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INSTITUTO AGRONÔMICO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA TROPICAL E

SUBTROPICAL

EFEITO DE INIBIDORES DE UREASE E DE NITRIFICAÇÃO NA VOLATILIZAÇÃO DE NH3 PELA

APLICAÇÃO SUPERFICIAL DE URÉIA NO SOLO

JOHNNY RODRIGUES SOARES

Orientador: Heitor Cantarella

Dissertação submetida como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Agricultura Tropical e Subtropical, Área de Concentração em Gestão de Recursos Agroambientais

Campinas, SP Abril 2011

iii

DEDICATÓRIA

À sociedade, por aqueles que buscam fazer deste mundo um lugar melhor para todos.

iv

AGRADECIMENTOS

A Deus, pela presença constante em minha vida;

Aos meus pais Geraldo e Lilian, pela educação, incentivo, carinho e hospitalidade;

Ao Instituto Agronômico (IAC), por meio do Programa de Pós-Graduação em

Agricultura Tropical e Subtropical, pela oportunidade de realização do curso;

Ao Dr. Heitor Cantarella, pesquisador do IAC, pela orientação, pelos ensinamentos

transmitidos, pela ótima convivência, pelo incentivo e esclarecimento das dúvidas surgidas

durante curso e pela amizade construída;

À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pela concessão

da bolsa de estudo e reserva técnica;

À empresa de fertilizantes Produquímica pelo preparo dos fertilizantes com boro e

cobre;

Aos pesquisadores da seção de fertilidade do solo, Bernardo Van Raij, Cleide Abreu,

Cristiano Alberto de Andrade, Estevão Vicari Mellis, Fernando Zambrosi, José Antônio

Quaggio, Luiz Teixeira, Mônica Abreu e Rodrigo Boaretto, pela convivência e dúvidas

esclarecidas durante o curso;

Aos docentes, Ricardo Coelho, Márcio Chiba, Carlos Eduardo Cerri, Mônica, Heitor

Cantarella, Quaggio, Raij, Estêvão, Cristiano, Aline Coscione, Otávio Camargo, Cleide,

Isabela, pelos ensinamentos passados nas disciplinas cursadas;

À Marcella pela ajuda no primeiro estudo deste trabalho durante seu estágio no IAC.

Aos amigos do grupo de orientação, Cybeli, Fernanda, Gustavo, Rafael, Ricardo, Vitor e

Zaqueu. E aos colegas de sala Aline, Ariana, Camila, Gabriela, Geísa, Liliane, Mariana,

Mayara, Renata, Rimena, Rosane, Sandra, Thaís, pelo convívio e bons momentos de amizade;

v

Aos funcionários e técnicos do IAC do grupo de orientação, Alexandre, José Luiz e

Renata. E aos funcionários Gizelda, Léu, Luis, Nogueira, Marciel, Marilda, Paulo, Pedro,

Renata, Rubens, Tânia, Tibana e Vanda, pela ajuda e convivência;

Aos colegas de curso Ana Carol, Cajuru, Carol, Daniel, Daniela, Elaine, Eliezer,

Fernanda, Giseli, Ivan, Julia, Larissa, Leonardo, Kelly, Rafael, Raquel, Simone, Vanessa e

Zeca pela amizade feita durante o curso;

A todos que de alguma forma contribuíram para realização deste trabalho.

Obrigado !!!

vi

“Os grandes navegadores devem sua reputação aos temporais e às tempestades”

(Epicuro, 341-270 a.C.)

vii

SUMÁRIO

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS .......................................................................... viii RESUMO .................................................................................................................................. ix ABSTRACT .............................................................................................................................. xi 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................... 1 2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................................................... 3 2.1 Volatilização de NH3 pela Aplicação Superficial de Uréia no Solo..................................... 3 2.2 Inibidor de Urease Tiofosfato de N-(n-butil) Triamida - NBPT .......................................... 7 2.3 Ácido bórico e Cobre como Inibidores de Urease .............................................................. 10 2.4 Combinação de Inibidores de Urease e de Nitrificação ..................................................... 12 3 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................... 13 3.1 Estudo 1: Combinação de DCD e NBPT Adicionados à Uréia .......................................... 13 3.1.1 Caracterização da amostra de solo................................................................................... 13 3.1.2 Volatilização de NH3 ....................................................................................................... 14 3.1.3 Ajuste do modelo sigmoidal para perda acumulada de NH3 ........................................... 17 3.1.4 Fertilizantes e descrição dos tratamentos ........................................................................ 18 3.1.4.1 Experimento 1 .............................................................................................................. 18 3.1.4.2 Experimento 2 .............................................................................................................. 19 3.1.5 Análises de solo após volatilização de NH3 .................................................................... 19 3.2 Estudo 2: Efeito de Tempo e Temperatura de Armazenamento de Uréia Tratada com NBPT ........................................................................................................................................ 20 3.2.1 Fertilizantes e descrição dos tratamentos ....................................................................... 20 3.3 Estudo 3: Eficiência de Uréia com NBPT em relação ao pH do Solo ............................... 21 3.3.1 Caracterização da amostra de solo .................................................................................. 21 3.3.2 Fertilizantes e descrição dos tratamentos ....................................................................... 22 3.3.3 Atividade de urease no solo após a aplicação de uréia ................................................... 23 3.4 Estudo 4: Efeito de Ácido Bórico, Cobre e NBPT Adicionados à Uréia .......................... 24 3.4.1 Fertilizantes e descrição dos tratamentos ....................................................................... 24 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO .......................................................................................... 25 4.1 Estudo 1: Combinação de DCD e NBPT Adicionados à Uréia .......................................... 25 4.2 Estudo 2: Efeito de Tempo e Temperatura de Armazenamento de Uréia Tratada com NBPT ........................................................................................................................................ 34 4.3 Estudo 3: Eficiência de Uréia com NBPT em relação ao pH do Solo................................ 41 4.4 Estudo 4: Efeito de Ácido Bórico, Cobre e NBPT Adicionados à Uréia ........................... 53 5 CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 62 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 64 7 ANEXOS ............................................................................................................................... 72 7.1 Anexo I ............................................................................................................................... 72 7.2 Anexo II .............................................................................................................................. 74

viii

LISTA DE ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS

B: Boro CaCO3: Carbonato de cálcio CO(NH2)2: Uréia CO2: Gás carbônico Cu: Cobre DCD: Dicianodiamida EUA: Estados Unidos da América Exp: Experimento H3BO3: Ácido bórico HCO3

-: Bicarbonato H2O: Água IAC: Instituto Agronômico LV: LATOSSOLO VERMELHO LVA: LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO MgCO3: Carbonato de magnésio N: Nitrogênio N2O: Óxido nitroso NBPT: Tiofosfato de N(n-butil) Triamida NBPTO: Fosfato de N(n-butil) Triamida NH3: Amônia NH4

+: Amônio (NH4)2CO3: Carbonato de amônio NO3

-: Nitrato SPD: Sistema de plantio direto UR: Uréia

ix

Efeito de inibidores de urease e de nitrificação na volatilização de NH3 pela aplicação superficial de uréia no solo

RESUMO

Inibidores de urease podem reduzir a perda de N por volatilização de NH3 pela aplicação

superficial de uréia (UR) no solo, mas alguns aspectos não estão bem estabelecidos. O

trabalho foi dividido em quatro estudos e os objetivos foram: avaliar a combinação do

inibidor de nitrificação DCD (Dicianodiamida) com o inibidor de urease NBPT (Tiofosfato de

N-(n-butil) triamida) adicionados à UR; avaliar a eficiência de UR + NBPT em relação ao

tempo e temperatura de armazenamento; avaliar a eficiência de UR + NBPT em relação ao

pH do solo; e avaliar o efeito, inibidor de urease, de Cu e de B adicionados à uréia. Foram

feitos nove experimentos em condições controladas de laboratório, utilizando câmaras de

volatilização. No estudo 1, os tratamentos incluíram a aplicação de uréia com ou sem DCD,

nas doses de 5 e 10% (N-DCD em relação ao N aplicado), e NBPT na dose de 1060 mg kg-1

na UR. No estudo 2 foram testados tempo e temperatura de armazenamento de UR + NBPT

(1060 mg kg-1), colocados em sacos plásticos e mantidos em incubadoras com temperatura

controlada durante 1, 3, 6 e 9 meses a 25 ou 35ºC. No estudo 3, amostras de solo foram

incubadas com CaCO3 e MgCO3 para elevar o pH do solo para os valores 4,5, 5,5, e 6,5 e os

fertilizantes utilizados incluíram UR e UR + NBPT (530 mg kg-1). No estudo 4 foi utilizada

UR com B, Cu e a combinação de ambos, revestindo os grânulos ou incorporados a estes em

doses de 1,5 a 10 g kg-1 na UR. Os fertilizantes utilizados foram aplicados na superfície do

solo, previamente umedecido a 60% da capacidade máxima de retenção de água. Em todos os

experimentos, os tratamentos foram aplicados com cinco repetições e dois controles, dispostos

inteiramente ao acaso. As variáveis analisadas foram a NH3 volatilizada, pH e teores de N

inorgânico no solo. Os dados foram submetidos à ANOVA e as médias comparadas pelo teste

Tukey a 5 ou a 10% de probabilidade. Em geral, a UR teve o pico de perda de NH3 logo nos

primeiros dias após a aplicação e perda acumulada de mais de 30% do N aplicado. O NBPT

reduziu e retardou o pico de perda; as perdas com o inibidor foram diminuídas em mais de

60%, na média. O DCD provocou aumento das perdas de NH3 provenientes da UR com ou

sem NBPT. Como este aumento ocorreu após o período em que o NBPT é eficiente, concluiu-

se que o DCD não afeta a ação do inibidor de urease, mas sim mantém os teores de N-NH4+ e

pH mais elevados no solo por inibir a nitrificação. O NBPT perdeu gradativamente sua

eficiência com o tempo de armazenamento e aumento de temperatura. Controles efetivos de

perdas de NH3 foram obtidos quando UR + NBPT foram armazenados até 3 meses a 25ºC e

x

um mês a 35ºC. O NBPT foi menos eficiente nos tratamentos em solo com pH mais ácido

(4,5) em relação à aplicação em solos com pH mais elevados (5,5 e 6,5). Os micronutrientes

boro, cobre e a combinação de ambos, adicionados à uréia, nas doses estudadas, foram pouco

efetivos em reduzir a perda de NH3, comparado ao NBPT.

Palavras-chave: boro, cobre, DCD, fertilizantes de eficiência aumentada, NBPT.

xi

Effects of urease and nitrification inhibitors on NH3 volatilization from surface-applied urea to soils

ABSTRACT

Urease inhibitors can reduce ammonia volatilization losses from surface-applied urea (UR) to

soils, but some aspects are not well established. The present work had the objectives of: a)

evaluating the combination of nitrification inhibitor DCD (dicyandiamide) with the urease

inhibitor NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide) added to UR; b) evaluating the

effectiveness of UR + NBPT according with time and temperature of storage; c) evaluating

the effectiveness of NBPT in relation to soil pH; and, d) evaluating the urease-inhibitor effect

of Cu and B added to UR. Nine experiments, divided into four studies, were done under

controlled conditions, using volatilization chambers. In study 1, treatments included the

application of urea with or without DCD, at rates equivalent to 5 and 10% (of fertilizer N as

DCD-N), and NBPT (1060 mg kg-1 in urea). In study 2, the effectiveness of NBPT to reduce

NH3 losses was measured after UR + NBPT (1060 mg kg-1) placed in plastics bags were

stored with controlled temperature for 1, 3, 6, and 9 months at 25 or 35ºC. In study 3, soil

samples were incubated with CaCO3 and MgCO3 to increase soil pH from 4.5 to 5.5 and 6.5;

subsequently NH3 volatilization losses were measured after the application of UR and UR +

NBPT (530 mg kg-1). In study 4, the capacity of reducing NH3 losses of boron, copper or

combination of both added to urea, at rates until 10 g kg-1, was evaluated. The fertilizers were

applied to the soil surface, previously moistened to 60% of maximum water retention. In all

experiments, each treatment was replicated five times in a completely randomized design. The

variables analyzed were NH3 volatilized, soil pH, and soil concentrations of inorganic N. The

data were subject to analyses of variance and means compared by Tukey test at 5 or 10%

probability. In general, UR has pick of loss throve NH3 volatilization to 3 or 4 days after

application and the cumulative losses reached more than 30% of the N applied. NBPT

reduced and delayed the rate of losses, and cumulative loss was decreased around 60%, in

average. DCD increase NH3 volatilization from UR with or without NBPT. This increase

occurred after the effect NBPT had subsided, so it was concluded that DCD did not affect

NBPT efficiency, but rather, it maintains a high NH4+ concentration and soil pH by inhibiting

nitrification. NBPT gradually lost its effectiveness with increasing the storage time the

temperature. Effective control of ammonia losses was obtained when UR + NBPT were stored

xii

up to 3 months at 25ºC and 1 month at 35ºC. NBPT was less efficient under lower soil pH

(4.5), compared with higher soil pH (5.5 and 6.5). The micronutrients boron, copper and the

combination of both, added to urea, in the rates studied, were less effective to reduce NH3

losses than NBPT.

Key words: boron, copper, DCD, enhanced efficiency fertilizer, NBPT

1

1 INTRODUÇÃO

A uréia (UR) é a fonte de nitrogênio (N) mais utilizada na agricultura mundial (IFA,

2008) e tende a permanecer como principal fertilizante nitrogenado pelas vantagens que

apresenta em relação aos demais, como fácil fabricação, elevada concentração de nutriente e

preço de N mais baixo. Porém, quando aplicada na superfície do solo está sujeita a elevadas

perdas de N por volatilização de amônia (NH3).

As perdas de NH3 dependem do tipo, pH e poder tampão do solo, da temperatura, da

umidade, e podem ser aumentadas pela presença de resíduos vegetais que elevam a

quantidade e atividade da enzima urease nos solos (BREMNER & MULVANEY, 1978;

HARGROVE, 1988; TERMAN, 1979). As perdas de N por volatilização de NH3 pela

aplicação superficial de uréia podem ser bastante significativas. Em vários estudos, as perdas

apontam para médias de 20 a 30% do N aplicado (WATSON et al., 1994; LARA CABEZAS

et al., 2000; CANTARELLA et al., 2003, 2008).

A melhor forma de reduzir as perdas de N por volatilização de NH3 é pela

incorporação do fertilizante no solo de forma mecânica ou pela água de irrigação ou chuva

(CANTARELLA, 2007). Porém em algumas situações a incorporação não é prática, como em

áreas cultivadas com o sistema de plantio direto, cana de açúcar colhida sem queima e

culturas perenes manejadas com resíduos vegetais.

Outra forma de reduzir as perdas de NH3 é o uso de substâncias que inibem a atividade

da urease. Neste sentido, vários compostos têm sido testados como inibidores de urease, a fim

de retardar a hidrólise da uréia e reduzir essa perda (RADEL et al., 1988; KISS &

SIMIHĂIAN, 2002; CHIEN et al. 2009).

Muitos metais são capazes de inibir a atividade da urease (SHAW, 1954; TYLER,

1974; TABATABAI, 1977). O poder inibidor do ácido bórico também foi relatado (BENINI

et al., 2004). Os inibidores inorgânicos de maior interesse e que têm mostrado capacidade de

inibir a urease são o cobre e o ácido bórico, pela possibilidade de também serem utilizados

para nutrição das plantas. Porém, não há certeza sobre a eficiência e a dose necessária desses

inibidores para reduzir a perda de NH3. Em alguns trabalhos a adição de ácido bórico e cobre

na uréia reduziram a volatilização de NH3, porém, outros autores chegaram a resultados

diferentes, em que esses elementos não diminuíram a perda de N por volatilização de NH3

(KISS & SIMIHĂIAN, 2002; NÖMMIK, 1973). Há no mercado alguns fertilizantes que têm

2

como base a uréia coberta por Cu e Ácido bórico, porém não há resultados mostrando a

eficiência desses fertilizantes.

O inibidor de urease com maior importância prática e comercial é o tiofosfato de N-(n-

butil) triamida (NBPT). A adição do inibidor à UR tem reduzido a volatilização de NH3 em

torno de 60%, aumentando a eficiência de uso do N e a produtividade das culturas, sendo

eficiente em baixas concentrações (WATSON et al., 1994; TRENKEL, 1997; RAWLUK et

al., 2001; CANTARELLA et al., 2008; 2009).

Atualmente empresas comercializam uréia já tratada com o NBPT, porém há dúvidas

quanto à estabilidade do inibidor após sua aplicação, pois, o produto tende a perder eficiência

com o tempo de armazenamento. WATSON et al. (2008) observaram que ocorreu degradação

do inibidor durante o armazenamento de uréia já tratada, o que poderia afetar a eficiência do

inibidor em reduzir a volatilização de NH3.

Há dúvidas se o pH do solo pode reduzir a eficiência do NBPT. O inibidor parece ser

mais eficiente em solos com alto valor de pH e baixo teor de matéria orgânica (WATSON et

al., 1994). Essa questão ainda é pouco estudada e é de interesse para a agricultura brasileira

uma vez que a maior parte dos solos brasileiros tem reação ácida.

Recentemente tem sido estudada a adição combinada de inibidores de urease e de

nitrificação à uréia com o propósito de reduzir as perdas de N por volatilização de NH3 e por

lixiviação de nitrato. O inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) é empregado em várias

formulações comerciais por ser barato, pouco volátil, relativamente solúvel em água e

apresentar boa eficiência em reduzir a transformação de amônio a nitrato (CANTARELLA,

2007). Os efeitos da adição de DCD à uréia não estão bem esclarecidos. Pesquisas mostram

que o DCD pode aumentar a perda de N por volatilização de NH3 quando associado ao NBPT

(NASTRI et al., 2000; GIOACCHINI et al. 2002; ZAMAN et al. 2008) ou com apenas uréia

(PRAKASAO & PUTTANNA, 1987) e assim reduzir a eficiência da fonte nitrogenada.

Entretanto outros estudos demonstram que a adição de DCD à uréia associado ou não ao

NBPT não tem efeito na volatilização de NH3 (BLAISE et al., 1997; XU et al., 2000;

BANERJEE et al., 2002; CLAY et al., 1990).

Portanto, há vários aspectos relacionados aos efeitos de inibidores de urease que

merecem esclarecimento, pela importância da uréia na agricultura e pelas elevadas perdas de

NH3. Deste modo este trabalho foi dividido em quatro estudos, baseados nas seguintes

hipóteses: o DCD, o pH do solo e o armazenamento do fertilizante afetam a eficiência do

NBPT; Ácido bórico e Cu reduzem a volatilização de NH3. Os objetivos destes estudos

foram: i) avaliar o efeito do DCD e da combinação com NBPT na volatilização de NH3; ii)

3

avaliar a eficiência do inibidor NBPT em relação ao tempo e temperatura de armazenagem;

iii) avaliar o efeito do pH do solo sobe a eficiência do inibidor de urease NBPT; iv) e avaliar o

efeito de doses de Cu (sulfato de cobre) e de B (ácido bórico) adicionados à uréia sobre a

volatilização de NH3.

