Liberação de nitrogênio da ureia com diferentes revestimentos

Abstract

A ureia é o fertilizante nitrogenado mais utilizado na agricultura, e sua rápida hidrólise no solo pode levar a perdas expressivas de N por volatilização de amônia (N-NH3(g)) ou por lixiviação de nitrato (N-NO3 -). Com o objetivo de reduzir perdas de N, têm surgido no mercado produtos diferenciados, representados pelos fertilizantes revestidos de liberação controlada ou lenta, e fertilizantes estabilizados. Trabalhos desenvolvidos com os fertilizantes tradicionais que se utilizam do monitoramento das perdas de N-NH3(g) ou das perdas na forma de N-NO3 -, não oferecem informações diretas a respeito das taxas de liberação, ou mesmo informações sobre a dinâmica do N no solo. Métodos usuais de avaliação de fertilizantes revestidos baseados na dissolução em água diferem muito daquelas condições encontradas nos cultivos agrícolas, sobretudo pela influência da umidade, temperatura, pH, atividade microbiana e enzimática, matéria orgânica e CTC do solo. Processos de dissolução dos fertilizantes e reações químicas decorrentes podem imprimir mudanças nas características químicas da solução do solo, razão pela qual a avaliação da fase líquida deste pode oferecer informações da liberação de nutrientes dos fertilizantes. Para avaliar a liberação de N em amostras de solo fertilizadas com ureias revestidas foram realizados dois ensaios. No primeiro, adaptações para coleta de solução do solo (SS) pelo método de centrifugação foram feitas avaliando-se doses de N-ureia (1 e 2 g kg-1), além de um tratamento sem aplicação de N e força centrífuga relativa (FCR: 1500, 2000, 2500 e 3000 g). Os coletores de solução do solo foram constituídos de tubos de PVC de 70 mm de diâmetro e 100 mm de altura, com uma das extremidades fechada. Internamente, foi posicionado um anel de PVC, onde ficou apoiada uma placa crivada. Sobre a placa crivada, foi colocado durante a centrifugação, o incubador. Os incubadores foram constituídos de recipientes de plástico de 250 mL, com tampa crivada e cerca de 50 perfurações de 3,0 mm de diâmetro. Dentro dos incubadores foi acomodado o solo desde a fase de pré-incubação até a coleta da solução do solo. O volume da SS, o pH, a concentração de N-total e a condutividade elétrica (CE) não foram afetados pela FCR utilizada na ausência do fertilizante. A presença dos fertilizantes alterou o volume de SS coletado, bem como a CE e o teor de N-total. O pH variou com a FCR aplicada nos tratamentos com dose 1 g kg-1, porém foi independente de FCR na dose 2 g kg-1 (pH = 9,10). A dose 2 g kg-1 promoveu o maior incremento nas variáveis pH, N-total e CE da SS. Quando aplicados 2 g kg-1 de N-ureia as curvas de resposta para N-total e CE mostraram menor declividade e maior volume coletado próximo a 2500 g. No segundo ensaio, a liberação de N de fertilizantes revestidos e sua dinâmica na solução do solo e no solo foram avaliadas em amostras de um solo de textura franco-arenosa que recebeu 2 g kg-1 de N-ureia. Após a aplicação dos fertilizantes, o solo foi incubado em tempos que variaram de 1 até 1296 h. Para coleta da SS, utilizou-se o componente descrito anteriormente e FCR de 2500g. Tratamentos adicionais foram mantidos até 1530 h de incubação, neles foi coletada semanalmente a NH3 volatilizada, utilizada para estimar as perdas gasosas de N nos tempos de coleta da SS de 1 até 1296 h. Também nestes tratamentos coletou-se a SS e solo, onde avaliou-se a concentração das diferentes formas de N. Os procedimentos de análise incluíram a determinação de N-ureia, N-NH4 + e N-total na SS e no solo, bem como o pH da SS. O somatório (N-total da SS + Ntotal do solo + N-NH3(g)) foi assumido como N liberado. Os tratamentos foram arranjados em um fatorial (7+1) x 9), sendo sete fertilizantes (U, UP1, UNBPT, USP2, USP3, USP4 e USP5), um controle sem aplicação de N e nove tempos de incubação que variaram de 1 a 1296 h. Os tratamentos foram distribuídos em blocos casualizados com quatro repetições. Diante dos resultados, os fertilizantes foram classificados em três grupos de padrões de liberação distintos: G1 (U, UP1, UNBPT, com média de 94 % do N liberado até 64 h), G2 (USP2 e USP3, com média de 54 % do N liberado até 382 h) e G3 (USP4 e USP5, com média de 33 % do N liberado até 779 h). A dinâmica do N na SS e no solo foi diferente entre os grupos, observaram-se maiores transformações de N-ureia para N-NH4 +, maiores incrementos no pH e nas perdas de N-NH3(g) para fertilizantes do G1 seguidos daqueles do G2 e G3. As perdas máximas por volatilização N-NH3(g) foram em média de 23 % para o G1, 15 % para o G2 e 3 % para o G3. O fertilizante UP1 apresentou liberação de N e volatilização de NH3 similar a ureia perolada, mostrando a ineficiência do revestimento com o polímero. Os fertilizantes apresentaram padrões diferenciados de liberação de N, sendo possível avaliar essas diferenças por meio da análise química da solução do solo.

