Mtodos e estratgias em protemica e suas aplicaes na rea vegetal

Impactos ambientais da fertilizao orgnica em sistemas agropecurios na regio sul-brasileira.RESUMO

A aplicao de fertilizantes na forma orgnica, quanto ao impacto ambiental em sua grande parte provocado pela falta de critrios tcnicos para recomendao de adubao ao sistema. A aplicao de fertilizantes orgnicos permite maior concentrao do nutriente P nas camadas superficiais do solo, no entanto, este deslocamento s camadas mais profundas ocorre de maneira lenta, principalmente, em solos argilosos, com maior quantidade de stios de ligao. A aplicao de fertilizante orgnico na forma lquida quando injetado em sulcos e aplicado em faixas reduzem a emisso de N-NH3, porm elevam a taxa de desnitrificao, bem como o aumento na maior concentrao de forma localizada permite o acmulo de N-NO3- antes de ser absorvido pelas plantas. O uso de inibidores de nitrificao permitem menores perdas de N quando se aplica fertilizantes orgnicos, em razo da desconexo entre a produo de N-NO3- e o pico de metabolismo do C do esterco prontamente metabolizado. A injeo permite maior lixiviao de nitrognio em razo da maior concentrao localizada deste nutriente no solo, principalmente se as faixas de esterco interceptar as vias de fluxo preferenciais de gua no solo (canais naturais e bioporos). A aplicao de fertilizantes orgnicos sobre a palha em sistema plantio direto dificulta o contato solo-fertilizante e o acesso aos microorganismos para posterior imobilizao, o que pode favorecer perdas por volatilizao e menor aproveitamento pelas plantas. Doses crescentes de fertilizantes orgnicos promove maior atividade microbiana, a qual muitas vezes mensurada pela maior emisso de CO2, sendo que a maior taxa de liberao ocorre logo aps a aplicao no solo.Palavras-chave: lixiviao, inibidores de nitrificaoABSTRACT

The application of fertilizers in organic form over time as the environmental impact is for the most part caused by lack of technical criteria for fertilizer recommendation system. The application of organic fertilizers allows greater concentration of P in the nutrient topsoil, however, this shift to the deeper layers occurs slowly, especially on clay soil with higher binding sites. The application of organic fertilizer in liquid form when injected into grooves and applied in bands reduce the emission of NH3-N, but raise the rate of denitrification, as well as the largest increase in concentration of localized form allows the accumulation of N-NO3- before to be absorbed by plants. The use of nitrification inhibitors allows reduced loss of N when applied to organic fertilizers due to the disconnection between the production of N-NO3- and peak C of manure metabolism readily metabolized. The injection allows higher nitrogen leaching due to increased localized concentration of this nutrient in the soil, especially if the tracks manure intercept preferential flow paths of water in the soil (natural channels and biopores). The application of organic fertilizers on straw hinders tillage fertilizer-soil contact and access to microorganisms for subsequent immobilization that may favor volatilization losses and lower utilization by plants. Increasing doses of organic fertilizer promotes greater microbial activity, which is often measured by higher CO2 emissions, with the highest rate of release occurs soon after soil application. Key words:leaching, nitrification inhibitorsINTRODUO

A bovinocultura, suinocultura e avicultura apresentam grande destaque dentre as atividades agropecurias desenvolvidas no Brasil, seguindo a demanda interna e externa de incremento por protena animal (AGE/MAPA 2010), onde a perspectiva de crescimento anual para cada atividade de 2,15, 2,0 e 3,64% ao ano (PALHARES, 2012). Essas atividades so responsveis por gerao de renda e de emprego, principalmente nas pequenas e mdias propriedades do sul do pas (CERETTA et al., 2005a; GATIBONI et al., 2008). Portanto, a atividade para reciclagem destes resduos da pecuria torna-se fundamental em termos de valor agronmico e impactos ambientais (LOVANH et al., 2010; SURESH et al., (2009). Outra caracterstica importante, na regio sul do Brasil, que as trs atividades pecurias de maior interesse (bovinocultura de leite, suinocultura e avicultura), principalmente ocorre em pequenas propriedades, projetando concentraes produzidos por rea e que em muitos casos so dificultadas de serem utilizados na agricultura por razes como topografia, falta de rea agrcola da prpria propriedade, falta de critrio tcnico para recomendao de adubao e quanto a sua forma de aplicao, sistemas produtivos pouco eficientes quanto a produo de gros ou biomassa seca vegetal no caso de pastagens, falta de manejo de conservao do solo, aspectos que se forem levados em considerao promovem o uso incorreto de fertilizantes orgnicos com impactos negativos diretos na qualidade ambiental.Em razo do pequeno espao para aplicao dos dejetos, a maioria dos produtores aplica elevadas taxas de esterco nas mesmas reas, como forma de eliminao do excesso de produo de esterco, sem no entanto, levar em considerao as necessidades nutricionais das plantas cultivadas elevando os riscos de possvel contaminao do solo e da gua.

So poucos os trabalhos, a nvel nacional, que relatam o efeito dos fertilizantes orgnicos em relao ao impacto de nutrientes no solo e na gua, sendo que a grande maioria deste est relacionado a suinocultura, havendo pouca referncia pecuria de bovinocultura de leite e avicultura, as quais contribuem de forma semelhante, ou at mesmo superiores em determinadas regies quanto ao impacto no ambiente. Desta forma, a maior parte das referncias ser denotada a pecuria suincola.

