Production and evaluation of the efficiency of urea enriched with additives for the control of nitrogen release

Devido à importância do aumento da eficiência agronômica dos fertilizantes nitrogenados em função do custo cada vez maior dos fertilizantes na produção agrícola, o objetivo do presente estudo foi desenvolver formulações de fertilizantes nitrogenados a base de ureia com a adição de compostos inibidores de urease (NBPT, Cu, B), enxofre elementar e um argilomineral do grupo das zeolitas compondo os grânulos internamente, a fim de minimizar as perdas de N por volatilização de amônia e por lixiviação de amônio e nitrato. O primeiro experimento foi conduzido em casa de vegetação entre janeiro e março de 2013, no departamento de ciência do solo da ESALQ, onde foram avaliadas dez formulações produzidas no Laboratório de Tecnologia de Fertilizante da Embrapa Solos, mais alguns fertilizantes comerciais (FH Nitro Mais®, FH Nitro Gold®, Super N®, sulfato de amônio e ureia). Colunas de PVC com 15 cm de diâmetro por 45 cm de altura foram montadas e preenchidas com amostra de um Latossolo Vermelho Amarelo de textura média. A volatilização de amônia foi determinada através de uma câmara semi-aberta estática instalada na parte superior de colunas. A avaliação da lixiviação do nitrato e amônio foram feitas ao final do experimento de volatilização por meio da percolação de água, simulando chuva de 15 mm por 4 dias consecutivos, nestas mesmas colunas. Em seguida foi realizada coleta de solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-45 cm com a finalidade de quantificar o teor de amônio e nitrato acumulado no perfil. Em outro experimento, conduzido em casa de vegetação entre abril e maio de 2013, foi testada a eficiência de uso de N pelas plantas de milho com quatro formulações produzidas e três fertilizantes comerciais, os quais apresentaram as menores perdas de N por volatilização, acrescidos do tratamento ureia comercial e controle, sendo avaliado o N acumulado e a massa seca produzida pelo milho cultivado em vasos com 6 kg de solo. As formulações produzidas com inibidores de urease (NBPT, B, Cu) incorporado nos grânulos e estes combinados com o argilomineral apresentaram maior eficiência na redução das perdas de N por volatilização em comparação aos fertilizantes comerciais com tecnologia de revestimento desses inibidores. Os resultados da lixiviação de amônio e nitrato e o acúmulo desses íons no solo não apresentaram diferenças expressivas entre os fertilizantes produzidos e os comerciais. O acúmulo de N nas plantas com a adubação referente aos fertilizantes produzidos foi similar aos fertilizantes comerciais, porém superior à ureia comercial. No entanto, é possível afirmar que a incorporação de inibidores de urease na ureia é mais eficiente na redução das perdas de N por volatilização, comparado aos fertilizantes produzidos com a tecnologia de revestimento desses mesmos aditivos.Due to the importance of increasing the agronomic efficiency of nitrogen fertilizers and the increasing fertilizer costs in agricultural production, the aim of this study was to develop urea-based formulations of nitrogen fertilizer with the addition of urease inhibitors (NBPT, Cu, B), elemental sulfur and clay minerals of the zeolite group, composing beads internally to minimize N losses by volatilization and leaching of ammonium and nitrate. The first experiment was conducted in greenhouse from January to March 2013 in the Department of Soil Science of ESALQ, where was assessed ten formulations produced in the Fertilizer Technology Laboratory of Embrapa Solos and some commercial fertilizers (FH Nitro Mais®, FH Nitro Gold®, Super N®, ammonium sulfate and urea). PVC columns with 15 cm in diameter and 45 cm in height were assembled and filled with soil samples of Latossolo Vermelho Amarelo medium-texture. Ammonia volatilization was determined using a semiopen static chamber installed on the top of columns. Evaluation of nitrate and ammonium leaching was taken at the end of the volatilization experiment by water percolation, simulating a rain of 15 mm for 4 consecutive days. Furthermore, soil samples were collected at 0-10, 10- 20 and 20-45 cm depth layers in order to determine the concentration of ammonium and nitrate accumulated in the profile. Another experiment, conducted in greenhouse from April to May of 2013, was carried out to test N use efficiency by corn plants with four produced formulations and three commercial fertilizers which obtained the lowest N losses by volatilization, including urea and a control treatment, being assessed N accumulated and dry matter produced by corn grown in pots with a volume of 6 kg. The formulations produced with urease inhibitor alone (NBPT, B, Cu) embedded in beads and those inhibitors combined with the clay mineral showed greater efficiency in reducing losses by volatilization compared to commercial coated fertilizer with the same inhibitors. Ammonium and nitrate leaching and soil accumulation showed no significant differences between produced formulations and commercial fertilizers. The N accumulation in corn plants grown with the new formulations was similar to commercial fertilizer, being higher to commercial urea. However, it is clear that the incorporation of a urease inhibitor in urea fertilizer is more efficient in the reduction of losses by volatilization compared to coated fertilizers produced with the same additives