UFPR ADUBOS SÓLIDOS Nutrição Mineral de Plantas ADUBOS. Prof. Volnei Pauletti. Departamento de Solos e Engenharia Agrícola

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

2 ADUBOS Definição: Toda substância mineral ou orgânica, natural ou sintética, fornecedora de um ou mais nutrientes das plantas. São subdivididos em: Adubo Simples - formado de um composto químico contendo um ou mais nutrientes vegetais. SSP: 3Ca(H 2 PO 4 ) 2.H 2 O + 7 CaSO 4 TSP : 9Ca(H 2 PO 4 ) 2.H 2 O KCl Uréia: (NH 2 ) 2 CO MAP: Fosfato Monoamônio - (NH 4 )H 2 PO 4 DAP: Fosfato Diamônio - (NH 4 ) 2 HPO 4

3 ADUBOS Adubo Misto - Resultante da mistura de dois ou mais adubos simples. Ex. Mistura Uréia com KCl Adubo Complexo - Todo adubo que contém dois ou mais nutrientes, resultante de processo tecnológico em que se formem dois ou mais compostos químicos. Ex: Produção NPK grão + Micros Adubo Orgânico - Adubo de origem vegetal, animal, urbano e industrial contendo um ou mais nutrientes das plantas. Adubo Organo mineral - Adubo procedente da mistura ou combinação de adubos minerais e orgânicos

4 ESTERCO DE FRANGO CORTE Amostra --- Frango corte --- Média Variação Umidade % 33,2 20,1 47,2 Densidade g/litro 293, kg ton -1 kg m -3 kg ton -1 MS , Resíduo mineral 63,7 18,7 37,7 106,2 CaO 13,9 4,1 8,8-19 N 17,2 5, ,1 P 2 O 5 12,6 3,7 8,5 23,8 K 2 O 8,4 2,5 4,3 10,8 Adaptado de PAULETTI E DEMOGALSKI, 2002.

5 ADUBOS MINERAIS Classificação Quanto ao Estado Físico Estado Gasoso: Pouco usado no Brasil. Uso da NH 3. Estado Líquido: Todo material que contenha um ou mais nutrientes vegetais dispersos em um meio líquido. Emprego de compostos de elevada solubilidade e pureza. Utilizado em casos de adubação líquida no solo e adubação foliar. Uran: NH 4 NO 3 + CO(NH 2 ) 2. Aquamônia: NH 3 + H 2 O = NH 4 OH. Ácido Fosfórico: H 3 PO 4 NPK; Micronutrientes.

6 ADUBOS MINERAIS Classificação Quanto ao Estado Físico Estado sólido: Grande maioria dos adubos. Pó Farelado (Cristalino) - SA Granulado - TSP; KCl etc Perolizado Uréia, Nitrato de Amônio Mistura de grânulos Mistura física de MPs previamente granuladas Mistura granulada Mistura produtos pó e posterior granulação. Complexo granulado Mistura resultando surgimento de novos compostos químicos.

7 CARACTERÍSTICAS DOS ADUBOS SÓLIDOS De natureza física: De natureza química: De natureza físico-química:

8 CARACTERÍSTICAS DOS ADUBOS SÓLIDOS De natureza física: Estado físico (mistura de grânulos, mistura granular, complexos) Granulometria (tamanho e forma dos grânulos) segregação

9 Natureza Física das Formulações NPK comercializadas no Brasil em 2001 Granulado 704 Pó 896 Mist. Gran Fert. Simples Total ,5 21,1 4,1 5,3 Granulado Pó Mist. Gran. Fert. Simples

10 Relação entre os teores de N e K 2 O determinados em diferentes amostras de uma mesma mistura de grânulos de fórmula 18:00:36, evidenciando a segregação SEGREGAÇÃO = granulometria K2O, % N, % Adaptado de Rodela, Alcarde (1994).