Em pases como Estados Unidos, Frana e Canad, onde a criao de sunos praticada de forma intensiva, a aplicao de dejetos de sunos causou a contaminao do solo e da gua, o que provocou mudanas na legislao ambiental como meio de proteger o ambiente (JONGBLOED et al., 1999). A Unio Europia (UE), estabelece que a quantidade mxima de nitrognio (N) oriundo de dejetos que pode ser aplicada sobre uma zona vulnervel limitada a 170 kg ha-1 ano-1 (BERGSTRM & KIRCHMANN, 2006). Pases como Frana, Holanda e Dinamarca, que so grandes produtores de sunos, tm modificado suas legislaes ambientais, visando aumentar a proteo ambiental e impedir o avano da contaminao do solo e da gua (JONGBLOED et al., 1999). No Brasil, com especial nfase em Santa Catarina, um dos principais produtores de carne suna, o licenciamento ambiental para implantao ou expanso da suinocultura em propriedade s ocorre se o produtor comprovar possuir rea de terra suficiente para o descarte dos dejetos produzidos, sendo permitido o mximo de 50 m3 ha-1 ano -1 de dejeto lquido de sunos (FATMA, 2004). No Rio Grande do Sul, o rgo de licenciamento ambiental no estabelece dose mxima de DLS a ser aplicada ao solo, mas enfatiza que seu uso como fertilizante deve ter como referencial a quantidade de nutrientes requeridos pelas culturas, baseado em anlise de solo (FEPAM, 2004).Devido predominncia do sistema de plantio direto em mais de 80% do total de terras cultivveis no sul do Brasil (AMADO et al., 2006), os dejetos lquidos de sunos so aplicados predominantemente na superfcie do solo, e aplicaes contnuas ocasionam aumentos na quantidade de nutrientes, como o nitrognio (N), fsforo (P) e potssio (K), na superfcie do solo, excedendo exigncias nutricionais das culturas (ADELI et al., 2003) e aumentando o potencial de transferncia por escoamento superficial (CERETTA et al, 2010).Cerca de 60% do N contido no esterco encontrado na forma de amnio (forma mineral), o qual rapidamente e facilmente transformado em nitrato no solo (PAYET et al., 2009). Aliado a isso, como geralmente a aplicao do dejeto ocorre antes da semeadura das culturas, e se ocorrer intensa precipitao poder haver movimentao vertical de NO3- no perfil do solo, principalmente, durante os estdios iniciais de desenvolvimento da cultura, quando a demanda de N ainda pequena. Isso refora a necessidade de manter o solo sempre com alguma cultura em crescimento (McCRACKEN et al., 1994; WIETHLTER, 1996).

A maior parte do P de dejetos de sunos est na forma inorgnica (CASSOL et al., 2001), sendo esta a principal forma de acumulao deste nutriente no solo (HOODA et al., 2001). Onde a aplicao de dejetos a longo prazo em solos promove a diminuio de adsoro de P o que pode conferir maior escoamento superficial (BERWANGER et al., 2008), se o manejo de conservao e a no adoo do codigo florestal no forem respeitados.

CERETTA et al. (2005) realizaram um estudo com aplicao de 0, 20, 40 e 80 m3 ha-1 de dejeto lquido de sunos, durante perodo de dois anos, em Argissolo sob sistema plantio direto e mencionam que perdas de N e P por escoamento superficial esto relacionados com as quantidades de nutrientes aplicados com o esterco e o intervalo entre a aplicao e o primeiro escoamento. Tem sido demonstrado que existe elevada variabilidade na quantidade de nutrientes transportados via escoamento superficial dependendo da precipitao, fatores edficos e agronmicos (DAVEREDE et al., 2003; HART et al., 2004). Elevadas concentraes de nutrientes, especialmente P, N e C na gua, podem causar danos ambientais sade humana e animal, estando o P e o N associados a eutrofizao, e em muitos casos o P considerado o elemento limitante, porque N atmosfrico pode entrar neste sistema por fixao simbitica por algas, principalmente as Diazotrophicas sp (DANIEL et al., 1998).

Fsforo Os motivos que levantados pelo excesso de P no solo em razo do grande volume de dejetos e a disponibilidade de pequenas reas para o descarte, bem como agricultores fazem aplicaes sucessivas de dejetos na mesma rea no respeitando as instrues tcnicas para a aplicao de doses adequadas. No levando em considerao que a quantidade aplicada deve ser determinada de acordo com a concentrao de nutrientes (N, P e K) e pelo ndice de eficincia, o que indica o total de nutrientes contidos no esterco que podem ser transformados a partir da forma orgnica para a forma mineral depois da aplicao no solo (CQFS RS/SC, 2004). Assim, aplicaes sucessivas ou em excesso de P tanto na forma orgnica quanto inorgnicas ao longo do tempo numa mesma rea, promove aumento nas concentraes no solo acima da demanda das culturas, ocasionando seu acmulo na superfcie (GIROTTO et al., 2010a), o que pode favorecer possveis escoamentos superficiais caso no houver manejo de conservao do solo e o novo cdigo florestal no ser respeitado.

