UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE SOLOS FERTILIDADE DO SOLO NITROGÊNIO OCORRÊNCIA FENÔMENOS ADIÇÃO MANEJO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE SOLOS FERTILIDADE DO SOLO NITROGÊNIO OCORRÊNCIA FENÔMENOS ADIÇÃO MANEJO

2 E a ciclagem com as culturas comerciais? Cultura Partes da Quantidade de nutrientes- kg/ha planta N P 2 O 5 K 2 O Milho kg/ha Trigo kg/ha Soja kg/ha Grãos Restos TOTAL Grãos Restos TOTAL Grãos Restos TOTAL Logo: Ciclagem é a base para melhoria do solo e produção

3 OCORRÊNCIA: Ar: 79 % Solo: 0,05 a 0,5 % Aquisição de N: gramíneas X leguminosas

4 Semeadura Emergência Em gramíneas Ex: Milho Florescimento

5 Colheita Pesagem Adubação nitrogenada com URÉIA Semead.=20 Cobert.=70 0 Com e sem N

6 Milho, safra 2000/01, UFSM Adubação nitrogenada com Dejeto líquido de suínos

7 Raiz com nódulos N 2 Nitrogenase NH 3 Corte transversal dos nódulos Bactérias fixadoras de N 2 no interior dos nódulos

8 E a absorção de N pelas plantas?

9 Bactérias: o que interfere na sua presença? SISTEMA DE CULTURA MASSA NÓDULOS SECOS FEIJÃO mg/planta Ervilhaca e feijão (PK) Tremoço e feijão (PK) Aveia e feijão (PK) Pousio inverno e feijão (PK) Pousio inverno e feijão(npk) Aita et al. (1994) em Santa Maria

10 SOJA: N-MINERAL/INOCULAÇÃO TRATAMENTOS PROD.GRÃO-Kg/ha Sem inoculante e sem N-mineral Com inoculação e sem N-mineral N-mineral na semeadura N-mineral, soja com 2 folhas N-mineral, soja com 3 folhas N-mineral, início florescimento N-mineral, pleno florescimento Barni et al. (1978), Júlio de Castilhos 45 kg/ha de N-uréia De 2 a 7 soja inoculada

11 Plantio direto = Aumento MO no solo

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13 E o manejo do solo? CONVENCIONAL X PLANTIO DIRETO O QUE MUDA NO MANEJO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA? Simplesmente planejar melhor a lavoura Aumenta a probabilidade de resposta à adubação nitrogenada mais do que alterar a dose Possibilidade de maior produção sem N

14 Plantio direto = Possibilidade de incremento nos teores de matéria orgânica no solo Qual a relação disso com adubação nitrogenada? Aumentam as reservas de N no solo Permite uma taxa de liberação do N acumulado nos resíduos e no solo mais bem distribuída durante o ano Pode proporcionar maior eficiência no uso do N aplicado pelas vantagens à absorção de outros nutrientes

15 Nitrogênio: Deve-se considerar: Qual a fonte a utilizar? Quanto custa o kg de N em cada fonte? Porque varia o preço, o teor de N e, por conseqüência, a quantidade a aplicar. Qual a eficiência do N aplicado com cada fonte Dificuldade de manejo

16 Demonstrativo de custos da adubação nitrogenada em cobertura para uma lavoura de 50 hectares de milho, aplicando-se 60 kg/ha de N em cobertura, considerando-se a eficiência estimada, devido as perdas potenciais por volatilização, formas de aplicação e fontes de N. Fontes de N Eficiência Aplicar Custos R$ Custo total Nitrogênio % estimada kg/ha Adubo Aplicação R$ Uréia superficial ,00 180, ,00 Uréia incorporada ,00 480, ,00 Nitrato de amônio ,00 180, ,00 Sulfato de amônio superficial ,00 180, ,00 a) Preço/tonelada: R$ 425,00; 405,00 e 449,00 para uréia, sulfato e nitrato de amônio, respectivamente, o que corresponde a um custo/kg de N de R$ 0,94 para uréia, R$ 1,92 para sulfato de amônio e R$ 1,36 para o nitrato de amônio. Fonte: Cooperativas do Planalto. Ceretta et al. 2003

17 Por que a eficiência é tão importante? Nenhum outro nutriente aplicado sofre tantas influências no solo. Qual o problema? Perdas potenciais devido: Volatilização de amônia (N-NH 3 ) = Uréia Lixiviação de nitrato (N-NO 3 ) Escoamento de N na superfície