11 SEGREGAÇÃO = granulometria Teores de N, P 2 O 5 e K 2 O em diferentes frações granulométricas de uma mistura de grânulos de fórmula 4:14:08 Malha Retenção N P 2 O 5 K 2 O mm % 4,00 0,81 3,55 7,31 30,10 2,38 47,68 2,97 12,56 8,80 2,00 21,26 3,11 13,24 5,27 1,19 24,73 3,88 12,38 7,54 1,00 1,35 9,00 7,71 16,80 0,50 1,56 9,30 6,76 17,80 0,42 0,49 10,10 7,11 14,80 Fundo 2,12 7,11 6,08 6,01 Adaptado de Carvalho (1995).

12 Distribuição de uréia (granulometria ou equipamento) Perfil da Distribuição - 18m - Distribuidor 3 (adaptação) Kg/ha Dist. Eixo (m) Gimenes, dados não publicados, F.ABC Pauletti, 2008

13 CARACTERÍSTICAS DOS ADUBOS SÓLIDOS De natureza física: Estado físico (mistura de grânulos, mistura granular, complexos) Granulometria (tamanho e forma dos grânulos) segregação Consistência (dureza) Fluidez Densidade (uréia= 1,33 g cm -3 ; KCl= 1,99 g cm -3 )

14 CARACTERÍSTICAS DOS ADUBOS SÓLIDOS De natureza química: Número de nutrientes Forma química dos nutrientes Concentração dos nutrientes Compostos indesejáveis (biureto, metais pesados) Poder acidificante e alcalinizante

15 PODER ACIDIFICANTE/ALCALINIZANTE Poder acidificante e alcalinizante (B) de alguns adubos Adubo Equivalente CaCO 3 Sulfato de amônio 1100 DAP 880 MAP 600 Nitrato de amônio 600 Uréia 840 Salitre do Chile (NaNO 3 ) -290 (B) Salitre de potássio (KNO 3 ) Cloreto de potássio 0 Sulfato de potássio 0 Superfosfato simples (B) Superfosfato triplo 0 Termofosfato magnesiano -8(B)

16 CARACTERÍSTICAS DOS ADUBOS SÓLIDOS De natureza físico-química: Solubilidade Higroscopicidade (umidade relativa crítica, Ex. uréia + KCl= 60%) Empedramento Índice salino (capacidade que o adubo tem em aumentar a pressão osmótica da solução do solo)

17 ÍNDICE SALINO Adubo Índice salino Nitrato de sódio 100 Nitrato de amônio 105 Sulfato de amônio 69 MAP 30 DAP 34 Nitrocálcio 61 Uréia 75 Amônia anidra 47 SS 8 ST 10 KCl 116 Sulfato de K 46 Sulfato de K e Mg 43 Tisdale et al. (1985).

18 CONSUMO DE ADUBOS

19 ESTIMATIVA DO CONSUMO MUNDIAL DE FERTILIZANTES 2009 (e) 11,7% 2,3% 1,9% 2,7% 1,6% 5,6% 1,4% 27,1% 15,5% 30,2% CHINA ÍNDIA EUA BRASIL INDONÉSIA PAQUISTÃO FRANÇA CANADÁ RÚSSIA OUTROS FONTE:IFA- maio 2009 ; (e)estimativa Consumo Total : mil de ton NPK

20 CONSUMO DE FERTILIZANTES POR PAÍS 1000 TON NPK PAÍS 2008 PART PART. % (e) % CHINA , ,21 ÍNDIA , ,53 ESTADOS UNIDOS , ,66 BRASIL , ,59 INDONÉSIA , ,67 PAQUISTÃO , ,27 FRANÇA , ,90 CANADÁ , ,61 RÚSSIA , ,43 ALEMANHA , ,38 VIETNÃ , ,32 POLÔNIA , ,16 MALÁSIA , ,09 AUSTRÁLIA , ,09 ESPANHA , ,05 SOMA , ,95 OUTROS , ,05 TOTAL MUNDO FONTE:IFA- maio 2009 ; (e)estimativa

21 ADUBOS NO BRASIL Nutrientes entregues ao consumidor final N P2O5 K2O Mil toneladas Ano

22 Nutrientes importados - % N P2O5 K2O % Ano

23 ADUBOS NITROGENADOS

24 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.