Dessa forma a aplicao de fertilizantes orgnicos ao longo do tempo promove alteraes nas fraes de P no solo, assim como a saturao dos stios de adsoro por esse elemento (BERWANGER et al., 2008) especialmente na forma inorgnica resultando numa menor capacidade de adsoro de P no perfil. Isto ocorre de tal modo, que a energia de ligao do P com os colides do solo diminua, aumentando sua disponibilidade s plantas e potencializando as transferncias de fsforo por escoamento superficial (BERWANGER et al., 2008) e percolao (BASSO et al., 2005b; GIROTTO et al., 2010a), causando problemas ambientais.

O aporte contnuo permite concentraes superiores as que a cultura conseguem exportar no sistema, permite que os stios de fixao sejam preenchidos e, consequentemente h o deslocamento da frente de adsoro para colides do solo a profundidades maiores, sendo esta percolao favorecida pela maior velocidade de difuso, alm da forma de deslocamento por lixiviao atravs de canais naturais e bioporos na presena da gua mvel do solo, pela preservao das caractersticas fsicas do solo para estes sistemas de produo, portanto a existncia de canais contnuos resultantes da decomposio de razes e atividade biolgica, permite a migrao de P na forma orgnica.Bem como permite que o restante do P retido tenha ligao mononuclear (forma lbil), ou seja com menor energia e que poder ser facilmente transferidos para a soluo solo e disponvel s plantas.

O acmulo do P no solo est relacionado com a quantidade do elemento que adicionada ao solo como fontes orgnicas, do tempo de aplicao, da quantidade aplicada, da composio do dejeto, do tipo de solo, e exportao deste elemento pelas culturas no sistema de produo (CERETTA et al., 2003). Espera-se que ao longo dos anos, aplicaes contnuas de P na superfcie do solo pode levar ocupao da superfcie de adsoro, reduzindo a energia de adsoro de P e, consequentemente, aumento da sua dessoro e disponibilidade para as plantas (BOLLAND et al., 1996; BERWANGER et al., 2008).Com a aplicao de fertilizantes orgnicos em sistema de produo plantio direto tem-se verificado o acmulo de P ao longo do tempo, o que permite maior eficincia de aproveitamento deste nutriente, e faz com que no ocorra ganhos significativos de produtivo com adubaes fosfatadas pesadas (RESENDE et al., 2012).CERETTA et al. (2010) em experimento a campo com dejetos lquidos de sunos aplicaram 508, 1016 e 2032 kg ha-1 de P correspondente s doses de dejetos de sunos de 20, 40 e 80 m3 ha-1. No perodo, as perdas de P disponvel por escoamento superficial foram, 32, 51 e 71 kg ha-1, respectivamente e que correspondem as perdas de 6,4, 10,2 e 14,4 kg ha-1 ano-1, para o tratamento testemunha a perda mdia foi de 2,4 kg ha-1 ano-1. Alm disso, observaram que as perdas de P por escoamento superficial no esto relacionados com o volume de escoamento, mas sim, como observado para o nitrato, as maiores concentraes de P na soluo permitiram um maior escoamento nas primeiras coletas aps a aplicao dos dejetos. Isso tambm foi relatado por CERETTA et al. (2005), com a aplicao de 80m3 ha-1 de dejetos de sunos.CERETTA et al. (2010) mostraram que a maior parte do P adicionado ficou acumulado na camada superficial. Enquanto que na camada de 0-10 cm, onde no foi aplicado esterco, o P no solo foi 12,8 mg kg-1 e quando foram, aplicadas doses de 20, 40 e 80m3 ha-1 de esterco aplicados, os nveis de P foram 122,0, 275,9 e 753,9 mg kg-1, respectivamente. Isto justificado pelo fato que inicialmente, o P adsorvido na maior parte por stios vidos, mas como o esterco tem altos valores de P, pode ocorrer a saturao destes locais e se torna P adsorvido em fraes com energia de ligao inferior (BARROW et al., 1998), que pode ser biodisponvel e facilmente deslocado pelo escoamento superficial, logo aps a aplicao de dejetos de sunos, conforme relatado por (DAVEDE et al., 2004; KLEINMAN et al., 2009). As concentraes de P no escoamento superficial eram maiores que 0,15 mg L-1 nas primeiras amostras, atingindo a concentrao mxima permitida para a gua classe 3 , a qual pode ser utilizada para consumo humano aps tratamento adequado (CONAMA, 2005). Isto indica que a aplicao sucessiva de esterco aumentou as perdas de P por escoamento superficial, provocando a contaminao das fontes de gua para consumo humano, bem como o aumento do risco de eutrofizao dos ambientes aquticos, relatado por (Correll, 1998) e SMITH et al. (2007).Aplicaes anuais de esterco em altas doses, em sistema plantio direto visando o suprimento integral das necessidades de N da cultura do milho (120 kg ha-1 de N) podem, em mdio e longo prazos resultar em acmulo de P na camada superficial do solo (SCHERER & NESI, 2009). Da mesma forma a adubao orgnica no SPD, tambm aumenta a disponibilidade de fsforo na camada de 10-20 cm, indicando certa migrao do nutriente em profundidade, corroborando os resultados obtidos por EGHBALL et al. (2000) com culturas anuais e por CERETTA et al. (2003) em pastagem nativa. Este deslocamento vertical do P no perfil do solo pode ter sido ocasionado pela preservao das caractersticas fsicas do solo no SPD e pela existncia de canais contnuos resultantes da decomposio de razes e atividade biolgica, permitindo a migrao de P na forma orgnica, onde as camadas mais profundas ficaram com teor de 3,0 mg dm-3, no diferindo significativamente do tratamento sem adubao, valor considerado muito baixo (CFQS RS/SC, 2004). Comportamento semelhante foi observado no perfil de solos intensivamente adubados com esterco de sunos (SCHERER & NESI, 2004) e com esterco de bovinos (SILVA et al., 2004).Portanto, verifica-se que, mesmo com altos teores de P extravel nas camadas superficiais, o deslocamento do elemento para camadas mais profundas do solo relativamente lenta, principalmente em solos argilosos, como o caso dos Latossolos da Regio Oeste de Santa Catarina (SCHERER & NESI, 2009).

