FERTILIZANTES POTÁSSICOS, CÁLCICOS E MAGNESIANOS

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ LSO Adubos e Adubação FERTILIZANTES POTÁSSICOS, CÁLCICOS E MAGNESIANOS Prof. Dr. Rafael Otto Piracicaba - SP 12 e 13 de abril de 2018

2 Semelhanças entre Ca, Mg e K no solo Liberado através do intemperismo dos minerais Ocorrem como bases trocáveis Principais cátions trocáveis na maioria dos solos agrícolas Não ocorrem em formas orgânicas Não sofrem transformações microbianas Absorvidos por microorganismos, mas Não sofrem conversões microbianas

3 Semelhanças entre Ca, Mg e K no solo (cont.) Ocorrem em uma forma iônica simples Ca 2+ Mg 2+ K + Exibem comportamento similar no solo Sem perdas por volatilização

4 Ca e Mg mineral K mineral Ca, Mg Disponível K não trocável K disponível

5 Requerimento pelas culturas K > Ca > Mg Fonte: Havlin et al. (1999)

6 PANORAMA DA INDÚSTRIA MUNDIAL DE FERTILIZANTES Nitrogênio Fósforo Potássio Reservas Mundiais Prontamente Disponível Limitadas Grande Limitação Países Produtores/ Empresas Mais de 75 / (base amônia) # 1 China # 2 EUA # 3 Índia # 4 Rússia 44 / (base P 2 O 5 ) # 1 USA # 2 Marrocos # 3 Rússia # 4 China 12 / ~20 (base KCl) # 1 Canadá # 2 Rússia # 3 Alemanha # 4 Bielo-Rússia Características do Mercado Global, Muitos Players Global, Players Mundiais Global, Poucos Players Mundiais Posição Brasileira Produção: 1 % Consumo: 2 % Produção: 4 % Consumo: 8% Produção: 1 % Consumo: 13 % Investimentos Programados China, Catar, Omã, Vietnam China, Brasil, África do Sul, Marrocos, Peru Em Estudo: Laos, Argentina e Tailândia Fonte: IFA, ANDA e PotashCorp. Inclui rocha fosfática, ácido sulfúrico, ácido fosfórico e MAP//DAP

7 RESERVAS MUNDIAIS DE POTÁSSIO Um assunto controverso Reserva bilhões de t Esgotamento* Fonte 8 a a 580 anos Mineral > 3 mil anos Orris et al. (2014) 250 > 8 mil anos Mineral... (2015) *considerando o consumo de fertilizantes potássicos no mundo de 31 milhões t de K 2 O por ano (FAO, 2015) Referências: MINERAL COMMODITY SUMMARIES 2009: Potash. Washington, DC: U.S. Geological Survey, Disponível em: Acesso em: 11 jan MINERAL COMMODITY SUMMARIES Reston: U.S. Geological Survey, DOI: / Orris et al. Potash a global overview of evaporite-related potash resources, including spatial databases of deposits, occurrences, and permissive tracts. Reston: U.S. Geological Survey, p. (Scientific investigations report S). DOI: /sir S.

8 RESERVAS MUNDIAIS DE POTÁSSIO (%) Minério (~18 bi t) Equivalente K 2 O (~3,5 bi t) %

9 CONSUMO MUNDIAL DE FERTILIZANTES POTÁSSICOS TOTAL: 26,50 milhões t de K 2 O Polônia 0,5 (1,8%) Bielorússia 0,7 (2,6%) Outros < 0,47 7,14 (27,0%) China 5,0 (19%) EUA 4,4 (16%) França 0,7 (2,8%) Brasil 3,7 (14%) Indonésia 0,8 (2,8%) Malásia 0,9 (3%) Índia 2,8 (11%) Fonte: IFA, 2009

10 O PESO DAS IMPORTAÇÕES NO SUPRIMENTO

11 PRINCIPAIS ORIGENS DAS IMPORTAÇÕES BRASILEIRAS DE POTÁSSIO A Rússia estabeleceu imposto de exportação para os fertilizantes potássicos em % 16% 19% 18% 12% 3% - Outros Fonte: ANDA/IFA