18 (NH 4 ) 2 SO 4 NH 4 NO 3 NH 3 Gás N 2 O CO-(NH 2 ) 2 N-NH + 4 NH 3 NO - 2 NO - 3 NH 4+ e NO 3 - NO 3 -

19 Por que as perdas de N por volatilização de amônia podem ser significativas com o uso da uréia? Uréia Enzima CO(NH 2 ) H 2 O + UREASE: Gera: fi (NH 4 ) 2 + CO 2 + H 2 O fi 2 NH 3 + CO 2 + H 2 O Onde está o problema? NH 3 éum gás

20 Porcentagem de perdas N- NH Volatilização de amônia Inverno Verão Doses de esterco - m 3 ha -1 Basso et al.(2004)

21 Qual a relação desta reação da uréia no solo com: Plantio convencional X plantio direto O menor contato dos grânulos da uréia com o solo, devido a presença de palha na superfície, pode favorecer as perdas por volatilização no plantio direto. Porque? A enzima urease está presente na interface solo-atmosfera e também nos resíduos culturais, além do maior teor de MO no solo favorecer sua síntese microbiana Como contornar? Incorporar ao solo Mecanicamente ou usando a água como veículo

22 Dados clássicos:

23 Comparação entre fontes de N e formas de aplicação Fontes de Nitrogênio Aplicação superficial do N kg/ha Aplicação incorporada do N kg/ha Média Média Média fontes Uréia b Sulfato de a amônio Nitrato de amônio a Média 8792B 9276A 9672A 8926B 9755A 9950A Média aplicação B A --- Adubação de base (kg/ha)= N=30; P 2 O 5 =75; K 2 O=60+30; Zn= 0,75; B=0,25. Fonte: SLC Agrícola Ltda.

24 Por que a eficiência é tão importante? Nenhum outro nutriente aplicado sofre tantas influências no solo. Qual o problema? Perdas potenciais devido: Volatilização de amônia (N-NH 3 ) = Uréia Lixiviação de nitrato (N-NO 3 ) Escoamento de N na superfície

25 Evidência da lixiviação de N mineral no solo (Fonte uréia). Santa Maria - RS Chuvas normais Prof. - cm Chuvas acima do normal 1996/97 kg de N ha /98 kg de N ha Prof. - cm

26 Porque a lixiviação é tão intensa? Rapidamente se transforma em NO 3- e a adsorção é insignificante 100 N-NH 4 + e N-NO mg/l N-NH4 + N-NO3 - MS do esterco = 9,94% N = 602 kg/ha P = 167 kg/ha Dias após aplicação do esterco

27 7.000 N total (mg kg 1 ) m 3 ha m 3 ha m 3 ha ,5 2, Profundidade de solo (cm) Figura 2: Nitrogênio total em solo com pastagem natural após 4 anos de aplicação de esterco líquido de suínos.

28 Interessa à planta a origem do N à sua nutrição? NÃO! Quando a origem do N for: Matéria orgânica do solo Fertilizantes Resíduos vegetais (leguminosas X gramíneas) Biomassa microbiana Para isso: Como pode-se encarar a imobilização microbiana? Como armazenar um nutriente tão móvel? Na matéria orgânica do solo, no tecido vegetal e na biomassa microbiana

29 Como interpretamos resultados como este, pensando em plantio direto? Matéria seca (kg/ha) Ervilha forrageira Y = 2620,96-345,03Ln X R 2 = 0,96 Ervilhaca comum Y = 2449,16-155,96X 1/2 R 2 = 0,84 chícharo Y = 3509,85-227,17X 1/2 R 2 = 0,95 Tremoço azul Y = 5166,57-356,72X 1/2 R 2 = 0,95 Aveia preta Y = 3694,02-10,01 X R 2 = 0, Dias após manejo Da Ros & Aita, 1996

30 6,0 Rendimento de grãos de milho Rendimento de grãos (t ha -1 ) 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 Da Ros & Aita (1996) Eq N = 90 N Chícharo Pousio Ervilha forrageira Ervilhaca Aveia Tremoço azul Doses de N (kg ha -1 )

31 Rendimento de grãos de milho após as espécies de inverno, em diferentes doses de nitrogênio, 1999/00. Rendimento de Grãos (Mg ha -1 ) Eq N = 60 N 100% AP 100% EC 100% NF 15% AP + 85% EC 45% AP + 55% EC Pousio Doses de N (kg ha -1 )