2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Volatilização de NH3 pela Aplicação Superficial de Uréia no Solo

A uréia contém de 45 a 46% de nitrogênio na forma de amida. Apesar de a amida ser

um composto orgânico, a UR pode ser considerada, de acordo com a Lei nº 6.894 de

16/12/80, como fertilizante mineral, por ser obtido de forma sintética e por ser solubilizado

rapidamente. O primeiro relato do seu emprego como fertilizante foi em 1935, se

intensificando a partir dos anos 60 (WATSON, 2000). As principais características da UR

são: elevada solubilidade; alta higroscopicidade, baixa corrosividade; compatibilidade com

um grande número de outros fertilizantes e agrotóxicos; e alta taxa de absorção foliar

(GOULD et al., 1986). O processo de fabricação da uréia necessita de elevada temperatura e

pressão (WATSON, 2000):

�� + 2�� °�� (��)�

O consumo de uréia no mundo é de mais de 146 milhões de toneladas por ano, que

representa mais de 75% do N total consumido na agricultura mundial, em relação aos

fertilizantes nitrogenados sólidos (IFA, 2008). A alta concentração de nutriente propicia

menor custo por unidade de N, com vantagens econômicas para o transporte e aplicação.

Outras fontes convencionais de N incluem o nitrato de amônio e o sulfato de amônio. Este

último tem preço mais elevado que a uréia; o nitrato de amônio sofre restrições crescentes em

sua produção, transporte e armazenagem devido à possibilidade de uso como explosivo e,

portanto, tem participação decrescente no mercado de fertilizantes (CANTARELLA, 2007).

Dessa maneira, a uréia tende a permanecer como o principal fertilizante nitrogenado sólido no

mercado mundial. Porém, quando a uréia é aplicada na superfície do solo a eficiência do

4

fertilizante pode ser baixa, devido à rápida hidrólise da uréia pela enzima urease, e

consequentes perdas de N por volatilização de NH3.

A enzima urease é comum na natureza e está presente em animais, plantas e

microrganismos. A urease presente nos solos é proveniente da síntese realizada por

microrganismos e também de origem em resíduos vegetais (BREMNER & MULVANEY,

1978; FRANKENBERGER & TABATABAI, 1982). PAULSON & KURTZ (1969)

estimaram que 79 a 89% da atividade da urease em solos se devem a enzimas extracelulares,

adsorvidas aos colóides do solo. A atividade da enzima urease é maior em resíduos vegetais

do que no solo, e, portanto, áreas que contêm restos vegetais, tais como em sistema de plantio

direto (SPD), cana colhida sem queima e culturas perenes manejadas com resíduos vegetais,

tendem a apresentar maior atividade da enzima. BARRETO & WESTERMAN (1989)

observaram aumento de três vezes na atividade da enzima urease em SPD, comparando com a

superfície do solo em sistema convencional.

A atividade da urease depende da umidade do solo. Em solo seco a taxa de hidrólise

da uréia é baixa (VOLK, 1966), porém aumenta gradativamente conforme o teor de umidade

do solo se eleva até atingir 20% de umidade (BREMNER & MULVANEY, 1978). A partir

desse ponto a hidrólise é alta e pouco se altera com a umidade. Assim é preferível aplicar

uréia em solo seco em relação ao solo úmido (TERMAN, 1979; LARA CABEZAS et al.,

1992; CANTARELLA, 2007).

A rápida hidrólise da uréia pela enzima urease consome prótons e eleva o pH do solo

em volta ao fertilizante (ERNST & MASSEY, 1960; TERMAN, 1979). OVERREIN & MOE

(1967) observaram que o pH do solo em volta ao fertilizante subiu de 6,5 para 8,8 três dias

apôs a aplicação de uréia.

Em solos com pH abaixo de 6,3, maioria dos solos brasileiros, a reação predominante

de uréia é (CANTARELLA, 2007):

��(��)� + 2�� + 2�� 2�� +�� + ��

Nos solos com pH acima de 6,3, os produtos da hidrólise são o amônio e o

bicarbonato:

��(��)� +�� + 2�� 2�� + ��

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A volatilização de NH3 pode ser descrita pelas reações de equilíbrio que ocorrem no

solo (CANTARELLA, 2007):

��(�� !"#)� ↔ �� + ��(�#%�çã#)� ↔ �� +��(�#%�çã#) ↔ ��(� (#�)��)

A constante de equilíbrio entre as formas aquosas NH4+ e NH3 é 5,85 x 10-10 a 20ºC

(CANTARELLA, 2007). Isto mostra que a quantidade de NH3 em pH 7 é de apenas 0,5%, e

em pH 9,2 de 50%. Contudo no solo as condições de equilíbrio se alteram, pelas interações

com outros componentes e pelo tamponamento, e maiores quantidades de NH3 ocorrem em

pH 7 na solução do solo em relação à solução pura (SOMMER et al., 2004; CANTARELLA,

2007). Portanto a elevação do pH em volta ao fertilizante, na hidrólise da uréia, faz com que

aumente o teor de NH3 nesta região, e elevadas perdas de N por volatilização de NH3 ocorrem

mesmo em solos com pH ácido.

Pelas reações de equilíbrio, pode-se perceber que as perdas de NH3 dependem do pH

do solo. A elevação da concentração de OH- aumenta a perda de NH3. Por outro lado, o

amônio produzido pode ser retido aos colóides do solo, oxidado a nitrato, pelo processo de

nitrificação, e absorvido pelas plantas e por microrganismos. Esses processos diminuem a

quantidade de NH4+ na solução do solo e, consequentemente, reduzem a volatilização de NH3

(WATSON, 2000; SOMMER et al. 2004).

As perdas de NH3 também ocorrem pela formação de carbonato de amônio, que é uma

molécula alcalina e instável podendo facilmente produzir gás de amônia, gás carbônico e

água, segunda a equação (KISS & SIMIHĂIAN, 2002):

(��)�� → 2�� + �� +��

Todos os fertilizantes que contém N na forma amoniacal (N-NH4+), tais como sulfato

de amônio, nitrato de amônio, MAP (Fosfato monoamônico) e DAP (Fosfato diamônico)

podem apresentar perdas por volatilização de NH3, quando aplicados na superfície de solos

com pH alcalino. Contudo, pouca ou nenhuma perda de NH3 ocorre quando esses fertilizantes

são aplicados em solos neutros ou ácidos (TERMAN, 1979; LARA CABEZAS et al., 1997;

CANTARELLA et al., 2003). Fertilizantes orgânicos como lodo e esterco, também podem

apresentar elevadas perdas de NH3 (MARTINES et al., 2010).

6

A aplicação superficial de uréia pode resultar em perdas de NH3 de até 60% do N

aplicado, com média variando entre 20 e 30%, para experimentos em condições de campo

com várias culturas (LARA CABEZAS et al., 1997, 2000; TRIVELIN et al., 2002;

CANTARELLA et al., 1999, 2003, 2008; VITTI et al., 2002). As perdas de NH3 podem ser

ainda maiores, como os resultados de LARA CABEZAS et al. (1997), que mostraram perdas

de até 78% do N aplicado na superfície do solo, em área de plantio direto. Em condições

controladas, WATSON et al. (1994) observaram que a média das perdas foi de 20%.

As perdas de NH3 dependem de fatores ambientais como temperatura, umidade e

velocidade do ar, e de características do solo como textura, pH e poder tampão. Avaliando

algumas dessas propriedades, ERNEST & MASSEY (1960) relataram que a mudança de pH

do solo de 5,0 para 7,5 aumentou cinco vezes a perda de N por NH3 volatilizada. Ao elevar a

umidade do solo de 13% para 56%, da capacidade máxima de retenção de água, a quantidade

de N perdido como NH3 aumentou cinco vezes. Essa mesma proporção foi observada quando

a temperatura foi elevada de 7°C para 32°C. A elevação da temperatura aumenta a hidrólise

da uréia e a taxa de transporte de NH3 da solução para a atmosfera (BREMNER &

MULVANEY, 1978; SOMMER et al., 2004).

A velocidade e a umidade do ar são importantes para determinar a volatilização de

NH3, pois influenciam a taxa de evaporação da água do solo que arrasta a NH3. Se a umidade

do ar estiver muito baixa, o solo pode secar antes da hidrólise da uréia e a perda de NH3 será

pequena (SOMMER et al., 2004). ERNEST & MASSEY (1960) encontraram maior perda de

NH3 quando a umidade do ar estava em 55%, comparando com 0 e 100%, e argumentaram

que a volatilização de NH3 estava correlacionada com a perda de água do solo. LARA

CABEZAS et al. (1992) mostraram que o secamento do solo foi mais determinante do que a

umidade inicial na volatilização de NH3. Contudo se o solo estiver seco e a umidade do ar for

alta haverá perda de NH3 devido à alta higroscopicidade da uréia (SOMMER et al., 2004;

CANTARELLA, 2007). O aumento da velocidade do ar eleva a perda de NH3. TERMAN

(1979), em estudo com condições controladas, relatou que houve aumento na perda de amônia

com a elevação do fluxo de ar até 3 L min-1,e acima desse valor a perda pouco se alterou.

Entretanto em dias com forte radiação solar, a velocidade do ar pode esfriar o solo e reduzir a

volatilização de NH3 (SOMMER et al., 2004).

Outros fatores ambientais como orvalho e chuva também influenciam a perda de NH3.

O orvalho pode fornecer água suficiente para que ocorra hidrólise da uréia e,

consequentemente, perda de NH3, mesmo quando a uréia for aplicada em solo seco

(CANTARELLA, 2007). A quantidade de chuva necessária para incorporar a uréia no solo e

7

não ocorrer perda de NH3 é em torno de 20 mm de plantio convencional, mas pode ser muito

maiores em áreas com palha na superfície do solo. Precipitações em pequeno volume podem

até aumentar a perda (TERMAN, 1979; GOULD et al., 1986; WATSON, 2000; SOMMER et

al., 2004; CANTARELLA 2007).

Em solos com maior teor de argila, a perda por NH3 é menor, devido ao maior poder

tampão da acidez do solo e à maior capacidade do solo em reter o amônio produzido na

hidrólise da uréia (CANTARELLA, 2007). STEVENS et al. (1989) correlacionaram as

propriedades de 36 solos com a perda de NH3 e mostraram que o pH e o poder tampão da

acidez foram as que mais influenciaram na volatilização de NH3, resultados que foram

corroborados por WATSON et al. (1994), em estudo com 16 solos. Como a textura do solo e

o teor de matéria orgânica estão diretamente relacionados com o poder tampão, em solos mais

argilosos e com maior teor de matéria orgânica as perdas de NH3 tendem a ser menores

(FENN & KISSEL, 1976; NELSON, 1982; WATSON et al., 1994; SOMMER et al., 2004).

As perdas de N por volatilização de NH3 podem ser controladas ou significativamente

reduzidas se a uréia for incorporada ao solo, tanto por meios mecânicos como pela água de

chuva ou irrigação (CANTARELLA, 2007); porém, isso pode não ser possível ou

economicamente viável em áreas com culturas perenes, cana de açúcar colhida sem queima,

áreas sob SPD ou com alta declividade. Além disso, caso a incorporação não seja feita

adequadamente, situações em que o sulco fica parcialmente aberto ou volume de água é

insuficiente, alguma perda de N por volatilização de amônia ainda pode ocorrer.

As reduções das perdas de NH3 por volatilização pela aplicação de uréia na superfície

do solo podem ser conseguidas com o uso de substâncias que inibem a atividade da urease,

evitando a rápida hidrólise da uréia na superfície do solo.

2.2 Inibidor de Urease Tiofosfato de N-(n-butil) Triamida – NBPT

Mais de 14.000 compostos orgânicos, inorgânicos e combinações têm sido testados

como inibidores de urease (KISS & SIMIHĂIAN, 2002). Os produtos que têm produzido os

melhores resultados são os análogos de uréia, especialmente o tiofosfato de N-(n-butil)

triamida – NBPT - (Figura 1, WATSON, 2000), comercializado desde 1996 nos Estados

Unidos1 e mais recentemente no Brasil. O NBPT é atualmente o único inibidor de urease que

tem grande importância comercial e prática na agricultura, sendo comercializado em mais de

70 países (TRENKEL, 2010).

1 Agrotain , produzido por Agrotain International, L.L.C., St. Louis, MO, EUA

8

Tiofosfato de N-(n-butil) triamida (NBPT) Fosfato de N-(n-butil) triamida (NBPTO)

Figura 1 – Fórmulas químicas do NBPT e do NBPTO (WATSON, 2000).

O NBPT bloqueia fortemente três pontos ativos da molécula urease (MANUNZA et

al., 1999), e tem características de solubilidade e difusão, semelhantes à uréia (CARMONA et

al., 1990). O NBPT não é inibidor direto da urease; para tal necessita ser convertido em

NBPTO (fosfato de N-n-butil triamida) (Figura 1). Os fatores que afetam esta conversão não

estão bem esclarecidos, mas devem depender de várias propriedades dos solos (WATSON,

2000). Esta conversão é rápida em solos bem arejados (minutos ou horas), mas pode levar

vários dias em condições de solos inundados (WATSON, 2000).

O NBPT tem mostrado maior eficiência em retardar a hidrólise da uréia do que a

aplicação direta do seu análogo NBPTO. A razão desta superioridade parece ser a taxa de

formação de NBPT em NBPTO, que prolonga o efeito do inibidor, pois a degradação do

NBPTO é mais rápida (HENDRICKSON & DOUGLASS, 1993).

A uréia é hidrolisada rapidamente logo na primeira semana após sua aplicação no solo,

tornando-se suscetível às altas perdas por volatilização de NH3; dessa forma, é exatamente

nesse período que a atuação de NBPT é mais evidente, retardando a hidrólise e

conseqüentemente mantendo baixa a taxa de volatilização (RAWLUK et al., 2001). Ao

retardar a hidrólise o inibidor permite a difusão da uréia no solo; assim o inibidor evita alta

concentração de NH4+ e pH elevado na zona de aplicação do fertilizante e diminui a

volatilização de NH3 (CHRISTIANSON et al., 1993). GRANT et al. (1996) argumentavam

que durante o período de 7 dias em que houve retardamento da hidrólise da uréia, poderia

haver ocorrência de precipitação pluvial suficiente para incorporar o fertilizante ao solo e

reduzir significativamente a perda de NH3 por volatilização.

A inibição do NBPT é especifica para a enzima urease, e vários trabalhos mostram que

o inibidor não afetou outras enzimas presentes no solo (KISS & SIMIHĂIAN, 2002). A

degradação do NBPT no solo gera N, S e P, não sendo tóxico para o ambiente, o que não

restringe o seu uso (WATSON, 2000).

9

A adição de NBPT à uréia pode reduzir em grande parte a perda de N por volatilização

de amônia (WATSON et al., 1994; KEERTHISINGHE & BLAKELEY, 1995; RAWLUK et

al., 2001; CANTARELLA et al., 2008). Em experimento feito em condições controladas de

laboratório com 16 solos, WATSON et al. (1994) chegaram a uma média de 68% de redução.

Em experimentos de campo com a cultura do milho, CANTARELLA et al. (2009) concluíram

que o inibidor reduz, em média, em 56% a volatilização de NH3. Em uma rede de

experimentos, feitos no estado de SP com soqueira de cana-de-açúcar em solo coberto com

palha, CANTARELLA et al. (2008) mostraram que a redução de perdas de amônia com a

adição de NBPT à uréia foi de cerca de 52%, quando o fertilizante foi aplicado em clima

úmido, e de 32% em clima seco. A menor eficiência de redução do inibidor obtida em clima

seco ocorreu devido ao fertilizante ter ficado na camada de palha na superfície e não ter sido

incorporado ao solo, e por não ocorrer chuva no tempo em que o inibidor é mais eficiente,

cerca de 7 a 10 dias (CANTARELLA et al., 2008).

Ao retardar a hidrólise da uréia e reduzir a elevação do pH e a alta concentração de

NH4+ ao redor do fertilizante, o inibidor também diminui o efeito tóxico da elevada

concentração de amônia na germinação de sementes (XIAOBIN et al., 1995).

O NBPT aumenta a eficiência de uso do N da uréia, proporcionando maior

produtividade para as culturas, conforme é mostrado nos sete experimentos feitos no Brasil

por CANTARELLA et al. (2009), e os mais de 300 feitos nos Estados Unidos da América

compilados por TRENKEL (1997), ambos com a cultura do milho.

O NBPT é eficiente em baixas doses. No estudo de WATSON et al. (1994), com 16

solos, o inibidor foi adicionado à uréia nas doses de 100 a 2800 mg kg-1. Na dose de 580 mg

kg-1 o NBPT reduziu em 68% a volatilização de NH3; acima desta dose, houve pouca

diferença, atingindo o máximo de inibição na dose de 1000 mg kg-1, que correspondeu a 80%

de redução. Com isso no Brasil tem sido utilizada a dose de 530 mg kg-1 (CANTARELLA,

2007).

Há dúvidas quanto à estabilidade do NBPT após sua aplicação à uréia, pois, o inibidor

tende a perder eficiência com o tempo de armazenamento. O fabricante do Agrotain sugere

que a uréia tratada pode ser armazenada por até 6 semanas entre 0 e 38°C antes da aplicação

ao solo, sem degradação significativa (AGROTAIN, 2010). Revisões recentes na rotulação do

produto nos EUA indicam que o tempo de armazenamento pode se estender até 9 meses a

15°C. Porém em regiões tropicais, onde a temperatura é mais elevada, pode ocorrer

degradação do NBPT, conforme mostrado no estudo de WATSON et al. (2008), em que a

10

meia vida do NBPT foi de 10 semanas quando armazenado a 25ºC, o que poderia afetar a

eficiência do inibidor em reduzir a volatilização de NH3.

A adição de materiais orgânicos à uréia para a produção de fertilizantes organo-

minerais tratados com o inibidor pode diminuir o tempo de prateleira do NBPT

(GIOACCHINI et al., 2000). Esses autores mostraram que o efeito inibidor do NBPT aplicado

à uréia e à uréia misturada com turfa, tende a decrescer com o aumento do tempo e da

temperatura de armazenamento.

Depois de aplicado ao solo, o NBPT tende a ser menos eficiente em altas

temperaturas, onde há maior atividade de urease, maior dissolução dos grânulos e maior

evaporação da solução do solo, que provoca a movimentação da uréia e da NH3 em direção à

superfície (RAWLUK et al., 2001). Nessas condições, maiores concentrações de NBPT são

requeridas para alcançar os mesmos índices de inibição que seriam alcançados a temperaturas

menores (CARMONA et al., 1990).

O NBPT parece ser mais eficiente em solos com alto valor de pH e baixo teor de

matéria orgânica (WATSON et al., 1994). Estes autores correlacionaram as propriedades de

16 solos com a volatilização de NH3, e observaram que a redução da NH3 volatilizada em

função do tratamento da uréia com NBPT foi menor em solos mais ácidos, sendo comparados

solos com pH-H2O que variaram de 5,7 a 7,6.

2.3 Ácido bórico e Cobre como Inibidores de Urease

Diversos trabalhos relatam o uso de metais como inibidores da enzima urease (SHAW,

1954; TYLER, 1974; TABATABAI, 1977). SHAW (1954) avaliou a ação dos metais na

urease e de acordo com outros trabalhos na bibliografia, chegou à seguinte seqüência de

“toxidez” ou inibição à urease: Ag+ ~ Hg2+ > Cu2+ > Cd2+ > Co2+ > Ni2+ > Zn2+ = Sn2+ =

Mn2+= Pb2+.

A enzima urease contém um ou mais grupos sulfidrila, que são partes ativas da

molécula. A inibição provocada pelos metais é devido à ligação do metal nestes grupos e a

formação de sulfitos insolúveis, consequentemente, o melhor inibidor será o que tiver maior

afinidade com o grupo sulfidrila e formar o composto sulfito mais insolúvel (Figura 2;

SHAW, 1954):

11

Figura 2 – Inibição provocada pelos metais (M) pela afinidade com grupos sulfidrila (S) da enzima urease (E). Adaptada de SHAW (1954).

