ADUBOS NITROGENADOS. Adubos N, P e K. Prof. Volnei Pauletti. Departamento de Solos e Engenharia Agrícola

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1 Prof. Volnei Pauletti Departamento de Solos e Engenharia Agrícola vpauletti@ufpr.br ADUBOS NITROGENADOS 1

2 INTRODUÇÃO Início século XX: Materiais orgânicos; Nitratos Na e K. 1910: Síntese Amônia Alemanha Método: Fritz Haber e Karl Bosh Obtenção AMÔNIA 3H 2 + N 2 2NH 3 Altas Temperaturas e Pressão, uso catalisador Características 82 % N Gás condições normais T e P. ESQUEMA DE PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS CARBONATO NITRATO DE CÁLCIO ÁCIDO NÍTRICO KCl AMÔNIA NITRATO DE POTÁSSIO NITRATO DE AMÔNIO AMÔNIA CO2 URÉIA URAN ÁGUA AQUAMÔNIA ÁC. FOSFORICO FOSFATOS DE AMÔNIO ÁC. SULFÚRICO SUFATO DE AMÔNIO 2

3 Principais adubos contendo N Adubos N total % N Nítrico % N Amoniacal % N Amídico % Higroscopi cidade Solubili dade Amônia Anidra Sulfato de Amônio ,2 75 Nitrato de Amônio ,4 192 Uréia ,5 105 Fosf. Monoamônico (MAP) ,6 38 Fosfato Diamônico (DAP) ,5 70 Baixo aproveitamento pelas culturas N do adubo % N recuperado solo 0-90 cm perdidos Coelho et al, cerrado 3

4 N do adubo - recuperado % Milho (36 trab) Arroz (307 trab) Trigo (507 trab) Dobermann, 2005, citado por Cantarella, 2007 Recuperação aparente do N aplicado (%) Cerrado - Sete Lagoas RECUPERAÇÃO DO N DO ADUBO PD Disco Aiveca Nrecuperado = ((Ntotal na planta com Ncob Ntotal plantas sem Ncob)*100)/N aplicado cob Fernandes et al.,

5 Obtenção URÉIA 2NH 3 + CO 2 CO(NH 2 ) 2 + H 2 O Características 44-46% N Total forma amídica Natureza Física: Perolada (mais comum), Granulada. Umidade Relativa Crítica: 75,2 % Índice Salino: 75; Equivalente CaCO 3 : 71 Solubilidade (água): 78g/100 ml (5 o C) 119,3 g/100 ml (25 o C) URÉIA Usos Agrícola Pecuário (teor de Biureto) Industrial Fabricação Resinas p/ aglutinação madeira, tintas, adesivos etc. (teor de NH 3 livre máx. 300 ppm) Vantagens Alto teor de N Custo do N Disponibilidade mercado Desvantagens Volatilização Incompatibilidades 5

6 URÉIA Perdas por volatilização de N-NH 3 URÉIA Hidrólise CO(NH 2 ) 2 + 3H 2 O 2NH OH - CO 2 Urease NH OH - Nitrificação NH 3 + H 2 O 2NH O 2 2 NO H 2 O + 4H + Nitrossomonas 2NO O 2 2 NO 3 - Nitrobacter 6

7 INIBIDORES DA UREASE Taxa de emissão diária de NH 3 N H 3 kg ha Tes Uréia 16 Uréia 10 Agrotain Sulfato Nitrato Dias Agrotain= uréia com NBPT (N-n-butiltriamida do ácido Tiofosfórico) Inverno 2002 c) Perda acumulada % Perdas por volatilização 2006/07 Arapoti N -% do aplicado ,7 4,6 4,2 3, NitroLL= Ureia formaldeído Dias após aplicação Nitrato NitroLL Uran Uréia 7

8 OUTRAS CULTURAS Perdas de amônia - uréia Uréia volatilizada - % Menor Maior 0 Cana Citrus Pastagem Vários autores citados por Cantarella, 2007 Cerrado PLANTIO DIRETO N volatilizado % do aplicado Superficial Incorporado sa na u ur su Fonte: Lara Cabezas, Korndorfer; Motta,

9 12000 Cerrado Plantio direto kg ha Sup. Incorp S.A. N.A. Uréia Uran Sulfuran Fonte de N 100 kg ha -1 de N cobertura N semeadura= kg ha -1 Palha aveia = 5,8 t ha -1 Fonte: Lara Cabezas, Korndorfer; Motta, Prod - kg ha a a a a a 9216 b UreiaSi Ureia Uran NitroLL Nitrato Test CDE Arapoti Semeadura: 26/09/2006 Híbrido: P30F53 9

10 Guarapuava - PR kg/ha Teste Uréia Sulfato de amônio Fontoura et al., 1997 Fontoura et al., 2001 Fontoura et al., 2002 Obtenção SULFATO DE AMÔNIO 2NH 3 + H 2 SO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 Sub produto produção Caprolactama Características 20 % N Total (forma amoniacal); % S-SO 4 ; Natureza Física: granulado, farelado; fino (cristal) Umidade Relativa Crítica: 79,2 % Índice Salino: 69; Equivalente CaCO 3 : 110 Vantagens Alto teor de S forma de Sulfato; Volatilização Flexibilidade aplicação Desvantagens Custo do N 10