SILVA et al.( 2007) demonstram que o aporte anual de N e P em reas com culturas mercantis pode ser elevado a dose mdia de esterco de 16 Mg ha-1 (15% umidade) com teores de N e P de 9 e 3 g kg-1, por exemplo, aportaria 144 e 48 kg ha-1 desses nutrientes, respectivamente, para uma retirada de aproximadamente 54 e 3 kg ha-1 de N e P pela batatinha com base na produtividade mdia de 6 Mg ha-1. Com isso, haveria excesso para essa de 62 e 37 kg ha-1 de N e P, respectivamente. A viso de adubao do sistema e no de uma safra/cultura isoladamente tem se mostrado um aspecto preponderante para um bom manejo nutricional das lavouras, lembrando ainda que a alternncia das culturas e as produtividades obtidas tem implicaes nos estoques e na ciclagem de nutrientes no ambiente de produo.Nitrognio

O N o macronutriente exigido em maior quantidade pela maior parte das culturas agrcolas, no entanto o fator que dificulta a recomendao de adubao de forma eficiente razo de sua dinmica no solo, que envolve reaes como: imobilizao/mineralizao; nitrificao/desnitrificao; lixiviao/volatilizao entre outros mecanismos, os quais so provenientes da interao entre microrganismos e colides do solo e mediados por fatores climticos de difcil previso (CANTARELLA & DUARTE, 2004). Outra dificuldade quanto a sua recomendao de adubao est relacionado a ele no estar presente na anlise bsica de rotina de solos em razo das dificuldades metodolgicas em avaliar sua disponibilidade, porm existe a possibilidade de usar equipamentos do tipo analisador elementar para efetuar esta anlise em quantidade e qualidade.O nitrognio, alm da eutrofizao, est associado a problemas com sade humana, como a sndrome do beb-azul ou meta-hemoglobinemia, alterao na oxigenao do sangue causada pelo nitrato (N-NO3-). O nitrato tambm tem sido associado a doenas cancergenas (SMITH et al., 2001). O on amnio (N-NH4+), que convertido em amnia (N-NH3+) e vice-versa, em funo do pH (SPARKS, 1995), pode alterar a vida aqutica, pois os animais aquticos so muito sensveis toxidez de amnia (N-NH3+) (DINNES et al., 2002).Quanto ao escoamento superficial, o N divide-se em duas formas, solvel e particulada. A forma solvel constituda pelo N-NO3- e N-NH4+, sendo imediatamente disponvel vida aqutica. J a forma particulada corresponde frao que se encontra adsorvida s partculas slidas do solo ou, ainda, como constituinte das partculas orgnicas do solo (SHARPLEY et al., 1987). Para o N na forma de N-NO3-, a lixiviao o principal processo envolvido no transporte desse on do solo, devido baixa capacidade de reteno, na maioria dos solos (EGHBALL & GILLEY, 1999). No entanto, perdas elevadas de N-NO3- em superfcie podem ocorrer, especialmente em eventos de precipitao logo aps a aplicao de fertilizantes, tanto na forma orgnica quanto na forma mineral (BERTOL et al., 2005). Embora as perdas de N-NO3- via superfcie geralmente sejam pequenas, outras formas de N, como N-NH4+ e N particulado, podem representar perdas significativas via escoamento superficial (HOODA et al., 2000). Nos dejetos lquidos, alm do N orgnico, a principal forma de N solvel encontrada o N-NH4+, apesar de haver grande variao em funo de vrios fatores, como a idade dos animais, tipo de alimentao e sistema de manejo (HOODA et al., 2000).A expectativa com relao ao incremento de doses de dejeto animal de que a concentrao e a quantidade perdida de C e N via escoamento superficial aumente. Aplicaes sucessivas de adubos orgnicos e inorgnicos elevam as concentraes dos nutrientes no solo, aumentando, assim, o potencial de transporte de nutrientes do solo para a gua (SCHERER & AITA, 1996; BERTOL et al., 2003), fato que se agrava no sistema plantio direto, devido no incorporao dos fertilizantes (SCHICK et al., 2000). Sabe-se que o sistema plantio direto muito eficiente no controle das perdas de solo, mas, tambm, que os solos apresentam capacidade mxima de infiltrao e que, mesmo em plantio direto e aps esse limite o escoamento estar, associado ao impacto ambiental (MELLO et al., 2003).

Experimentos de curta durao, com chuvas logo aps a aplicao de dejeto lquido, tm mostrado maiores perdas de solo, gua e nutrientes, possivelmente em funo do selamento superficial causado pelo material orgnico (BERTOL et al., 2005; MORI et al., 2009). No entanto, experimentos de longa durao indicam menores perdas de solo, gua e nutrientes, em razo dos efeitos benficos do dejeto na qualidade fsica do solo, diminuindo o escoamento superficial (SMITH et al., 2001a,b).