O poder inibidor do ácido bórico também foi relatado (BENINI et al., 2004). A urease

tem, no sítio ativo, dois átomos de níquel (Ni) ligados por uma hidroxila. A ação de inibição

feita pelo ácido bórico (H3BO3) é por ficar simetricamente entre os dois átomos de Ni, e ter

forma geometricamente semelhante ao substrato uréia; portanto o H3BO3 é considerado como

um substrato análogo (BENINI et al., 2004).

A efetividade dos compostos inorgânicos parece ser um tanto baixa (BREMNER &

DOUGLAS, 1971; TABATABAI, 1977), além disso, alguns desses elementos são metais

pesados e podem contaminar os solos. Por outro lado, micronutrientes adicionados à uréia em

taxas compatíveis com seus empregos como micronutrientes pode ser de interesse se eles

apresentarem alguma inibição da urease ou se tiverem alguma sinergia com inibidores

orgânicos mais eficientes.

Entre os micronutrientes de interesse e que tem mostrado capacidade de inibir a urease

estão o Cu e o B (ácido bórico). Não há certeza sobre a concentração de Cu efetiva. Alguns

estudos revelam que concentrações baixas, 4 g kg-1 de cobre (sulfato de cobre) na uréia,

reduziram a volatilização de NH3 (SOR et al., 1966, citado por KISS & SIMIHĂIAN, 2002),

entretanto, em outros casos a redução só foi significativa acima de 10 g kg-1, na qual

proporcionou redução de 27% na perda (WINIARSKI, 1990, citado por KISS &

SIMIHĂIAN, 2002). O efeito do ácido bórico tem sido relatado em concentrações de 4,5 g

kg-1 de B na uréia, com 17% na redução de volatilização de NH3, (SOR, 1968, citado por

KISS & SIMIHĂIAN, 2002) e de 9 g kg-1 reduzindo em 50% as perdas (NÖMMIK, 1973).

Há no mercado nacional um fertilizante que tem como base a uréia coberta por sulfato de

cobre e ácido bórico, nas doses de 1,5 g kg-1 de Cu e 4,25 g kg-1 de B com o propósito de

reduzir as perdas de NH3 por volatilização, registrado com o nome “Nitro Mais”2 (VITTI &

HEINRICHS, 2007); porém não há resultados publicados indicando a eficiência desses

inibidores.

2 FH Nitro Mais©, produzido por Fertilizantes Heringer, Brasil.

12

2.4 Combinação de Inibidores de Urease e de Nitrificação

A associação de inibidores de urease e de nitrificação adicionados à uréia também tem

despertado interesse, pois tais produtos podem resultar na redução de perdas tanto por

volatilização de NH3 quanto por lixiviação de nitrato e emissão de óxido nitroso (ZAMAN et

al., 2008), que trariam danos econômicos e ambientais. Vários compostos têm sido testados

como inibidores de nitrificação. Revisões sobre o assunto foram feitas por SLAGEN &

KERKHOFF (1984), TRENKEL (1997) e FRYE (2005).

Os inibidores de nitrificação têm por objetivo retardar a formação de NO3- no solo,

através de interferência na atividade das bactérias do gênero Nitrosomonas, responsáveis pela

oxidação do NH4+ à nitrito (NO2

-), que corresponde à primeira fase da nitrificação

(TRENKEL, 2010). Os inibidores visam manter o N na forma amoniacal, menos sujeitas a

perdas por lixiviação. O período de efetiva inibição varia de 3 a 10 semanas, dependendo do

produto e do tipo de solo (TRENKEL, 1997; WEISKE et al., 2001).

Os inibidores de nitrificação também reduzem as perdas de N na forma de N2O.

SNYDER et al. (2009) compilaram resultados de vários estudos com evidências de redução

de emissão de N2O de 40 a 96% quando os fertilizantes continham inibidores de nitrificação.

O inibidor de nitrificação dicianodiamida (DCD) é empregado em várias formulações

comerciais por ser barato, pouco volátil, relativamente solúvel em água e por ser eficiente em

fertilizantes nitrogenados nas doses de 5 a 10% do nitrogênio aplicado (SLAGEN &

KERKHOFF, 1984). O DCD é uma amida (C2N4H4), que além de inibir a nitrificação, é um

fertilizante de liberação lenta que tem 65% de N (SLAGEN & KERKHOFF, 1984). O DCD

tem baixa toxidez, sendo considerado praticamente não-tóxico (TRENKEL, 1997). Tem efeito

bacteriostático sobre as Nitrosomonas e não afeta a população microbiana do solo (DI &

CAMERON, 2004; O'CALLAGHAN et al., 2010).

O DCD junto com o inibidor de urease, NBPT, tem proporcionado redução de perdas

de N, o que contribui para aumentar a eficiência no aproveitamento do nutriente, e as

produtividades das culturas (NASTRI et al., 2000; ZAMAN et al., 2008, 2009).

Em estudo com pastagem, ZAMAN et al. (2008) avaliaram o efeito de NBPT e DCD

na uréia aplicada na superfície do solo. O fertilizante nitrogenado com NBPT apresentou

redução na volatilização de NH3, e com o DCD houve redução na perda por lixiviação de

NO3- e emissão de N2O. Porém, no estudo de ZAMAN et al. (2008), a combinação dos dois

inibidores apresentou volatilização de NH3 maior em relação à uréia com apenas NBPT,

13

corroborando os resultados mostrados por NASTRI et al. (2000) e GIOACCHINI et al.

(2002). Não está claro se o DCD diminui a eficiência do NBPT ou o aumento na volatilização

de NH3 é devido ao maior teor de N-NH4+ no solo. PRAKASAO & PUTTANNA (1987)

também observaram que a adição de DCD à uréia provocou aumento nas perdas de NH3

comparadas com aquelas da uréia sem inibidor. O DCD também elevou as perdas de NH3

quando misturado à urina de animais – na qual a uréia constitui cerca de 70% do N (ZAMAN

et al., 2009; ZAMAN & BLENNERHASSET, 2010).

Os efeitos de DCD sobre a volatilização de NH3 nem sempre são consistentes. CLAY

et al. (1990), BLAISE et al. (1997) e BANERJEE et al. (2002) não observaram alteração nas

perdas de NH3 devidas à adição de DCD à uréia; este inibidor também não afetou a

volatilização de NH3 de uréia tratada com NBPT no estudo de CLAY et al. (1990).

3 MATERIAL E MÉTODOS

3.1 Estudo 1: Combinação de DCD e NBPT Adicionados à Uréia

Este estudo contou com dois experimentos com o propósito de avaliar a volatilização

de NH3 pela adição de inibidores de urease e de nitrificação à uréia. No primeiro experimento,

os tratamentos consistiram de uréia com ou sem DCD e NBPT, a fim de verificar se o DCD

interfere na eficiência do NBPT. No segundo experimento houve a inclusão de um tratamento

para esclarecer resultados encontrados no experimento nº 1 (discutidos posteriormente).

3.1.1 Caracterização da amostra de solo

A amostra de solo foi coletada da camada de 0 - 20 cm, de solo cultivado sem

cobertura vegetal, classificado como LATOSSOLO VERMELHO (EMBRAPA, 2006), um

dos mais importantes solos agrícolas do Brasil. Após a coleta, a amostra foi seca ao ar,

passada em peneira de 2 mm e analisada para avaliações das propriedades químicas e físicas

(Tabela 1) de acordo com a metodologia descrita por RAIJ et al. (2001) e CAMARGO et al.

(1986), sendo que a atividade de urease foi determinada segundo TABATABAI (1982), pelo

método da uréia remanescente – análise do teor de uréia no solo (MULVANEY &

BREMNER, 1979) após a incubação do solo com uréia por 5 horas a 37ºC.

14

Tabela 1 – Propriedades da amostra do LATOSSOLO VERMELHO utilizado1.

pH-CaCl2 MO P K Ca Mg H+Al CTC V% Argila Silte Areia AU g dm-3 mg dm-3 _________________ mmolc dm-3 ________________ % ____________ g kg-1 _________ mg kg-1 h-1

5,9 24 219 7,6 47 16 22 93 76 403 94 503 24 1 pH CaCl2: CaCl2 0,0125 mol L-1; MO: Oxi-Red.; P, K, Ca, Mg: Resina de troca iônica; H + Al: Solução tampão pH 7,0; CTC: Capacidade de troca de cátions; V%: Saturação por bases; Textura do solo: Densímetro. AU: Atividade de urease: N-Uréia hidrolisado.

3.1.2 Volatilização de NH3

O estudo foi realizado no laboratório do Centro de Solos e Recursos Ambientais do

Instituto Agronômico (IAC), em Campinas/SP, em condições controladas com temperatura

mantida a 25ºC por aquecedor (Diagonal, modelo HPV-1), sendo monitorada diariamente por

termômetro.

Foram utilizadas câmaras de volatilização, que são recipientes cilíndricos de vidro

com 68 cm2 de área basal, tampa que fecha hermeticamente e capacidade para 1,5 L, em que

foram abertos dois furos de lados opostos, 5 cm abaixo da tampa, para colocar dois tubos de

vidro, um para a entrada e outro para a saída de ar (Figura 3). Dentro da câmara, na frente do

tubo de entrada de ar foi colocada uma barreira de plástico rígido para que o ar circule na

câmara antes de sair. O volume de espaço vazio na câmara foi próximo a 500 ml – entre a

tampa e o solo.

Figura 3 – Foto lateral de uma câmara de volatilização instalada.

15

As amostras de solo foram colocadas nas câmaras para preencher um volume até 2 cm

abaixo dos furos de entrada e saída de ar, o que correspondeu a 1200 g. O solo foi umedecido

uma semana antes do início do experimento, para recomposição da atividade microbiana. A

quantidade de água foi equivalente a 60% da capacidade máxima de retenção de água, que foi

determinada pelo volume de água percolado após a adição de 100 ml de água em 100 ml de

solo, feito em tubo de percolação de vidro. Não houve reposição de água no solo durante o

experimento, sendo que após a volatilização de NH3, o teor de umidade no solo era próximo a

30% da capacidade máxima de retenção de água.

O ar, proveniente de compressor (Shulz3, modelo msv 20, 5 hp e 220 litros), teve a

pressão regulada por manômetro a 2,4 kgf cm-2, passava por uma solução de H2SO4 0,05 mol

L-1 para eliminar traços de NH3, e por um frasco contendo água deionizada para manter o ar

umidificado. Posteriormente, o ar era conduzido por meio de tubos de PVC até as câmaras de

volatilização, onde o fluxo de ar foi controlado por registros individuais e regulado por

fluxômetro (White Martins 3013) a uma taxa de 1,5 L min-1.

O ar das câmaras era conduzido, por meio de tubos de vidro com 0,5 cm de diâmetro,

até frascos contendo 150 ml de solução coletora, no qual borbulhava continuamente para reter

a NH3 arrastada das câmaras. A solução foi feita com 20 g L-1 de ácido bórico e os indicadores

de mudança de pH vermelho de metila (0,044 g L-1) e verde de bromocresol (0,066 g L-1),

tendo pH próximo a 5,0, ajustado com NaOH (0,1 mol L-1). Os frascos contendo as soluções

coletoras foram substituídos e a NH3 analisada diariamente ou a intervalos de dois dias, até

que as perdas por volatilização de NH3 cessarem ou as taxas se estabilizarem em um patamar

próximo do limite de detecção do método.

A amônia foi determinada por titulação potenciométrica com solução padronizada de

H2SO4 0,005 mol L-1 segundo a metodologia descrita por CANTARELLA & TRIVELIN

(2001).

Neste estudo foram feitos dois experimentos, e após o primeiro, uma reforma parcial

nos equipamentos foi realizada (Figura 4 e 5), com a substituição do compressor, das

tubulações e das válvulas para regulagem de fluxo de ar, o que possibilitou manter o fluxo

constante a 2,0 L min-1 no segundo experimento, permitiu o aumento no número de câmaras e

maior eficiência no arraste da NH3 volatilizada no interior das câmaras.

3 Joinville, SC, Brasil

16

Figura 4 – Foto das câmaras de volatilização instaladas no laboratório do Centro de Solos e

Recursos Ambientais do IAC, antes da reforma.

Figura 5 – Foto das câmaras de volatilização instaladas no laboratório do Centro de Solos e

Recursos Ambientais do IAC, após a reforma. Substituição dos tubos de silicone por PVC,

instalação das válvulas de regulagem de fluxo de ar em substituição às pinças de Hoffman e

substituição do compressor.

17

3.1.3 Ajuste do modelo sigmoidal para perda acumulada de NH3

As perdas acumuladas de NH3 após a aplicação superficial de uréia foram ajustadas

por regressão, e o modelo que teve o melhor ajuste foi o sigmóide da função sigmoidal. Para o

ajuste dos modelos foi utilizado o software SigmaPlot ®, versão 10 (SYSTAT SOFTWARE

Inc, 2006). Nos primeiros dias as perdas podem ser pequenas, principalmente com o uso de

inibidores de urease, que retardam a hidrólise da uréia, após esse período as perdas são

elevadas, e ocorrem de maneira crescente até regredirem e atingirem o máximo, no qual

cessam as perdas. A função sigmoidal tem esse comportamento, semelhante à letra “S”, no

início tem a fase lag, depois a fase exponencial e a fase estacionária. A curva tem forma

assintótica, não tendo ponto de máximo e nem igual a 0, e x vai de infinito (negativo) até

infinito (positivo), portanto devem-se evitar os extremos.

A função sigmoidal ajustada é dada pela equação sigmóide:

+ = -1 + /�( � 0� )

Em que Y = volatilização acumulada de NH3, em porcentagem do N aplicado, t é o

tempo, em dias, e a, t0 e b são parâmetros da equação, sendo que a é a perda máxima e t0 é o

tempo em que ocorrem 50% da perda máxima.

Esta equação pode ser usada para estimar parâmetros de interesse, incluindo a perda

máxima de NH3 e o tempo em que ocorrem 50% das perdas. Bem como calcular o tempo em

que ocorrem determinadas porcentagens da perda (cálculos contidos no Anexo I). Este é um

importante fator para comparar tratamentos com fertilizantes e inibidores, pois permite

caracterizar o processo de volatilização de NH3 em função do tipo de fertilizante, interação

com o solo ou inibidor de urease.

18

3.1.4 Fertilizantes e descrição dos tratamentos

3.1.4.1 Experimento 1

Os fertilizantes testados incluíram a uréia perolada comum (1 - 2 mm) com ou sem a

adição do inibidor de urease NBPT e do inibidor de nitrificação DCD.

O esquema experimental consistiu de cinco tratamentos: 1) UR (45,6% de N); 2) UR +

NBPT; 3) UR + DCD 10%; 4) UR + NBPT + DCD 5%; 5) UR + NBPT + DCD 10%, com

cinco repetições. Foram acrescentados controles para o solo sem fertilizante (câmara apenas

com solo) e para o ar de arraste (câmara vazia), totalizando 27 parcelas experimentais,

dispostas inteiramente ao acaso. Os controles serviram para inferir as perdas de NH3 do solo

não tratado e da NH3 contida no ar do laboratório. Essas perdas foram insignificantes.

O NBPT foi produzido por Agrotain International, L.L.C., St. Louis, MO, EUA, e foi

usado na forma de solução contendo 20% de NBPT (m/m) e solventes. A solução de NBPT

foi aplicada em 1 kg de uréia sólida, homogeneizada manualmente em saco plástico um dia

antes do experimento, para atingir a dose de 1060 mg de NBPT por quilograma de uréia.

O inibidor de nitrificação DCD, contendo 650 g kg-1 de N, de grau analítico (Sigma

Aldrich), em forma de pó, foi pesado individualmente e misturada à porção de uréia de cada

parcela experimental, na dose de N-DCD correspondente a adição de 5 ou 10% do N total

aplicado, o que correspondeu a 10,15 ou 20,3 mg de N-DCD por câmara.

Os fertilizantes foram pesados em balança analítica com precisão de 0,1 mg e

aplicados sobre a superfície do solo contido nas câmaras (Figura 6), na dose de 203 mg N por

câmara, equivalentes a 300 kg ha-1 de N com base na área superficial. Como o fertilizante é

aplicado em faixas no campo, essa dose é equivalente a 100 kg ha-1, considerando uma cultura

com espaçamento de 0,6 m e faixa de aplicação de fertilizante de 0,2 m.

19

Figura 6 – Aplicação de fertilizante na superfície do solo na câmara de volatilização.

3.1.4.2 Experimento 2

No primeiro experimento, o tratamento com UR + DCD passou a perder mais NH3, a

partir do 7º dia do que o tratamento apenas com uréia (resultados discutidos posteriormente).

Como o N do DCD está na forma de amida, como na uréia, foi feito outro experimento

semelhante ao primeiro, com a inclusão de um tratamento com aplicação isolada de DCD,

para verificar a possibilidade deste produto também perder N por volatilização de NH3 nas

condições do ensaio.

A quantidade de DCD utilizada foi igual à dose de 10% aplicada em mistura com a

uréia, o que correspondeu a 31,2 mg de DCD por câmara (20,3 mg de N-DCD).

3.1.5 Análises de solo após volatilização de NH3

Ao final do primeiro experimento, o conteúdo total do solo de cada câmara foi

homogeneizado e foram analisadas as concentrações de N-NO3- e N-NH4

+ por destilação a

vapor (CANTARELLA & TRIVELIN, 2001) e a uréia remanescente por colometria com o

método diacetil monoxima, após a extração com solução de KCl 2 mol L-1 e acetato de fenil

mercúrio (MULVANEY & BREMNER, 1979).

Após o segundo experimento, ao invés de todo o solo da câmara, foi retirada e

homogeneizada apenas a camada de 0 - 2 cm, a qual reflete melhor o efeito dos tratamentos.

20

Foi acrescentada a determinação do pH do solo (relação de 1:2,5; solo:solução), em solução

de CaCl2 0,0125 mol L-1. A camada de 2 – 5 cm também foi analisada (resultados contidos

em Anexo II).

Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste

Tukey a 5% de probabilidade, utilizando o pacote estatístico SISVAR® (FERREIRA, 2000).

3.2 Estudo 2: Efeito de Tempo e Temperatura de Armazenamento de Uréia Tratada

com NBPT

Neste estudo, amostras de uréia tratada com NBPT foram armazenadas por diferentes

períodos e temperaturas antes dos testes de volatilização nas câmaras.

Os procedimentos que incluem a caracterização do solo, volatilização de NH3 e

análises de solo após volatilização de NH3 foram feitos conforme o segundo experimento do

primeiro estudo. Exceto as análises dos dados, em que neste estudo as médias foram

comparadas pelo teste Tukey a 10% de probabilidade.


Os fertilizantes testados incluíram a uréia perolada comum (1 - 2 mm), na dose

equivalente de 300 kg ha-1 de N.

Amostras de uréia contendo 5 kg foram tratadas com NBPT na dose de 1060 mg kg-1

(mesma formulação usada no estudo nº 1). Posteriormente, porções de 0,5 kg para cada

parcela, foram acondicionadas em sacos plásticos com espessura de 0,1 mm, selados para

reproduzir a condição de um saco de fertilizante, e armazenados em duas incubadoras tipo

B.O.D. (Tecnal TE-391 e Marconi MA 415), sem a presença de luz e com temperatura

controlada, uma em 25ºC e outra em 35ºC.

O NBPT foi aplicado de modo que o intervalo de tempo de armazenamento fosse

atingido no dia do início das medidas de volatilização.