11 Obtenção NITRATO DE AMÔNIO 2NH 3 + HNO 3 NH 4 NO 3 Características % N Total ½ forma amoniacal, ½ forma nítrica Natureza Física: Perolada, Granulada Umidade Relativa Crítica: 59,4 % Índice Salino: 105; Equivalente CaCO 3 : 60 Vantagens Custo do N Volatilização Flexibilidade aplicação Desvantagens Higroscopicidade Incompatibilidades; Ministério da Defesa OUTROS Salitre do Chile NaNO 3 (natural) Origem: Norte Chile (deserto) Obtido por mineração e beneficiamento do caliche 16% N Total; reação básica; Índice salino: 100 Nitrato de Cálcio Ca(NO 3 ) 2 Obtenção: Reação calcário + Ácido Nítrico 15,5% N total; reação básica; Índice Salino: 61 Higroscópico (46,7%); deliquescente Nitrocálcio Obtenção: Mistura 2/3 Nitrato Amônio e 1/3 calcário dolomítico 22% N Total Higroscópico; deliquescente 11

12 ADUBOS FOSFATADOS HISTÓRICO 1840: Liebig tratamento ossos com H 2 SO : John B. Lawes patente processo: RF c/ H 2 SO : Produção comercial Inglaterra Tecnologia atual 12

13 Mineral Primário P APATITA Cloro Apatita: Ca 10 (PO 4 ) 6 (Cl) 2 Tipos: Hidroxi Apatita: Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 Características Flúor Apatita: Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 *(mais abundante) APATITA x FRANCOLITA 13

14 ROCHAS FOSFATADAS Classificação Natureza Química Fosfatos de Cálcio Fosfatos de Alumínio Fosfatos de Ferro e Alumínio Classificação Origem Sedimentar Ígnea Metamórfica CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS R.F. ÍGNEA Consolidação Magma (mineral) Cristais Grandes Estrutura cristalográfica Duros Menor porosidade Superfície específica Menor Subst. Isomórfica Baixa reatividade Usos: Acidulação: Fosfatos solúveis Ácido fosfórico Termofosfatos R.F. SEDIMENTAR Deposição acumulada ossos Cristais menores Maior porosidade Maior superfície específica Moles Maior Subst. Isomórfica Maior reatividade Usos: Acidulação: Fosfatos solúveis Ácido fosfórico Poucos aplicação Direta 14

15 Reservas Mundiais de Fosfatos (milhões de ton.) PAÍS Nº de Depósitos Reservas * Reserva Base** Marrocos Fed. Russa (b) EUA China Jordânia Brasil (a) 11 xx 400 Tunísia Argélia Outros Total Mundo * Custo de produção inferior a US$ 30 por tonelada.** Custo produção entre US$ 30 e 100/t (a) Após abertura do mercado e privatizações, custo entre US$25-35/t - IBRAFÓS (b) Antiga USSR. Fonte: Soil Fertility and Fertilizers, 1985 (adaptado). MINAS DE ROCHA FOSFÁTICA NO BRASIL 15

16 ROTA DE PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES FOSFATADOS Super Simples Enxofre Ác.Sulfúrico + Rocha Fosfatada Ác.Fosfórico Gesso + Rocha Fosfatada Amônia Super Triplo MAP DAP Rocha Fosfatada + Calor Termofosfato Critérios de Avaliação Disponibilidade - Legislação 16

17 Fosfatos Acidulados, Parcialmente Acidulados e misturas que os contenham Teor P 2 O 5 solúvel em CNA + H 2 O Elementos Simples; em Misturas; Complexos Teor P 2 O 5 solúvel em H 2 O Elementos Simples Maior solubilidade em água: Fosfatos Monocálcico e de Amônio: SSP; TSP; MAP; outros Menor solubilidade em água: Fosfato Bicálcico (CaHPO 4 ) Teor P 2 O 5 Total Somente fosfatos parcialmente acidulados quando comercializados isoladamente Fosfatos Naturais, Termofosfatos, Escórias, Farinha de ossos e suas misturas. P 2 O 5 Total Extraído ácidos fortes HCl + HNO 3 Disponibilidade potencial de P P x 2,29 = P 2 O 5 x 0,4367 = P P 2 O 5 solúvel em ácido cítrico 2% rel. 1:100 Extrator orgânico Ácido fórmico Misturas que os contenham P 2 O 5 Total P 2 O 5 sol. ác. Cítrico 2% P 2 O 5 sol. H 2 O em mistura com fosfatos solúveis P 2 O 5 sol. CNA + H 2 O - eventualmente* 17

