O mil t K 2 O Fonte: IBGE (2010), Embrapa Suínos e Aves (2010), Preparado por Corrêa, JC; Benites, JC e Polidoro, J. C. (2012)

28 IBGE (2010) 5,8 bilhões de aves Conteúdos de NPK resíduos da avicultura de corte no Brasil milhões de toneladas de cama (MN) 30 kg N t 32 kg P 2 O 5 t 44 kg K 2 O t 240 mil t N 256 mil t P 2 O mil t K 2 O Fonte: IBGE (2010), Embrapa Suínos e Aves (2010), Preparado por Corrêa, JC; Benites, JC e Polidoro, J. C. (2012)

29 Quantidade de nutrientes/ano 1 Fonte de resíduos N P 2 O 5 K 2 O x 1000 toneladas Bovino de corte Sucroalcooleiro Suinocultura Avicultura de corte 240,0 256,0 352,0 Total (1130) 1701(921) 3600(1990) Estimativa da quantidade anual de nutrientes NPK presentes resíduos em resíduos dos sistemas de produção de bovinos, suínos, aves de corte, e sucroalcooleiro no Brasil (Polidoro, J.C.( 2010)) 1 Calculo obtido a partir do valor da produção nacional multiplicado pelo teor médio de nutrientes nos respectivos resíduos definidos em publicações científicas (Konzem, 2009; Luz & Vitti, 2009; Oliveira, 1993, SBCS-ROLAS, 2004); 2 considerando apenas as fezes e urinas do rebanho de bovinos de corte em confinamento, abatidos em frigorífico, que é estimado em 30% do rebanho total nacional

30 Plano Nacional de Fertilizantes em revisão final Entregue em março de 2010.

31 Plano Nacional de Fertilizantes (MAPA / MME, 2010) Incentivos a implantação de Plantas: Sudoeste do Goiás Região de Rio Verde com capacidade de 200 mil toneladas / ano Paraná - Região de Cascavel com capacidade de 500 mil toneladas/ano, Santa Catarina Região de Campos Altos e Concórdia com capacidade de 500 mil toneladas/ano Mato Grosso Região de Nova Mutum (ou Lucas do Rio Verde) com capacidade de 200 mil toneladas/ano Triangulo Mineiro Região de Uberlândia com capacidade de 200 mil toneladas/ano.

32 IMPACTOS ESPERADOS ATÉ 2020 do PNF: Aumento da produção nacional de fertilizantes organominerais de 3,5 para 8 milhões de toneladas/ano até 2015 e para 15 milhões de toneladas/ano até 2020 no Brasil Diminuição em, pelo menos 10% até 2015, e em 25% até 2020, da demanda externa por NPK no Brasil. Diminuição dos riscos de poluição ambiental das atividades de suinocultura, avicultura, bovinocultura de corte e sucroalcooleira em 30% até 2015 e em 70% até 2020 Aumentar a eficiência agronômica de fertilizantes em pelo menos 20% nas lavouras que utilizarão fertilizantes organominerais Diversificar e desconcentrar econômica e regionalmente a produção de fertilizantes no País.

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34 Aspectos Tecnológicos

35 Dogmas tecnológicos dos Fertilizantes Organominerais São mais eficientes que os fertilizantes minerais Aumenta a CTC e melhora a estrutura do solo Promove benefícios sobre a microbiota do solo Oportunidade para pesquisas científicas

36 Esse cenário leva alguns posicionamentos técnicos inconsistentes no mercado Nacional: Recomendação da mesma dose de fertilizantes organominerais em relação fertilizante mineral NPK Ex. 450 kg/ha de NPK para cana-de-açúcar Fórmulas NPK: organomineral micronutrientes Mineral Requer um Aumento de aproximadamente 50% da eficiência agronômica dos nutrientes

37 3100 Economia de 50% do fertilizante Soybean yield, kg ha y = -0,005x 2 + 2,4077x ,7 R 2 = 0,87 y = 0,93 x ,6 R 2 = 0,70 Organomineral 20% P2O5 SSP 21% P2O Polinômio (Organomineral 20% P2O5) Linear (SSP 21% P2O5) Fertilizer, kg ha Benites et al. (2012)

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39 Outro Dogma: Efeitos bioestimulantes ou promotores nas plantas

40 Organominerais (CATEGORIAS): fluidos para solo sólidos/fluidos para aplicação foliar ou fertirrigação Alguns posicionamentos técnicos no setor: -(Bio)Estimulante vegetal - Promotor do crescimento radicular - Efeitos hormonais -Ativa a microbiota do solo -Etc. Segundo a INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009 CATEGORIA BIOFERTILIZANTES...CAPÍTULO VI DA EMBALAGEM E ROTULAGEM DE PRODUTOS III - para os biofertilizantes: a) a indicação: "BIOFERTILIZANTE"; b) o(s) princípio(s) ativo(s) ou agente(s) orgânico(s); c) as matérias-primas componentes do produto;... Registro requer estudo técnico/científico, realizado em uma ICT oficial Brasileira, comprovando os efeitos acima citados, os quais não são resultados dos nutrientes presentes nas garantias do FOM