12 ORIGEM DO POTÁSSIO Todos os depósitos comerciais de potássio são de fontes marinhas: 1. Mares antigos (enterrados) 2. Depósitos de águas salgadas (salmouras)

13 Formação Evaporação pelo calor do sol Lago vai-vem Depósito de potássio

14 Alguns minerais comuns contendo potássio Mineral Composição Conteúdo K 2 O (%) Cloretos Silvinita KCl.NaCl 28 Silvita KCl 63 Carnalita KCl.MgCl 2.6H 2 O 17 Kainita 4KCl.4MgSO 4.11H 2 O 18 Sulfatos Polialita K 2 SO 4.2MgSO 4.2CaSO 4.2H 2 O 15 Langbeinita K 2 SO 4.2MgSO 4 22 Schoenita K 2 SO 4.MgSO 4.4H 2 O 23 Nitratos Salitre KNO 3 46 Fonte: IPNI, 2009 Outras rochas contendo K (feldspatos) menor apelo comercial

15 Obtenção dos Adubos Potássicos 1) Mineração convencional Poços e galerias carvão Profundidade: m 2) Mineração por dissolução Injeção de uma salmoura (KCl + NaCl) Bombeamento da solução para a superfície Profundidade > 1600m 3) Evaporação de águas salgadas Mar morto (Israel) Great Salt Lake (USA)

16 Minas de potássio - Depósitos profundos - Técnicas especiais de mineração Depósito de K - Profundidade pode limitar acesso Fonte: IPNI, 2009

17 Obtenção dos Adubos Potássicos 1) Mineração convencional de jazidas de potássio Abertura de poço até a camada de sais potássicos

18 - Abertura de galerias laterais (horizontais) - Remoção do minério das paredes das galerias com escavadeiras ou explosivos Fonte: IPNI, 2009

19 - Transporte com vagões ou correias transportadoras, e até a superfície por elevadores Fonte: IPNI, 2009

20 - Trituração e peneiramento. Nessa fase o produto tem apenas 10-20% K 2 O Fonte: IPNI, 2009

21 - Limpeza e deslamagem Potássio é lavado e agitado com uma solução salina saturada para remover argila e impurezas Fonte: IPNI, 2009

22 - Separação do KCl do NaCl por flotação (amida) Os minerais contendo K flutuam nas células de flotação e são retirados Fonte: IPNI, 2009

23 Etapa final - Secagem - Compactação - Moagem -O bloco compactado é moído e peneirado até o tamanho desejado (<2,0 mm) Fonte: IPNI, 2009

24 Cristalização Processo para produzir KCl totalmente solúvel - Quente: KCl é dissolvido em água fervente para dissolver NaCl e KCl, permitindo cristalização e separação Forma granular - Frio: Solubilidade do KCl é menor em baixas temperaturas do que o NaCl, permitindo cristalização e separação Forma solúvel Fonte: IPNI, 2009

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26 Obtenção dos Adubos Potássicos 2) Mineração por dissolução Usada quando a mina é muito profunda (>1200 m), quando o depósito é irregular ou está submerso. - Água salina aquecida é injetada na mina e circula para dissolver minerais potássicos das paredes da mina - Bomdas submersas succionam a solução para tanques de evaporação - Cristalização e decantação Fonte: IPNI, 2009

27 Exemplo de mineração por dissolução Fonte: IPNI, 2009

28 Obtenção dos Adubos Potássicos 3) Evaporação de águas salgadas Fonte: IPNI, 2009

29 Armazenamento

30 Transporte

31 PRINCIPAIS RECURSOS DE POTÁSSIO NO BRASIL Potássio da Amazônia (Fazendinha e Arari) 71 milhões t de KCl Potássio de Sergipe Silvinita Taquari Vassouras KCl = 6 milhões t 625 mil t/ano Santa Rosa de Lima KCl = 7 milhões t Sem previsão 300 mil t/ano 20 anos Carnalita Recurso total in situ 1, 2 milhão t/ano Após anos Fonte: Vale, 2009

