Fertilizantes Organominerais: Aspectos Mercadológicos e Tecnológicos

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1 Fertilizantes Organominerais: Aspectos Mercadológicos e Tecnológicos José Carlos Polidoro Vinicius Benites Juliano Corulli Correa June F. S. de Menezes Paulo César Teixeira Embrapa Solos Embrapa Solos Embrapa Suínos e Aves Universidade de Rio Verde Embrapa Solos

2 Aspectos Mercadológicos Mercado Nacional

3 Mil ton Crescimento = 16% aa. Em 2012 = 10% consumo NPK no Brasil Ano Fertilizantes OM Nutrientes /1000 Fonte: Junqueira, A. (2006), Abisolo (2013), Empresas do Setor e MAPA (2013) Elaborado por Polidoro, J.C. (2013)

4 Fatores determinantes do mercado de fertilizantes organomineiras: Até 2005 Entregas destinadas a mercado especializados (horticultura, jardinagem, etc) Após 2006 Ampliação de mercado para produção de grãos, fibras e cana-de-açúcar Motivos: 1- Aumento dos preços dos commodities (relação de troca positiva para agricultor) 2 Imagem dos fertilizantes organominerais de eficiência agromônica aumentada

5 Preparado por: Prado, R.B.; Laforet, M.R.C.; Pereira, A.M. & Polidoro, J.C. (2013).

6 Restrições de mineração nas regiões de expansão do setor de FOM Mapa de disponibilidade e restrições da TURFA no Brasil

7 Área Plantada com Cana-de-açúcar Safra GO SP Fonte: CanaSat.

8 Distribuição da avicultura corte no Brasil

9 CENTRO OESTE 13,4 % Distribuição da suinocultura no Brasil

10 Questão Há matéria prima suficiente para atender a demanda para a produção da fração orgânica do fertilizante no Brasil?

11 Estado da Federação NPK torta de filtro NPK vinhaça NPK total mil toneadas de nutrientes TOCANTINS RONDONIA R. G. SUL CEARÁ AMAZONAS PARÁ PIAUÍ SERGIPE MARANHÃO BAHIA R. G. NORTE RIO DE JANEIRO ESPIRITO SANTO PARAIBA MATO GROSSO MATO GROSSO DO SUL PERNAMBUCO ALAGOAS GOIÁS MINAS GERAIS PARANÁ SÃO PAULO REGIÃO CENTRO-SUL REGIÃO NORTE-NORDESTE BRASIL Conteúdos de NPK nos subprodutos do Setor Sucroalcooleiro no Brasil safra 2008/9 Fonte: Única, (2010), Moura, T., (2010), Luz,Vitti, G.C. (2011), Cetesb (1982) preparado por Polidoro, J. C. (2013)

12 IBGE (2010) 38,4 milhões de suínos Conteúdos de NPK resíduos da suinocultura no Brasil m 3 de dejetos ano 3,7 kg N m 3 3,3 kg P 2 O 5 m 3 1,9 kg K 2 O m mil t N 348 mil t P 2 O mil t K 2 O Fonte: IBGE (2010), Embrapa Suínos e Aves (2010), Preparado por Corrêa, J.C.; Benites, V.M. e Polidoro, J.C. (2012)

13 IBGE (2010) 5,8 bilhões de aves Conteúdos de NPK resíduos da avicultura de corte no Brasil milhões de toneladas de cama (MN) 30 kg N t 32 kg P 2 O 5 t 44 kg K 2 O t 240 mil t N 256 mil t P 2 O mil t K 2 O Fonte: IBGE (2010), Embrapa Suínos e Aves (2010), Preparado por Corrêa, J.C.; Benites, V.M. e Polidoro, J.C. (2012)

14 Quantidade de nutrientes/ano 1 Fonte de resíduos N P 2 O 5 K 2 O x 1000 toneladas Bovino de corte Sucroalcooleiro Suinocultura Avicultura de corte 240,0 256,0 352,0 Total (1130) 1.701(921) 3.600(1990) Estimativa da quantidade anual de nutrientes NPK presentes resíduos em resíduos dos sistemas de produção de bovinos, suínos, aves de corte, e sucroalcooleiro no Brasil (Polidoro, J.C.( 2010)) 1 Calculo obtido a partir do valor da produção nacional multiplicado pelo teor médio de nutrientes nos respectivos resíduos definidos em publicações científicas (Konzem, 2009; Luz & Vitti, 2009; Oliveira, 1993, SBCS-ROLAS, 2004); 2 considerando apenas as fezes e urinas do rebanho de bovinos de corte em confinamento, abatidos em frigorífico, que é estimado em 30% do rebanho total nacional

15 Produção 26% 6% 45% Importação 76% 55% 94% Fonte: ANDA e SIACESP, AMABrasil Extraído de ANDA, 2011, Roquetti Filho, 2012 e atualizado por Polidoro, 2012 Nitrogênio Fósforo Potássio Consumo Brasileiro, importação e produção nacional de NPK 2012