18 Características químicas de alguns fosfatos naturais reativos comercializados no Brasil, determinados em amostras moídas para análise química (100% < 0,063 mm). FOSFATO P 2O 5 Solubilidade Relativa ao P 2O 5 Total NATURAL Total Ácido Cítrico Ácido Fórmico % Arad (Israel) Djebel Önk (Argélia) Carolina do Norte (EUA) Daoui (Khouribga/Marrocos) Gafsa (Tunísia) Fonte: D.M.G. de Souza et al. (1999) - EMBRAPA Cerrados. FONTES MINERAIS FOSFATADAS Características químicas e físicas dos adubos fosfatados. Adubos P 2O 5 P 2O 5 P 2O 5 P 2O 5 CaO MgO S Higrosco- Índice Índice Índice de Solubi- Fosfatados Total solúvel solúvel em solúvel em % % % picidade Salino de basicidade lidade % em água citrato de ácido cítrico Ácidez % amônio % 2% 1:100 % Superfosfato Simples , Superfosfato Triplo ,5-93, Superfosfato Ácido Fosfórico Fosfato Bicálcico , Escória de Thomas Termosfosfato (Yoorin) 19 0,1-17, Fosfato de Olinda Fosfato de Araxá Fosfato reativo Gafsa ,5 45 0, Fosfato reativo da Flórida 33 0,1-7, Fosfato reativo Arad , , Fosfato reativo Daoui ,0 50 0,5 Patos - CPRM , Patos - CRA 20 0,42-7,

19 ADUBOS POTÁSSICOS Reservas de potássio no mundo Estima-se que no mundo a reserva de potássio seja de 250 bilhões de toneladas de K 2 O O cloreto de potássio (KCl) responde por 95% da produção mundial Nos presentes níveis de produção, as reservas atenderam a demanda nos próximos 600 anos 19

20 Praticamente toda a fonte econômica de potássio vem de sedimentos de potássio remanescentes de antigos oceanos continentais (lagos salinos em áreas continentais Depósitos de evaporitos DEPÓSITOS NATURAIS Minérios contendo K: Silvinita: KCl.NaCl 35% K 2 O Carnalita: KCl.MgCl 2.6H2O 17% K 2 O Langbeinita: K 2 SO 4.2MgSO 4 22,6% K 2 O Kainita: KCl.MgSO 4.3H 2 O 18,9% K 2 O Kalinita: K 2 SO 4.Al 2 (SO 4 ) 3.24 H 2 O 20

21 Carnalita KCl.MgCl2.6H2O 17% K2O Silvita KCl 63 % K2O 21

22 País % Reserva (1000 t) Canadá 59, Russia 13, Bielorrussia 6, Brasil 3, Expectativa de crescimento no Brasil Taquari- Vassouras Recursos Mundiais de Potássio em milhões de toneladas de K 2 O. PAÍS Reservas Outros Recursos Total Canadá Fed. Russa (a) Tailândia Alemanha USA Israel/Jordânia Brasil Outros Total (a) Antiga URSS Fonte: Soil Fertility and Fertilizers, 1985 (adaptado). 22

23 RESERVAS DE POTÁSSIO NO BRASIL Era totalmente dependente da importação até 1985 Atualmente produz em torno de 10% de seu consumo Brasil 23

24 Estima-se que o Brasil tenha uma reserva de 600 milhões de toneladas de K 2 O Sergipe e Amazonas O país importa principalmente do Canadá, Bielorrússia e Israel MATÉRIAS PRIMAS Mar Morto: Israel/Jordânia EUA Altos teores de NaCl SALINAS NATURAIS COMPOSIÇÃO ÁGUA MAR MORTO Sal g/l superfície g/l 100m prof. KCl NaCl CaCl MgBr2 4 7 Fonte: E.Primo Yúfera e J.M.Carrasco Dorrien (1973). Química Agrícola I Suelos Y Fertilizantes Mar Morto: 360 m abaixo nível mar. 900 Km 2 de área. Profundidade média 300 metros. 24

25 CLORETO DE POTÁSSIO - KCl CLORETO DE POTÁSSIO - KCl Principal fonte agricultura Características 58 62% K 2 O 48% Cl Índice Salino: 116 Coloração Natureza Física: Standart; Coarse; Granulado Brasil: grande importador Produto mais consumido; Produto mais importado 25

26 FONTES MINERAIS POTÁSSICAS Características químicas e físicas dos adubos potássicos. Adubos potássicos K2O Cl S MgO Higrosco- Índice Solubi- % % % % picidade Salino lidade Cloreto de Potássio Sulfato de Potássio Sulfato de Potássio e Magnésio FONTES MINERAIS MISTOS Características químicas e físicas dos adubos mistos. Adubos N P2O5 K2O CaO S Higrosco- Índice Índice Índice de Solubi- Total solúvel % % % picidade Salino de basicidade lidade % água % acidez Fosfato Monoamônico (MAP) , Fosfato Diamônico (DAP) , Super Amonificado Nitrato de Potássio , Nitrato de Sódio e Potássio Nitrofosfato

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