aula n-05 maio-2009 - ufsmw3.ufsm.br/solos/antigo/pdf/fertilidade do solo/aula n-05...1)...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIADEPARTAMENTO DE SOLOS

FERTILIDADE DO SOLO

NITROGÊNIO

⇒ OCORRÊNCIA⇒ FENÔMENOS

⇒ ADIÇÃO⇒ MANEJO

E a ciclagem com as culturas comerciais?Cultura Partes da Quantidade de nutrientes- kg/ha

planta N P2O5 K2O

Milho5.000 kg/ha

Grãos 115 64 42Restos 55 16 168TOTAL 170 80 210

Trigo3.000 kg/ha

Grãos 75 34 14Restos 50 16 96TOTAL 125 50 110

Soja2.500 kg/ha

Grãos 190 37 65Restos 63 14 44TOTAL 253 51 109

Logo: Ciclagem é a base para melhoria do solo e produção

OCORRÊNCIA:

⇒ Ar: 79 %

⇒ Solo: 0,05 a 0,5 %

Aquisição de N:

gramíneas X leguminosas

Florescimento

Semeadura Emergência

Em gramíneas

Ex: Milho

0

Semead.=20

Cobert.=70

PesagemColheita

Com e sem N

Adubação nitrogenada com URÉIA

Milho, safra 2000/01, UFSM

0

408020

Adubação nitrogenada com

Dejeto líquido de suínos

Corte transversal dos nódulos

N2

Raiz com nódulos

Bactérias fixadoras de N2

no interior dos nódulos

NH3

Nitrogenase

E a absorção de N pelas plantas?

_________________________________________________

SISTEMA DE CULTURA MASSA NÓDULOS SECOS

FEIJÃO mg/planta-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------______________________________________________

Ervilhaca e feijão (PK)................................ 116

Tremoço e feijão (PK) ................................ 67

Aveia e feijão (PK)...................................... 100

Pousio inverno e feijão (PK)...................... 104

Pousio inverno e feijão(NPK)..................... 10

_________________________________________________

Aita et al. (1994) em Santa Maria

Bactérias: o que interfere na sua presença?

________________________________________________

TRATAMENTOS PROD.GRÃO-Kg/ha-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1. Sem inoculante e sem N-mineral.............. 2.420

2. Com inoculação e sem N-mineral............. 2.430

3. N-mineral na semeadura............................ 2.405

4. N-mineral, soja com 2 folhas..................... 2.510

5. N-mineral, soja com 3 folhas..................... 2.450

6. N-mineral, início florescimento................. 2.530

7. N-mineral, pleno florescimento................. 2.520-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Barni et al. (1978), Júlio de Castilhos

45 kg/ha de N-uréia – De 2 a 7 soja inoculada

SOJA: N-MINERAL/INOCULAÇÃO

Plantio direto = Aumento MO no solo

E o manejo do solo?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 àadubação nitrogenada mais do que alterar a dose

⇒ Possibilidade de maior produção sem N

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

Nitrogênio:

Qual a fonte a utilizar ?Deve-se considerar:

⇒ 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

Custos – R$ Fontes de

Nitrogênio

N

%

Eficiência

estimada

Aplicar

kg/ha Adubo Aplicação

Custo total

R$

Uréia

superficial

45

60

222

4.700,00

180,00

4.880,00

Uréia

incorporada

45

90

148

3.135,00

480,00

3.615,00

Nitrato

de amônio

33

95

191

4.297,00

180,00

4.477,00

Sulfato de amônio

superficial

21

92

310

6.259,00

180,00

6.439,00

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.

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

Por que a eficiência Por que a eficiência éé tão importante?tão importante?

Nenhum outro nutriente aplicado sofre tantas influências no solo.

Qual o problema?Qual o problema?

Perdas potenciais devido:

⇒ Volatilização de amônia (N-NH3) = Uréia

⇒ Lixiviação de nitrato (N-NO3)

⇒ Escoamento de N na superfície

N-NH4+ NH3 NO2

- NO3-

NH3

NO3-NH4

+ e NO3-

N2O

CO-(NH2)2

NH4NO3

(NH4)2SO4

Gás

Por que as perdas de N por volatilização de amônia podem ser significativas com o uso da uréia?