32 Novos projetos - Vale Projeto Carnalita (Sergipe Brasil) - 1,2 mi t -1 ano -1 KCl Projeto Kronau (Saskatchewan, Canadá) estudo de pré-viabilidade - 2,9 mi t -1 ano -1 KCl Projeto Rio Colorado (Província de Mendoza - Argentina) - após ,3 mi t -1 ano -1 (CANCELADO EM MAR/2013) Explorar jazidas na Amazônia (Fazendinha e Arari)

33 MINA DE KCl TAQUARI-VASSOURAS Taquari-Vassouras, Rosário do Catete/SE

34 34 UM NOVO FERTILIZANTE POTÁSSICO Polysulphate é a marca comercial para o fertilizante extraído da polyhalita, um mineral natural, cuja fórmula química é: K 2 Ca 2 Mg(SO 4 ) 4. 2(H 2 O) Formação durante evaporação de mares pré históricos.

35 35 Mina do Polysulphate A mina está localizada dentro do North Yorkshire Moors National Park na costa nordeste da Inglaterra.

36 Mina do Polysulphate 36

37 37 Polysulphate - Oportunidades no Brasil 19,2% 14% K 2 O 3,6% 12% Três sulfatos naturais em mesmo mineral Todos no mesmo grânulo Não é mistura de grânulos

38 Características dos Principais Adubos Potássicos Propriedades KCl K 2 SO 4 K-MAG KNO 3 KNO 3 NaNO 3 K 2 O (%) S (%) MgO (%) N (%) Cl (%) Na (%) Índice salino Cor Branco Róseo Branco Branco Róseo Branco Róseo Polisulfato (polialita): 19%S, 14%K 2 O, 12% Ca e 4% Mg

39 EQUILIBRIO DO K NO SISTEMA SOLO-PLANTA K na planta K em fertilizante K na solução do solo K trocável K não trocável K lixiviado K mineral Fonte: Raij (1991)

40 Fatores que Influem na disponibilidade de K para as plantas (1) Textura do solo Solos mais ricos em MO e argila maior CTC maior adsorção mais K- trocável menor perda por lixiviação (2) Reação do solo (ph) Em solos ácidos a CTC está preenchida principalmente com H menos K-trocável maior perda por lixiviação

41 Calagem diminui perdas de K por lixiviação em solos ácidos: - Devido à menor competição com H + e Al 3+ trocáveis - Aumento na CTC efetiva (ph dependente) Fonte: Brady and Weil (2008)

42 Conseqüências Práticas (1) Solos com textura mais arenosa menor CTC o potássio colocado como adubo ficará praticamente na solução do solo. Ocorre Absorção de luxo Perdas por lixiviação Logo, aplicar: - Doses menores de K - Parcelar adubação potássica (2) Solos com textura mais argilosa maior CTC ou ainda, solos com mais calagem (mais Ca ++ e Mg ++ ) Logo, aplicar: - Doses maiores de K - Menor necessidade de parcelamento

43 PARCELAMENTO DA ADUBAÇÃO POTÁSSICA CANA-DE-AÇÚCAR LVA, textura arenosa. Igarapava/SP Cobertura aos 6 meses Produtividade (t ha -1 ) b b a a b S - 0 C 90 S - 30 C 60 S - 60 C 30 S - 90 C 0 S C Fonte: Lana et al. (2004) Revista STAB

44 SALINIDADE DO CLORETO DE POTÁSSIO Fonte: Fancelli (dados não publicados)

45 Fontes alternativas de K Cinzas vegetais K 2 O% Madeira 5-25 Palha de café Casca de arroz 1-2 Torta de algodão 8-30 Resíduo de melaço Outros resíduos K 2 O% Vinhaça 0,30

