Fertilizantes de liberação lenta em pastagens: revisão bibliográfica

Aluno: Daniel Staciarini Corrêa
Orientador: Dr. Aldi Fernandes de Souza França
UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DEVETERINÁRIA E ZOOTECNIA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA ANIMAL
SEMINÁRIOS APLICADOS

• INTRODUÇÃO
• REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
– Fertilizantes
– Fertilizantes de liberação lenta/controlada
– Os fertilizantes e o meio-ambiente
– Produtividade
– Pastagens
• CONSIDERAÇÕES FINAIS
• REFERÊNCIAS
ESTRUTURA DA APRESENTAÇÃO
2

Pastagens
• 158.753.866 ha em 2.277.211 propriedades
(IBGE, 2006)
– Em apenas 10% é feita adubação das pastagens
(IBGE, 2006)
– A falta de cuidados com a fertilidade do solo é o
principal obstáculo à sustentabilidade da pecuária
bovina (MARTHA JR & VILELA, 2007)
– Degradação
• 80% das pastagens do Brasil (MACEDO et al., 2000 e
DIAS-FILHO, 2011)
INTRODUÇÃO
Baixos índices zootécnicos:
Baixa taxa de lotação
Baixo desfrute
Alto intervalo entre partos
Alto intervalo entre gerações
BAIXA PRODUTIVIDADE PECUÁRIA
3

Os Fertilizantes
• Produtos que supram a demanda das plantas por
minerais que elas não conseguem obter do solo
(MALAVOLTA et al., 2002).
– Macronutrientes:
• Nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), magnésio (Mg), cálcio (Ca)
e enxofre (S);
– Micronutrientes:
• Boro (B), cloro (Cl), cobalto (Co), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês
(Mn), molibdênio (Mo), níquel (Ni), selênio (Se), zinco (Zn) e, para
algumas plantas, o sódio (Na).
• (ANDA, 2012) - 28.326.255 t consumidas em 2011,
– 9.860.779 t produzidas no Brasil,
– 19.851.069 t importadas.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
4

Nitrogênio
• Consumo mundial em 2010 = 312.350.000 t
(IFA, 2012)
• É um componente central das proteínas,
ácidos nucléicos, dos hormônios e da clorofila
(DIAS-FILHO, 2011);
• Afeta o alongamento foliar, a taxa de
perfilhamento e favorece a formação de
gemas axilares (SILVA et al., 2008).
5

Figura 1 - Altura e produção de matéria seca das forrageiras
Mombaça, Mulato e Tanzânia em função da adubação de
cobertura com nitrogênio.
** = significativo a 1% de probabilidade.
Fonte: Adaptado de CASTAGNARA et al. (2010).
Figura 2 – Número de folhas por perfilho e acúmulo de
matéria seca das forrageiras Mombaça, Mulato e Tanzânia
em função da adubação de cobertura com nitrogênio.
** = significativo a 1% de probabilidade.
Fonte: Adaptado de CASTAGNARA et al. (2010).
A resposta das plantas ao
Nitrogênio tende a ser
linear
6

Fósforo
• Essencial na fotossíntese e respiração;
• Faz parte do DNA;
• Promove o desenvolvimento radicular;
(MALAVOLTA et al., 2002)
• É o elemento que mais limita a produção agropecuária
nos solos de clima tropical, especialmente nos solos
sob Cerrado;
• Tendência a ligar-se ao Al, Fe e Ca do solo, ou ser
adsorvido às partículas de argila ou aos óxidos de Fe e
Al, ficando menos disponível para ser absorvido pelas
plantas;
(RESENDE & FURTINI NETO, 2007)
• Consumo mundial em 2010 = 84.809.000 t (IFA, 2012)
7

Figura 3 - Produção de massa seca das folhas
(g.vaso-1) do capim-tanzânia, em função das
doses de P.
Adaptado de RODRIGUES & ROSA (2004).
Figura 4 - Produção de massa seca dos colmos
(g.vaso-1) do capim-tanzânia, em função das
doses de P.
Adaptado de RODRIGUES & ROSA (2004).
Folhas
Colmos
OBS: 1 mg.dm-3 = 0,5 kg.ha-1
8

Potássio
• É necessário para a formação dos açúcares nas
folhas e para seu transporte para os demais
órgãos;
• Contribui para a resistência ao frio e a pragas;
(MALAVOLTA et al., 2002)
• Consumo mundial em 2010 = 31.732.000 t
(IFA, 2012)
9