41 Ìndice Relatovo (% 1975) EUN 800 Eficiência do uso de nutrientes no Brasil 45, ,0 35, ,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 (agrovegetal = (grãos + cana-de-açúcar+ florestas plantadas, frutas, legumes e hortaliças) 0 0, Fertilizers Consumo Consuption de nutrientes Agro-vegetal Produção Agrovegetal production FUE EUN - Fertilizer Eficiência Use de Efficiency Uso de Nutrientes Fonte: ANDA; IBGE, CONAB, 2012 e Lopes, A. S., 2007, Elaborado por Polidoro, 2013

42 Qual(is) é(são) o(s) principal(is) motivo(s) para a discrepância entre os resultados técnicocientíficos? Tecnologia do fertilizante organomineral

43 Tecnologias em produção de Fertilizantes Organomineiras sólidos: - Farelados -Peletizados por extrusão -Granulados

44 Limitação dos fertilzantes organominerais farelados pela tecnologia de aplicação em larga escala e baixa concentração de nutrientes 44 Foto: Área técnica da Emater-MG

45 Peletização por extrusão O processo de Peletização por extrusão deve ser adequado para a produção de fertiizantes organominerais para evitar: Dureza dos peletes elevada (maior que 4,0 kgf.cm -2 ) comprometendo a solubilidade do fertilizante e a durabilidade do maquinário. Mimizar arestas dos peletes para evitar geração de pó na aplicação nas plantadeiras O efeito da negativo da temperatura e pressão de extrusão sobre a qualidade da matéria orgânica no fertilizante, principalmente resíduos agroindustriais

46 Fertilizante organomineral (FOM): produto resultante da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos. DECRETO Nº 4.954, de 14 DE JANEIRO DE 2004 INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009

47 Granulação A mistura entre a porção orgânica e a mineral (pelo menos em parte) deve ser realizada no momento do processamento dos resíduos (compostagem) ou na granulação 47 Foto: José Carlos Polid

48 Compatível com maquinas e implementos já inseridos nos sistemas de produções Foto: Guilherme C. Franco

49 Modelos conceituais dos mecanismos de ações que atuam ocorrem nos fertilizantes organominerais que sustentam seu efeito no aumento da eficiência agronômica dos nutrientes e da produtividade agrícola

50 Modelo conceitual de um fertilizante organomineral fosfatado produzido com MAP e Turfa ativada ou Ácidos Húmicos Fertilizante Mineral HPO -2 4 H 2 PO - 4 H H 2 PO - 2 PO H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - HPO 4-2 Fertilizante organomineral (turfa) COOH - COOH - H 2 PO - 4 H 2 PO - 4 H COOH - 2 PO - 4 COOH - OH - H 2 PO - 4 HPO 4-2 COOHH - 2 PO - 4 COOH - 50 Nesse modelo, os processo de precipitação com Fe e Al e adosrção específica do fosfato no solo são minimizados no fertilizante organomineral

51 Modelo conceitual de um fertilizante organomineral NPK produzido com torta de filtro, cama de frango, dejetos de suínos (ou composto organico) Pode ser produzido com fontes soluveis de NPK e micronutrientes Fosfatos naturais, agrominerais potássicos, fontes orgânicas de nitrogênio, etc. Foto: V.M. Benites

52 FOMs produzidos com resíduos agroindustriais: Soluções ambientais de maior eficiência agronômica que o uso direto dos resíduos na agricultura

53 Principais processos industriais de produção de fertilizantes organominerais no Brasil

54 Processamento industrial da turfa para produção de fertilizantes

55 Ataque com KOH Borra sólida Fertilizante Foliar ou Fluido Fertilizante sólido farelado, granulado ou extrusado

56 Técnicas de produção de fertilizantes organominerais sólidos a partir de dejetos de suínos

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59 Composteira automatizada

60 Vantagens e desvantagens da compostagem

61 Não existe compostagem RÁPIDA Temperatura, o C Fase Termofílica Termômetro inferior Termômetro central Termômetro superior Temperatura média Fase Mesofílica período de compostagem, dias

62 Problema do processo: Emissão de N-NH 3 em compostagem 1200 Emissão de Amônia (mg N-NH 3 m -3 ) Pesquisas recentes para mininizar as perdas: Uso de inibidores de urease Aplicação de zeolitas naturais (silicato mineral) Durante o revolvimento a emissão de N-NH 3 é 5x superior Tempo em minutos Fonte: Lourenço; Corrêa; Higarashi 2010

63 Avanços recentes em processamento de matérias primas

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67 Vantagens Tempo de retenção da matéria prima na produção do fertilizante é mínimo; Homogeneidade da mistura; Altíssimo rendimento de granulação (>90%); ATIVAÇÃO MECÂNICA DA FRAÇÃO ORGÂNICA ; Eliminação dos contaminantes biológicos (ovos de helmintos e microrganismos enteropatogênicos); Desvantagens 67 Não há produção de composto orgânico humificado no processo (possível problema com registro do produto como organomineral, CTC < 80 mmol c.kg -1 )

68 68 Processo de mistura e granulação do organomineral

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73 - Incorporação de micronutrientes na fórmula - Incorporação de microorganismos funcionais - Fórmulas diferenciadas - Grânulos multinutrientes - Associação de fontes prontamente solúveis e de solubilidade intermediária 73 Parceria IPT

74 José Carlos Polidoro Embrapa Solos