46 INTERPRETAÇÃO DE ANÁLISE DE SOLO Com base no teor no solo A) Resina (São Paulo) Teor Muito baixo Baixo Médio Alto Muito alto Produção Relativa % >100 >100 Teor de K Resina mmol c dm ,7 0,8 1,5 1,6 3,0 3,1 6,0 > 6,0 Fonte: Raij et al. (1997) 1,0 mmol c dm -3 K = 96 kg ha -1 de K 2 O

47 INTERPRETAÇÃO DE ANÁLISE DE SOLO Proporção de bases na saturação da CTC Ca ++ > Mg ++ > K + - Série Liotrópica V% K%T Mg%T Ca%T Fonte: Vitti, G.C.

48 FERTILIZANTES CÁLCICOS E MAGNESIANOS

49 INTERPRETAÇÃO DE ANÁLISE DE SOLO A) Resina (São Paulo) Teor Ca 2+ trocável Mg 2+ trocável mmol c dm -3 Baixo Médio Alto > 7 > 8 Fonte: Raij et al. (1997)

50 Principal fonte de Ca e Mg para as plantas: Calcários Escolha do Tipo de Calcário a) Teor de Mg do solo b) Exigências da cultura quanto ao Mg

51 Corretivos de acidez (Legislação) Material PN (Eq CaCO 3 ) CaO + MgO mínimo PRNT mínimo % % % Calcário Agrícola Calcário Calcinado Agrícola Cal hidratada agrícola Cal Virgem agrícola

52 Apesar de todos estarem de acordo com a Legislação, há grande variação na composição dos calcários! Porcentagem CaO MgO PRNT Tipo de calcário

53 OUTRAS FONTES DE CÁLCIO E MAGNÉSIO Fontes de Cálcio a) Gesso Agrícola Usos: Fontes de S: 15% S Fontes de Ca: 20% Ca Condicionador do solo Corretivo de solos sódicos

54 b) Outras Fontes de Ca b1) Superfosfatos % CaO SPS 20 SPT 10 Termofosfato 30 b2) Adubos Nitrogenados % CaO Nitrato de Cálcio (Calcário + HNO 3 ) 26 Nitrocalcio (Calcário + NH 4 NO 3 ) 10

55 b3) Adubos Potássicos % CaO Cinzas 3,5 19 b4) Outros % CaO Calcário Calcinado 42 Cal Virgem 68 Cal Hidratada 50 Escória de Siderurgia 30 CaCl 2 38

56 Fontes de Mg Via Solo (30-40 kg ha -1 MgO) % MgO Termofosfato 16 Óxido de Mg 90 K MAG 18 Kieserita (MgSO4.H2O) 27 (16,2%Mg, 22%S) Via Foliar % MgO Epsomita (MgSO 4-7H 2 O) 16 (9,6%Mg, 13,0%S) MgNO

57 RESUMO: Fontes de K

59 RESUMO: Fontes de K (Mg)

61 RESUMO: Fontes de Ca e Mg Calcários CaCO 3.MgCO % CaO 4-18% MgO Economia Correção da acidez Fornecimento de Ca e Mg

62 RESUMO: Fontes de Ca Gesso agrícola CaSO 4 20% Ca 15% S Economia Neutralização do Al Fonte de S Óxido de magnésio 54-58% Mg Ex: Q-MAG (Magnesita)

63 RESUMO: Fontes de Ca e Mg Óxido de Magnésio Calcinação do calcário 95%MgO (55% Mg) Alto PRNT kg ha -1 MgO Produto comercial: QMAG

64 RESUMO: Outras fontes Ca Mg Superfosfato simples (20% CaO) Superfosfato triplo (10% CaO) Termofosfato magnesiano (30% CaO) Nitrato de cálcio (26% CaO) Termofosfato magnesiano (16% MgO) K-Mag (18% MgO) Multifosfato magnesiano (5% MgO) Kieserita (27% MgO) Sulfato de magnésio (16% MgO)

65 Quanto mais eu treino mais eu tenho sorte. Tiger Woods Obrigado.