Figura 5 - Produção de matéria seca do capim
xaraés em função das doses de N e K, média de
três cortes. Adaptado de COSTA et al. (2008).
10

Figura 7 - Raízes do capim-tanzânia
desenvolvidas com aplicação de potássio
[(0,4 mmol/L) (acima) ou (11,6 mmol/L)
(abaixo). Adaptado de MONTEIRO &
CONSOLMAGNO NETO (2008).
Figura 6 - Superfície radicular do capim
tanzânia em função da dose de potássio.
Adaptado de MONTEIRO & CONSOLMAGNO
NETO (2008).
OBS: 1 mmol/L = 1 mg.dm-3
11

Adubação
• Perda de nutrientes:
– Volatilização,
– Lixiviação,
– Percolação,
– Indisponibilização do nutriente
Solo e planta são dois sistemas antagônicos que
competem pelos mesmos nutrientes do solo, e
essa competição é a principal razão pela qual
apenas uma proporção dos nutrientes é capturado
e utilizado pelas plantas (TRENKEL, 1997).
12

Fertilizantes de liberação
lenta/controlada
• Produto que contém um ou mais nutrientes
vegetais que:
– a) atrasa a disponibilidade de absorção e uso dos
nutrientes pela planta;
– b) ficam disponíveis para a planta por um tempo
significantemente maior do que o fertilizante
referência.
TRENKEL (1997)
13

lenta/controlada: Encapsulamento
Encapsulamento do tipo MATRIZ:
O princípio ativo (nutriente) é disperso em uma matriz composta de material inerte e
insolúvel e difunde-se por essa matriz através de seus poros (LIANG et al., 2007).
Figura 8 - Imagem do composto
peletizado. Adaptado de PEREIRA
et al. (2012)
Figura 9 - Microscopia eletrônica de varredura
da matriz de argila (montmorilonita) + uréia
(1:4) aumentada 20.000 x. Adaptado de
PEREIRA et al. (2012)
14

N
P
K
Revestimento com MATERIAL INERTE:
O produto comercial é revestido por um material inerte e sua liberação se dá pela difusão
do fertilizante pelo revestimento (LIANG et al., 2007).
Figura 10 - Imagem fertilizante de liberação lenta
(nitrogênio + boro) revestido por argila
(atapulgita). Adaptado de XIE et al. (2011).
P
P
N
N
K
K
15

Revestimento com PRODUTOS BIODEGRADÁVEIS:
A liberação do nutriente depende da taxa de degradação do revestimento, que por sua
vez é dependente de seu peso ou complexidade molecular, do pH do solo, da
temperatura, de micro-organismos do solo e da umidade (LIANG et al., 2007).
Figura 11 - Microscopia eletrônica de varredura da
superfície de grânulos de uréia revestidos com
produto à base de lignina (Bioplast®). Adaptado de
MULDER et al. (2011).
16

Figura 12 - Comportamento de liberação do
potássio, fósforo e nitrogênio encapsulados
no solo. Adaptado de LIANG et al. (2007).
K
P
N
Figura 13 - Comportamento de
liberação do potássio, fósforo e
nitrogênio encapsulados no solo.
Adaptado de NI et al. (2010).
N
K
P
Ácido poliacrílico co-acrilamida + caulim
Duplo revestimento com alginato de sódio
Produtos diferentes para
necessidades diferentes
17

• São usados para retardar a nitrificação do
amônio (NH4
+);
• Deprimem a atividade das bactérias do gênero
Nitrossomas no solo.
• Essas bactérias transformam o NH4
+ em nitrito
(NO2
-) (tóxico), que posteriormente será
transformado em nitrato (NO3
-) pelas
bactérias Nitrobacter e Nitrosolobus
(TRENKEL, 1997).
Inibidores de nitrificação
18

• A urease é uma enzima produzida por bactérias e fungos do
solo, que é capaz de hidrolisar a uréia aplicada na superfície
do solo (BARTH, 2009).
• A partir da hidrólise é formado o carbonato de amônio
[(NH4
+)2CO3], que é instável e se desdobra em amônia (NH3),
CO2 e H2O. Essa amônia formada pode volatilizar,
diminuindo o aproveitamento do N aplicado (BARTH, 2009).
• O atraso na hidrólise reduz a concentração de NH3 na
superfície do solo, diminuindo o risco de volatilização e
permite o deslocamento da uréia para horizontes mais
profundos do solo (CONTIN, 2007).
Inibidores de urease
19

