Gradual release of nitrogen fertilizers: longevity and volatilization under controlled environment

O aumento populacional verificado em escala mundial remete a necessidade do aumento da produção de alimentos, fibras e energia e, neste cenário, a prática da adubação como aporte de nutrientes ao solo ganha destaque para atender essas necessidades. Nesse contexto, a adubação nitrogenada, por fornecer nitrogênio, elemento fundamental ao desenvolvimento das plantas e à manutenção e aumento da produtividade, destaca-se com o uso da ureia. A ureia é o principal fertilizante sólido em âmbito mundial, ocupando metade da matriz dos nitrogenados tanto no Brasil como no mundo, possui alta concentração de N e preço mais atrativo por unidade do nutriente, porém esta sujeita a perdas, das quais a volatilização de amônia é o principal fator da baixa eficiência nas adubações. Como alternativa a minimização dessas perdas, tem-se hoje o desenvolvimento de produtos denominados fertilizantes de eficiência aumentada. Dentre esses, uma opção é o recobrimento da ureia com polímeros, resultando em proteção física do insumo. O objetivo foi estudar a dinâmica de fertilizante nitrogenado de liberação gradual avaliando a longevidade e suas perdas por volatilização de amônia. O experimento foi conduzido no município de Batatais- SP, de Novembro de 2011 a Fevereiro de 2012, utilizando Latossolo Vermelho-Amarelo. Foram utilizados 5 tratamentos de ureia recoberta com diferentes porcentagens de resina de poliuretano, mais um tratamento de ureia sem recobrimento para fins de comparação. As porcentagens de recobrimento utilizadas correspondem ao número de dias esperado para a liberação do nutriente sendo: 3,70% (30 dias), 4,55% (60 dias), 5,40% (90 dias), 7,10% (150 dias) e 8,80% (250 dias). Experimentos semelhantes foram instalados em condições laboratoriais de ambiente controlado (25 ± 2°C), e em casa de vegetação, simulando condições de aplicação em superfície e enterrada. Para o experimento de volatilização, foi utilizado o sistema fechado dinâmico, capturando a amônia volatilizada em coletores contendo solução ácida e, esta solução foi analisada em sistema FIA determinando a quantidade de N perdida. Em relação ao experimento de longevidade, foi desenvolvido sistema de análise destrutiva, colocando os tratamentos em sachês porosos e alocando-os em superfície e enterrados a 5 cm no solo. Para ambos os experimentos foram realizadas coletas periódicas, analisando as amostras e traçando gráficos relativos à volatilização da amônia, a faixas de liberação e potencial de longevidade dos tratamentos. O recobrimento da ureia com polímero de poliuretano apresentou redução na volatilização com porcentagens acima de 7%, além de causar atraso nos picos de volatilização. Quanto à longevidade, o recobrimento do fertilizante resultou em liberação gradual do nutriente com dinâmica exponencial, podendo ser traçadas faixas de liberação e potenciais de longevidade dos tratamentos. A aplicação superficial dos tratamentos obteve melhores resultados de liberação/longevidade. Os fatores temperatura e umidade interferem diretamente na volatilização da amônia, na velocidade de liberação e na longevidade dos fertilizantes recobertos com poliuretano. Pesquisas envolvendo este tipo de tecnologia são necessárias, pois além do estabelecimento de metodologias padrão, aplicáveis a estes produtos ou grupos dos mesmos, em rotinas de laboratório, pode-se obter melhor caracterização, entendimento e classificação desses novos materiais.The worldwide population increase leads to necessity to increase food, fiber and energy production and, under this scenario, fertilizer applications like supply of nutrients to the soil, is highlighted to meet those needs. In this context, nitrogen fertilization, to provide nitrogen, essential element for plant development and maintenance and increased productivity, stands out with the urea use. Urea is the main solid fertilizer worldwide, occupying half of the matrix of nitrogen both in Brazil and in the world, has a high concentration of N and an attractive price per unit of nutrient, but is subject to losses, which the volatilization ammonia is the main factor in the low efficiency of fertilization. As alternative to minimize these losses, currently we have the development of products denominated increased efficiency fertilizer, which focus on urea coatings using polymers resulting in physical protection of the material. The objective was to study the dynamics of nitrogen fertilizer gradual release bu means of evaluating their longevity and losses by volatilization. The experiment was conducted in the municipality of Batatais-SP, extending from November 2011 to February 2012, using a Oxisol. Five treatments of coated urea with different percentages of a polyurethane resin were used, aswell a urea treatment without coating for comparison purposes was used too, the percentages used remitted expected number of days for the release of the nutrient was: 3.70% (30 days) 4.55% (60 days) 5.40% (90 days) 7.10% (150 days) and 8.80% (250 days). Similar experiments were assembled in a controlled environment (25 ± 2 ° C) and under greenhouse conditions simulating application in surface and buried. For the volatilization experiment, we used the closed system dynamic, capturing the volatilized ammonia in collectors containing acidic solution, and this solution was analyzed in FIA system in order to determine the amount of N lost. In relation to the longevity experiment, a destructive analysis system was used, placing the treatments in porous sachets and placing them on the surface and buried 5 cm into the soil. For both experiments samples were collected and analyzed periodically allowing plotting graphs for ammonia volatilization, release bands and potential longevity of the treatments. The urea coating with polyurethane polymer decreased the volatilization with percentages above 7%, besides causing a delay in the peak of volatilization. As for longevity, the fertilizer coating resulted in a gradual release of the nutrient presenting a release dynamic exponential and can be traced release bands and potential longevity treatments. Surface application of the treatments resulted in better results of release / longevity. The factors temperature and humidity affects directly ammonia volatilization, speed and longevity of release fertilizer coated with polyurethane. Additional research in this field is required, in addition to establishing standard methodologies to be used in routine laboratory in order to obtain a better characterization, classification and understanding of these new materials