25 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

26 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 Pauletti, 2008

27 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)

28 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

29 Perdas por volatilização de N-NH 3

30 Hidrólise URÉIA 2H2O CO(NH 2 ) 2 (NH 4 ) 2 CO 3 (1) Urease (NH 4 ) 2 CO 3 2NH 3 + CO 2 + H 2 O (2) NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - (3) Nitrificação 2NH O 2 2 NO H 2 O + 4H + (4) 2NO 2- + O 2 2 NO 3 - (5)

31 INIBIDORES DA UREASE Taxa de emissão diária de NH 3 II Seminário de Tecnologia de Fertilizantes de abril de 2008 a -1 N H 3 kg ha Tes Uréia 16 Uréia 10 Agrotain Sulfato Nitrato Dias Inverno 2002 Agrotain= uréia com NBPT (N-n-butiltriamida do ácido Tiofosfórico) Pauletti, 2008

32 c) Perda acumulada % Perdas por volatilização 2006/07 Arapoti N -% do apli icado ,7 4,6 4,2 3, NitroLL= Ureia formaldeído Dias após aplicação Pauletti, 2008 Nitrato NitroLL Uran Uréia

33 12000 Produtividade de milho Prod - kg ha a a a a a 9216 b CDE Arapoti Semeadura: 26/09/2006 Híbrido: P30F53 UreiaSi Ureia Uran NitroLL Nitrato Test Pauletti, 2008

34 Guarapuava - PR kg/ha b 9868 a 9120 a b a a 8122 b a a Teste Uréia Sulfato de amônio Fontoura et al., 1997 Fontoura et al., 2001 Fontoura et al., 2002

35 Cerrado PLANTIO DIRETO N volatilizado % do aplicado Superficial 60 Incorporado sa na u ur su Fonte: Lara Cabezas, Korndorfer; Motta, 1998

36 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, 1998

37 ADUBOS FOSFATADOS

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

39 APATITA Mineral Primário P 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)

40 APATITA x FRANCOLITA

41 ROCHAS FOSFATADAS Classificação Natureza Química Fosfatos de Cálcio Fosfatos de Alumínio Fosfatos de Ferro e Alumínio Classificação Origem Sedimentar Ígnea Metamórfica

42 CARACTERÍSTICAS COMPARATIVAS R.F. ÍGNEA Consolidação Magma (mineral) Cristais Grandes Estrutura cristalográfica Duros Menor porosidade Menor 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

43 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).

44 MINAS DE ROCHA FOSFÁTICA NO BRASIL

45 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

46 Características químicas de alguns fosfatos naturais reativos comercializados no Brasil, determinados em amostras moídas para análise química (100% < 0,063 mm). FOSFATO P 2 O 5 Solubilidade Relativa ao P 2 O 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.

47 FONTES MINERAIS FOSFATADAS Características químicas e físicas dos adubos fosfatados. Adubos P 2 O 5 P 2 O 5 P 2 O 5 P 2 O 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,

48 ADUBOS POTÁSSICOS

49 MATÉRIAS PRIMAS DEPÓSITOS NATURAIS Diferentes profundidas Evaporação antigos mares e lagos salgados Minérios contendo K: vários 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 Reservas Mundiais: Canadá; Rússia; Europa Central Brasil: Carmópolis SE (Cia Vale Rio Doce)

50 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.

51 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).

52 CLORETO DE POTÁSSIO - KCl

53 CLORETO DE POTÁSSIO - KCl 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

54 FONTES MINERAIS POTÁSSICAS Características químicas e físicas dos adubos potássicos. Adubos potássicos K 2 O Cl S MgO Higrosco- Índice Solubi- % % % % picidade Salino lidade Cloreto de Potássio Sulfato de Potássio Sulfato de Potássio e Magnésio

55 FONTES MINERAIS MISTOS Características químicas e físicas dos adubos mistos. Adubos N P 2 O 5 K 2 O 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

56 Referências: - Alcarde, J.C. Fertilizantes. In: Novais et al., Fertilidade do solo. SBCS, p