Resíduos químico-biológicos
• É o aproveitamento de resíduos industriais
como fertilizantes de liberação lenta;
• Uma forma de dar destinação nobre a
resíduos potencialmente perigosos;
• Podem ser utilizados vários produtos:
– Restos de carcaças de animais (SHARROCK et al.,
2009)
– Resíduo de curtume (NOGUEIRA et al., 2010)
20

Resíduos químico-biológicos
Figura 14 - Microscopia eletrônica de varredura do
resíduo da produção do couro “wet blue” após
extração do crômio e enriquecimento com P e K,
número de panículas (A) e matéria seca (B) dos
grãos de arroz submetido a diversos tratamentos.
Adaptado de NOGUEIRA et al. (2010).
Númerodepanículas
Matériasecagrãos
(%)
A B
21

Os fertilizantes e o meio-ambiente
• Eutrofização das águas superficiais e
subterrâneas:
– Lixiviação e percolação de P e N;
• Produção de gases de efeito estufa:
– Volatilização do óxido nitroso (N2O)
22

N
N
P
P
N P
N
N N
P
P
LIXIVIAÇÃO
PERCOLAÇÃO
23

NH
H
H
H
O
N
N
N
OO
O
O O
N
N
N
O
O
O
O
H
H
O
O
O
HO
N N
NITRIFICAÇÃO
DENITRIFICAÇÃO
24

• Os processos de nitrificação e denitrificação são mais
intensos em regiões tropicais, pois a atividade dos
micro-organismos nitrificantes e denitrificantes é
dependente da temperatura.
• Outros fatores que determinam a emissão de N2O
são a textura do solo, a disponibilidade de
amônio, nitrato e oxigênio no solo, a umidade, o tipo
de fertilizante utilizado, a quantidade e taxa de
mineralização da matéria orgânica e o pH do solo
(solos de pH neutro ou alcalino favorecem o
desenvolvimento de micro-organismos)
RAVELO et al. (2007); SNYDER et al. (2009).
25

• O nitrogênio que volatiliza das aplicações de
fertilizantes se deposita em outros locais, entra
no sistema planta-solo sofre transformações que
resultam em emissões de N2O;
• Uma parte do NO3
- escorre para os sistemas
aquáticos e pode ser denitrificado, se tornando
uma fonte de óxido nitroso.
DEL GROSSO et al. (2009)
26

Figura 15 - Emissão de N2O por tipo de fertilizante no
cultivo do trigo.
FC = fertilizante comercial;
FL = fertilizante de liberação lenta;
FO = fertilizante orgânico.
Adaptado de RAVELO et al., (2007).
EmissãodeN2O(kg.ha-1)
27

• YAN et al. (2008) estimam que a perda de
nitrogênio chega a 45% do total aplicado;
• CIVARDI et al. (2011) relatam perdas de:
– 78% para o nitrogênio aplicado na forma de uréia;
– 37% para uréia + nitrato de amônio;
– 27% para uréia + sulfato de amônio;
– 15% para o sulfato ou nitrato de amônio.
28

• Os fertilizantes químicos possuem fontes de fósforo
altamente solúveis em água, o que faz com que nas
primeiras chuvas após a adubação grande parte
desse fósforo seja lixiviado.
• A quantidade de P lixiviado depende da quantidade
de P no fertilizante, do tipo de vegetação e da
intensidade da chuva.
• A quantidade de fósforo perdida na primeira chuva
após a aplicação do fertilizante pode variar de 0,1 a
125,0 mg P.L-1 de água.
HART et al. (2004) 29

• Solo e plantas são fontes significantes de P, porém, o
maior efeito é provocado pelos fertilizantes
inorgânicos recém-aplicados e não incorporados ao
solo;
• O fósforo é tido como um recurso natural não
renovável, (seu ciclo é medido em milênios) o
esgotamento desse recurso pode colocar em risco a
produção de alimentos para toda a população
mundial.
VADAS et al. (2008); DAWSON & HILTON (2011)
30

• Amplo estudo foi conduzido por GRANT et al.
(2012) e os resultados obtidos mostraram que o
uso da uréia de liberação lenta, na maioria dos
casos, retardou o desenvolvimento inicial das
culturas, promovendo menor produção de
matéria seca, porém, nas regiões mais úmidas, o
uso da uréia de liberação controlada ou da
mistura 50% uréia + 50% uréia de liberação
controlada promoveu aumento na produção de
grãos do trigo e da canola.
PRODUÇÃO DE TRIGO E CANOLA
31