Uréia Enzima

⇓ ⇓

CO(NH2)2 + 2 H2O + UREASE:

Gera: → (NH4)2 + CO2 + H2O → 2 NH3 + CO2 + H2O

Onde estOnde estáá o problema?o problema?

NH3 é um gás

20 40 800

5

10

15

20

25

30

35

40InvernoVerão

Volatilização de amônia

Doses de esterco - m3 ha-1

Porc

enta

gem

de

perd

as N

-NH

3

Basso et al.(2004)

Qual a relação desta reação da uréia no solo com:

Plantio convencional X plantio diretoO 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

Dados clássicos:

Comparação entre fontes de N e formas de aplicação

Aplicação superficial do Nkg/ha

Aplicação incorporadado N kg/ha MédiaFontes de

Nitrogênio 90 120 150 Média 90 120 150 Média fontes

Uréia 8.722 9.241 9.385 9.116 8.627 9.772 9.896 9.432 9.274b

Sulfato de

amônio

8.621 9.322 9.991 9.311 9.058 9.633 10.222 9.638 9.475a

Nitrato de

amônio

9.034 9.266 9.639 9.313 9.093 9.861 9.732 9.562 9.438a

Média 8792B 9276A 9672A 8926B 9755A 9950A

Médiaaplicação

--- --- --- 9.247B --- --- --- 9.544A ---

Adubação de base (kg/ha)= N=30; P2O5=75; K2O=60+30; Zn= 0,75; B=0,25.Fonte: SLC Agrícola Ltda.

Por que a eficiência Por que a eficiência éé tão importante?tão importante?

Nenhum outro nutriente aplicado sofre tantas influências no solo.

Qual o problema?Qual o problema?

Perdas potenciais devido:

⇒ Volatilização de amônia (N-NH3) = Uréia

⇒ Lixiviação de nitrato (N-NO3)

⇒ Escoamento de N na superfície

0 - 5

5 - 1 0

1 0 - 2 0

2 0 - 4 0

1 9 9 6 / 9 7

0 - 5

5 - 1 0

1 0 - 2 0

2 0 - 4 0

k g d e N h a - 10 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

Prof

. - c

m 9 0 - 3 0 - 0 06 0 - 3 0 - 3 03 0 - 3 0 - 6 00 0 - 3 0 - 9 0

1 9 9 7 / 9 8k g d e N h a - 1

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

Prof

. - c

m

9 0 - 3 0 - 0 06 0 - 3 0 - 3 03 0 - 3 0 - 6 00 0 - 3 0 - 9 0

Evidência da lixiviação de N mineral no solo (Fonte uréia). Santa Maria - RS

Chuvas normais

Chuvas acima do normal

Dias após aplicação do esterco

1217 29 38 57 70 93 103 116

N-N

H 4

+ e

N-N

O 3

- -

mg/L

0

20

40

60

80

100

N-NH4+

N-NO3-

MS do esterco = 9,94%

N = 602 kg/ha

P = 167 kg/ha

Porque a lixiviação é tão intensa? Rapidamente se transforma em NO3

- e a adsorção é insignificante

N to

tal (

mg

kg –1

)

Profundidade de solo (cm)

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

0-2,5 2,5-5 5-10 10-20 20-40

Figura 2: Nitrogênio total em solo com pastagem natural após 4 anos de aplicação de esterco líquido de suínos.

0 m3 ha-1

20 m3 ha-1

40 m3 ha-1

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

Como pode-se encarar a imobilização microbiana?

Para isso:

Como armazenar um nutriente tão móvel?

Na matéria orgânica do solo, no tecido vegetal e na biomassa microbiana

Da Ros & Aita, 1996

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

Mat

éria

se c

a (k

g/ha

)

0 30 60 90 120Dias após manejo

Como interpretamos resultados como este, pensando em plantio direto?