32 Recomendações de adubação nitrogenada para a cultura do trigo(até 2t/ha), RS/SC. CQFS-RS/SC (2004) Teor de matéria Cultura precedente orgânica do solo Soja Milho % ----kg/ha de N , ,6 5, > 5, Mas...expectativa de produtividade: Para cada t de grãos + 20 e 30 kg/ha após leguminosa e gramínea, respectivamente Gramíneas estação fria: Até 180 e agora até 150 kg/ha de N na edição 2004

33 Recomendações de adubação nitrogenada para a cultura do milho(até 4t/ha), RS/SC. CQFS-RS/SC (2004) M.O. Cultura antecedente solo Leguminosa Cons/pous. Gramínea % kg/ha , ,6 5, > 5, Mas..expectativa de produtividade: Para cada t de grãos + 15 kg/ha E a matéria seca da cultura antecedente? Alta produção de matéria seca de gramínea? Mais 20 kg/ha. Após leguminosa ou consórcio? Menos 20 kg/ha. Faixas de produtividade de grãos: 4; 4 a 6; 6 a 8 e > 8 t/ha Nossa!!!!!!! Quanta coisa!!!!

34 Se altera a MO no PD, altera recomendação de N? Quanto?? O que mudou nas recomendações de N do convencional para o plantio direto? Ex: RS e SC Edição Recomendação de N kg/ha Mínimo Produtividade de milho de 6 t/ha Máximo a Produtividade de trigo até 2 t/ha Mas isso é o mais importante? Não

35 COMO PLANTAS DE COBERTURA DEVEM SER VISTAS NO PLANTIO DIRETO? No plantio direto precisamos da manutenção de palha na superfície do solo e ter sempre plantas crescendo Ex: Porque pode ser bom aveia antes do milho? Sim para produzir e manter palha sobre o solo Não para disponibilizar o N acumulado para o milho em sucessão (considerando as expectativas) Por isso: Isso é ruim? Não!! O N aplicado no perfilhamento da aveia émais importante àprodução de massa da aveia do que em transferir N para o milho em sucessão. Nossa preocupação? Qual o melhor ambiente para o uso mais eficiente do N do solo e N aplicado com fertilizantes

36 Comum: Gramínea no inverno para pastagem e grãos no verão. Isso determina o manejo do N na gramínea no inverno 8,6 115 Materia seca da aveia preta - Mg ha -1 8,4 8,2 8,0 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 --- Matéria seca --- N acumulado Doses de N no perfilhamento da aveia preta - kg ha -1 Produção de matéria seca e N acumulado até o florescimento pela aveia preta, com diferentes doses de N aplicado no perfilhamento, média dos anos agrícolas 1999/00 e 2000/01. Cel. Bicaco,RS N cumulado na aveia preta kg ha -1 Ceretta et al. 2001

37 Na interpretação agronômica: Milho após gramínea pode significar menos N às plantas de milho, principalmente no início do ciclo. Isso éatribuído a: a) alta relação C/N da gramínea cultivada antes do milho; b) imobilização microbiana. Logo: Quando milho após aveia é recomendável aumentar a disponibilidade de N no início do crescimento do milho. Como fazer isso? Aplicando N em pré-semeadura do milho? EVITAR!!

38 Para entender o motivo do evitar épreciso considerar ÉPOCAS DE APLICAÇÃO DO N Por que época de aplicação étão importante? 1 o Sincronismo entre a taxa de liberação do N do solo ou de resíduos vegetais, com a taxa de absorção pelas plantas 2 o Alta mobilidade do N no solo = favorece perdas de N por lixiviação

39 Evidência da lixiviação de N mineral no solo (Fonte uréia). Santa Maria - RS Chuvas normais Prof. - cm Chuvas acima do normal 1996/97 kg de N ha /98 kg de N ha Prof. - cm

40 96/97: Chuva normal 97/98: El Niño

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42 Rendimento de grãos - Mg ha Ano agrícola 1997/98, UFSM com El niño Aveia Aveia + Ervilhaca Nabo Épocas de aplicação do Nitrogênio Corresponde ao N aplicado na pré semeadura, semeadura e cobertura

43 Por que éuma atitude de risco do produtor aplicar N em pré-semeadura do milho? 1 o Sincronismo entre a taxa de liberação do N do solo, de resíduos vegetais ou fertilizantes, com a taxa de absorção pelas plantas 2 o Alta mobilidade do N no solo = favorece perdas de N por lixiviação O que fazer? Evitar aplicar menos que 30 kg/ha de N na semeadura do milho após gramínea, compatibilizando fórmulas comerciais com quantidades aplicadas.