Segundo SILVEIRA et al. (2011), a aplicao de at 120 m3 ha-1 ano-1 de dejeto lquido de bovino em solo manejado sob plantio direto reduziu as perdas de C orgnico e N por escoamento superficial, com conseqncias positivas para a qualidade da gua em corpos hdricos. No entanto, a aplicao de doses maiores pode aumentar a concentrao dos referidos elementos e, por conseguinte, diminuir a qualidade da gua.Injeo de estercos

Mais recentemente no Brasil a adoo de uma nova tecnologia tem despertado o interesse pelos pesquisadores que a utilizao de sistemas de injeo de estercos lquidos. A incorporao de esterco em lavoura logo aps a aplicao conhecido por reduzir grandemente as perdas de nitrognio (N) devido volatilizao da amnia (N-NH3) (WEBB & MISSELBROOK, 2004). No entanto, o esterco permanece geralmente na superfcie do solo em sistema de produo de plantio direto ou sistemas de produo de gramneas forrageiras.

Sistemas alternativos de injeo de esterco de "baixa perturbao do solo", tais como injetores de disco rasos, esto agora disponveis que minimizam a perturbao do solo no enterro de resduos na subsuperfcie e so compatveis com sistemas de plantio direto e forrageiros. Os benefcios primrios da aplicao de esterco em subsuperfcie, com respeito para o balano de N, a reduzida emisso de N-NH3.

Do ponto de vista agronmico, menores perdas de N-NH3, permite a conservao de N disponvel para as plantas. Reduzir as emisses de N-NH3 pode tambm beneficiar a qualidade do ar e da gua. A preocupao com a qualidade do ar que podem ser tratadas atravs da reduo das emisses de N-NH3 a formao de material particulado atmosfrico e efeitos associados sobre a sade humana (PINDER et al., 2007). A diminuio das emisses de N-NH3 podem tambm reduzir a quantidade de N atmosfrico que ser redepositado em ecossistemas naturais, como florestas, onde contribui para acidificao do solo e mudanas de espcies (BOBBINK et al., 2010), e para corpos d'gua onde contribui para a eutrofizao (PAERL, 1997). No caso de Chesapeake Bay, estima-se que cerca de 6% das entradas de nitrognio para a bacia so derivadas da deposio atmosfrica de origem agrcola (CHESAPEAKE PROGRAMA BAY, 2009).

Aplicaes de esterco em subsuperfcie so teoricamente susceptveis a maiores perdas por desnitrificao devido disponibilidade de C que impulsiona a atividade microbiolgica com nitrato (N-NO3-) resultante da nitrificao do amnio do esterco (N-NH4+) (WULF et al., 2002b). Aplicaes subsuperficiais tambm podem aumentar as perdas por lixiviao devido a possvel canalizao de fluxo preferencial atravs do elevado N-NO3- produzido a partir da nitrificao e mineralizao do N orgnico do esterco (SHIPITALO & GIBBS, 2000). Potencialmente estas maiores perdas por desnitrificao e lixiviao podem reduzir a volatilizao de N-NH3. A nitrificao e desnitrificao tambm tem sua importncia devido sua contribuio para as emisses de xido nitroso (N2O), que um gs de efeito estufa (GEE), que cerca de 300 vezes mais eficaz do que o dixido de carbono (CO2) na absoro de radiao na atmosfera (IPCC, 2007). RODHE et al. (2006) relataram 275% maior emisso de N2O com esterco bovino injetado em comparao com a aplicao de esterco em faixas em superfcie, no entanto, as emisses de N2O globais em seu estudo foram baixas (1,1 e 0,3% do N total do esterco para injeo e aplicado em faixas, respectivamente). As emisses de metano em seu estudo no foram muito afetadas pelo mtodo de aplicao e foram limitados aos primeiros 2 dias aps a aplicao do esterco, depois permaneceu imerso no solo.

A injeo de produto cofermentado (70% esterco de gado leiteiro, 30% de resduos orgnicos domsticos) na Alemanha resultou em duas a trs vezes maior emisso de N2O, em comparao com a aplicao por placa de respingo, na lavoura e pastagens (WULF et al., 2002b). Embora as emisses de N2O no foram medidos separadamente por (THOMPSON et al., 2002; DOSCH & GUTSER, 1996), um aumento das emisses de N2O foram tambm provavelmente associados com a maior atividade de desnitrificao total observada com injeo de esterco nesses estudos. Por outro lado, outros estudos de campo (VALLEJO et al., 2005; VELTHOF et al., 2009) mostram que a injeo de esterco no afetou significativamente as emisses de N2O.

Emisses de amnia

Estudos indicam que as redues substanciais em perdas de N-NH3 podem ser esperados com a aplicao de esterco em subsuperfcie em comparao com a aplicao em superfcie. Estas redues so alcanadas atravs da limitao da rea da superfcie do esterco que est exposta ao ar e atravs do aumento da imobilizao de N-NH4+ devido ao maior contato do chorume com o solo.

