USO EFICIENTE DO N NA AGRICULTURA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE SOLOS PROGRAMA DE PÓSGRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO USO EFICIENTE DO N NA AGRICULTURA MITIGAÇÃO DAS PERDAS DE N DE FERTILIZANTES NITROGENADOS PELO USO DE INIBIDORES ENZIMÁTICOS Prof. Celso Aita celsoaita@gmail.com Araxá/MG, Setembro de 2014

2 NH 3 Ureia N 2 V FBN N 2 O Consumo animal Ur Planta Resíduos Culturais NO min org Mo Nd NH 4 Ni NO 2 Ni NO 3 Des NO 2 Dejetos NH 3 Im Im Mo Am Re Ativa Ri Matéria Orgânica do Solo Lx Stark & Richards (2008) Passiva

3 Tendências quanto ao uso de diferentes fontes de N Aumento no uso agrícola de dejetos de animais Redução no uso de fertilizantes à base de NO 3 Aumento no uso de Ureia

4 Aumento no solo de N nas formas de: Namídico (Ureia) Namoniacal NH 4 + NH 3 (Dejetos)

5 Aplicação de ureia em condições de plantio direto

6 Rápida hidrólise da ureia pela enzima Urease Hidrólise enzimática da ureia em solos com ph < 6,3 (KOELLIKER & KISSEL, 1998): CO(NH 2 ) 2 + 2H + + 2H 2 O urease 2NH H 2 CO 3 Hidrólise enzimática da ureia em solos com ph > 6,3 (KOELLIKER & KISSEL, 1998): urease CO(NH 2 ) 2 + H + + 2H 2 O 2NH H 2 CO 3

7 N inorgânico (kg N ha 1 ) Amonificação e Nitrificação do Nureia (100 kg N ha 1 ) 80 NNH 4 + NNO Tempo após aplicação da ureia (dias) Pesquisa em andamento, UFSM (trigo)

8 Consequências da rápida hidrólise da ureia Perdas potenciais de N por emissões gasosas (volatilização de NH 3 e emissões de N 2 O e N 2 pela nitrificação/desnitrificação) e lixiviação de NO 3 Poluição ambiental: Acidificação de ecossitemas Emissão indireta de N 2 O 100 kg NNH 3 1 kg de NN 2 O (IPCC 1996) Contaminação do lençol freático Redução no fornecimento de N às culturas

9 NNH 3 acumulado (kg ha 1 ) Volatilização de NH Controle Ureia Tempo após aplicação da ureia (dias) Pesquisa em andamento, UFSM (trigo)

10 NNH 3 volatilizado (% do N adicionado) Volatilização de amônia (NH 3 ) em solo incubado com UREIA e INIBIDORES Ureia P1 P2 P3 P4 P5 P Pesquisa em andamento UFSM (laboratório) Dias após a aplicação da Ureia AITA et al. (2015)

11 Problemas potenciais Alta emissão Direta e Indireta de N 2 O Desnitrificação N 2 Volatilização N 2 O NH 3 N 2 O N 2 O NH 4 + NO 2 NO 3 Nitrificação

12 Alternativas para mitigar as perdas de N UREIA Inibidores da Urease Tiofosfato de N(nbutil ) triamida NBPT S CH 3 (CH 2 ) 3 N P NH 2 H NH2 Fosfato de N(nbutil) triamida NBPTO O CH 3 (CH 2 ) 3 N P NH 2 H NH2

13 NNH 3 volatilizado (kg ha 1 ) Volatilização de NH 3 UREIA e URINA + NBPT Sem IN Com IN 38,1 50,3 35,0 31 % % NH 3 12, UREIA URINA Aita et al. (FERTBIO 2014)

14 Perdas de N por volatilização de amônia (NH 3 ) medidas em ensaio de campo conduzidos no Brasil. Fonte: Cantarella et al. (2005) Cultura/Local Volatilização de NH 3 UREIA UREIA+NBPT Eficiência NBPT % do N aplicado % Milho Mococa Milho Rib. Preto Milho Mococa % Milho e Pindorama Pastagem Pastagem Pastagem % Pastagem Média

15 NN 2 O emitido (g ha 1 ) Emissões de N 2 O UREIA + NBPT Sem IN % Com IN % % N 2 O SanzCobena Abalos et al. Ding et al. Aita et al. (FERTBIO 2014)

16 APLICAÇÃO DE DEJETOS EM PLANTIO DIRETO

17 NNH 3 volatilizado (kg ha 1 ) Volatilização de amônia (NH 3 ) após aplicação de Dejetos de Suínos no Milho Testemunha Dejeto Superfície Tempo (h) GONZATTO (2012)