Urea is the most widely used nitrogen fertilizer in agriculture and its rapid hydrolysis in the soil can lead to significant losses by ammonia volatilization (N-NH3(g)) or by nitrate leaching (N-NO3 -). In order to reduce N losses emerged in the market several products represented by the slow or controlled release fertilizers and stabilized fertilizers. Work developed with traditional fertilizers that use monitoring of N-NH3(g) loss or losses as N-NO3 - do not provide direct information about the release rates and information about the N dynamics in soil. Usual methods of assessment coated fertilizers based on dissolution in water conditions differ greatly from those found in agricultural crops, especially by the influences of humidity, temperature, pH, microbial and enzymatic activity, organic matter and cation adsorption capacity of the soil. The dissolution of fertilizers and chemical reactions after the dissolution can print these changes in chemical characteristics of the soil solution, therefore the evaluation of the liquid phase of the soil can provide information regarding the release of nutrients from fertilizers. To evaluate the release of N in fertilized soil samples with coated ureas, we made two trials. In the first trial adaptations were made to collect soil solution (SS) by centrifugation method, we evaluated doses of N-urea (1 and 2 g kg-1), one treatment without N application and relative centrifugal force ( FCR: 1500, 2000, 2500, 3000 g). Collectors soil solution consisted of PVC pipe 70 mm in diameter, 100 mm high with one end closed. Inside the tube was placed a ring of PVC and this was placed on a perforated plate. The incubators were placed on the plate riddled during centrifugation. The incubators were constituted of recipient with a volume of 250 mL and perforated lid. Soil samples were kept inside incubators of pre-incubation to collect soil solution. The volume of the SS, pH, concentration of total-N and electrical conductivity (CE) were not affected by FCR used in the absence of fertilizer. The presence of fertilizers changed the SS volume collected, the CE and the content of total-N were also changed. The pH varied with FCR applied in treatments with dose 1 g kg-1, but was independent of the FCR with dose 2 g kg-1 (pH = 9,10). The dose 2 g kg-1 promoted the largest increase in the variables pH, N-total and CE. When applied 2 g kg-1 of N-urea the response curves for N-total and CE showed lower slope and higher volume collected with FCR of about 2500 g. In the second trial, the release of N from coated fertilizers and its dynamics in the soil solution and soil samples were evaluated in a soil of sandy loam texture, which received 2 g kg-1 of N-urea. After applying the fertilizer in the soil was incubated times ranging from 1 to 1296 h. To collect the SS used the component described above and FCR of 2500g. Additional treatments were maintained until 1530 h of incubation in them was collected weekly NH3 volatilization, used to estimate gaseous losses of N in the other treatments (1 to 1296 h). Also in these treatments was collected and the SS was evaluated soil where the concentration of different forms of N. The analysis procedures included the determination of N-urea, N-NH4 +, N-total and pH of the SS and soil. In the soil was determined concentrations of N-urea, N-NH4 + and N-total. The sum (N-total SS + Ntotal soil + N-NH3(g)) was assumed to be N released. The treatments were arranged in a factorial (7 + 1) x 9), seven fertilizer (U, UP1, UNBPT, USP2, USP3, USP4 and USP5), a control without nitrogen applied and nine incubation times ranging from 1 to 1296 h. Treatments were arranged in randomized blocks with four replications. The fertilizers were classified into three groups of different release patterns: G1 (U, UP1, UNBPT, averaging 94% of the N released until 64 h), G2 (USP2 and USP3, averaging 54% of N released up to 382 h) and G3 (USP4 and USP5, averaging 33% of the N released until 779 h). The dynamics of N in SS and soil was different between the groups, there were major transformations of urea-N to N-NH4 +, greater increases in pH and losses of N-NH3(g) for fertilizers G1 followed by those of G2 and G3. The maximum loss by volatilization (NVol) were on average 23% (G1, average time of 717 h), 15% (G2, average time of 1174 h) and 3% (G3, average time of 1296 h). The UNBPT was not effective in reducing losses NVol, but slowed in about three days the peak volatilization in relation to urea pearly. The UP1 was not effective in reducing N release and reduced losses of N-NH3(g). The soil solution analysis could differentiate fertilizers in relation to their ability to release N.