Foram feitos dois experimentos (experimentos 3 e 4). No experimento 3, os

fertilizantes contendo NBPT foram armazenados durante um e três meses e no experimento 4

durante seis e nove meses. Em ambos foram adicionados tratamentos com UR sem inibidor e

outro no qual o NBPT foi aplicado à UR um dia antes do início das avaliações de

volatilização. Os tratamentos no experimento 3 foram: 1) UR (46% de N); 2) UR + NBPT

21

preparado 1 dia antes da aplicação; 3) UR + NBPT armazenado a 25ºC por 1 mês; 4) UR +

NBPT - 25ºC - 3 meses; 5) UR + NBPT - 35ºC - 1 mês; 6) UR + NBPT - 35ºC - 3 meses. No

experimento 4 os tratamentos foram: 1) UR; 2) UR + NBPT - 1 dia; 3) UR + NBPT - 25ºC - 6

meses; 4) UR + NBPT - 25ºC - 9 meses; 5) UR + NBPT - 35ºC - 6 meses; 6) UR + NBPT -

35ºC - 9 meses. Os tratamentos foram feitos em cinco repetições, mais dois controles (solo

sem fertilizante e câmara vazia), totalizando 32 parcelas experimentais, dispostas inteiramente

ao acaso.

No tratamento com a aplicação de uréia sem o inibidor, foi utilizado o fertilizante

armazenado na mesma condição de maior tempo e temperatura em que foram submetidos os

outros fertilizantes. Isto foi feito, pois resultados de estudos preliminares mostraram não ter

diferença entre uréia aplicada nessas diferentes condições de armazenamento.

Amostras dos fertilizantes, submetidos aos diferentes períodos de armazenamento em

duas temperaturas, foram enviadas para laboratório4 que faz a análise das concentrações de

NBPT, que foi feita por HPLC conforme DOUGLASS & HENDRICKSON (1991).

3.3 Estudo 3: Eficiência de Uréia com NBPT em relação ao pH do Solo

Neste estudo, as perdas de NH3 por volatilização, pela aplicação superficial de uréia

com ou sem NBPT, foram medidas em condições controladas, em dois solos com valores de

pH inicial ajustados para 4,5; 5,5 e 6,5.

Os procedimentos que incluem a volatilização de NH3, análises de solo após a

volatilização de NH3 foram feitos conforme o primeiro estudo. Exceto as análises dos dados,

em que neste estudo as médias foram comparadas pelo teste Tukey a 10% de probabilidade.

3.3.1 Caracterização da amostra de solo

Foram utilizados solos com pH mais baixo do que nos experimentos anteriores. Foram

feitos dois experimentos, sendo que no experimento 5, o solo utilizado foi classificado como

LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO - LVA, e no experimento 6 foi utilizado um

LATOSSOLO VERMELHO - LV (EMBRAPA, 2006) (Tabela 2).

4 A & L Great Lakes Laboratories, Inc – Fort Wayne, IN, EUA.

22

Tabela 2 – Propriedades das amostras do LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (LVA) e

do LATOSSOLO VERMELHO (LV), utilizados nos experimentos 5 e 6, respectivamente.

Solo pH

CaCl2 MO P K Ca Mg H+Al CTC V% Argila Silte Areia AU

g dm-3 mg dm-3 _________________ mmolc dm-3 ________________ % ____________ g kg-1 _________ mg kg-1 h-1

LVA 4,2 24 3 1,5 5 5 52 64 18 359 80 561 20 LV 4,4 55 8 3,2 14 7 58 82 29 525 84 391 23

1 pH CaCl2: CaCl2 0,0125 mol L-1; MO: Oxi-Red.; P, K, Ca, Mg: Resina de troca iônica; H + Al: Solução tampão pH 7,0; CTC: Capacidade de troca de cátions; V%: Saturação por bases; Textura do solo: Densímetro. AU: Atividade de urease: N-Uréia hidrolisado.

Os valores de pH de ambos solos foram ajustados para 4,5; 5,5 e 6,5. Para isso, foram

utilizados CaCO3 e MgCO3, na forma de pó de grau analítico, na proporção de 2:1, utilizando

a relação V% com pH (CaCl2) para o cálculo das quantidades a serem aplicadas (QUAGGIO,

2000). As amostras de solo, 15 dm3 para cada valor de pH, foram umedecidas a 60% da

capacidade máxima de retenção de água, ficando incubadas durante 21 dias em sacos

plásticos de 0,1 mm de espessura. Foram feitos pequenos furos nos sacos para permitir trocas

gasosas. Após esse período as amostras foram secas ao ar, passadas em peneiras de 2 mm e

foi avaliado o pH do solo (RAIJ et al., 2001), antes de serem incubadas nas câmaras de

volatilização, que foi feito conforme o estudo 1. No experimento 5 (LVA), as amostras de

solo atingiram os valores de pH de 4,5; 5,6 e 6,4, e no experimento 6 (LV) de 4,5; 5,4 e 6,1.


Os fertilizantes testados incluíram a uréia perolada comum (1 - 2 mm), na dose

equivalente de 300 kg ha-1 de N com base na área superficial, com ou sem a adição do NBPT,

na dose de 530 mg kg-1 (mesma formulação usada no estudo nº 1).

O esquema experimental constitui de fatorial 2 x 3, sendo dois níveis do inibidor

NBPT (sem e com) e três níveis de pH (4,5; 5,5 e 6,5). Os tratamentos foram: 1) UR – pH 4,5;

2) UR – pH 5,5; 3) UR – pH 6,5; 4) UR + NBPT – pH 4,5; 5) UR + NBPT – pH 5,5; 6) UR +

NBPT – pH 6,5. Os tratamentos foram feitos em cinco repetições, mais dois controles (sem

fertilizante e câmara vazia), totalizando 32 parcelas experimentais, dispostas inteiramente ao

acaso.

O tratamento controle (solo sem fertilizante) foi feito com o solo com pH 5,5 pois, em

experimentos prévios, ficou demonstrado que as perdas de NH3 em solos não tratados com

23

uréia são muito baixas, e próximas do limite de detecção dos métodos empregados neste tipo

de estudo.

3.3.3 Atividade de urease no solo após a aplicação de uréia Foram feitas análises da atividade de urease nos dois solos utilizados neste estudo, em

diferentes períodos após a aplicação de uréia. Estas análises foram feitas isoladamente dos

experimentos com câmaras de volatilização. As amostras de solo foram utilizadas após o

período de incubação do solo para atingir os valores de pH de 4,5; 5,5 e 6,5, que foi feito

conforme descrito anteriormente. A dose de N utilizada foi de 300 mg kg-1.

Amostras de solo, 50 g, foram incubadas em frascos de vidro com capacidade para 200

mL pelos períodos: 0, 1, 2 e 4 dias, em incubadora tipo B.O.D. (Marconi MA 415) com

temperatura controlada em 25°C. Antes da aplicação da uréia, os solos foram incubados com

água (cerca de 60% da capacidade de retenção de água) por 7 dias para recompor e ativar a

flora microbiana. A uréia foi aplicada em forma de solução, a fim de incorporar o fertilizante

no solo para evitar perdas de N por volatilização de NH3. Os frascos foram pesados para

recompor a perda de água antes da aplicação do fertilizante, mantendo a umidade em 60% da

capacidade máxima de retenção de água. Os frascos permaneceram fechados com uma

membrana semipermeável (Parafilm®) para permitir trocas gasosas.

Os tratamentos consistiram de dois solos (LV e LVA) e três níveis de pH (4,5; 5,5 e

6,5), sendo aplicado com três repetições em quatro períodos de incubação, totalizando 24

parcelas.

A atividade de urease foi determinada em cada período após a aplicação do fertilizante

pelo método da uréia remanescente – após incubação do solo (5g) com uréia por 5 horas a

37ºC, segundo TABATABAI (1982). Foi analisada a quantidade de uréia (MULVANEY &

BREMNER, 1979) no restante do solo (45g) para descontar no cálculo da atividade da urease.

Os resultados de cada período foram submetidos à análise de variância, sendo as

médias comparadas pelo teste Tukey, 10%.

24

3.4 Estudo 4: Efeito de Ácido Bórico, Cobre e NBPT Adicionados à Uréia

Os procedimentos que incluem a caracterização do solo, a volatilização de NH3,

análises de solo após a volatilização de NH3 e análises dos dados foram os mesmos daqueles

do primeiro estudo.


Foram feitos três experimentos (experimentos 7, 8 e 9) para avaliar a eficiência de

cobre, ácido bórico e a combinação de ambos na redução de volatilização de NH3 quando

adicionados à uréia. Nos experimentos 7 e 8 as fontes foram preparadas pela empresa de

fertilizantes Produquímica5. Foi utilizado o H3BO3 e a fonte de cobre foi o sulfato de cobre

(CuSO4.H2O), ambos na forma de pó de grau analítico, que foram moídos e passados em

peneira de 100 mesh, para posteriormente serem revestidos e incorporados à uréia granulada

(2 - 4 mm), que foi feita por processo térmico durante a granulação do fertilizante. No

experimento 9, H3BO3 (Synth) e Cu (CuSO4, Nuclear) foram passados em peneira de 140

mesh e revestiram a uréia perolada (1 - 2 mm). O revestimento foi feito pela adição dos sais

em forma de pó em 1 kg de uréia, sendo homogeneizados manualmente em saco de plástico.

O NBPT foi utilizado na dose de 530 mg kg-1 (mesma formulação usada no estudo nº

1), sendo adicionado à uréia um dia antes do início do experimento.

Na descrição dos tratamentos a seguir, os números entre parênteses se referem às

concentrações de B, Cu e a combinação de ambos na uréia, expressas em massa (g) do

elemento por massa de uréia (kg). No experimento 7 os tratamentos foram: 1) UR; 2) UR + B

(2,5 g kg-1); 3) UR + B (5,0 g kg-1); 4) UR + B (7,5 g kg-1); 5) UR + B (10 g kg-1); 6) UR +

NBPT; 7) UR + NBPT + B (10 g kg-1). No experimento 8 foram testados uréia com cobre nas

doses de 1,5; 3,0; 6,0 e 10,0 g kg-1; no experimento 9, a combinação de B e Cu foi feita com

as maiores doses (10 g kg-1).

Os seis tratamentos foram feitos em cinco repetições, mais dois controles (câmara com

solo sem fertilizante e câmara vazia), totalizando 37 parcelas experimentais, dispostas

inteiramente ao acaso.

5 Produquímica Ltda, SP, Brasil.

25

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Estudo 1: Combinação de DCD e NBPT Adicionados à Uréia

As maiores perdas diárias de N para os tratamentos com UR e UR + DCD ocorreram

ao 3º dia após a aplicação dos fertilizantes para ambos os experimentos (Figura 7 e 8). A

adição de NBPT à UR reduziu e retardou o pico de perda para o 7º e 9º dia para experimentos

1 e 2, respectivamente. Nos tratamentos com uréia contendo NBPT associado ao DCD as

maiores perdas ocorreram no 8º e 9º dia para o primeiro e segundo experimento, porém houve

pequeno aumento no pico de perda de NH3 em relação ao tratamento de UR + NBPT. No

experimento 2, o tratamento com o DCD aplicado isoladamente, sem uréia, não apresentou

perda por volatilização de NH3 (Figura 8), indicando que esse composto provavelmente não

foi hidrolisado no período de 23 dias do experimento.

No final do experimento 1 o tratamento com aplicação de uréia teve perda acumulada

de NH3 de 28% do N total aplicado e, para o tratamento com UR + NBPT, a perda foi de 6%

(Figura 9).

Figura 7 – Volatilização diária de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de

nitrificação DCD (N-DCD em % do N aplicado) e o inibidor de urease NBPT (1060 mg kg-1),

aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados

do primeiro experimento.

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)

Dias após a aplicação dos fertilizantes

UR

UR + NBPT

UR + DCD 10%

UR + NBPT + DCD 5%

UR + NBPT + DCD 10%

26



aplicada na superfície de solo em câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados

do segundo experimento.

Figura 9 – Volatilização acumulada de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de



0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + NBPT

UR + DCD 10%

UR +NBPT + DCD 5%

UR + NBPT + DCD 10%

DCD

0

10

20

30

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + NBPTUR + DCD 10% UR + NBPT + DCD 5%UR + NBPT + DCD 10%

DMS5%

27

do primeiro experimento. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínima

significativa) não diferem entre si, pelo teste Tukey, p ≤ 0,05.

O modelo sigmoidal foi ajustado para as perdas acumuladas (Figura 10 e Tabela 3).

Outras equações já tinham sido testadas para descrever a perda acumulada de NH3, como nos

trabalhos de ESTEVENS et al. (1989) e MARTHA JR. et al. (2004). A equação testada no

presente estudo apresentou melhor ajuste que nos trabalhos destes autores (dados contidos em

Anexo I), além disso, a equação usada por ESTEVENS et al. (1989) não apresenta bom ajuste

caso o pico das perdas de NH3 seja muito elevado, e o modelo usado por MARTHA JR. et al.

(2004) não descreve a fase lag, que é importante para determinar o intervalo de tempo em que

as perdas são baixas, como mostrado na tabela 3. A determinação desse período é importante

principalmente para verificar o efeito de inibidores de urease, que retardam a hidrólise da

uréia e, assim, há maior chance de ocorrer chuva em volume suficiente para incorporar o

fertilizante no solo e prevenir que maiores perdas ocorram.


0 5 10 15 20

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)

0

10

20

30

40 URUR + NBPTUR + DCDUR + NBPT + DCD 5%UR + NBPT + DCD 10%




do primeiro experimento, ajustados pelo modelo sigmoidal.

28

Tabela 3 – Parâmetros da regressão ajustada, pelo modelo sigmoidal, para perda acumulada

de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de nitrificação DCD (N-DCD em % do

N aplicado) e o inibidor de urease NBPT (1060 mg kg-1), aplicada na superfície do solo em

câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados do primeiro experimento.

Intervalo de tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da perda acumulada máxima

de NH3 do experimento.

Tratamentos Parâmetro\1

R2

Intervalo de tempo (dias) para volatilização de NH3

correspondente à porcentagem da perda acumulada máxima do experimento (31%)

a b t0 5% (1,5%)\2 10% (3,1%) 20% (6,1%) 50% (15%)

UR 27,53 0,71 2,75 0,9966 0,74 1,28 1,87 2,92

UR+NBPT 5,98 1,02 6,41 0,9998 5,33 6,47 - -

UR+DCD 30,74 1,08 3,17 0,9749 -0,01 0,80 1,67 3,17

UR+NBPT+DCD 5% 14,11 1,39 7,59 0,9963 4,67 5,81 7,23 -

UR+NBPT+DCD 10% 16,76 1,49 7,69 0,9960 4,27 5,46 6,88 11,27 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

O tratamento com UR sem inibidores teve alta perda por NH3 em curto intervalo de

tempo, apresentando, por exemplo, 50% da perda acumulada máxima de NH3 do experimento

(15,5 % do N total aplicado) em apenas 3 dias (Tabela 3). A adição de NBPT à UR retardou a

volatilização de NH3, de modo que após mais de 5 dias a perda foi de apenas 5% da perda

máxima, que neste experimento correspondeu a 1,5 % do N total aplicado (Tabela 3).

No experimento 2, o tratamento com uréia teve perda um pouco maior, 37%, devido

ao aumento do fluxo de ar em relação ao experimento 1, e com a adição de NBPT a perda foi

de 17%, o que correspondeu a uma redução de 54% (Figura 11).

O tratamento com UR sem inibidores apresentou 50% da perda acumulada máxima de

NH3 do experimento (20,9 % do N total aplicado) em apenas 4 dias (Tabela 4). A adição de

NBPT à UR retardou a volatilização de NH3 de modo que 5% da perda máxima (2,1 % do N

total aplicado) ocorreu após quase cinco dias (Tabela 4).

29




do segundo experimento. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínima

significativa) não diferem entre si, pelo teste Tukey, p ≤ 0,05.


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de nitrificação DCD (N-DCD em % do

N aplicado) e o inibidor de urease NBPT (1060 mg kg-1), aplicada na superfície do solo em

câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados do segundo experimento.

Intervalo de tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima de NH3 do

experimento.


R2


correspondente à porcentagem da perda máxima do experimento (42%)

a b t0 5% (2,1%)\2 10% (4,2%) 20% (8,3%) 50% (21%)

UR 36,35 0,94 3,48 0,9956 0,85 1,56 2,34 3,76

UR+NBPT 15,99 2,13 8,90 0,9939 4,86 6,68 9,09 -

UR+DCD 41,74 1,34 3,67 0,9684 -0,28 0,73 1,81 3,67

UR+NBPT+DCD 5% 26,69 2,47 10,36 0,9953 4,27 6,20 8,42 13,51

UR+NBPT+DCD 10% 31,99 2,82 10,83 0,9945 3,32 5,48 7,89 12,61 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

0

10

20

30

40

50

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)

Dias após aplicação dos fertilizantes

UR UR + NBPT

UR + DCD 10% UR + NBPT + DCD 5%

UR + NBPT + DCD 10% DCD

DMS5%

30

Vários estudos, tanto em condições controladas quanto de campo com diferentes

culturas, evidenciaram que a UR quando aplicada na superfície do solo, tem mostrado

elevadas perdas de NH3, apontando para média de 20 a 30% do N aplicado (LARA

CABEZAS et al., 1997; TRIVELIN et al., 2002; CANTARELLA et al., 1999, 2003, 2008;

STEVENS et al., 1989; VITTI et al., 2002; WATSON et al., 1994). Com a adição de NBPT

as perdas de NH3 provenientes da uréia são reduzidas em média de 60% (CANTARELLA et

al., 2009), sendo mais evidente na primeira semana após a adubação, por retardar a hidrólise

do fertilizante (GRANT et al., 1996; RAWLUK et al., 2001; WATSON et al., 1994). Os

resultados do presente estudo são, portanto, compatíveis com os da literatura.

Com a adição de DCD à uréia houve, em relação ao tratamento sem o inibidor,

aumento significativo (Tukey, p ≤ 0,05) na volatilização de NH3, resultando em perda de 33%

do N total aplicado no experimento 1, e 44% no experimento 2, o que representou

aproximadamente 19% a mais em relação ao tratamento UR sem inibidores. Esse aumento

ocorreu após 17 e 19 dias, para experimentos 1 e 2, respectivamente (Figura 9 e 11).

O tratamento com uréia contendo NBPT junto com DCD, nas doses de 5 e 10%,

resultou em perda de NH3 de 15 e 17%, uma redução de 46 e 39% em relação ao tratamento

com apenas uréia no experimento 1 (Figura 9). No experimento 2, as perdas correspondentes

foram de 28 e 33%, resultando em 24 e 12% de redução em relação à uréia, sendo que na

maior dose de DCD a perda de NH3 não foi diferente de uréia aplicada isoladamente (Figura

11). Entretanto, a combinação dos dois inibidores e uréia causou aumento da perda de NH3

em relação ao tratamento UR + NBPT. Esse aumento foi significativo a partir de 9 (exp. 1) e

13 dias (exp. 2) após a aplicação dos fertilizantes, representando 150 e 183% de aumento de

perda no primeiro experimento, e 65 e 94% para o segundo, nas doses de 5 e 10% de DCD,

respectivamente. Em ambos os experimentos não houve diferença significativa entre as perdas

de NH3 em relação às doses de DCD (Figura 9 e 11).

A adição de DCD à uréia aumentou a perda de N por volatilização de NH3, de modo

semelhante ao relatado por NASTRI et al. (2000) e por PRAKASAO & PUTTANNA (1987).

Houve também aumento de volatilização de NH3, quando o DCD foi adicionado à UR

juntamente com NBPT, corroborando os dados observados por GIOACCHINI et al. (2002), e

por ZAMAN et al. (2008).

