Avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados em ... de Mel… · Análise da cinética de...
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Avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados em solos tropicais Vinicius Benites Embrapa Solos Eduardo Cancellier Universidade Federal de Lavras Fien Degryse University of Adelaide Rodrigo Coqui da Silva University of Adelaide Mike McLaughlin CSIRO Land and Water Goiania, 18 de outubro de 2016
Transcript of Avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados em ... de Mel… · Análise da cinética de...
Avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados em solos
tropicais
Vinicius Benites Embrapa Solos
Eduardo Cancellier Universidade Federal de Lavras
Fien Degryse University of Adelaide
Rodrigo Coqui da Silva University of Adelaide
Mike McLaughlin CSIRO Land and Water
Goiania, 18 de outubro de 2016
Roteiro
• Por que avaliar a eficiência de fertilizantes fosfatados?
• Mecanismos que afetam a eficiência de fertilizantes fosfatados em solos tropicais
• Métodos de avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados
• Estratégias para aumento da eficiência de fertilizantes
• Avaliação agronômica de fertilizantes fosfatados em solos tropicais
• A rocha fosfática é um recurso natural não renovável e concentrado em poucos países
Por que avaliar a eficiência de fertilizantes fosfatados?
5
• Consumo mundial de cerca de 180 milhões de toneladas de rocha fosfática (aprox 31% P2O5), com uma relação de consumo/reserva de cerca de 370 anos (Scholz et al. 2014)
• Em Marrocos estão localizadas cerca de 70% das reservas mundiais identificadas (USGS, 2012).
• Rochas fosfáticas são produzidas por 37 países, mas somente 4 desses (China, Marrocos, EUA e Russia) detêm 72% da produção mundial (IFA2012).
• A rocha fosfática é um recurso natural não renovável e concentrado em poucos países
• Baixa eficiência de uso de P em solos tropicais
Por que avaliar a eficiência de fertilizantes fosfatados?
Fonte: Cunha et al., IPNI Informações Agrônomicas, 130
• A rocha fosfática é um recurso natural não renovável e concentrado em poucos países
• Baixa eficiência de uso de P em solos tropicais
• Impactos ambientais causados pelo uso ineficiente dos fertilizantes fosfatados
Por que avaliar a eficiência de fertilizantes fosfatados?
Eutrofização de cursos d’água pelo escoamento superficial de fósforo de fertilizantes fosfatados
• A rocha fosfática é um recurso natural não renovável e concentrado em poucos países
• Baixa eficiência de uso de P em solos tropicais
• Impactos ambientais causados pelo uso ineficiente dos fertilizantes fosfatados
• Avaliação comparativa de diferentes tecnologias em fertilizantes
Por que avaliar a eficiência de fertilizantes fosfatados?
Mecanismos que afetam a eficiência de fertilizantes fosfatados em solos tropicais
Métodos de avaliação da eficiência de fertilizantes fosfatados
• Análise da solubilidade do fertilizantes em água e em citrato
• Estudo da cinética de dissolução do fertilizante • Fracionamento químico dos produtos de dissolução do
fertilizante• Medida da dissolução e difusão de P do fertilizante no
solo• Medida da capacidade do fertilizante em incrementar
o P trocável do solo (métodos isotópicos)• Medida da absorção de fósforo por plantas por meio
de fertilizante fosfatado marcado ou diluição isotópica• Avaliação agronômica em ensaios em casa de
vegetação• Avaliação agronômica em ensaios de campo
Facilidad
e e custo
Utilid
ade e eficácia d
a info
rmação
Extração sequencial de P no fertilizante
10 mLWater extract
10mL Citric acid extract
10 mLNitric acid extract
50 mLDI + 0.5 g fertiliser
10 mL citric acid 10%
10 mL nitric acid 70%
50 mL2% citric acid +
residual fertiliser
50 mL14%
HNO3 + residualfertiliser
Water soluble P
Citric acid soluble P = Water + citric
Total P =Water + citric + nitric
Heat at 80oC for 2 hrsShake overnightCentrifuge for 15 min 3000 g
Shake overnightCentrifuge for 15 min 3000 g
Shake overnightCentrifuge for 20 min 4000 g
Cinética de dissolução de fertilizantes
Análise da cinética de dissolução de MAP usando água
como solvente, por 40 h e fluxo de 10 ml h-1.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
- 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0
Elu
ted
P,
% o
f to
tal a
dd
ed
P
Eluted volume, mL
Y= 98.0483 (1 - e-0.0472x) r2= 0.9986t1/2= 17.02 h
d
Eluted P Residual P Recovery t50% t 90%