16 Plano Nacional de Fertilizantes em revisão final Entregue em março de 2010.

17 Plano Nacional de Fertilizantes (MAPA / MME, 2010) Incentivos a implantação de Plantas: Sudoeste do Goiás Região de Rio Verde com capacidade de 200 mil toneladas / ano Paraná - Região de Cascavel com capacidade de 500 mil toneladas/ano, Santa Catarina Região de Campos Altos e Concórdia com capacidade de 500 mil toneladas/ano Mato Grosso Região de Nova Mutum (ou Lucas do Rio Verde) com capacidade de 200 mil toneladas/ano Triangulo Mineiro Região de Uberlândia com capacidade de 200 mil toneladas/ano.

18 IMPACTOS ESPERADOS ATÉ 2020 do PNF: Aumento da produção nacional de fertilizantes organominerais de 3,5 para 8 milhões de toneladas/ano até 2015 e para 15 milhões de toneladas/ano até 2020 no Brasil Diminuição em, pelo menos 10% até 2015, e em 25% até 2020, da demanda externa por NPK no Brasil. Diminuição dos riscos de poluição ambiental das atividades de suinocultura, avicultura, bovinocultura de corte e sucroalcooleira em 30% até 2015 e em 70% até 2020 Aumentar a eficiência agronômica de fertilizantes em pelo menos 20% nas lavouras que utilizarão fertilizantes organominerais Diversificar e desconcentrar econômica e regionalmente a produção de fertilizantes no País.

19 Aspectos Tecnológicos

20 Dogmas tecnológicos dos Fertilizantes Organominerais São mais eficientes que os fertilizantes minerais Aumenta a CTC e melhora a estrutura do solo Promove benefícios sobre a microbiota do solo Oportunidade para pesquisas científicas

21 Esse cenário leva alguns posicionamentos técnicos inconsistentes no mercado Nacional: Recomendação da mesma dose de fertilizantes organominerais em relação fertilizante mineral NPK Ex. 450 kg/ha de NPK para milho Fórmulas NPK: organomineral micronutrientes Mineral Aumento de aproximadamente 50% da eficiência agronômica dos nutrientes

22 y = 0,93 x ,6 R 2 = 0,70 Economia de 50% do fertilizante Soybean yield, kg ha y = -0,005x 2 + 2,4077x ,7 R 2 = 0, Organomineral 20% P2O5 SSP 21% P2O5 Polinômio (Organomineral 20% P2O5) Linear (SSP 21% P2O5) Fertilizer, kg ha -1 Benites et al. (2012)

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24 DECRETO Nº 4.954, de 14 DE JANEIRO DE 2004 Fertilizante organomineral (FOM): produto resultante da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos. INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009

25 Garantias FOM Fertilizante organomineral sólido: Fertilizante organomineral fluido: solo Carbono orgânico total: mínimo de 8% CTC mínimo: 80 (oitenta) mmol c /kg Soma de NPK maior do que 10% Umidade de no máximo 30% Carbono orgânico total: mínimo de 3% Soma de NPK maior do que 3% Soma Micronutrientes maior que 1% Umidade de no máximo 30% foliares Carbono orgânico total: mínimo de 8% Carbono orgânico total: mínimo de 6%

26 Organominerais (CATEGORIAS): fluidos para solo sólidos/fluidos para aplicação foliar ou fertirrigação Alguns posicionamentos técnicos no setor: -(Bio)Estimulante vegetal - Promotor do crescimento radicular - Efeitos hormonais -Ativa a microbiota do solo -Etc. Segundo a INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009 CATEGORIA BIOFERTILIZANTES...CAPÍTULO VI DA EMBALAGEM E ROTULAGEM DE PRODUTOS III - para os biofertilizantes: a) a indicação: "BIOFERTILIZANTE"; b) o(s) princípio(s) ativo(s) ou agente(s) orgânico(s); c) as matérias-primas componentes do produto;... Registro requer estudo técnico/científico, realizado em uma ICT oficial Brasileira, comprovando os efeitos acima citados, os quais não são resultados dos nutrientes presentes nas garantias do FOM

27 Ìndice Relatovo (% 1975) EUN 800 Eficiência do uso de nutrientes no Brasil 45, ,0 35, ,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 (agrovegetal = (grãos + cana-de-açúcar+ florestas plantadas, frutas, legumes e hortaliças) 0 0, Fertilizers Consumo Consuption de nutrientes Agro-vegetal Produção Agrovegetal production FUE EUN - Fertilizer Eficiência Use de Efficiency Uso de Nutrientes Fonte: ANDA; IBGE, CONAB, 2012 e Lopes, A. S., 2007, Elaborado por Polidoro, 2013