A hipótese de que o DCD interfere na eficiência do inibidor de urease não foi

confirmada no presente estudo. ZAMAN et al. (2008) sugeriram que o DCD afetou a

eficiência do NBPT em inibir a hidrólise da uréia, pois observaram uma rápida elevação do

pH do solo no intervalo de 1 a 7 dias depois da aplicação de uréia, quando utilizado ambos os

31

inibidores em comparação com o tratamento contendo apenas uréia e NBPT. Porém, os

resultados apresentados nas figuras 9 e 11 e tabelas 3 e 4 indicam que na primeira semana

após a adubação – período de mais intensa inibição da atividade de urease pelo NBPT – as

perdas de NH3 nos tratamentos contendo NBPT e DCD não diferiram daqueles contendo

apenas NBPT.

O efeito do DCD em aumentar as perdas de NH3 por volatilização, tanto quando

adicionado à uréia quanto aplicado à uréia + NBPT, só ocorreu após nove dias da aplicação

dos fertilizantes. Esses resultados são semelhantes aos obtidos por PRAKASAO &

PUTTANNA (1987) com UR + DCD. GIOACCHINI et al. (2002) mostraram esse efeito,

com o emprego dos dois inibidores junto à uréia após 15 dias. O NBPT geralmente reduz

fortemente a hidrólise da uréia nos primeiros sete dias e, após este período, perde seu efeito

gradativamente (CANTARELLA et al., 2005). Neste período, a adição de DCD não afetou as

perdas de NH3, portanto é pouco provável que tenha interferido na ação do NBPT,

diferentemente no que ocorreu no trabalho de ZAMAN et al. (2008), em que o aumento na

volatilização de NH3 com uréia contendo os dois inibidores ocorreu logo após dois dias. O

estudo de ZAMAN et al. (2008) foi feito em condições de campo e ocorreu chuva de 17 mm

no 1º dia após a aplicação dos fertilizantes, que, aparentemente, não foi suficiente para

incorporar a uréia ao solo. Nesses casos as perdas de NH3 decrescem, mas podem se

prolongar por mais tempo (CANTARELLA et al., 2008), aumentando a variabilidade

experimental e dificultando a observação do comportamento dos inibidores.

O DCD, que além de inibidor da nitrificação é também um fertilizante nitrogenado de

liberação lenta (SLAGEN & KERKHOFF, 1984), não resultou em perda de amônia quando

aplicado isoladamente (Figura 11), evidenciando que o efeito do DCD adicionado à UR, em

promover maiores perdas de NH3, está relacionado ao seu poder de inibição de nitrificação.

Ao final das medições de volatilização de NH3 a análise do solo mostrou que os

tratamentos com DCD apresentaram pH mais elevado, maior quantidade de N-NH4+ e menor

de N-NO3-, provavelmente pela inibição da nitrificação (Tabela 5 e 6). Com a adição de

NBPT os teores de N-NH4+ e N-NO3

- são maiores comparados com o mesmo tratamento sem

o inibidor, o que esta de acordo com a perda de NH3 que é menor com o NBPT, porém essa

diferença só foi significativa para o teor de N-NH4+ no tratamento de UR + NBPT + DCD

10%, que foi maior que UR + DCD 10%.

32

Tabela 5 – Teores de N no solo contido nas câmaras de volatilização no final do primeiro

experimento, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem da recuperação do N aplicado,

na superfície do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem o inibidor de

urease NBPT (1060 mg kg-1) e o inibidor de nitrificação DCD (N-DCD em % do N aplicado).

Tratamentos Teor de N NH3 N Total N-NH4

+ N-NO3- N-Uréia Volatilizada Recuperado1

_______________________ mg kg -1 ______________________ __________ % do N aplicado __________

UR 32 c 83 a 0 28 b 89 UR + DCD 10% 98 b 17 b 0 33 a 94 UR + NBPT 50 c 98 a 0 6 d 85 UR +NBPT + DCD 5% 109 ab 22 b 0 15 c 85 UR + NBPT + DCD 10% 120 a 31 b 0 17 c 97

CV (%) 13 25 - 12 - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4 + N-NO3. DMS5%: Diferença mínima significativa pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 10 mg kg-1 de N-NH4

+, 21 mg kg-1 de N-NO3-.

O N recuperado ficou próximo do valor total aplicado (Tabela 5 e 6). No experimento

2 ficou um pouco abaixo, pois pequena quantidade de N inorgânico está no solo na camada de

2 a 5 cm (resultados em Anexo II), ou pode estar em camada abaixo de 5 cm, ter sido

imobilizado na matéria orgânica do solo ou perdido pela desnitrificação.

Tabela 6 – Teores de N e pH na camada de 0-2 cm do solo na câmara ao final do segundo

experimento, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado, na

superfície do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease

NBPT (1060 mg kg-1) e o inibidor de nitrificação DCD (N-DCD em % do N aplicado).

Tratamentos pH

CaCl2 Teor de N NH3 N Total

N-NH4+ N-NO3

- N-Uréia Volatilizada Recuperado1 ________ mg kg-1 na camada de 0-2 cm______ __________ % do N aplicado __________

UR 5,5 c 177 c 252 a 0 37 b 80 UR + DCD 10% 6,8 a 305 b 53 b 0 44 a 80 UR + NBPT 5,7 b 237 c 287 a 0 17 d 70 UR + NBPT + DCD 5% 6,8 a 369 b 93 b 0 28 c 74 UR + NBPT + DCD 10% 6,8 a 370 a 70 b 0 33 bc 77 DCD 5,9 b 7 d 0 c 0 0 e 7

CV (%) 2 12 19 - 10 - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 10 mg kg-1 de N-NH4

+, 102 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,7.

33

As perdas por volatilização de NH3 decorrentes da aplicação superficial de uréia em

solos ácidos, como o do presente estudo, acontecem devido à elevação localizada do pH do

solo ao redor do fertilizante, provocada pela hidrólise da uréia (OVERREIN & MOE, 1967).

Essa reação é relativamente rápida como indicam os picos de perdas de três dias após a

aplicação dos fertilizantes (Figura 7 e 8). Posteriormente o solo tende a se acidificar, tanto em

função da própria perda de NH3 (�� ⇔�� +��) quanto da nitrificação do NH4+. Esta

última reação provoca a produção de 2 moles de H+ para cada mol de NH4+ oxidado

(SCHMIDT, 1982).

A contribuição da nitrificação para a redução do pH do solo e, provavelmente, para a

desaceleração das perdas de NH3 pode ser inferida pelos dados das tabelas 5 e 6, que mostram

altas concentrações de N-NO3- nos solos nos tratamentos com UR ou UR + NBPT, medidos

cerca de 20 dias após a aplicação da uréia. Por outro lado, nos tratamentos com DCD, as

concentrações de N-NO3- foram muito menores e o pH do solo na camada superficial (0 – 2

cm) cerca de 1 unidade de pH mais elevada do que nos tratamentos sem o inibidor de

nitrificação (Tabela 6).

Deste modo, as maiores perdas de NH3 observadas nos tratamentos com DCD foram

conseqüência da manutenção, por mais tempo, do pH e teor de N-NH4+ elevados do solo na

região onde foi aplicada a uréia, ocasionada pela inibição da nitrificação e não do efeito do

DCD na ação do NBPT.

O aumento das perdas por volatilização de NH3, devido ao maior acúmulo de N-NH4+

no solo, em função da adição de DCD já havia sido observado por GIOACCHINI et al. (2002)

e por ZAMAN et al. (2008), mas, em ambos os casos as perdas de N foram baixas

comparadas com os resultados do presente estudo, devido às condições climáticas, sendo de

4,0 a 9,6 % e 4,2 a 5,7% do N aplicado, respectivamente. GIOACCHINI et al. (2002)

utilizaram solos com carbonatos livres e elevados valores de pH, condição em que o NH4+ é

transformado em NH3, ao contrário do Latossolo ácido empregado neste estudo (Tabela 1).

Alguns autores mostraram resultados diferentes, em que a adição de DCD à uréia com

ou sem o NBPT não aumentou a volatilização de NH3. CLAY et al. (1990) não encontraram

aumento na perda de N por NH3, pois avaliaram a volatilização durante apenas quatro dias,

tempo muito curto para verificar o efeito de DCD. BLAISE et al. (1997) e XU et al. (2000)

aplicaram os fertilizantes em solução e incorporados ao solo, o que reduz a perda de NH3 pela

uréia a valores muito baixos, e conseqüentemente minimiza o efeito na perda pela adição de

DCD.

34

A combinação de DCD e NBPT adicionado à uréia resultou em perda de NH3 inferior

ao tratamento com uréia aplicada isoladamente, exceto no tratamento com UR + NBPT +

DCD 10% no experimento 2, que não foi diferente do tratamento com UR, após 19 dias.

Resultado semelhante ao obtido por GIOACCHINI et al. (2002), que mostraram não ocorrer

diferença na volatilização de NH3 entre UR e UR com os dois inibidores após 40 dias em um

dos dois solos estudados, no outro a perda de uréia com NBPT e DCD foi inferior à UR sem

inibidores.

Os resultados apresentados, no presente estudo, mostraram que o objetivo de combinar

inibidor de urease com inibidor de nitrificação na uréia, pode trazer resultados não desejados.

Caso a incorporação do fertilizante demore a acontecer, pode ocorrer aumento na

volatilização de NH3 em relação à uréia só com inibidor de urease. Porém, se o fertilizante for

incorporado no período próximo há uma semana, os benefícios dos dois inibidores podem ser

alcançados, que são a redução de volatilização de NH3, de lixiviação de nitrato e de emissão

de N2O, possibilitando o aumento da eficiência de uso do N. A uréia sendo apolar, está sujeita

a perdas por lixiviação, pois é pouco retido nos colóides do solo (VICTORIA et al., 1982);

porém, a hidrólise da uréia no solo, mesmo com inibidor de urease, geralmente tem início

após 4 a 15 dias da aplicação. Assim sendo, os riscos de perda por lixiviação são

relativamente pequenos.

4.2 Estudo 2: Efeito de Tempo e Temperatura de Armazenamento de Uréia Tratada

com NBPT

A UR teve pico de perda por volatilização de NH3 logo no 3º e 4º dias após a aplicação

dos fertilizantes nos experimentos 3 e 4, respectivamente (Figura 12 e 13); o NBPT retardou e

reduziu o pico de perda para o 7º e 8º dias.

Nos tratamentos com armazenamento do fertilizante, no experimento 3, a maior

diferença em relação ao tratamento com UR + NBPT - 1 dia foi para o tratamento armazenado

a 35ºC por 3 meses, no qual o pico de perda foi atingido no 5º dia (Figura 12). Já no

experimento 4, a eficiência do NBPT foi reduzida em todos os tratamentos de

armazenamento, apresentando nos tratamentos com UR + NBPT armazenados a 35ºC por 6 e

9 meses pico de perda no 4º dia, e nos tratamentos a 25ºC por 6 e 9 meses, no 5º dia (Figura

13).

35


urease NBPT (1060 mg kg-1), aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob

condições controladas, após diferentes tempos e temperaturas de armazenamento dos

fertilizantes.




fertilizantes.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + NBPT - 1 dia

UR + NBPT - 25ºC - 1 mês

UR + NBPT - 25ºC - 3 meses

UR + NBPT - 35ºC - 1 mês


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + NBPT - 1 dia





36

Após 18 dias o tratamento com uréia sem o inibidor perdeu 36% do N total aplicado,

no experimento 3. Com a adição de NBPT à UR 1 dia antes da aplicação a volatilização foi

reduzida em 58%, atingindo perda acumulada de NH3 de 15% (Figura 14). Nos tratamentos

com armazenamento, UR + NBPT a 25ºC por 1 e 3 meses e a 35ºC por 1 mês as perdas foram

de 17, 19 e 19%, não sendo diferente (p ≤ 0,10) do tratamento de UR tratada com NBPT 1 dia

antes da aplicação. Porém no tratamento com armazenamento a 35ºC por 3 meses a perda de

N foi de 27%, sendo significativamente superior à UR + NBPT 1 dia (Figura 14).

A uréia teve 50% da perda máxima do experimento nº 3 logo após três dias da

aplicação. O tratamento com UR+NBPT – 1 dia apresentou 10% da perda máxima (3,6% do

N aplicado) após 6 dias (Tabela 7). Nos tratamentos com armazenamento a eficiência do

NBPT foi pouco alterada, ocorrendo 10% da perda após 5 dias da aplicação, exceto no

tratamento com UR + NBPT armazenado a 35ºC durante 3 meses, no qual o intervalo de

tempo para atingir 10% da perda foi de 3 dias e em 5 dias a perda foi de 50% (Tabela 7).



condições controladas após diferentes tempos e temperaturas de armazenamento dos

fertilizantes. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínima significativa) não

diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + NBPT - 1 diaUR + NBPT - 25ºC - 1 mês UR + NBPT - 25ºC - 3 mesesUR + NBPT - 35ºC - 1 mês UR + NBPT - 35ºC - 3 meses

DMS10%

37


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT (1060 mg kg-1),

aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob condições controladas após

diferentes tempos e temperaturas de armazenamento dos fertilizantes. Intervalo de tempo em

que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima de NH3 do experimento.


R2

Intervalo de tempo (dias) para volatilização de NH3 correspondente à porcentagem da perda

máxima do experimento (36%)

a b t0 5% (2%)\2 10% (4%) 20% (7%) 50% (18%)

UR 35,70 0,75 3,02 0,9949 0,81 1,37 1,98 3,02

UR + NBPT - 1 dia 14,09 1,66 7,58 0,9973 4,38 5,79 7,62 -

UR + NBPT - 25ºC - 1 mês 16,91 1,56 7,14 0,9969 3,81 5,08 6,65 -

UR + NBPT - 25ºC - 3 meses 18,70 1,61 7,18 0,9963 3,56 4,85 6,40 12,08

UR + NBPT - 35ºC - 1 mês 18,15 1,54 6,96 0,9971 3,55 4,79 6,29 13,25

UR + NBPT - 35ºC - 3 meses 26,56 1,06 4,60 0,9963 1,81 2,63 3,54 5,36 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

No experimento 4, após 16 dias, a UR teve perda acumulada de 29% do N total

aplicado (Figura 15). A adição do NBPT à UR 1 dia antes da aplicação reduziu a perda para

10%, correspondendo a 65% de redução. Os tratamentos UR + NBPT armazenados a 25ºC

por 6 e 9 meses tiveram perda de 23%, sendo inferiores à perda de N com UR, e quando

armazenado a 35ºC as perdas foram de 24% em ambos períodos e não foram estatisticamente

diferente (Tukey, p ≤ 0,10) da uréia aplicada sem NBPT.

Após três dias da aplicação dos fertilizantes, UR teve 50% da perda máxima do

experimento. Com a adição de NBPT 1 dia antes da aplicação, 10% da perda (2,9% do N

aplicado) ocorreu após 6 dias. Nos tratamentos com o armazenamento dos fertilizantes, o

NBPT perdeu sua eficiência e 10% da perda de N por volatilização de NH3 ocorreu após 2 a 3

dias, sendo semelhante à UR sem inibidores, que foi em menos de 2 dias (Tabela 8).

38




fertilizantes. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínima significativa) não

diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT (1060 mg kg-1),

aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob condições controladas após

diferentes tempos e temperaturas de armazenamento dos fertilizantes. Intervalo de tempo em

que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima de NH3 do experimento.


R2

Intervalo de tempo (dias) para volatilização de NH3 correspondente à porcentagem da perda

máxima do experimento (29%)

a b t0 5% (1%)\2 10% (3%) 20% (6%) 50% (14%)

UR 28,68 0,77 3,55 0,9988 1,28 1,86 2,48 3,55

UR + NBPT - 1 dia 9,96 1,39 7,40 0,9989 4,92 6,14 7,83 -

UR + NBPT - 25ºC - 6 meses 22,80 1,00 4,69 0,9985 1,99 2,75 3,60 5,22

UR + NBPT - 25ºC - 9 meses 22,54 0,87 4,12 0,9990 1,78 2,44 3,18 4,61

UR + NBPT - 35ºC - 6 meses 23,70 0,86 4,08 0,9992 1,72 2,37 3,10 4,45

UR + NBPT - 35ºC - 9 meses 24,03 0,85 3,87 0,9990 1,53 2,17 2,88 4,20 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + NBPT - 1 diaUR + NBPT - 25ºC - 6 meses UR + NBPT - 25ºC - 9 mesesUR + NBPT - 35ºC - 6 meses UR + NBPT - 35ºC - 9 meses

DMS10%

39

Tabela 9 – Teor do inibidor de urease NBPT na uréia (UR) com ou sem NBPT (1060 mg kg-1)

após diferentes temperaturas e tempos de armazenamento antes da aplicação ao solo1.

Tratamentos do experimento 3 Teor de NBPT Tratamentos do experimento 4 Teor de NBPT mg kg-1 mg kg-1 UR - UR - UR + NBPT - 1 dia 890 UR + NBPT - 1 dia 930 UR + NBPT - 25ºC - 1 mês 720 UR + NBPT - 25ºC - 6 meses 8 UR + NBPT - 25ºC - 3 meses 530 UR + NBPT - 25ºC - 9 meses 5 UR + NBPT - 35ºC - 1 mês 470 UR + NBPT - 35ºC - 6 meses 0 UR + NBPT - 35ºC - 3 meses < 100 UR + NBPT - 35ºC - 9 meses 0 1 Análises realizadas até 30 dias após coleta das amostras.

Ocorreu degradação do NBPT durante o armazenamento (Tabela 9), principalmente

no tratamento a 35ºC após 3 meses, no experimento 3, e em todos os tratamentos com

armazenamento no experimento 4, o que explica a perda da eficiência do NBPT em reduzir a

volatilização de NH3 pela aplicação superficial de uréia.

O teor de N-NO3- no solo não apresentou diferença significativa (p ≤ 0,10) entre os

tratamentos ao final do experimento 3. Entretanto, o teor de N-NH4+ foi maior em UR +

NBPT - 1 dia em relação à uréia aplicada sem inibidor e, em relação à UR + NBPT

armazenado a 35ºC por 3 meses (Tabela 10). Nos demais tratamentos com armazenamento, o

teor de amônio não diferiu de UR + NBPT - 1 dia, semelhante aos resultados obtidos com a

perda por volatilização de NH3. O pH do solo foi maior no tratamento com UR + NBPT – 1

dia em relação à UR sem inibidor (Tabela 10).

Tabela 10 – Teores de N e pH na camada de 0-2 cm do solo na câmara ao final do

experimento 3, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado,


urease NBPT (1060 mg kg-1) sob diferentes tempos e temperaturas de armazenamento.

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3

- N-Uréia Volatilizada Recuperado1

_____ mg kg-1 na camada de 0-2 cm___ __________ % do N aplicado __________

UR 5,6 b 162 c 259 ns 0 36 a 74 UR + NBPT - 1 dia 5,9 a 275 a 254 ns 0 15 c 63 UR + NBPT - 25ºC - 1 mês 5,9 ab 254 ab 281 ns 0 17 c 66 UR + NBPT - 25ºC - 3 meses 5,9 a 259 a 281 ns 0 19 c 68 UR + NBPT - 35ºC - 1 mês 5,8 ab 243 ab 265 ns 0 19 c 65 UR + NBPT - 35ºC - 3 meses 5,7 ab 194 bc 254 ns 0 27 b 68

CV (%) 2 15 11 - 15 - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4

+ + N-NO3-. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas

médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 22 mg kg-1 de N-NH4+, 54 mg kg-

1 de N-NO3- e pH 5,7.

40

Tabela 11 – Teores de N e pH na camada de 0-2 cm do solo na câmara ao final do experimento

4, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado, na superfície

do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT

(1060 mg kg-1) sob diferentes tempos e temperaturas de armazenamento.