OM MAP 90.0 10.9 100.9 0.8 2.7
OM MAPS 92.3 2.9 95.3 0.6 2.0
OM PAc 95.5 1.2 96.7 0.7 2.3
MAP 98.5 0.0 98.6 1.7 5.7
%Fertilizer
h
1.702 h
7 360
20
40
60
80
100
0 20 40 60
Days of incubation at 25ºC
MA
P r
ele
ased (
%)
Fonte: Eduardo Cancellier, dados não publicados (ainda)
Análise da cinética de dissolução de MAP usando água como
solvente, em ambiente estático, com coleta periódica de alíquotas
Difusão de fósforo em placa de petri
-
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Day 1 Day 3 Day 7
Radi
us h
igh
P zo
ne (c
m)
OM MAP OM MAPS OM PAc MAP
ROM RP OM PAPR
10%OM PAPR
60%OM PAPR
50%OM PAPR
40%OM PAPR
30%OM PAPR
20%SSP
Fertilizantes organominerais produzidos com rocha fosfática parcialmente solubilizada
Ring A - 8 mm ØRing B – 24 mm Ø
y = 52,772x + 1,3407R² = 0,8755
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 0,2 0,4 0,6 0,8
% d
e P
no
an
el e
xte
rno
Raio de difusão, cm
MAP Struv1 Struv2 Time
d1
d28
d60
MAP Struv1 Struv2day 28 GroundMAP Str1
GranularMAP Str 1 Str2
Ctr GroundMAP Str1
GranularMAP Str1 Str2
Ctr
Black Point Mt Compass
Fonte: Fien Degryse, Ashleigh Broadbent, Bogumila Tomczak, Colin Rivers, Roslyn Baird, Rodrigo C. Silva and Mike J.McLaughlin. Diffusion and plant availability of phosphorus from struvite-based fertiliser . ASSSI meeting 2014
Correlação entre a difusão de P e o P absorvido por planta
Estratégias para aumento da eficiência de fertilizantes fosfatados por meio de novas
tecnologias em fertilizantes
• Liberação controlada: Reduz a taxa de dissolução do grânulo para a redução de perdas por lixiviação ou erosão superficial
• Redução das reações de precipitação e adsorção no ambiente de dissolução do grânulo, por meio de complexantes e quelantes
Esp
ess
ura
do
re
cob
rim
en
to c
om
po
líme
ro
Fertilizante de liberação controlada
MAP com liberação lentaMAP
MAP7d
MAP Contr. Release36d
inner outter
0
25
50
75
100
36d 7d 36d 7d
Fertilizer
Added P
in p
etr
i dis
h, %
7 360
20
40
60
80
100
0 20 40 60
Days of incubation at 25ºC
MA
P r
ele
ased (
%)
Fonte: Eduardo Cancellier, dados não publicados (ainda)
RCOO-
H2PO4-
H2PO4-
H2PO4-
H2PO4-
H2PO4-
H2PO4-
RCOO-
RCOO-
RCOO-
RCOO-
RCOO-RCOO-
H2PO4-
RCOO-(RCOO)2Ca
Redução das reações de precipitação e adsorção por meio de complexantes e quelantes
Avaliação da eficiência de fertilizantes organominerais produzidos a partir de cama de frango e MAP
CL1 MAP2 H3PO4
40%
H2SO4
10 %bentonite silicate total
OM CL + MAP OM MAP 19.80 7.90 - - 1.50 0.80 30.00
OM CL + MAP + H2SO4 OM MAPS 18.30 7.90 - 17.00 1.50 0.80 30.20
OM CL + H3PO4 OM PAc 21.00 - 16.75 - 1.50 0.80 30.00
MAP MAP - 27.70 - - 1.50 0.80 30.00
............ g ............ ................ g ........................ mL ........
Organic mineral
fertilizerCode
1 Chicken Litter dried at 65oC (11 % moist ), 2 Mono ammonium phosphate PA (Merck)
OM MAP OM MAPS MAPOM PAc
Colin’s fertilisergranulator©
By Colin Rivers
Eluted P Residual P Recovery t50% t 90%
OM MAP 90.0 10.9 100.9 0.8 2.7
OM MAPS 92.3 2.9 95.3 0.6 2.0
OM PAc 95.5 1.2 96.7 0.7 2.3
MAP 98.5 0.0 98.6 1.7 5.7
%Fertilizer
h
-
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
Day 1 Day 3 Day 7
Ra
diu
s h
igh
P z
on
e (
cm)
OM MAP OM MAPS OM PAc MAP
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
Control MAP OM MAP OM MAPS OM PAc
Dry
sh
oo
t w
eigt
h, g
po
t-1
b
a
aaa
-
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
Control MAP OM MAP OM MAPS OM PAc
Sh
oo
t P
up
take
, mg
po
t-1
b
a
a
a
a
Produção de matéria seca e absorção de P pelo trigo em resposta a
adubação com fertilizantes organominerais e MAP ( 20 mg P kg-1)
Avaliação agronômica de novas tecnologias em fertilizantes fosfatados
0 1007525 150 250
Experimentos em casa de vegetação
-
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
0 50 100 150 200 250
Sho
ot
Dry
mat
ter,
g/p
ot
P fertilizer, mg P/pot
observed
estimated
y= 0.2283 - 0.0200 x + 0 .6174 x1/2
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150 200 250
Sho
ot
P u
pta
ke, m
g P
/p
ot
P fertilizer, mg P / pot
observed
estimated
y= -0.0899 - 0.0019 x + 1.3489 x1/2
Control RP OM SSPSSPOM RP
OM Rock Phosphate
OM PAPR 10%
OM PAPR 60%
OM PAPR 50%
OM PAPR 40%
OM PAPR 30%
OM PAPR 20%
2500
3000
3500
4000
4500
5000
0 20 40 60 80
Pro
du
tivi
dad
e d
a So
ja, k
g h
a-1
Adubação fosfatada, kg P2O5 ha-1
2010/2011
OM cama OM composto MAP
P diffusion visualization
MAP
TSP
No lime 1x LR 2x LR 50x LR10x LR5x LR