Embora os estudos apontem grande variao na reduo de N-NH3, valores entre 40 a 90% so comumente relatados com injetores de faca, ou disco, quando comparado com as aplicaes em superfcie no incorporadas. As maiores redues nas emisses tm usualmente sido observadas com injetores e fechamento do sulco , quando contrastados com injetores que no fecham o sulco. Recente reviso sobre a reduo de emisso de N-NH3 no Reino Unido feita por WEBB et al. (2009), relataram mdia de 60% na reduo na emisso de N-NH3 tanto com injeo com sulco aberto e fechado em pastagem e mdia de reduo de 81% com injeo sulco fechado em terras arveis. Estes mesmos aultores relataram que nenhum decrscimo foi detectvel na emisso com injetores com ranhura aberta em terras arveis no Reino Unido, no entanto, apenas dois estudos foram citados, e fortes chuvas ocorreram logo aps a aplicao do adubo. Portanto, a gua da chuva pode ter favorecido a transferencia N-NH4+ para o interior do solo onde est menos sujeito a perda por voltilatilizao.Muitos fatores, tais como o modelo do aplicador, umidade do solo, teor de matria seca do esterco e taxa de aplicao, podem influenciar a emisso de N-NH3 por controlar a colocao e distribuio do esterco aplicado no solo. Em geral, as emisses de N-NH3 devem aumentar em proporo com a quantidade de rea superficial do solo coberta pelo esterco. HANSEN et al. (2003) encontraram relao linear entre o volume do compartimento criado pelo aplicador e o potencial para reduzir as emisses de N-NH3, indicando que necessria fechar suficientemente o sulco para assegurar que o esterco no permanea sobre a superfcie do solo. Isso indica que taxas de aplicao no podem exceder o volume dos sulcos disponveis para a eficaz conteno de dejeto aplicado. Aplicadores em sulcos abertos ou fechados podem ter performance semelhante em pastagens (RODHE et al., 2006; WEBB et al., 2009.), mas a aplicao com sulco aberto nem sempre pode reduzir as emisses de N-NH3 em terras cultivveis (WEBB et al., 2009). A umidade do solo e teor de matria seca do esterco tambm tem influencia na capacidade dos aplicadores em subsuperfcie para reduzir as emisses de N-NH3. Em solos midos, o fechamento do sulco diminui a infiltrao do esterco (SOMMER & ERSBOLL, 1994), que conduz para a exposio do esterco na superfcie. O aumento do contedo de matria seca tambm diminui a taxa de infiltrao do esterco no solo (PETERSEN et al., 2003).

As redues de emisses de N-NH3 podem ser alcanadas com aplicaes em faixas na superfcie prximo a cultura. Por exemplo, MISSELBROOK et al. (2002) constataram que as emisses de N-NH3 em sete locais na Inglaterra com aplicao em faixas e prximo a cultura foram de 57 e 26% mais baixo do que com aplicao a lano, respectivamente.

BITTMAN et al. (2005) relataram que a aplicao de esterco de gado de leite em faixas quando injetado reduziu as emises de N-NH3 em cerca de 50% em comparao com aplicao a lano.

Embora o efeito especfico de aplicaes subsuperficais podem variar de acordo com o tipo de injetor, profundidade de injeo e umidade do solo, a literatura citada acima mostra que a injeo pode reduzir a perda de N-NH3 de 40 a mais de 90% em comparao com a aplicao de dejetos lquido de sunos em superfcie no incorporado. Alm disso, a reduo na emisso de N-NH3 com injeo imediata, ao contrrio da incorporao pelo preparo do solo, o que requer uma operao separada. Em torno de 50% ou mais das emisses de N-NH3 pode ser esperado dentro de 24 horas na aplicao a lano (THOMPSON et al., de 2002), assim a incorporao por uma operao de cultivo separada deve ser feito rapidamente aps a aplicao para alcanar significativa reduo.

Perdas de nitrognio devido a desnitrificao

Aplicaes de esterco em subsuperfcie pode levar a maior desnitrificao e subsequente perdas de N como gs nitrognio (N2) ou N2O. Grandes adies de compostos de carbono facilmente metabolizados pode resultar em altas taxas de atividade microbiana dentro das sulcos de injeo, esgotando o oxignio e criando condies anaerbias necessrias para a desnitrificao (FLESSA & BEESE, 2000; WULF et al., 2002b). O potencial de perdas devido desnitrificao tambm pode aumentar se o N conservado pela reduo da volatilizao de N-NH3 se acumular como N-NO3- antes de ser utilizada pelas plantas.

THOMPSON et al. (2002) estimaram que as perdas de N total por desnitrificao foram 76 e 293% maiores quando o esterco de gado de leite foi injetado no sulco , em comparao com a aplicao a lano em superfcie, durante aplicaes de inverno e primavera, respectivamente. Embora a injeo permita a conservao de 50 a 75 kg N ha-1 em razo da reduo pela emisso de N-NH3 no estudo de THOMPSON et al. (2002), importncia quanto a impacto ambiental deve ser dado para maiores perdas por desnitrificao

Estes autores verificaram que a adio de inibidor de nitrificao (nitrapirina) para estercos injetado resultou em perdas na desnitrificao que eram comparveis estercos aplicados em superfcie em seu experimento de inverno, no entanto, onde a adio de nitrapirina reduziu a perda em cerca de 20% nos experimentos de primavera. A injeo de esterco resultou em aumento de 62% na perda por desnitrificao (N2O + N2), apesar de reduzir as emisses de N-NH3 em 91% em comparao com a aplicao em superfcie (DOSCH & GUTSER, 1996). Neste caso, a reduo das perdas devido volatilizao de N-NH3 foi de 20 kg N ha-1, mas houve adicional de perda por desnitrificao de 3 kg de N ha-1. Conforme MISSELBROOK et al. (1996) observaram perdas por desnitrificao variando de 0,3 a 8,1 kg N ha-1 com injeo superficial do esterco de gado, mas perceberam pouca diferena entre a injeo e aplicao superficial. Efeitos sobre a lixiviao

Perdas de N por lixiviao pode ser altamente especfica do local, porque influenciada pela precipitao, propriedades do solo, topografia, e manejo do solo. No entanto, a colocao de esterco em faixas concentradas abaixo do solo pode aumentar a lixiviao de N se as faixas de esterco interceptar as vias de fluxo preferenciais.