28 Qual é o principal motivo para a discrepância entre os resultados? Tecnologia do fertilizante organomineral

29 Tecnologias em produção de Fertilizantes Organomineiras sólidos: - Farelados -Peletizados por extrusão -Granulados

30 Limitação dos fertilzantes organominerais farelados pela tecnologia de aplicação em larga escala 30 Foto: Área técnica da Emater-MG

31 O processo de Peletização por extrusão deve ser adequado para a produção de fertilizantes organominerais para evitar: Dureza dos peletes elevada (maior que 4,0 kgf.cm -2 ) comprometendo a solubilidade do fertilizante e a durabilidade do maquinário. Mimizar arestas dos peletes para evitar geração de pó na aplicação nas plantadeiras O efeito negativo da temperatura e pressão de extrusão sobre a qualidade da matéria orgânica no fertilizante, principalmente resíduos agroindustriais

32 NPK no grão A mistura entre a porção orgânica e a mineral (pelo menos em parte) deve ser realizada no momento do processamento dos resíduos (compostagem) ou na granulação 32

33 Compatível com máquinas e implementos já inseridos nos sistemas de produções Foto: Guilherme C. Franco

34 Modelo conceitual de um fertilizante organomineral fosfatado produzido com MAP e Turfa ativada ou Ácidos Húmicos Fertilizante Mineral Fertilizante organomineral (turfa) HPO 4-2 H 2 PO - 4 H 2 PO - 4 H 2 PO - 4 H 2 PO 4 - H 2 PO 4 - HPO 4-2 COOH - COOH - H 2 PO - 4 H 2 PO - 4 H COOH - 2 PO - 4 COOH - OH - H 2 PO - 4 H 2 PO - COOH - 4 COOH - HPO Nesse modelo, os processos de precipitação com Fe e Al e adsorção específica do fosfato no solo são minimizados no fertilizante organomineral

35 Modelo conceitual de um fertilizante organomineral fosfatado produzido com torta de filtro, cama de frango, dejetos de suínos (ou composto orgânico) Pode ser produzido com fontes solúveis de NPK e micronutrientes Fosfatos naturais, agrominerais potássicos, fontes orgânicas de nitrogênio, etc. Foto: V.M. Benites

36 FOMs produzidos com resíduos agroindustriais: Soluções ambientais mais inteligentes e de maior eficiência agronômica que o uso direto dos resíduos na agriculgura

37 Técnicas de produção de fertilizantes organominerais Dejetos de Suínos

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41 Vantagens e desvantagens da compostagem

42 Temperatura, o C Não existe compostagem RÁPIDA Termômetro inferior Termômetro central Termômetro superior Temperatura média Fase Termofílica Fase Mesofílica período de compostagem, dias

43 Problema do processo: Emissão de N-NH 3 em compostagem 1200 Emissão de Amônia (mg N-NH 3 m -3 ) Pesquisas recentes para mininizar as perdas: Uso de inibidores de urease Aplicação de zeolitas naturais (silicato mineral) Durante o revolvimento, a emissão de N-NH 3 é 5x superior Tempo em minutos Fonte: Lourenço; Corrêa; Higarashi 2010

44 Avanços recentes em processamento de matérias primas

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48 Vantagens Tempo de retenção da matéria prima na produção do fertilizante é mínimo; Homogeneidade da mistura; Altíssimo rendimento de granulação (>90%); ATIVAÇÃO MECÂNICA DA FRAÇÃO ORGÂNICA ; Eliminação dos contaminantes biológicos (ovos de helmintos e microrganismos enteropatogênicos); Desvantagens 48 Não há produção de composto orgânico humificado no processo (possível problema com registro do produto como organomineral, CTC < 80 mmol c.kg -1 )

49 49 Processo de mistura e granulação do organomineral

50 Modelo Embrapa Calderon Consulting 3000 a ton/ano 50

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53 Oportunidades e demandas de pesquisa no setor de fertilizantes organominerais Desenvolvimento de processos biológicos para a solubilização parcial de fosfatos naturais Otimização das caracerísticas físicas dos fertilizantes organominerais para compatibilização com minerais em misturas de grânulos Avaliação da eficiência agronômica em experimentos de longa duração

54 - Incorporação de micronutrientes na fórmula - Incorporação de microorganismos funcionais - Fórmulas diferenciadas - Grânulos multinutrientes - Associação de fontes prontamente solúveis e de solubilidade intermediária 54 Parceria IPT

55 30 Patentes de Fertilizantes Organominerais Depositadas no Brasil na Classificação de Refugos Orgânicos e Inorgânicos (1994/2011) Processos industriais Resíduos minerais, turfa, carvão, ácidos húmicos Camas, estercos, rúmem, sangue e outros resíduos da agroindústria animal Lodo, efluentes urbanos e industriais Resíduos da industria da madeira e de papel Torta de mamona, soja e outros vegetais Torta, cinzas, vinhaça da Cana de Açúcar 13% 20% 20% 33% Fonte: INPI 36% 36% 36%

56 José Carlos Polidoro Embrapa Solos