Tratamentos pH CaCl2 Teor de N NH3 N Total

N-NH4+ N-NO3



UR 5,7 ns 200 ns 200 ab 0 29 a 65 UR + NBPT - 1 dia 5,7 ns 265 ns 248 a 0 10 c 57 UR + NBPT - 25ºC - 6 meses 5,7 ns 232 ns 211 ab 0 23 b 63 UR + NBPT - 25ºC - 9 meses 5,7 ns 211 ns 173 b 0 23 b 57 UR + NBPT - 35ºC - 6 meses 5,7 ns 205 ns 189 b 0 24 ab 60 UR + NBPT - 35ºC - 9 meses 5,7 ns 216 ns 194 b 0 24 ab 62

CV (%) 2 17 15 - 15 - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH3 + N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 5 mg kg-1 de N-NH4

+, 44 mg kg-1 de N-NO3- e

pH 5,7.

No experimento 4 o teor de N-NH4+ e o pH do solo não tiveram diferença entre os

tratamentos (Tabela 11), enquanto que o teor de N-NO3- foi maior (Tukey, , p ≤ 0,10) no

tratamento com UR + NBPT - 1 dia, em relação aos tratamentos com UR + NBPT

armazenado a 25ºC por 9 meses e a 35ºC por 6 e 9 meses, de modo semelhante ao ocorrido

com os dados de perdas de NH3.

A maioria dos estudos encontrados na literatura, evidenciando a eficiência do NBPT

em reduzir as perdas de NH3, foi realizada com a aplicação imediata do inibidor na uréia antes

da aplicação do fertilizante no solo (WATSON et al., 1994; GRANT et al., 1996; RAWLUK

et al., 2001; CANTARELLA et al., 2008, 2009). Alguns trabalhos foram feitos a fim de

avaliar o armazenamento de uréia já tratada com NBPT, entre eles o de WATSON et al.

(2008), em que os autores avaliaram UR + NBPT (1000 mg kg-1) armazenado a 4, 15 e 25ºC

por até nove meses, e mostraram que a 25ºC no fim desse período, o teor de NBPT na uréia

era de 19% do total aplicado. Nas condições do Brasil, o armazenamento de fertilizantes pode

ocorrer em temperaturas muito mais elevadas do que as testadas por WATSON et al. (2008).

Os resultados do presente estudo mostram que o inibidor sofreu degradação quando

armazenado a 25 ou 35ºC em período de um a nove meses, corroborando os resultados

obtidos por WATSON et al. (2008). Entretanto a eficiência do NBPT em reduzir a

volatilização de NH3 não foi avaliada por estes autores.

Resultados diferentes do presente estudo foram mostrados por GIOACCHINI et al.

(2000), em que o NBPT perdeu muito pouco seu efeito em inibir a urease; quando

41

armazenado a 40ºC durante dois meses seu efeito inibidor foi de 76% em comparação ao

produto tratado imediatamente antes da aplicação. Essa pequena diferença não resultou em

perda da eficiência do NBPT em reduzir a volatilização de NH3. No estudo de GIOACCHINI

et al. (2000) as perdas de NH3 foram muito baixas, menos de 2% do N total aplicado, além

disso, o NBPT foi aplicado na dose de 2500 mg kg-1, mais elevada que neste estudo; o

inibidor foi utilizado na forma de reagente P.A. (pro analysis) e foi incorporado na uréia antes

da granulação. Esses fatores podem ter contribuído para evitar a degradação do NBPT.

No presente estudo os resultados de análise das amostras de fertilizantes após o

armazenamento indicaram que a concentração do NBPT decresceu com o tempo e com o

aumento da temperatura de armazenamento. Porém, não houve diferença nas perdas de NH3

observadas no tratamento em que o NBPT foi adicionado ao fertilizante 1 dia antes de ser

aplicado no solo, e nos tratamentos em que o fertilizante contendo o inibidor foi armazenado a

25ºC por até três meses e a 35ºC por até um mês. É possível que algum produto da

degradação do NBPT ainda apresente efeito inibidor da urease. O fabricante do NBPT,

empregado no presente estudo, informa não haver degradação significativa se o fertilizante

tratado for armazenado por até 1,5 meses a 38ºC (AGROTAIN, 2010) o que não foi

confirmado neste estudo, em que após um mês de armazenamento a 35ºC o teor de NBPT no

fertilizante era menos de 50% do total aplicado. O produto comercial contém aditivos e

estabilizantes que podem interferir na estabilidade do inibidor. Embora o efeito sobre a

redução das perdas de NH3 não tenha sido significativamente afetado no experimento 3, os

resultados do experimento 4 mostraram que o armazenamento de UR já tratada com NBPT

pode reduzir a eficiência do inibidor de urease.

Os resultados obtidos mostraram que a uréia contendo NBPT pode ser armazenada por

até 3 meses a 25ºC ou até 1 mês a 35ºC sem afetar significativamente o efeito inibidor de

urease. Deste modo, o manejo deste fertilizante tratado deve levar em consideração as

condições de período e temperatura de armazenamento, que podem resultar em perda de

eficiência do inibidor.

4.3 Estudo 3: Eficiência de Uréia com NBPT em relação ao pH do Solo

O pico de perda de NH3 do tratamento com UR ocorreu logo no 2º dia no LVA com

pH 4,5; e no 3º dia no solo com pH 5,6 e 6,4 (Figura 16). O inibidor perdeu parte de sua

eficiência no solo com pH mais ácido, pois a perda de NH3 foi maior do que nos tratamentos

42

com pH mais elevado, e o pico de perda ocorreu no 3º dia, não retardando a hidrólise de uréia

como nos tratamentos em pH 5,6 e 6,4, nos quais o pico de perda ocorreu após 8 dias, pelo

menos (Figura 16).

O tratamento com UR sem inibidor no LVA com pH mais ácido (4,5) teve perda de

NH3 antes que nos tratamentos com pH 5,6 e 6,4, apresentando 50% da perda acumulada

máxima do experimento (23% do N total aplicado) logo após 2 dias da aplicação dos

fertilizantes, enquanto que no solo com pH mais elevado essa perda foi atingida após 3 dias

(Tabela 12).

No LVA com pH 4,5 o tratamento com UR + NBPT apresentou 10% da perda

acumulada máxima de N por volatilização de NH3 após 2 dias da aplicação dos fertilizantes.

Enquanto que em solo com pH mais elevado (5,6 e 6,4) o inibidor foi mais eficiente, e 10% da

perda ocorreu 7 dias após a aplicação dos fertilizantes (Tabela 12).


urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do LATOSSOLO VERMELHO-

AMARELO (359 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização

sob condições controladas.

0

5

10

15

20

25

30

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR pH 4,5

UR pH 5,6

UR pH 6,4

UR + NBPT pH 4,5

UR + NBPT pH 5,6

UR + NBPT pH 6,4

43


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada

na superfície do LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (359 g kg-1 de argila) com

diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições controladas. Intervalo de

tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima de NH3 do experimento.


R2



a b t0 5% (2%)\2 10% (5%) 20% (9%) 50% (23%)

UR pH 4,5 41,26 0,50 1,90 0,9172 0,49 0,86 1,28 2,02

UR pH 5,6 38,93 0,88 2,82 0,9866 0,39 1,05 1,79 3,15

UR pH 6,4 46,08 0,89 2,83 0,9887 0,21 0,87 1,60 2,83

UR + NBPT pH 4,5 34,20 1,11 3,79 0,9717 0,87 1,73 2,68 4,59

UR + NBPT pH 5,6 18,33 1,86 8,84 0,9964 5,23 6,81 8,86 -

UR + NBPT pH 6,4 21,55 2,43 10,60 0,9976 5,44 7,44 9,89 - \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

Após 21 dias, os tratamentos com UR sem inibidor aplicado ao LVA com pH 4,5; 5,6

e 6,4 apresentaram perda acumulada de 44, 40 e 47% do N total aplicado, respectivamente

(Figura 17 e Tabela 13). Houve aumento significativo (Tukey, p ≤ 0,10) na perda de NH3, nos

tratamentos com UR, com o aumento do pH do solo de 5,6 para 6,4, entretanto a pH 4,5 a

perda com UR não foi diferente daquela observada com os demais valores de pH (Tabela 13).

As perdas acumuladas de NH3 de UR + NBPT foram de 36, 19 e 22%, nos tratamentos

com pH 4,5; 5,6 e 6,4 respectivamente (Figura 17). Com a adição de NBPT à UR a perda de

NH3 foi significativamente (Tukey, p ≤ 0,10) reduzida em todos os valores de pH, mas

ocorreu interação (p ≤ 0,10) entre pH e o uso do inibidor, que resultou em porcentagens de

redução de perdas diferentes (Tabela 13). No solo com pH mais baixo, 4,5, o tratamento com

UR + NBPT foi menos eficiente e a perda foi maior que nos tratamentos com UR + NBPT a

pH 5,6 e 6,4; entretanto no solo com pH 5,6 a perda de NH3 observada no tratamento com

uréia com o inibidor não foi diferente daquela do tratamento a pH 6,4 (Tabela 13).

44


urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do LATOSSOLO VERMELHO-

AMARELO (359 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização

sob condições controladas. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínima

significativa) não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

Tabela 13 – Volatilização acumulada de NH3 de uréia (UR) aplicada com ou sem o inibidor

de urease NBPT (530 mg kg-1) na superfície do LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO

(359 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob

condições controladas, e porcentagem de redução da perda de NH3.

Tratamentos Perda acumulada de NH3 em solo com pH ajustado

pH 4,5 pH 5,6 pH 6,4 _______________________________ % do N aplicado ______________________________

UR 44 Aab 40 Ab 47 Aa UR + NBPT 36 Ba 19 Bb 22 Bb

Redução (%) 18 52 53 Médias com a mesma letra maiúscula na vertical e minúscula na horizontal não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR pH 4,5 UR pH 5,6UR pH 6,4 UR + NBPT pH 4,5UR + NBPT pH 5,6 UR + NBPT pH 6,4

DMS10%

45

No experimento com solo mais argiloso (LATOSSOLO VERMELHO), os resultados

foram semelhantes ao experimento anterior. O tratamento com UR em solo com pH mais

ácido (4,5) teve pico de perda logo no 2º dia após a aplicação, sendo antes dos demais

tratamentos com pH 5,4 e 6,1, que apresentaram pico de perda no 3º dia (Figura 18).

A adição de NBPT à UR reduziu, mas não retardou o pico de perda de NH3 no

tratamento em solo com pH 4,5, ocorrendo no mesmo dia que UR sem inibidor. Entretanto

nos tratamentos em solo com pH 5,4 e 6,1, o NBPT foi mais eficiente e o pico de perda

ocorreu no 9º dia após a aplicação dos fertilizantes.

As perdas de NH3 nos tratamentos com UR sem inibidor em solo com pH mais ácido

(4,5) e pH mais elevado (6,1) ocorreram antes que no solo com pH 5,4, apresentando 50% da

perda acumulada máxima do experimento (15,6 % do N aplicado) 4 dias após a aplicação,

enquanto que no solo com pH 5,4 essa perda ocorreu após 5 dias (Tabela 14).

Semelhante ao experimento anterior, o tratamento com UR + NBPT foi menos

eficiente em solo com pH mais ácido (4,5), resultando em 10% da perda acumulada máxima

do experimento após menos de 2 dias. Por outro lado, UR com inibidor foi eficiente em solo

com pH mais elevado (5,4 e 6,1) apresentando 10% da perda após 6 dias (Tabela 14).

Figura 18 – Volatilização diária de NH3 de uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease

NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1 de

argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições controladas.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR pH 4,5

UR pH 5,4

UR pH 6,1

UR + NBPT pH 4,5

UR + NBPT pH 5,4

UR + NBPT pH 6,1

46


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada

na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1 de argila) com diferentes valores de

pH em câmaras de volatilização sob condições controladas. Intervalo de tempo em que

ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima de NH3 do experimento.


R2



a b t0 5% (2%)\2 10% (3%) 20% (6%) 50% (16%)

UR pH 4,5 24,84 1,17 3,12 0,9451 -0,04 0,85 1,84 3,73

UR pH 5,4 25,11 1,45 4,63 0,9768 0,69 1,80 3,02 5,35

UR pH 6,1 31,19 1,30 3,97 0,9772 0,14 1,11 2,17 3,97

UR + NBPT pH 4,5 20,28 1,32 3,90 0,9518 0,62 1,65 2,83 5,49

UR + NBPT pH 5,4 16,89 1,92 9,03 0,9931 4,64 6,18 8,00 13,81

UR + NBPT pH 6,1 18,60 1,88 9,23 0,9954 4,73 6,22 7,94 12,33 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

Neste experimento as perdas por volatilização de NH3 cessaram após 23 dias da

aplicação dos fertilizantes (Figura 19). No fim desse período o tratamento com UR no solo

com pH 4,5 teve perda acumulada de N de 26% do total aplicado, e não foi diferente (p ≤

0,10) do solo com pH 5,4, enquanto que no solo com pH mais elevado (6,1) ocorreu aumento

na perda de N, que foi maior que a perda em solo com pH 4,5 e 5,4, resultando em 32% de

perda (Tabela 15).

Com a adição de NBPT à uréia as perdas foram reduzidas em todos os tratamentos de

pH. Entretanto, no solo com pH mais ácido, UR + NBPT foi menos eficiente e apresentou

perda de 21%, sendo superior, pelo teste Tukey, p ≤ 0,10, em relação as perdas ocorridas no

solo com pH 5,4, que alcançaram 18%, no solo com pH 6,1 a perda foi de 19% (Tabela 15).

47


urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-

1 de argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições

controladas. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS: Diferença mínina não significativa)

não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

Tabela 15 – Volatilização acumulada de NH3 de uréia (UR) aplicada com ou sem o inibidor

de urease NBPT (530 mg kg-1) na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1 de

argila) com diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições controladas,

e porcentagem de redução da perda de NH3.

Tratamentos Perda acumulada de NH3 em solo com pH ajustado

pH 4,5 pH 5,4 pH 6,1 ______________________________ % do N aplicado ______________________________

UR 26 Ab 26 Ab 32 Aa UR + NBPT 21 Ba 18 Bb 19 Bab

Redução (%) 19 31 41 Médias com a mesma letra maiúscula na vertical e minúscula na horizontal não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR pH 4,5 UR pH 5,4UR pH 6,1 UR + NBPT pH 4,5UR + NBPT pH 5,4 UR + NBPT pH 6,1

DMS10%

48

Tabela 16 – Atividade de urease após a aplicação incorporada de uréia no LATOSSOLO

VERMELHO-AMARELO (359 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH.

Tratamentos Atividade de urease após a aplicação de uréia1

0 dia 1 dia 2 dias 4 dias

________________________________________ mg kg-1 h-1 _____________________________________________

pH 4,5 22 ns 52 a 44 a 23 ns pH 5,6 28 ns 22 b 32 ab 14 ns pH 6,4 32 ns 19 b 22 b 22 ns CV (%) 22 18 18 28 1 N-Uréia hidrolisado. Médias com a mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo.

A atividade de urease no solo mais arenoso (LATOSSOLO VERMELHO-

AMARELO) não sofreu efeito pela alteração do pH inicial do solo. Após a aplicação de uréia,

a atividade da enzima ficou praticamente constante nos tratamentos em solo com pH mais

elevados (5,6 e 6,5), enquanto que em pH 4,5 a atividade de urease foi maior (Tukey, , p ≤

0,10) do que nos tratamentos em solo com pH 5,6 e 6,4 após um e dois dias da aplicação,

sendo que após 2 dias não foi diferente do solo com pH 5,6 (Tabela 16).

No experimento com solo mais argiloso (LATOSSOLO VERMELHO, 525 g kg-1 de

argila) a atividade de urease aumentou pela elevação do pH inicial do solo. Após a aplicação

de uréia não houve diferenças na atividade da enzima em relação ao pH do solo (Tabela 17).

Tabela 17 – Atividade de urease após a aplicação incorporada de uréia no LATOSSOLO

VERMELHO (525 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH.

Tratamentos Atividade de urease após a aplicação de uréia1

0 dia 1 dia 2 dias 4 dias

________________________________________ mg kg-1 h-1 _____________________________________________

pH 4,5 19 b 23 ns 19 ns 18 ns pH 5,4 28 ab 29 ns 23 ns 19 ns pH 6,1 35 a 33 ns 26 ns 20 ns

CV (%) 18 18 24 46 1 N-Uréia hidrolisado. Médias com a mesma letra na vertical não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo.

49

Não ocorreu interação significativa (p ≤ 0,10) entre os tratamentos de pH do solo e uso

do inibidor para as variáveis teor de N-NH4+, N-NO3

- e pH do solo, no LVA (Tabela 18). O

pH do solo foi maior nos tratamentos com UR + NBPT em relação à UR sem inibidor, e foi

maior nos tratamentos com pH do solo mais elevado (6,4) em relação aos solos com pH 4,5 e

5,6. O teor de N-NH4+ foi maior em UR + NBPT comparado à UR sem inibidor, o que está de

acordo com os dados de volatilização, em que a adição de NBPT à uréia reduziu a perda de N.

O pH do solo afetou o teor de N-NH4+, que foi maior quanto menor foi o pH do solo. O

contrário ocorreu com o teor de N-NO3-, que foi maior no solo com maior pH (6,4) em relação

ao demais (4,5 e 5,6). Não houve diferença no teor de nitrato em relação à aplicação das

fontes UR ou UR + NBPT (Tabela 18).


5, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado como uréia

(UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1) aplicado na superfície do

LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (359 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH,

sob condições controladas.

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3



UR pH 4,5 5,0 284 193 0 44 98 UR pH 5,6 5,2 185 370 0 40 104 UR pH 6,4 5,5 125 348 0 47 102 UR + NBPT pH 4,5 5,4 357 168 0 36 96 UR + NBPT pH 5,6 5,4 305 310 0 19 90 UR + NBPT pH 6,4 5,9 206 391 0 22 90

Fonte:

UR 5,2 b 198 b 287 ns - - - UR + NBPT 5,5 a 288 a 303 ns - - -

pH:

pH 4,5 5,2 b 319 a 181 b - - - pH 5,6 5,3 b 245 b 338 a - - - pH 6,4 5,7 a 165 c 367 a - - -

Teste F:

Fonte * * ns - * - pH * * * - * - Fonte x pH ns ns ns - * -

CV (%) 4 22 18 - 8 - Médias com a mesma letra na vertical para pH, teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4 + N-NO3. * significativo a p ≤ 0,10, ns: não significativo. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 9 mg kg-1 de N-NH4

+, 26 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,2.

50

No LV o teor de N-NO3- foi maior em solo com pH mais elevado (6,1). Não houve

efeito do uso do inibidor e interação entre inibidor e pH para esta variável (Tabela 19). Para o

teor de N-NH4+ houve interação entre o pH (Tukey, p ≤ 0,10), em que a adição de NBPT à

UR resultou em maior teor de N-NH4+ nos tratamentos em solo com pH mais elevados (5,4 e

6,1), enquanto que no solo com pH 4,5, o teor não foi diferente entre UR sem inibidor e UR +

NBPT. O teor de N-NH4+ foi maior conforme o pH do solo foi menor para os tratamentos

com UR, e foi maior no solo com pH mais ácidos (4,5 e 5,4) em relação ao solo com pH 6,1

para UR + NBPT (Tabela 20). O pH do solo foi maior nos tratamentos com UR + NBPT em

relação à UR sem inibidor em solo com pH mais elevados (5,4 e 6,1), enquanto que no pH 4,5

não houve diferença entre UR e UR + NBPT (Tabela 21).


6, volatilização acumulada de NH3, e porcentagem de recuperação do N aplicado como uréia

(UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1) aplicado na superfície do

LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH, sob

condições controladas.

