Redução na volatilização de amônia derivada da uréia por ácidos húmicos produzidos de carvão de eucalipto

Abstract

A eficiência agronômica e econômica da uréia, fertilizante nitrogenado mais consumido no mundo, é comprometida pelas perdas por volatilização de NH3, que podem chegar a 80 % do N aplicado. Tem-se buscado alternativas para reduzir a volatilização da NH3, mas essas têm determinado a elevação no custo do fertilizante e os resultados obtidos têm sido incertos devido a inúmeros fatores. O revestimento da uréia com ácidos húmicos (AH) pode se constituir em uma alternativa eficiente, em razão da sua elevada capacidade de troca catiônica, do caráter ácido e do elevado poder tampão. Além disso, AH podem ser obtidos a partir de fonte renovável, como o carvão vegetal. Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de AH obtidos a partir de carvão de eucalipto para minimizar a volatilização de NH3 derivada da uréia. Ácidos húmicos foram obtidos de carvão de Eucaliptus grandis produzidos nas temperaturas de carbonização de 350 e 450 ºC (AH350 e AH450). Quantificou-se o rendimento na produção dos AH, que foram caracterizados quanto a composição elementar, relação E4/E6 (absorvância 465 nm / absorvância 665 nm), pH e acidez total (CTC). Foi avaliada a influência dos AH na atividade da urease. Realizaram-se dois ensaios em que se mediu a volatilização de NH3; no primeiro avaliou-se a uréia misturada com proporções crescentes dos AH, obtidos a partir da liofilização de solução de uréia com os AH, e no segundo avaliou-se a uréia perolada comercial revestida com 25 % de AH. Ambos foram realizados em um sistema fechado dinâmico (fluxo continuo de ar de 0,25 L min-1) constituído por câmaras de incubação (frasco de 0,34 dm3) e unidades coletoras de NH3 (Erlenmeyers com 60 mL de solução de H3BO3 20 %). Foram realizadas amostragens a cada 24 h após a aplicação da uréia durante dez dias, substituindo-se as unidades coletoras de NH3 por novas. A NH3 capturada foi quantificada por titulação potenciométrica. Caracterizou-se a cinética de volatilização da NH3 por meio de equações de regressão. O rendimento do AH foi de 257 g kg-1 e 541 g kg-1 para os carvões produzidos a 350 e 450 ºC, respectivamente. O AH350 apresentou maior acidez total e menor pH do que o AH450. Ambos os ácidos húmicos apresentaram elevada estabilidade, como evidenciaram as baixas relações E4/E6. A atividade da urease não foi influenciada pelos AH. A liofilização da solução de uréia resultou no material em pó, e esse fato, por si só, ocasionou a redução de aproximadamente 50 % da volatilização de NH3, mascarando possíveis efeitos das doses crescentes de AH. O recobrimento do grânulo de uréia com os AH retardou o início da volatilização. Além disto, o pico máximo de volatilização de NH3 ocorreu 72 h após a aplicação, enquanto que para a uréia sem revestimento ocorreu a 48 h. Os AH promoveram menor taxa de volatilização. No entanto, somente o AH350 foi capaz de diminuir significativamente a volatilização total de NH3, o que pode ser atribuído à sua maior acidez total, que favoreceu a formação e adsorção do NH4 +.

The economic and agronomic efficiency of urea, more nitrogen fertilizer consumed in world, is compromised by loss by volatilization of NH3, which can reach 80% of N applied. It has sought alternatives to reduce the volatilization of NH3, but these have given the rise in the cost of fertilizer and the results are uncertain due to many factors. The coating of urea with humic acids (HA) can be an efficient alternative for their cation exchange capacity high, of acid character and the high power buffer. Also, HA can be obtained from renewable source such as charcoal. This study aimed to evaluate the potential of HA obtained from charcoal from eucalyptus to minimize volatilization of NH3 derived from urea. Humic acids were obtained from charcoal of Eucalyptus grandis produced in carbonization temperature of 350 and 450 ºC (HA350 and HA450). We quantified the performance in the production of HA, which were characterized as the elemental composition, E4/E6 ratio (absorbance 465 nm / absorbance 665 nm), pH and total acidity (CTC). The influence of HA was evaluated in activity of urease. There were two trials which measured the volatilization of NH3, the first focuses on the urea mixed with increasing proportions of HA, obtained from the lyophilization of solution of urea with the HA, and the second focuses on the urea pearly commercial coated with 25 % HA. Both were conducted in a closed system dynamic (continuous flow of air of 0.25 L min-1) consisting of an incubation chamber (bottle of 0.34 dm3) and collecting units of NH3 (Erlenmeyer flasks with 60 mL of solution of H3BO3 20 %). Samples were taken every 24 h after application of urea during ten days, is replacing the units with new collector of NH3. The NH3 captured was quantified by potentiometric titration. Was characterized the kinetics of volatilization of NH3 through regression equations. The yield of HA was 257 g kg-1 and 541 g kg-1 for the coal produced at 350 and 450 °C, respectively. The HA350 showed higher total acidity and lower pH than the HA450. Both humic acids showed high stability, as evidenced in low E4/E6 relations. The urease activity was not influenced by HA. The lyophilization of the solution of urea resulted in the material powder. This fact, alone, caused a reduction of approximately 50% of the volatilization of NH3, masking effects of increasing doses of HA. The coating of urea granule with HA delayed the onset of volatilization. In addition, the peak of volatilization of NH3 occurred 72 h after application, while for the uncoated urea occurred at 48 h. HA promoted the lower rate of volatilization. However, only the HA350 was capable of significantly reducing the total volatilization of NH3, which can be attributed to its higher total acidity, which favors the formation and adsorption of NH4 +.