Ervilha forrageira Y = 2620,96 - 345,03Ln X R2 = 0,96Ervilhaca comum Y = 2449,16 - 155,96X1/2 R2 = 0,84 chícharo Y = 3509,85 - 227,17X1/2 R2 = 0,95Tremoço azul Y = 5166,57 - 356,72X1/2 R2 = 0,95Aveia preta Y = 3694,02 - 10,01 X R2 = 0,74

Eq N = 90 N

Ervilha forrageira

Da Ros & Aita (1996)

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

Ren

dim

ento

de

grão

s (t

ha-1

)

0 80 160Doses de N (kg ha-1)

ChícharoPousio

ErvilhacaAveiaTremoço azul

Rendimento de grãos de milho

Eq N = 60 N

Rendimento de grãos de milho após as espécies de inverno, em diferentes doses de nitrogênio, 1999/00.

3

4

5

6

7

8

9

10R

endi

men

to d

e G

rãos

(Mg

ha-1

)

0 60 120 180Doses de N (kg ha-1)

100% AP100% EC100% NF

Pousio0

15% AP + 85% EC45% AP + 55% EC

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-----≤ 2,5 60 80

2,6 – 5,0 40 60> 5,0 ≤20 ≤20

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

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------------------------≤ 2,5 70 80 90

2,6 – 5,0 50 60 70> 5,0 ≤20 ≤40 ≤50

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/haNossa!!!!!!! Quanta coisa!!!!

Edição Recomendação de N – kg/haMínimo Máximo

Produtividade de milho de 6 t/ha1995 ≤ 65 1302004 40 a 80 120

Produtividade de trigo até 2 t/ha1995 ≤15 1002004 ≤20 80

O que mudou nas recomendações de N do convencional para o plantio direto?Ex: RS e SC

Se altera a MO no PD, altera recomendação de N? Quanto??

Mas isso é o mais importante? Não

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:

O N aplicado no perfilhamento da aveia é mais importante à produção de massa da aveia do que em transferir N para o milho em sucessão.

Isso é ruim? Não!!

Nossa preocupação? Qual o melhor ambiente para o uso mais eficiente do N do solo e N aplicado com fertilizantes

Doses de N no perfilhamento da aveia preta - kg ha-1

0 15 30 45

Mat

eria

sec

a da

ave

ia p

reta

- M

g ha

-1

7,0

7,2

7,4

7,6

7,8

8,0

8,2

8,4

8,6

N c

umul

ado

na a

veia

pre

ta k

g ha

-1

80

85

90

95

100

105

110

115

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.

Ceretta et al. 2001

--- Matéria seca--- N acumulado

Comum: Gramínea no inverno para pastagem e grãos no verão. Isso determina o manejo do N na gramínea no inverno

Na interpretação agronômica:Milho após gramínea pode significar menos N às

plantas de milho, principalmente no início do ciclo.

Isso é atribuído 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!!

ÉPOCAS DE APLICAÇÃO DO N

Por que época de aplicação é tão importante?

1o ⇒ Sincronismo entre a taxa de liberação do N

do solo ou de resíduos vegetais, com a taxa

de absorção pelas plantas

2o ⇒ Alta mobilidade do N no solo = favorece

perdas de N por lixiviação

Para entender o motivo do evitar é preciso considerar

0 - 5

5 - 1 0

1 0 - 2 0

2 0 - 4 0

1 9 9 6 / 9 7

0 - 5

5 - 1 0

1 0 - 2 0

2 0 - 4 0

k g d e N h a - 10 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0

Prof

. - c

m 9 0 - 3 0 - 0 06 0 - 3 0 - 3 03 0 - 3 0 - 6 00 0 - 3 0 - 9 0

1 9 9 7 / 9 8k g d e N h a - 1

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

Prof

. - c

m

9 0 - 3 0 - 0 06 0 - 3 0 - 3 03 0 - 3 0 - 6 00 0 - 3 0 - 9 0

Evidência da lixiviação de N mineral no solo (Fonte uréia). Santa Maria - RS

Chuvas normais

Chuvas acima do normal

96/97: Chuva normal 97/98: El Niño

0

1

2

3

4

5

6

00 - 00 - 00 00 - 30 - 90 30 - 30 - 60 60 - 30 - 30 90 - 30 - 00

Aveia Aveia + Ervilhaca Nabo

00 - 30 - 90 Corresponde ao N aplicado na pré semeadura, semeadura e cobertura

Épocas de aplicação do Nitrogênio

Ren

dim

ento

de

grão

s -M

g ha

-1

Ano agrícola 1997/98, UFSM com El niño

Por que é uma atitude de risco do produtor aplicar N em pré-semeadura do milho?1o ⇒ Sincronismo entre a taxa de liberação do N

do solo, de resíduos vegetais ou fertilizantes, com

a taxa de absorção pelas plantas

2o ⇒ 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.