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3


_____ mg kg-1 na camada de 0-2 cm ___ __________ % do N aplicado __________

UR pH 4,5 5,3 453 128 0 26 78

UR pH 5,4 5,5 289 203 0 26 72

UR pH 6,1 5,7 158 286 0 33 73

UR + NBPT pH 4,5 5,2 449 129 0 21 73

UR + NBPT pH 5,4 5,8 405 192 0 18 71

UR + NBPT pH 6,1 6,0 270 282 0 19 68

Fonte:

UR 5,5 b 292 b 195 ns - - - UR + NBPT 5,7 a 364 a 200 ns - - -

pH:

pH 4,5 5,3 c 438 a 125 c - - - pH 5,4 5,6 b 338 b 193 b - - - pH 6,1 5,9 a 208 c 276 a - - -

Teste F:

Fonte * * ns - * - pH * * * - * - Fonte x pH * * ns - * -

CV (%) 3 15 10 - 10 - Médias com a mesma letra na vertical para pH, teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4 + N-NO3. * significativo a p ≤ 0,10 ns: não significativo. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 9 mg kg-1 de N-NH4

+, 56 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,2.

51

Tabela 20 – Teor de NH4+ na camada de 0-2 cm do solo na câmara após as perdas de N, por

volatilização de NH3, aplicado como uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT (530

mg kg-1) na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1) com diferentes valores de

pH, sob condições controladas.

Tratamentos Teor de N-NH4

+ em solo com pH ajustado pH 4,5 pH 5,4 pH 6,1

_________________________ mg kg-1 na camada 0-2 cm ________________________

UR 453 Aa 289 Bb 158 Bc UR + NBPT 449 Aa 405 Aa 270 Ab

Médias com a mesma letra maiúscula na vertical e minúscula na horizontal não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10.

Tabela 21 – Valor de pH na camada de 0-2 cm do solo na câmara após as perdas de N, por


mg kg-1) na superfície do LATOSSOLO VERMELHO (525 g kg-1) com diferentes valores de

pH, sob condições controladas.

Tratamentos pH do solo em solo com pH ajustado

pH 4,5 pH 5,4 pH 6,1 _________________________ mg kg-1 na camada 0-2 cm ________________________

UR 5,3 Ab 5,5 Bab 5,7 Ba UR + NBPT 5,2 Ab 5,8 Aa 6,0 Aa


Neste estudo a volatilização de NH3 no tratamento com UR foi maior no

LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO (40 - 47% do N aplicado) do que no LATOSSOLO

VERMELHO (26 - 32%). Esses resultados estão de acordo com a literatura, pois em solos

com maior teor de argila a perda por NH3 é menor, devido ao maior poder tampão da acidez

do solo e à maior capacidade do solo em reter o amônio produzido na hidrólise da uréia

(CANTARELLA, 2007). A reação de equilíbrio, �� +�� ↔�� +��, que ocorre na

solução do solo apresentará menos amônio derivado do fertilizante na solução em solo

argiloso, e, consequentemente, menos NH3 será produzida, resultando em menor perda por

volatilização (FENN & KISSEL, 1976; NELSON, 1982; WATSON et al., 1994).

Estudos com aplicação superficial de UR mostraram maior perda de N por

volatilização de NH3 em solos com pH mais elevado, pelo aumento da atividade de OH- na

solução, favorecendo a volatilização (ERNST & MASSEY, 1960; STEVENS et al., 1989;

WATSON et al., 1994). Os resultados obtidos neste estudo corroboram os da literatura,

exceto no LVA, em que no tratamento com solo com pH 4,5 a perda de NH3 não foi diferente

do que nos tratamentos com pH 5,6 e 6,4. Isto mostra que as perdas de N por volatilização de

52

NH3, pela aplicação superficial de uréia, podem em alguns casos ser elevadas independente do

pH inicial do solo, estando mais correlacionadas com a elevação do pH em volta ao

fertilizante durante a hidrólise e com outras propriedades do solo.

A atividade de urease, após a aplicação de uréia no experimento com solo mais

arenoso, foi maior quando o pH inicial era mais ácido. Resultados semelhantes foram

mostrados por VENKATESAN et al. (2007); além disso, o pico de perda de NH3 ocorre antes

em solos arenosos do que em solos argilosos (STEVENS et al., 1989; WATSON et al., 1994).

Estes fatores somados à baixa CTC do solo no experimento 5, podem explicar o elevado pico

de NH3 ocorrido no tratamento com aplicação de uréia em solo com pH 4,5, resultando em

elevada perda acumulada de N por volatilização de NH3.

Esse aumento na atividade de urease no solo com pH mais baixo (4,5) em relação ao

pH de 5,5 e 6,5, no experimento com solo mais arenoso, pode ter ocorrido devido ao processo

de incubação. Para atingir o valor de pH 4,5, o solo foi incubado com menos carbonatos do

que nos outros tratamentos (pH 5,5 e 6,5), pois o pH inicial do solo era ácido (4,2). Essa

alteração do pH pode ter mudado a flora microbiana e, provavelmente, não deu tempo dessa

nova flora recompor a atividade da enzima.

O inibidor de urease NBPT perdeu parcialmente a sua eficiência em reduzir a

volatilização de NH3 em solos com pH mais baixo em relação a solos com pH mais elevado

(> 5,5), corroborando o que tinha sido apontado por WATSON et al. (1994). BREMNER et

al. (1991) mostraram que o NBPT foi menos eficiente em inibir a hidrólise da uréia em solos

com pH baixo. Isso ocorre, provavelmente, porque tanto o NBPT quanto seu análogo NBPTO

são hidrolisados mais rapidamente em solos com baixo pH, em relação aos solos com pH

mais elevado, conforme mostrado no trabalho de HENDRICKSON & DOUGLASS (1993).

O NBPT foi menos eficiente no solo mais argiloso (LV) do que no outro solo (LVA).

A ação do inibidor de urease é retardar a hidrólise da uréia e permitir sua difusão no solo,

evitando as zonas de alta concentração de fertilizante e incorporando o adubo no solo. Assim

o inibidor evita elevada concentração de NH4+ e elevado pH na zona de aplicação do

fertilizante e diminui a volatilização de NH3. Portanto a perda de NH3 depende desta difusão,

e como em solos mais argilosos a difusão é mais lenta que em arenosos, quando o NBPT

perde seu efeito a uréia tem menor movimentação em solo argiloso e a perda é relativamente

maior (CHRISTIANSON et al., 1993). Além disso, nas condições do presente estudo, o

movimento ascendente da água devido à evaporação na superfície tende a manter a

concentração de NH3 alta na superfície do solo. Em condições de campo, isso pode não

acontecer devido à ocorrência de chuva, por exemplo.

53

No fim dos experimentos o teor de N-NH4+ foi maior no solo com pH mais baixo e o

teor de nitrato foi maior em pH mais elevado. Esses resultados estão de acordo com o

encontrado na literatura, em que a elevação do pH favorece o processo de nitrificação

(CANTARELLA, 2007). No estudo de WATSON et al. (1994) o pH do solo foi a principal

propriedade do solo que afetou o teor de NH4+ e NO3

-. Entretanto CANTARELLA (2007)

mostrou que outras propriedades do solo como teor de matéria orgânica, textura do solo e

população de microrganismos são tão determinantes nesta reação quanto o pH. Outros fatores

importantes nesta reação são: quantidade de O2; umidade do solo e suprimento de N.

O presente estudo mostrou que a aplicação de uréia com o inibidor de urease NBPT,

usado para reduzir a volatilização de NH3, pode não trazer os resultados esperados quando

aplicado em solos com pH mais ácido (< 5,5), que são a maioria dos solos brasileiros.

4.4 Estudo 4: Efeito de Ácido Bórico, Cobre e NBPT Adicionados à Uréia

No experimento com boro, o tratamento com UR sem inibidor teve pico de perda de

NH3 logo no 3º dia após a aplicação dos fertilizantes. Por outro lado, com a adição de H3BO3

o pico foi reduzido e retardado para o 4º dia e com o NBPT para o 6º dia. Com a combinação

de B e NBPT, o pico ocorreu no 5º dia (Figura 20).


urease NBPT e H3BO3 (expresso em diferentes doses de boro), aplicada na superfície do solo

em câmaras de volatilização sob condições controladas.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + B 2,5 g/kg

UR + B 5,0 g/kg

UR + B 7,5 g/kg

UR + B 10 g/kg

UR + NBPT 530 mg/kg

UR + B 10 g/kg + NBPT

54

Neste experimento as perdas cessaram após 15 dias. O tratamento com UR resultou

em perda acumulada de NH3 de 32% do N aplicado. Com o H3BO3, as perdas foram de 28,

28, 26 e 26% nas doses de 2,5; 5; 7,5 e 10 g kg-1 de B, respectivamente, sendo que não houve

diferença significativa (Tukey, p ≤ 0,05) entre os tratamentos com uréia com H3BO3 e uréia

sem inibidor (Figura 21).

A adição de NBPT à uréia reduziu a perda por NH3 em 50%, resultando em perda

acumulada de 16%. Com a combinação dos dois inibidores (NBPT e B) a perda foi de 15%, e

não foi diferente (Tukey, p ≤ 0,05) daquela do tratamento com UR + NBPT, não ocorrendo

nenhum efeito adicional pela mistura de inibidores (Figura 21).

A adição de H3BO3 à UR reduziu a perda de NH3 nos primeiros dias após a aplicação

dos fertilizantes, que apresentou perda acumulada menor até o 4º dia após a aplicação (Figura

21). Com isso, 20% da perda acumulada máxima do experimento (6,3 % do N aplicado) foi

atingido após 3 dias nos tratamentos com UR + B, enquanto que nos tratamentos com apenas

UR essa mesma perda foi atingida em 2 dias. Com a adição de NBPT à UR essa perda de 20%

ocorreu após 5 dias (Tabela 22).


urease NBPT e H3BO3 (expresso em diferentes doses de boro), aplicada na superfície do solo

em câmaras de volatilização sob condições controladas. Pontos com barra vertical sobreposta

(DMS: diferença mínima significativa) não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + B 2,5 g/kgUR + B 5,0 g/kg UR + B 7,5 g/kgUR + B 10 g/kg UR + NBPT 530 mg/kgUR + B 10 g/kg + NBPT

DMS5%

55


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT e H3BO3 (expresso em

diferentes doses de boro), aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob

condições controladas. Intervalo de tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da

perda máxima de NH3 do experimento.


R2



a b t0 5% (2%)\2 10% (3%) 20% (6%) 50% (16%)

UR 31,60 0,58 2,87 0,9971 1,16 1,60 2,07 2,87

UR + B 2,5 g/kg 27,76 0,68 3,25 0,9969 1,34 1,85 2,42 3,44

UR + B 5,0 g/kg 28,05 0,67 3,28 0,9974 1,39 1,90 2,45 3,45

UR + B 7,5 g/kg 25,92 0,72 3,55 0,9981 1,58 2,13 2,74 3,87

UR + B 10 g/kg 25,64 0,74 3,62 0,9986 1,60 2,17 2,79 3,97

UR + NBPT 530 mg/kg 15,57 1,17 5,85 0,9966 3,30 4,25 5,40 -

UR + B 10 g/kg + NBPT 14,59 1,15 5,88 0,9977 3,46 4,40 5,57 - \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

No experimento em que foi avaliado o efeito de Cu, o tratamento com uréia teve pico

de perda no 4º dia após a aplicação dos fertilizantes. A adição de cobre não resultou em

nenhuma redução no pico (Figura 22).


urease NBPT e diferentes doses de cobre (CuSO4.H2O), aplicada na superfície do solo em

câmaras de volatilização sob condições controladas.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + Cu 1,5 g/kg

UR + Cu 3,0 g/kg

UR + Cu 6,0 g/kg

UR + Cu 10 g/kg

UR + NBPT 530 mg/kg

UR + Cu 10 g/kg + NBPT

56

Após 15 dias, no final do experimento, o tratamento com UR teve perda de 26% do N

total aplicado e a adição de Cu não reduziu significativamente a perda de NH3 nas doses

utilizadas, apresentando 23% de perda de N na maior dose (Figura 23). Com a adição de

NBPT a perda acumulada foi de 12%, que representa 54% de redução em relação ao

tratamento com UR sem inibidor. A aplicação de UR com os inibidores Cu e NBPT juntos

apresentou 19% de perda e foi superior (Tukey, p ≤ 0,05) ao tratamento de UR apenas com

NBPT, ocorrendo efeito negativo pela adição de cobre.

A adição de Cu à UR não retardou a perda de N por volatilização de NH3, com isso

10% da perda acumulada máxima ocorreu no 2º dia após a aplicação de UR com ou sem Cu.

(Tabela 23). Por outro lado, o tratamento com UR + NBPT apresentou 10% da perda após 5

dias. O cobre reduziu o efeito do NBPT, que em 3 dias após a aplicação do fertilizante

apresentou 10% da perda (Tabela 23).


urease NBPT e diferentes doses de cobre (CuSO4.H2O), aplicada na superfície do solo em

câmaras de volatilização sob condições controladas. Pontos com barra vertical sobreposta

(DMS: Diferença mínima significativa) não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05.

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + Cu 1,5 g/kgUR + Cu 3,0 g/kg UR + Cu 6,0 g/kgUR + Cu 10 g/kg UR + NBPT 530 mg/kgUR + Cu 10 g/kg + NBPT

DMS5%

57


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem o inibidor de urease NBPT e diferentes doses de

cobre (CuSO4.H2O), aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob condições

controladas. Intervalo de tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima

de NH3 do experimento.


R2



a b t0 5% (1%)\2 10% (3%) 20% (5%) 50% (13%)

UR 25,26 0,75 3,57 0,9965 1,40 1,97 2,58 3,65

UR + Cu 1,5 g/kg 26,19 0,75 3,70 0,9968 1,50 2,07 2,67 3,72

UR + Cu 3,0 g/kg 26,60 0,71 3,60 0,9965 1,51 2,04 2,62 3,60

UR + Cu 6,0 g/kg 25,73 0,71 3,65 0,9965 1,58 2,12 2,70 3,70

UR + Cu 10 g/kg 22,29 0,71 3,76 0,9970 1,80 2,34 2,94 4,04

UR + NBPT 530 mg/kg 11,58 1,17 6,70 0,9993 4,31 5,28 6,51 -

UR +Cu 10 g/kg + NBPT 18,70 0,93 4,47 0,9971 2,08 2,80 3,61 5,31 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

No experimento que foi testada a combinação de H3BO3 e cobre nas maiores doses, os

resultados foram semelhantes aos experimentos anteriores, sendo que a combinação de Cu

com B na UR teve a mesma perda que UR + B. (Figura 24).

Figura 24 – Volatilização diária de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem os inibidores de

urease NBPT, H3BO3 e cobre (CuSO4), aplicada na superfície do solo em câmaras de

volatilização sob condições controladas.

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o di

ária

de

NH

3(%

do

N a

plic

ado)


UR

UR + B 10 g/kg

UR + Cu 10 g/kg

UR + B + Cu

UR + NBPT 530 mg/kg

UR + NBPT + B + Cu

58

No final do experimento, o tratamento com UR sem inibidores teve perda acumulada

de N por volatilização de NH3 de 28% do N aplicado. Com a adição de cobre a perda também

foi de 28%, com B foi de 23% e com ambos os inibidores foi de 23%, sendo que em nenhum

desses tratamentos houve diferença estatística (Tukey, p ≤ 0,05) em relação à UR sem

inibidores (Figura 25).

O tratamento UR com NBPT apresentou perda de NH3 de 12%, que representa 57% de

redução em relação à UR. O tratamento com UR com NBPT, B e Cu teve perda de 15%, a

qual não foi diferiu daquela do tratamento de UR com NBPT (Figura 25).

De maneira semelhante aos experimentos anteriores, o B reduziu a perda de NH3 nos

primeiros dias, apresentando 20% da perda acumulada máxima (5,6 % do N aplicado) depois

de 3 dias, enquanto que nos tratamentos com UR sem inibidor e UR + Cu essa perda foi

atingida em 2 dias após a aplicação. Com o NBPT essa perda ocorreu após 7 dias (Tabela 24).

Figura 25 – Volatilização acumulada de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem os inibidores

de urease NBPT, H3BO3 e cobre (CuSO4), aplicada na superfície do solo em câmaras de

volatilização sob condições controladas. Pontos com barra vertical sobreposta (DMS:

Diferença mínima significativa) não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)


UR UR + B 10 g/kgUR + Cu 10 g/kg UR + B + CuUR + NBPT 530 mg/kg UR + NBPT + B + Cu

DMS5%

59


de NH3 de uréia (UR) tratada com ou sem os inibidores de urease NBPT, H3BO3 e cobre

(CuSO4), aplicada na superfície do solo em câmaras de volatilização sob condições

controladas. Intervalo de tempo em que ocorrem determinadas porcentagens da perda máxima

de NH3 (a) do experimento.


R2



a b t0 5% (1%)\2 10% (3%) 20% (6%) 50% (14%)

UR 27,56 0,78 3,41 0,9985 1,12 1,70 2,34 3,42

UR + B 22,56 0,88 4,11 0,9986 1,71 2,38 3,13 4,53

UR + Cu 27,79 0,80 3,71 0,9976 1,35 1,95 2,60 3,71

UR + B + Cu 22,65 0,94 4,38 0,9979 1,82 2,53 3,32 4,81

UR + NBPT 11,63 1,36 6,70 0,9972 3,98 5,12 6,58 -

UR + B + Cu + NBPT 14,82 1,17 6,04 0,9969 3,39 4,32 5,44 9,21 \1 Parâmetro a é a perda acumulada máxima de NH3 em % do N aplicado. \2 Valores em parênteses referem-se à perda acumulada de NH3 em % do N total aplicado.

O teor de N-NH4+ no solo, no experimento com H3BO3, foi maior (Tukey, p ≤ 0,05) no

tratamento com UR + NBPT em relação ao tratamento com UR sem inibidor. O teor de N-

NH4+ no tratamento com UR + B em todas as doses, não foi diferente daquela da UR sem

inibidor e nem de UR + NBPT. O mesmo ocorreu com o teor de N-NO3- e com o pH do solo

(Tabela 25).



do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT e

H3BO3 (expresso em diferentes doses de boro).

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3



UR 5,5 b 164 c 223 b 0 32 a 68 UR + B 2,5 g/kg 5,6 b 175 bc 196 ab 0 28 a 65 UR + B 5,0 g/kg 5,6 ab 191 bc 186 ab 0 28 a 63 UR + B 7,5 g/kg 5,7 ab 201 bc 159 ab 0 26 a 60 UR + B 10 g/kg 5,7 ab 223 abc 185 ab 0 26 a 64 UR + NBPT 530 mg/kg 5,8 ab 233 ab 249 a 0 16 b 61 UR + B 10 g/kg + NBPT 5,9 a 260 a 201 ab 0 15 b 57

CV (%) 2 14 19 - 14 - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH3 volatilizado + N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 16 mg kg-1 de N-NH4

+, 37 mg kg-

1 de N-NO3- e pH 5,7.

60

No experimento com Cu os teores de N-NH4+ e N-NO3

- no solo foram superiores

(Tukey, p ≤ 0,05) no tratamento de UR com NBPT, em relação aos tratamentos com UR e UR

+ Cu em todas as doses. Não houve diferenças em relação ao pH do solo (Tabela 26).

No experimento com a combinação de B + Cu, o tratamento com UR teve menor teor

de N-NH4+ (Tukey, p ≤ 0,05), em relação aos demais tratamentos, exceto ao comparar com

UR + Cu e UR + B + Cu. Não houve diferenças no teor de NO3- e no pH do solo (Tabela 27).




diferentes doses de cobre (CuSO4.H2O).