18 Proporção entre NH 4 + e NO 3 (%) Proporção entre NH 4 + e NO 3 na camada 060 cm do solo. 100 Dejetos de suínos = 90 kg NNH 4 + ha NH 4 + NO Aita et al. (2007) TEMPO (DIAS)

19 Profundidade (cm) Nitrato no perfil do solo com a aplicação de dejetos líquidos de suínos 0 NNO 3 (kg ha 1 ) dias 30 0 m 3 40 m 3 80 m Aita et al. (2007)

20 Alternativas para mitigar as perdas de N Emissões gasosas de N (NH 3 e N 2 O/N 2 ) Lixiviação de NO 3 Redução na emissão NH 3 em SPD Injeção dos dejetos no solo

21 FERTBIO 2014 ARAXÁ/MG Mitigação das perdas de N..., Aita et al. (2014) Alternativas para mitigar as perdas de N Emissões gasosas de N (NH 3 e N 2 O/N 2 ) e Lixiviação de NO 3 DEJETOS DE ANIMAIS (Fezes + Urina + H 2 O lavagem, etc) Redução emissão de NH 3 Injeção FOTO Maq. injetora

22 FOTO Maq. injetora

23 NNH 3 volatilizado (kg ha 1 ) Volatilização de amônia (NH 3 ) após aplicação de Dejetos de Suínos no Milho Tempo (h) Testemunha Dejeto Superfície Dejeto Injetado GONZATTO (2012) 95%

24 NN 2 O acumulado (g ha 1 ) Emissão de N 2 O x modo de aplicação dos dejetos em SPD Testemunha DLSSup. DLSInj.

25 Desnitrificação Volatilização DCD (IN) N 2 N 2 O NH 3 N dejetos N 2 O N 2 O Nmineral 60% NH 4 + AMO NO 2 NO 3 Norgânico 40% Nitrificação Lixiviação

26 NN 2 O acumulado (g ha 1 ) Emissão de N 2 O x modo de aplicação dos dejetos em SPD x DCD Aita et al. (2014). Journal of Environmental Quality, 43:

27 NNH 3 volatilizado (kg ha 1 ) Volatilização de NH 3 após aplicação de Dejetos de Suínos e DCD no Milho Tempo (h) Testemunha Dejeto Superfície Dejeto Injetado Dej. Sup. +DCD GONZATTO (2012)

28 NNO 3 lixiviado (kg ha 1 ) DCD NO % Sem IN Com IN % 20 5 Ureia Urina Dejeto Suíno 78 % Aita et al. (FERTBIO 2014)

29 Uso de inibidores de urease e nitrificação Volatilização de amônia Absorção pela planta Desnitrificação (N 2 O, NO, N 2 ) Nitrificação NBPT DCD RNH 2 NH 4 + NO 2 NO 3 Inibidor da urease Inibidor de nitrificação Lixiviação

30 Produtividade de grãos (kg ha 1 ) Acúmulo de N (kg ha 1 ) Rendimento de grãos de Arroz com o uso de UREIA e UREIA+NBPT % Ureia 160 Ureia Ureia+NBPT 8000 Ureia+NBPT 16 % PRODUTIVIDADE 0 ACUMULO ACUMULO DE NDE N SCIVITTARO et al. (2010)

31 Produtividade do Milho (Mg ha 1 ) Produtividade do Milho em 3 doses de NUREIA Efeito do uso de inibidor de urease NBPT sobre a média de produção de milho em 3 anos sucessivos. 9,0 UREIA UREIA+NBPT 11% 11% 5% 6,0 3,0 0,0 56 kg N 111 kg N 167 kg N Fox & Piekiellek (1993)

32 Produtividade de Grãos (Mg ha 1 ) DCD Produtividade das culturas ,1 9,0 9,6 7 % Testemunha Dejeto Suíno Dejeto + DCD 6 4 3,6 3,9 8 % 2 2,0 0 MILHO TRIGO Schirmann et al. (2013)

33 N acumulado (kg ha 1 ) DCD Acúmulo de N pelas culturas % Testemunha Dejeto Suíno Dejeto + DCD % MILHO TRIGO Schirmann et al. (2013)

34 Considerações finais e desafios à pesquisa Os inibidores enzimáticos (da urease e de nitrificação) reduzem as perdas de N Os aumentos proporcionados pelos inibidores na eficiência de uso do N e na produtividade das culturas são menos evidentes do que o seu efeito na redução das perdas de N O desafio maior com o uso dos inibidores consiste em compatibilizar eficência técnica, econômica e ambiental Dejetos + DCD na adubação de base e ureia (+ NBPT???) em cobertura