44 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, m 3 ha m 3 ha -1 N P K Ca Mg Nutrientes Figura 5: Eficiência de aquisição de nutrientes (kg de nutriente absorvido por kg de nutriente aplicado) em pastagem natural com aplicação de esterco líquido de suínos.

45 Como as plantas podem melhor aproveitar o N, que é muito móvel no solo?

46 10 0 Resistência à penetração - MPa 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 Profundidade - cm Figura 1 - Resistência do solo a penetração, medida com um penetrógrafo.

47 ESTÁDIOS FENOLÓGICOS DA CULTURA DO MILHO Definição da produção Potencial Definição do Nº de fileiras Definição do tamanho da espiga Definição de peso de grão Germinação Emergência 0 4 folhas 8 folhas 12 folhas Pendoamento Florescimento Grão leitoso Grão pastoso Grão farináceo Farináceo duro Maturação fisiológica a Semanas após a emergência Dias após a polinização

48 MÁXIMA EFICIÊNCIA TÉCNICA E MÁXIMA EFICIÊNCIA ECONÔMICA EXPERIMENTO DE CRUZ ALTA COM IRRIGAÇÃO Ano agrícola MET MEE kg ha / / / Fonte: Ceretta et al.

49 Empresas produtoras de matérias primas nitrogenadas. EMPRESA PRODUTO MATÉRIA PRIMA CAPACIDADE (t dia -1 ) Ultrafértil Cubatão Amônia 550 (SP) Nitrato Gás de - Uran refinaria - Nitrocalc. - Araucária Amônia Resíduo 1295 (PR) Uréia asfáltico 1975 Nitrofértil Camaçari Amônia Gás 1500 (BA) Uréia natural 1500 Laranjeiras Amônia Gás 1250 (SE) Uréia natural 1800

50 Amônia anidra: gás liquefeito 82% de N Todos os fertilizantes nitrogenados derivam da amônia anidra Ác. nítrico CO 2 Nitrato de amônio Uréia URAN Amônia H 2 SO 4 Sulfato de amônio H 3 PO 4 MAP/DAP Franco, 2007

51 Nitrato de amônio - NH 4 NO 3 34% de N GARANTIA MÍNIMA Sólido perolado ou granulado Menor perda por volatilização e menor acidificação do solo Sulfato de amônio - (NH 4 ) 2 SO 4 Sólido cristais ou granulado Presença de S (24%) Brasil é o maior importador mundial 21% de N Uréia CO(NH 2 ) 2 46% de N Sólido pérola ou grãos Menor custo de produção em relação aos demais Perdas no solo 50% do consumo mundial

52 URAN CO(NH 2 ) 2 + NH 4 NO 3 32% de N Líquido mistura 1:1 entre uréia e nitrato de amônio Baixo consumo no Brasil CLORETO DE AMÔNIO NH 4 Cl 28% de N DIAMÔNIO FOSFATO (DAP) -(NH 4 ) 2 HPO 4 16% de N, além dos 48% de P 2 O 5 MONOAMÔNIO FOSFATO (MAP) -NH 4 H 2 PO 4 09% de N, além dos 48% de P2O5

53 Considerações finais O N é um dos nutrientes que exige maiores cuidados no manejo, especialmente pela sua alta mobilidade no solo Manejar N é, antes de tudo, adotar estratégias para a conservação do solo, visando manter teores de matéria orgânica em teores adequados. Manejar N é entender o significado de uma rotação de culturas, ou seja, é saber o que significa cultivar uma gramínea sobre resíduo de gramínea, por exemplo. Dose de N relaciona-se com produtividade mas também com qualidade da água, pelo potencial contaminante com nitrato. O fato das fontes de fertilizantes nitrogenados serem produzidos, a partir de derivado do petróleo significa alto custo.

54 LEITURA: Capítulo 9 -Nitrogênio e adubos nitrogenados Pg Livro: Bissani et al. Fertilidade dos solos e Manejo da adubação de culturas (UFRGS, 2004) Ou capítulo 12 pg da versão 2008 do livro.