Cinética de liberação de nitrogênio e de volatilização de amônia à base de ureia

Abstract

A ureia é o fertilizante nitrogenado sólido de maior concentração de nitrogênio (N) e de menor custo deste nutriente. Apesar do baixo custo, perdas de amônia (NH 3 ) por volatilização contribuem para diminuição da eficiência da ureia. Para reduzir as perdas podem ser utilizadas substâncias hidrofóbicas, na forma de revestimento dos grânulos ou na própria matriz do fertilizante. O enxofre elementar (S°) tem carácter hidrofóbico e, além disso, fornece sulfato (SO 42- ) às plantas e acidez na forma de H + após sua oxidação no solo. A acidez gerada pode ser vantajosa, pois a hidrólise da ureia consome H + e o NH 4+ formado não é estável em meio alcalino e pode ser perdido na forma de NH 3(g) . Além do S°, substâncias orgânicas e inorgânicas também podem ser utilizadas junto aos fertilizantes. O tetraetóxido de silício (Si(OCH 2 CH 3 ) 4 ) é um composto que permite a obtenção de compósitos de Si, chamados de vidros, através da técnica sol-gel. Com o uso desta técnica a formação da matriz do vidro ocorre pela substituição dos grupos etóxi por monômeros de (C 2 H 5 O) 3 Si-O - , processo que pode ser realizado em temperatura menor do que aquela da fusão da ureia (<134 °C), permitindo insirir o fertilizante na matriz do vidro. Conduziram-se três experimentos, sendo que o primeiro teve como objetivo verificar se a aplicação de S° juntamente com a ureia diminui as perdas de NH 3 e ou mantem maior concentração de NH 4+ no solo; o segundo teve como objetivo verificar se a solubilidade de ureia é diminuida com sua associção ao vidro e; o terceiro teve como objetivo verificar se a volatilização de NH 3 da ureia é diminuida pela associação do fertilizante com o vidro. No primeiro experimento verificou-se que a aplicação de S° junto a ureia não diminui a volatilização acumulada de NH 3 , pois há um assincronismo entre o consumo de H + pela hidrólise da ureia e a geração de H + pela oxidação do S°. A aplicação de microrganismos oxidantes do S°, como o Acidithiobacillus thiooxidans, acelera sua oxidação, porém, é insuficiente para neutralizar a alcalinidade promovida pela rápida hidrólise da ureia. No segundo e terceiro experimentos verificou-se que a associação da ureia ao vidro não alterou a velocidade de dissolução do fertilizante ou reduziu as perdas por volatilização de NH 3.

Urea is the solid nitrogenous fertilizer with highest concentration of nitrogen (N) and lower cost of this nutrient. Despite the low cost, ammonia (NH 3 ) losses by volatilization contribute to reduction of fertilizer efficiency. To reduce losses, hydrophobic substances are used as coating of granules or in the fertilizer matrix. The elemental sulfur (S°) has hydrophobic character and, in addition, provides SO 42- to plants and acidity in form of H + after its oxidation in the soil. The acid generated might be advantageous, because the urea hydrolysis consumes H + and NH 4+ formed is not stable in alkaline medium, and as a result of that N is lost as NH 3(g) . Besides S°, organic and inorganic substances might be used associated at the urea. The tetraethoxysilane (Si(OCH 2 CH 3 ) 4 ) is a silicon compound through which we can obtain glass by the sol-gel technique. To obtain the glass ethoxy groups in TEOS are replaced by monomer (CH 5 O) 3 Si-O - during the condensation. Advantageously, through the sol-gel-technique, this process can be performed at a lower temperature than that of the urea melting (<134 °C), allowing to insert urea in the glass matrix. Here three essay were conducted, as follows: the first was to verify if the S° application with urea decrease NH 3 losses and maintains a larger concentration of NH 4+ in the soil; the second was to verify the solubility of urea-glass pastilles; the third was to verify if the association of urea with glass decrease NH 3 volatilization or maintains a larger concentration of NH 4+ in the soil. On the first experiment we found that the application of S° with urea does not decrease the NH 3 volatilization because there is an asynchrony between the consumption of H + by urea hydrolysis and the generation of H + by S° oxidation. The application of S° oxidizing microorganisms, such as Acidithiobacillus thiooxidans, accelerates oxidation, but it is still insufficient to neutralize the alkalinity promoted by the urea hydrolysis. On the second essay we found that urea-glass pastilles does not have lower dissolution rate. These results were corroborated by those obtained in the third essay, in which we observed that the urea association with glass did not incur a lesser loss of NH 3 .