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3



UR 6,1 ns 249 b 156 b 0 26 a 63 UR + Cu 1,5 g/kg 6,2 ns 254 b 152 b 0 27 a 64 UR + Cu 3,0 g/kg 6,0 ns 237 b 171 ab 0 27 a 65 UR + Cu 6,0 g/kg 6,2 ns 249 b 149 b 0 26 a 63 UR + Cu 10 g/kg 6,1 ns 246 b 151 b 0 23 ab 59 UR + NBPT 530 mg/kg 6,3 ns 316 a 219 a 0 12 c 61 UR + Cu 10 g/kg + NBPT 6,2 ns 266 ab 162 b 0 19 b 59


+, 49 mg kg-

1 de N-NO3- e pH 5,8.



do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem os inibidores de urease

H3BO3, cobre (CuSO4) e NBPT.

Tratamentos pH


N-NH4+ N-NO3



UR 5,6 ns 175 b 121 ns 0 28 b 64 UR + B 10 g/kg 5,7 ns 230 a 163 ns 0 23 b 68 UR + Cu 10 g/kg 5,7 ns 215 ab 142 ns 0 28 b 70 UR + B + Cu 5,7 ns 216 ab 140 ns 0 23 b 65 UR + NBPT 530 mg/kg 5,7 ns 231 a 178 ns 0 12 a 59 UR + B + Cu + NBPT 5,8 ns 246 a 130 ns 0 15 a 59


+, 56 mg kg-1 de N-NO3

- e pH 5,7.

61

A adição de ácido bórico e Cu à uréia não reduziu significativamente a volatilização

de NH3, nem quando aplicados incorporados em uréia granulada, nem quando aplicados de

forma revestida em uréia perolada. Esses resultados corroboram os obtidos por VOLK (1961),

citado por KISS & SIMIHĂIAN (2002), que não encontrou redução significativa na

volatilização de NH3 pela adição de Cu (CuSO4) à uréia perolada, nas doses de 2,5 e 4 g kg-1.

O efeito do ácido bórico adicionado à uréia também foi mostrado no estudo de RAGUOTIS &

SHLEINYS (1986), citado por KISS & SIMIHĂIAN (2002), no qual não ocorreu redução de

perda de N na forma de NH3 com a adição de 9,0 g kg-1 de B na uréia granulada. BAYRAKLI

(1990) também mostrou não ocorrer redução na perda de NH3 de uréia com ácido bórico,

sendo que no estudo de BAYRAKLY (1990) foi adicionado ao solo 500 mg kg-1 de B,

diferente deste estudo em que o ácido bórico foi aplicado no grânulo. A aplicação junto com o

fertilizante tem a vantagem de poder colocar menor quantidade de ácido bórico, pois o

inibidor agiria no local da aplicação, mas de qualquer forma não houve redução na

volatilização de NH3 nesses estudos.

O Cu não reduziu a volatilização de NH3, possivelmente, pela baixa eficiência do

metal em inibir a atividade da enzima urease. CHAPERON & SAUVÉ (2008), ao avaliarem o

efeito do Cu aplicado no solo, em doses de até 1000 mg kg-1, mostraram que o elemento foi

pouco eficiente em reduzir a atividade da urease, exceto nas maiores doses. Resultados

semelhantes foram mostrados anteriormente por TYLER (1974) e TABATABAI (1977).

Com o ácido bórico provavelmente ocorre algo semelhante. TABATABAI (1977)

mostrou que o H3BO3 foi pouco eficiente em reduzir a atividade da enzima urease, aplicado

no solo na dose de 50 mg kg-1 de boro. E, possivelmente, deste modo, o inibidor não tenha

sido capaz de reduzir a volatilização de NH3 pela aplicação superficial de uréia.

Não houve efeito de sinergismo pela mistura de inibidores que, teoricamente,

poderiam agir em sítios diferentes da urease e em tempos diferentes, uma vez que o ácido

bórico e Cu não se degradam quimicamente no solo. Além disso, o Cu afetou negativamente o

NBPT.

Em contraste ao ácido bórico e Cu, a adição do inibidor NBPT à UR reduziu

significativamente volatilização de NH3, o que está de acordo com vários trabalhos já

mencionados neste texto. A maior eficiência do NBPT pode ser atribuída ao seu modo de

ação, que bloqueia fortemente três pontos ativos da molécula urease (MANUNZA et al.,

1999), enquanto que o ácido bórico e Cu inibem um sítio ativo (SHAW, 1954; BENINI et al.,

2004).

62

Por outro lado há estudos que mostram que o ácido bórico e o Cu reduzem a

volatilização de NH3 oriunda da aplicação superficial de uréia. GEISSLER et al. (1970)

patentearam fertilizantes a base de uréia com a adição de cobre (5 g kg-1), boro (4 g kg-1) e

com a mistura de ambos (2 g kg-1 de Cu e 2,5 g kg-1 de B), e mostraram redução de perda de

N por volatilização de NH3 de 39, 45 e 53%, respectivamente. Neste estudo os autores

mostraram que outros compostos poderiam ter sido usados, como cobre na forma de quelato,

que têm carga neutra e teria movimentação no solo semelhante à uréia e assim seria mais

eficiente que o sal de Cu. Além disso, outros compostos foram usados como triofluorida,

alkyl dithiocarbamato e hydroxilamina, que talvez contribuíssem para reduzir a volatilização

de NH3.

Em outro estudo, a adição de 9,0 g kg-1 de B (ácido bórico) na uréia reduziu em 50% a

volatilização de NH3 (NÖMMIK, 1973). Porém foi utilizada uréia na forma de tabletes, e com

grânulos maiores a perda de N por amônia é menor, devido à limitação da atividade da urease

pela alta concentração de uréia (KHALIL et al., 2006). Isto somado com a adição de ácido

bórico, provavelmente, pode ter inibido a urease, suficientemente, diminuindo a hidrólise da

uréia e a volatilização de NH3.

Ácido bórico e Cu inibem a atividade da enzima urease, conforme mostrado, entre

outros, por SHAW (1954) e BENINI et al. (2004). Porém quando adicionados à uréia, em

doses de B e Cu compatíveis com as utilizadas para nutrição das plantas, não mostraram

redução na perda de N por volatilização de NH3. Nem quando aplicados juntos ou com outro

NBPT. O presente estudo sugere que a adição de B (ácido bórico) e Cu (sulfato de cobre) à

UR, na dose de até 10 g kg-1, não reduz significativamente a volatilização de NH3, comparado

com inibidor orgânico NBPT. Deste modo, a idéia de colocar esses micronutrientes na uréia a

fim de nutrir a planta e aumentar a eficiência do uso do N, pode não resultar em diminuição

na perda de N por volatilização de NH3.

5 CONCLUSÕES

O DCD não afeta a capacidade de inibir a urease do NBPT. A adição de DCD à uréia

causa o aumento da volatilização de NH3 de UR com ou sem NBPT, e isso ocorre pela

manutenção do elevado pH e do alto teor de NH4+no solo devido à inibição da nitrificação. A

combinação de NBPT e DCD adicionados à uréia reduz a volatilização de NH3 deste

63

fertilizante, mas pode, em alguns casos resultar, em perda não diferente em relação à

aplicação de uréia sem inibidor de urease.

O NBPT perde gradualmente sua eficiência com o aumento do período e temperatura

de armazenamento de UR já tratada com inibidor. Porém, o inibidor permanece efetivo

quando a uréia tratada é armazenada por até 3 meses a 25ºC ou 1 mês a 35ºC.

O inibidor de urease NBPT é menos eficiente em solos mais ácidos (pH 4,5) em

relação aos solos com pH mais elevado. A elevação do pH aumenta a volatilização de NH3

pela aplicação superficial de UR, mas em alguns solos a perda de N em solos com pH ácido

pode ser tão alta como em pH mais elevado.

As adições dos micronutrientes B (ácido bórico) e Cu (sulfato de cobre) à uréia, em

dose de até 10 g kg-1, não são suficientes para reduzir significativamente a volatilização de

NH3. Não há efeito de sinergismo pela combinação de ácido bórico, cobre e NBPT em reduzir

a perda de N por volatilização de NH3.

64

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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72

7 ANEXOS

7.1 Anexo I

Para estimar o intervalo de tempo (t) para uma determinada porcentagem (Y) da perda

acumulada de NH3 máxima do experimento (a), deve-se isolar o t na equação:

+ = -1 + /�( � 0� )

1 + /�( � 0� ) = -+

/�( � 0� ) = -+ − 1

−34 − 4�5 6 = 78 9-+ − 1:

−4 = 78 9-+ − 1: ∗ 5 − 4�

4 = 4� − 78 9-+ − 1: ∗ 5

73


0 5 10 15 20 25Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)

0

10

20

30

40

50

60

70UR pH 4,5UR + NBPT pH 5,6

80370;411667251

19,40

411667251

19,40 259,123 ,R

)e(volat.NH

t=

−+

−=

−

99540;58,1361

15,18

58,1361

15,18 255,03 ,R

)e(volat.NH

t=

++

+=

−


urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do solo (359 g kg-1 de argila) com

diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados do

experimento 5, ajustados pela equação usada por STEVENS et al. (1989).


0 5 10 15 20 25Vol

atili

zaçã

o ac

umul

ada

de N

H3

(% d

o N

apl

icad

o)

0

10

20

30

40

50 UR pH 4,5UR + NBPT pH 5,6

8934,0);1(07,43. 2)38,0(3 =−=

−RevolatNH

t

9110,0);1(79,205. 2)005,0(3 =−=

− RevolatNH t


urease NBPT (530 mg kg-1), aplicada na superfície do solo (359 g kg-1 de argila) com

diferentes valores de pH em câmaras de volatilização sob condições controladas. Dados do

experimento 5, ajustados pela equação usada por MARTHA JR. et al. (2004) .

74

7.2 Anexo II

Foram analisados os teores de N (N-NH4+, N-NO3

- e N-Uréia) e pH nas camadas de 2 a

5 cm do solo nas câmaras, após a volatilização de NH3. Segue abaixo as tabelas de cada

experimento.

Tabela 28 – Teores de N e pH na camada de 2-5 cm do solo na câmara ao final do segundo

experimento, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado, na


NBPT (1060 mg kg-1) e o inibidor de nitrificação DCD (N-DCD em % do N aplicado).

Tratamentos pH CaCl2 Teor de N N Total

N-NH4+ N-NO3

- N-Uréia Recuperado1 ________ mg kg-1 na camada de 2-5 cm______ % do N aplicado

UR 5,2 b 13 b 42 a 0 8 UR + DCD 10% 5,7 b 36 ab 26 ab 0 8 UR + NBPT 5,3 a 18 a 32 ab 0 9 UR + NBPT + DCD 5% 5,7 a 49 a 23 b 0 11 UR + NBPT + DCD 10% 5,9 a 52 a 21 b 0 12 DCD 5,7 a 0 c 0 c 0 -

CV (%) 2 45 26 - - Médias com a mesma letra na vertical para pH e teores de N não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH4

+ + N-NO3-. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no

tratamento controle: 8 mg kg-1 de N-NH4+, 6 mg kg-1 de N-NO3

- e pH 5,7.

Tabela 29 – Teores de N e pH na camada de 2-5 cm do solo na câmara ao final do

experimento 3, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado,


urease NBPT (1060 mg kg-1) sob diferentes tempos e temperaturas de armazenamento.


N-NH4+ N-NO3

- N-Uréia Recuperado1

_____ mg kg-1 na camada de 2-5 cm___ % do N aplicado

UR 5,2 27 68 0 13 UR + NBPT - 1 dia 5,2 34 85 0 16 UR + NBPT - 25ºC - 1 mês 5,2 49 79 0 17 UR + NBPT - 25ºC - 3 meses 5,2 38 67 0 14 UR + NBPT - 35ºC - 1 mês 5,2 36 67 0 14 UR + NBPT - 35ºC - 3 meses 5,2 33 69 0 14

CV (%) 1 46 34 Não houve efeito dos tratamentos para essas variáveis, p ≤ 0,10. 1 N-NH4

+ + N-NO3-. 1 N-NH4

+ + N-NO3-. Nas

médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 0,4 mg kg-1 de N-NH4+, 18 mg

kg-1 de N-NO3- e pH 5,2.

75



do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT

(1060 mg kg-1) sob diferentes tempos e temperaturas de armazenamento.


N-NH4+ N-NO3



UR 5,6 ns 44 ns 73 ab 0 16 UR + NBPT - 1 dia 5,7 ns 65 ns 93 a 0 21 UR + NBPT - 25ºC - 6 meses 5,7 ns 45 ns 72 ab 0 16 UR + NBPT - 25ºC - 9 meses 5,7 ns 41 ns 75 ab 0 16 UR + NBPT - 35ºC - 6 meses 5,7 ns 44 ns 67 b 0 15 UR + NBPT - 35ºC - 9 meses 5,7 ns 43 ns 64 b 0 14

CV (%) 2 29 15 - - Médias com a mesma letra na vertical para pH, teores de N não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 3 mg kg-1 de N-NH4

+, 20 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,7.

Tabela 31 – Teor de NH4+ na camada de 2-5 cm do solo na câmara após as perdas de N, por


mg kg-1) na superfície do solo (525 g kg-1) com diferentes valores de pH, sob condições

controladas.

Tratamentos Teor de N-NH4

+ em solo com pH ajustado pH 4,5 pH 5,6 pH 6,4

_________________________ mg kg-1 na camada 2-5 cm ________________________

UR 7 Bab 8 Aa 0 Bb UR + NBPT 24 Aa 7 Ab 13 Ab


Tabela 32 – Teor de NO3- na camada de 2-5 cm do solo na câmara após as perdas de N, por


mg kg-1) na superfície do solo (525 g kg-1) com diferentes valores de pH, sob condições

controladas.

Tratamentos Teor de N-NO3

- em solo com pH ajustado pH 4,5 pH 5,6 pH 6,4

_________________________ mg kg-1 na camada 2-5 cm ________________________

UR 0 Ab 10 Ba 0 Ab UR + NBPT 0 Ab 56 Aa 1 Ab


76


5, volatilização acumulada de NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado como uréia

(UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1) aplicado na superfície do solo (359

g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH, sob condições controladas.

Tratamentos pH

CaCl2 Teor de N N Total

N-NH4+ N-NO3


_____________ mg kg-1 na camada de 0-2 cm _______________ % do N aplicado

UR pH 4,5 4,3 7 0 0 1 UR pH 5,6 4,8 8 10 0 4 UR pH 6,4 5,4 0 0 0 0 UR + NBPT pH 4,5 4,2 24 0 0 3 UR + NBPT pH 5,6 4,5 7 56 0 8 UR + NBPT pH 6,4 5,4 13 1 0 4

Fonte:

UR 4,7 ns 5 b 3 b - - UR + NBPT 4,8 ns 14 a 19 a - -

pH:

pH 4,5 4,2 c 15 a 0 b - - pH 5,6 4,6 b 8 b 0 b - - pH 6,4 5,4 a 6 b 33 a - -

Teste F:

Fonte ns * * - - pH * * * - - Fonte x pH ns * * - -

CV (%) 5 54 53 - - Médias com a mesma letra na vertical para pH e teores de N não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH4 + N-NO3. * significativo a p ≤ 0,10, ns: não significativo. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 15 mg kg-1 de N-NH4

+, 57 mg kg-1 de N-NO3- e

pH 5,0.

77


6, volatilização acumulada de NH3, e porcentagem de recuperação do N aplicado como uréia

(UR) com ou sem o inibidor de urease NBPT (530 mg kg-1) aplicado na superfície do solo (525

g kg-1 de argila) com diferentes valores de pH, sob condições controladas.

Tratamentos pH

CaCl2 Teor de N N Total

N-NH4+ N-NO3


________________ mg kg-1 na camada de 2-5 cm ___________ % do N aplicado

UR pH 4,5 4,4 114 67 0 22 UR pH 5,4 4,8 68 98 0 20 UR pH 6,1 5,1 24 132 0 19 UR + NBPT pH 4,5 4,4 116 60 0 18 UR + NBPT pH 5,4 4,9 87 99 0 19 UR + NBPT pH 6,1 5,1 45 155 0 17

Fonte:

UR 4,8 ns 69 ns 99 ns - - UR + NBPT 4,8 ns 83 ns 105 ns - -

pH:

pH 4,5 4,4 c 35 c 64 c - - pH 5,4 4,9 b 77 b 98 b - - pH 6,1 5,1 a 115 a 144 a - -

Teste F:

Fonte ns ns ns - - pH * * * - - Fonte x pH ns ns ns - -

CV (%) 2 31 25 - - Médias com a mesma letra na vertical para pH, teores de N e NH3 volatilizada não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,10. 1 N-NH4 + N-NO3. * significativo a p ≤ 0,10, ns: não significativo. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 9 mg kg-1 de N-NH4


- e pH 5,2.

78




diferentes doses de boro.


N-NH4+ N-NO3



UR 5,0 ns 28 b 57 ns 0 11 UR + B 2,5 g/kg 5,0 ns 34 b 72 ns 0 14 UR + B 5,0 g/kg 5,0 ns 44 ab 77 ns 0 16 UR + B 7,5 g/kg 5,0 ns 36 ab 72 ns 0 14 UR + B 10 g/kg 5,1 ns 47 ab 84 ns 0 18 UR + NBPT 530 mg/kg 5,0 ns 49 ab 82 ns 0 18 UR + B 10 g/kg + NBPT 5,1 ns 60 a 78 ns 0 18

CV (%) 1 31 31 - - Médias com a mesma letra na vertical para teores de N e não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 1 mg kg-1 de N-NH4

+, 5 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,7.


8, volatilização acumulada de N-NH3 e porcentagem de recuperação do N aplicado, na


NBPT e diferentes doses de cobre.


N-NH4+ N-NO3



UR 5,5 ns 99 ab 75 bc 0 16 UR + Cu 1,5 g/kg 5,5 ns 87 ab 83 b 0 15 UR + Cu 3,0 g/kg 5,4 ns 67 b 45 c 0 11 UR + Cu 6,0 g/kg 5,5 ns 122 a 80 bc 0 18 UR + Cu 10 g/kg 5,5 ns 101 ab 83 b 0 16 UR + NBPT 530 mg/kg 5,5 ns 113 ab 98 a 0 19 UR + Cu 10 g/kg + NBPT 5,5 ns 109 ab 84 ab 0 17

CV (%) 2 34 9 - - Médias com a mesma letra na vertical para pH e teores de N não diferem entre si pelo teste Tukey, p ≤ 0,05. 1 N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. ns: não significativo. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 11 mg kg-1 de N-NH4

+, 42 mg kg-1 de N-NO3- e pH 5,7.

79



do solo sob condições controladas, como uréia (UR) com ou sem os inibidores de urease boro,

cobre e NBPT.


N-NH4+ N-NO3


_____ mg kg-1 na camada de 2-5 cm ___ % do N aplicado

UR 5,0 38 62 0 13 UR + B 10 g/kg 5,1 46 46 0 12 UR + Cu 10 g/kg 5,0 44 57 0 14 UR + B + Cu 5,1 31 34 0 9 UR + NBPT 530 mg/kg 5,0 48 64 0 15 UR + B + Cu + NBPT 5,1 52 57 0 15

CV (%) 1 35 36 - - Não houve efeito dos tratamentos para essas variáveis, p ≤ 0,05. 1 N-NH4 + N-NO3. CV: Coeficiente de variação. Nas médias foram descontadas as quantidades de N do solo no tratamento controle: 10 mg kg-1 de N-NH4


- e pH 5,6.

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