A injeo superficial proprocionou lixiviao de aproximadamente quatro vezes maior at a profundidade de 60 cm, em comparao com a aplicao a lano em superfcie e incorporao em plantio direto, no primeiro ano de 4 anos de estudo com lismetro, na Pensilvnia (Dell et al., no publicado). No entanto, as perdas de lixiviao foram semelhantes para a injeo, aplicao em superfcie, e incorporao em plantio direto nos 3 anos seguintes.

A injeo no Outono de lodo de esgoto digerido para solo argiloso na Inglaterra resultou em 32 a 500% a mais na lixiviao de N-NO3- a uma profundidade de 1 metro do que quando o mesmo material foi aplicado na superfcie (SHEPHERD, 1996). Em adio para o grande potencial de lixiviao do solo areno argiloso, elevadas aplicaes de N-NH4+ com lodo digerido (60-300 kg ha-1), e a subsequente formao de N-NO3-, pode ter exacerbadas perdas por lixiviao.

BALL-COELHO et al. (2006) verificaram aumento da lixiviao de N-NO3- quando se aplica esterco de sunos de forma injetada em altas taxas, mas no observaram impacto do mtodo de aplicao quando adies de N do esterco no excederam os requerimentos da cultura. WESLIEN et al. (1998) verificaram que a lixiviao de N-NO3- para drenos (~ 90 cm de profundidade) no foi afetada pela injeo do chorume de sunos em trincheira rasa. As perdas de N-NO3- por lixiviao a profundidade de 90 cm relatadas por THOMPSON et al. (2002) eram baixos porque as taxas de aplicao no eram excessivas, e no encontraram efeitos significativos da injeo de dejetos sobre perdas por lixiviao.

Balano de nitrognioEstimar o balano de N para a complexa fonte de N como o esterco um desafio porque o esterco interage com vrios caminhos no ciclo do N solo-cultura. O balano do N final para o chorume aplicado no inverno THOMPSON et al. (2002) mostram que as perdas de N-NH3 da aplicao por injeo foi de 1%, em comparao com 31% do N total (NT) perdido na aplicao superficial. No entanto, as perdas gasosas pela desnitrificao eram 21% do N total com injeo, em comparao com 12% com a aplicao superficial. As perdas totais de gases (desnitrificao de N-NH3) a partir da aplicao superficial foram quase o dobro das perdas da aplicao por injeo (43 vs 22% do N total respectivamente). As menores perdas gasosas e maior conservao de N disponvel para as plantas com injeo tambm foram expressos em maior resposta pelas culturas pelo N, com recuperao estimada em 33% do N via injeo do chorume, em comparao com 20% das aplicaes em superfcie. Um tratamento suplementar com chorume injetado com inibidor de nitrificao (nitrapirina) produziu balano de N de 1% para a perda de N-NH3, 9% desnitrificado e 36% na absoro pela cultura, restando 54% para outros drenos de N. Em seu estudo na primavera, THOMPSON et al. (2002) mostram que as perdas de N-NH3 foram novamente mais elevadas com aplicaes em superfcie, no valor de 20% do nitrognio total do chorume ou 48% do N-NH4+ do chorume. As perdas por desnitrificao foram muito menores aps a aplicao na primavera (7% do N total para injeo e 2% para aplicao superficial). Estes resultados foram atribudos s baixas condies de umidade do solo e maior utilizao pela cultura, comrecuperao pela cultura de 36% do N total para injeo e 26% do N total para aplicaes em superfcie. A adio de nitrapirina ao chorume injetado aumentou a recuperao de N pela cultura em 42% do N total, mas produziu perdas similares de N-NH3 (1%) e as perdas por desnitrificao (5%) comparado com o chorume no injetado.

MISSELBROOK et al. (1996) observaram menor impacto da injeo de esterco sobre as taxas de desnitrificao do que THOMPSON et al. (2002), possivelmente, porque a aplicao superficial e injeo com sulcos abertos resultou em maiores perdas de N-NH3 em seu estudo devido menor teor de N-NO3- no solo que poderia ser desnitrificado. Implicaes para Emisses de Gases de Efeito Estufa

Os mtodos de aplicao de dejetos de animais em solos agrcolas ainda necessitam de maiores pesquisas, pois tem influncia direta na emisso de CO2, volatilizao de N-NH3, N2O para a atmosfera. Em sistemas de produo, como o plantio direto um aspecto importante a manuteno de cobertura vegetal durante todo o perodo, como premissa bsica para o bom funcionamento desse sistema de cultivo. A dinmica do N no sistema solo-panta em sistema coservacionista plantio direto apresenta velocidades de reaes diferentes quando comparado ao sistema conservacional sendo que quando a aplicao de dejetos realizada em superfcie sobre a palha de culturas anteriores pois dificulta o contato solo-resduo e, consequentemente o acesso aos microorganismos as fontes de energia e carbono, reduzindo a demanda microbiana por N.