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.

00,10,20,30,40,50,60,70,8

N P K Ca MgNutrientes

20 m3 ha-1

40 m3 ha-1

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

Resistência à penetração - MPa0,0 0,4 0,8 1,2 1,6

Profundidade -cm

0

10

20

30

40

50

60

Figura 1 - Resistência do solo a penetração, medida com um penetrógrafo.

Def

iniç

ão d

a pr

oduç

ão P

oten

cial

Def

iniç

ão d

o N

ºde

filei

ras

Def

iniç

ão d

o

tam

anho

da

espi

ga

Definição de peso de grão

Semanas após a emergência

0

Dias após a polinização

Ger

min

ação

4 fo

lhas

Emer

gênc

ia

8 fo

lhas 12

folh

as

Pend

oam

ento

Flor

esci

men

to

Grã

o le

itoso

Grã

o fa

rinác

eo

Farin

áceo

du

ro

Mat

uraç

ão

fisio

lógi

ca

Grã

o pa

stos

o

2 4 6 8 9 a10 12 24 36 48 55

ESTÁDIOS FENOLÓGICOS DA CULTURA DO MILHO106 7 8 93 4 50 1 2

MÁXIMA EFICIÊNCIA TÉCNICA E

MÁXIMA EFICIÊNCIA ECONÔMICA

EXPERIMENTO DE CRUZ ALTA COM IRRIGAÇÃO

Ano agrícola MET MEE

------------kg ha-1------------

2000/01 226 160

2002/03 283 156

2003/04 286 158

Fonte: Ceretta et al.

Empresas produtoras de matérias primas nitrogenadas.

EMPRESA PRODUTO MATÉRIA PRIMA

CAPACIDADE (t dia-1)

Ultrafértil Cubatão Amônia 550 (SP) Nitrato - Uran - Nitrocalc.

Gás de refinaria

-

Araucária Amônia 1295 (PR) Uréia

Resíduo asfáltico 1975

Nitrofértil Camaçari Amônia 1500 (BA) Uréia

Gás natural 1500

Laranjeiras Amônia 1250 (SE) Uréia

Gás natural 1800

Todos os fertilizantes nitrogenados derivam da amônia anidra

Amônia anidra:

• gás liquefeito

• 82% de N

Nitrato de amônio

Uréia

Sulfato de amônio

MAP/DAP

Amônia

Ác. nítrico

CO2

H2SO4

H3PO4

URAN

Franco, 2007

Nitrato de amônio - NH4NO3à 34% de N – GARANTIA MÍNIMA

Sólido – perolado ou granulado

Menor perda por volatilização e menor acidificação do solo

Sulfato de amônio - (NH4)2SO4 à 21% de N

Sólido – cristais ou granulado

Presença de S (24%)

Brasil é o maior importador mundial

Uréia – CO(NH2)2à 46% de N

Sólido – pérola ou grãos

Menor custo de produção em relação aos demais

Perdas no solo

50% do consumo mundial

URAN – CO(NH2)2 + NH4NO3à 32% de N

Líquido – mistura 1:1 entre uréia e nitrato de amônio

Baixo consumo no Brasil

MONOAMÔNIO FOSFATO (MAP) - NH4H2PO4à 09% de N,

além dos 48% de P2O5

CLORETO DE AMÔNIO – NH4Cl à 28% de N

DIAMÔNIO FOSFATO (DAP) - (NH4)2HPO4 à 16% de N,

além dos 48% de P2O5

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.

LEITURA:

Capítulo 9 - Nitrogênio e adubos nitrogenados

Pg 93-116

Livro: Bissani et al. Fertilidade dos solos e

Manejo da adubação de culturas (UFRGS, 2004)

Ou capítulo 12 pg 145-166 da versão 2008 do livro.