Produção de Grãos (t.ha-1)
Contraste
UR x ULC UR x MIST
Trigo
UR 2,59
0,0737 0,0125
ULC 2,79
MIST 2,88
Canola
UR 3,21
ns 0,0298
ULC 3,22
MIST 4,14
Tabela 1 - Produção de grãos (t.ha-1) do trigo e canola em função do tipo de
fertilizante, uréia (UR), uréia de liberação controlada (ULC) ou mistura de 50%
de cada (MIST).
Fonte: Adaptado de GRANT et al. (2012).
PRODUÇÃO DE TRIGO E CANOLA
32

PRODUÇÃO DE TOMATE
Figura 16 - Efeitos interativos de fertilizante foliar à base cobre e uréia de liberação
controlada sobre o rendimento total de tomate. Barras de erro padrão indicam erro
padrão da média e letras diferentes indicam diferença significativa para p ≤ 0,05.
CK= água destilada; NF= controle para o fertilizante sólido; CRU= uréia de
liberação controlada; KCD= fertilizante comercial (Cu); CFF= fertilizante foliar à
base de cobre.
Adaptado de ZHU et al. (2012).
ProduçãoTotal(g.planta-1)
33

Data de amostragem
Efic. de
uso do
N (%)
Eficiência
agronômica do N
(kg.kg-1)
Tratamento 31 36 41 46 51 56 61
CCF 12,68 14,79 29,92 42,7 53,04 54,98 59,14 59,14 24,24
UCRF 54,66 21,34 31,38 40,12 56,78 61,26 70,54 70,54 32,56
PRODUÇÃO DE ARROZ
Tabela 2 - Eficiência de utilização do nitrogênio pelas plantas de arroz durante o estágio de
crescimento
CCF = fertilizante comum (uréia); UCRF = fertilizante de liberação controlada
Fonte: Adaptado de DONG & WANG (2007).
34

PASTAGENS
• São raras as pesquisas avaliando o uso de
fertilizantes de liberação lenta e/ou controlada
em pastagens, mais raros ainda são trabalhos
avaliando estes produtos por períodos longos.
• Diferente das culturas anuais, que, por possuírem
ciclo curto, necessitam dos nutrientes
prontamente disponíveis, as pastagens precisam
dos nutrientes durante todo ano, pois passam por
seus ciclos produtivos e reprodutivos várias vezes
durante seu período de utilização.
35

PASTAGENS
Figura 17 – Recuperação
do N aplicado nos
componentes da
pastagem de capim-
tanzânia adubada com
40, 80 e 120 kg ha-1 de
N-ureia.
Os coeficientes das
equações apresentadas são
significativos (p < 0,05).
As barras verticais indicam o
erro-padrão da média.
Fonte: MARTHA JÚNIOR et
al. (2009).
36

PASTAGENS
Figura 16 - Eficiência média de utilização do N em
pastagens de Mombaça, Mulato e Tanzânia, em função da
adubação de cobertura com nitrogênio.
Adaptado de CASTAGNARA et al. (2011).
Máxima eficiência
37

• Fertilizantes de liberação lenta/controlada
contribuem para a agricultura e para o meio-
ambiente:
– Reduzindo o desperdício de nutrientes, a
contaminação dos solos e das águas e a emissão de
gases de efeito estufa.
• Devem ser usados em conjunto com os
fertilizantes tradicionais:
– Enquanto os fertilizantes solúveis fornecem o aporte
inicial de nutrientes, os de liberação lenta garantem
esse aporte nos períodos de desenvolvimento e
reprodução das plantas.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
38

• A frequência com que são encontrados novos
produtos, novas maneiras de se proteger os
nutrientes, novos materiais para
encapsulamento mostra que a pesquisa
avança a passos largos e que ainda existe
muita coisa nova a ser descoberta.
• Os estudos desses produtos em pastagens é
escasso, o estudo deles na produção animal
mais escasso ainda.
39

• Se o Brasil quiser manter sua posição como um
dos líderes mundiais em produção e exportação
de proteína de origem animal, deve começar a
olhar para o campo dos fertilizantes de liberação
lenta, pois à medida que a concorrência aumenta
e os custos de produção se elevam, a necessidade
de uma produção economicamente viável
(altamente tecnificada e sem desperdícios) e
ambientalmente sustentável se torna cada vez
mais premente.
40

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