CHANTIGNY et al. (2002), investigou o efeito do N do dejetos sobre a decomposio da palhada do trigo e cevada e mostrou que a quantidade de CO2 liberada em solos que receberam simultaneamente dejetos de sunos e palha foi significativamente maior do que a soma de CO2 emitida pelos tratamentos com apenas dejetos lquidos de sunos ou apenas palha, indicando interao aditiva quando dejetos e palha foram incorporados juntos.

Os autores atriburam a falta de qualquer efeito dos dejetos de sunos na mineralizao do C da palhada em condies de campo para o fato da ocorrncia de chuvas logo aps a aplicao dos dejetos, o ction amnio (N-NH4+) dos dejetos provavelmente foi lixiviado abaixo da camada de palha em decomposio.Trabalhos conduzidos por AITA et al. (2012) observaram que as maiores emisses de CO2 ocorreram em tratamentos onde a palha foi incorporada no solo, seja sozinha ou com dejetos de sunos e, quando dejetos e palhada foram aplicados na superfcie do solo. Verificaram ainda que a mineralizao do C dos dejetos lquidos de sunos foi muito rpido nos primeiros dias quando comparado a mineralizao do C da palha.

AITA et al. (2012) observaram que a diferena na mineralizao do C em dejetos de sunos esta relacionada a sua localizao e ocorre imediatamente aps a adio de dejetos, quando a taxa de liberao de CO2 foi mxima. O pico de liberao de CO2 ocorre logo aps a aplicao dejetos lquidos de sunos tanto a campo (CHANTIGNY et al., 2002; ROCHETTE et al., 2004) como em condies controladas (CHANTIGNY et al., 2002). Isto foi atribudo rpida e intensa mineralizao dos cidos graxos volteis presentes nos dejetos e tambm presena de carbonatos em dejetos de sunos, acumulados durante o armazenamento anaerbio (SOMMER, 1996) e que pode ser liberado no solo, sem o consumo de O2 (CHANTIGNY et al., 2002). Este resultado pode ser explicado pela biodegradao dos compostos mais instveis durante o armazenamento anaerbio do esterco de sunos (MARCATO et al., 2009). As propores entre esses compostos mais facilmente degradveis e compostos mais recalcitrantes remanescentes aps o armazenamento de dejetos de sunos pode determinar as diferenas observadas na taxa de mineralizao do C deste material orgnico. GIACOMINI et al. (2007) verificou que 59% do C orgnico adicionado com dejetos de sunos evoluiu como CO2, independente da forma de colocao dos dejetos no solo. A natureza (qualidade e composio) da dieta animal e da durao da armazenagem dos dejetos antes da aplicao no solo so as variveis que podem explicar estas discrepncias na literatura sobre a mineralizao do C de dejetos de sunos. Quando dejetos de sunos so aplicados sobre a palhada de trigo h o crescimento dos microorganismos so favorecidos (AITA et al., 2012). Quando a palha de trigo e dejetos lquidos de sunos foram adicionados juntos e incorporada no solo, o contato resduo-solo-cultura e disponibilidade de N foram favorveis para a decomposio de palha, uma vez que esta prtica favorece a colonizao microbiana da palhada (POTTHOFF et al., 2005) e impede a perda de N dos dejetos de sunos pela volatilizao de N-NH3 (ROCHETTE et al., 2004). Segundo AITA et al. (2012) os resultados indicam que o uso de tecnologias para a injeo de dejetos de sunos no solo sob resduos de culturas com elevada relao C: N pode ser a estratgia mais desejvel para favorecer a reteno do C da palha e N dos dejetos de sunos no solo, quando os dois materiais orgnicos so utilizados em conjunto em sistemas agrcolas.

Efeito da injeo de dejetos

A alta variabilidade espacial e temporal nas emisses de N2O e CH4 podem impedir a deteco de diferenas nas emisses de gases no campo (FLESSA & BEESE, 2000). Em resposta, eles realizaram a anlise de emisso de gases contnuo (CO2, N2O e CH4) aps a injeo e aplicao superficial de esterco de gado de leite, sendo que foram mantidas cuidadosamente o solo sob condies constantes e controladas de umidade (67% do espao dos poros cheios de gua e 14 C). Eles descobriram que as emisses cumulativas de N2O durante o experimento de 9 semanas foram 10 vezes maior no esterco injetado comparado com a aplicao superficial (0,2 vs 3,3% do N total do esterco). O esterco injetado resultou em maiores fluxos de CH4.

A injeo afetou as emisses de N2O e CH4 muito mais fortemente no estudo de (FLESSA & BEESE, 2000) do que em estudos reportados anteriormente. Eles atribuem a diferena para o constante elevado teor de gua mantido nos macroporos. Embora o teor de gua nos macroporos possa ter excedido os valores comumente observados no campo, ilustram o alto potencial do N2O e, possivelmente, as emisses de CH4 pela injeo de esterco est associada a solos midos ou mal aerados.

necessria a anlise econmica, ambiental da agricultura sobre o potencial das maiores emisses de N2O pela injeo de esterco para avaliar o custo ambiental total e potencial responsabilidade econmica para os agricultores. As quantidades de N perdidas como N2O so geralmente uma pequena parte do N total aplicado e no constituem uma grande perda econmica para o agricultor, a compreenso do custo total de maiores emisses de N2O reside principalmente no potencial impacto sobre os impactos globais de Gases de Efeito Estufa (GEE) e do potencial para a mudana climtica global. Emisses de xido nitroso so tipicamente