Emissão de amônia, retenção de nitrogênio e valor fertilizante de cama de frango tratada com aditivos químicos

Abstract

A mineralização de compostos orgânicos da cama de frango acarreta perda de N via volatilização de NH 3 e, consequentemente, reduz o valor deste resíduo para seu aproveitamento como fertilizante. Uma alternativa para minorar essa perda é tratar a cama com aditivos químicos que desfavoreçam os processos associados à decomposição do N. O objetivo da Tese foi compreender como os aditivos químicos aumentam a retenção de N na cama de frango e as implicações que a utilização desse material como fertilizante traz para o solo e para a planta. A Tese foi dividida em três capítulos. No primeiro capítulo foram selecionados aditivos químicos e doses de aplicação com base no potencial de retenção de N e, posteriormente, avaliado o efeito dos produtos em ambiente de produção comercial. Em experimento de incubação laboratorial, combinando cinco aditivos [Al 2 (SO 4 ) 3 , fosfogesso, CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 ] e três doses, verificou-se que a acidificação é proporcional a quantidade de aditivo aplicada e que as maiores doses diminuíram a perda de NH 3 nas camas tratadas com CuSO 4 e FeSO 4 , enquanto aumentou naquela tratada com fosfogesso. Em ambiente de produção comercial, dois experimentos (1 – cama nova de maravalha e 2 - cama de frango reutilizada) foram montados conforme delineamento em blocos casualisados sob esquema fatorial 4 x 2 + 1 e dez repetições, onde se combinaram a aplicação de Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 à aplicação inicial ou reaplicação dos aditivos, acrescidos de uma testemunha (cama sem aditivo). A reaplicação de Al 2 (SO 4 ) 3 e de ZnSO 4 otimizou a retenção de N nas camas, enquanto a de CuSO 4 foi necessária para aumentar o teor de N. A reaplicação de FeSO 4 não alterou o teor de N na maravalha, mas foi necessária para aumentar a rentenção na cama reutilizada. Com o segundo capítulo da Tese objetivou-se avaliar a retenção de N em camas de frango tratadas com aditivos químicos e os efeitos da aplicação desses materiais sobre o solo e plantas de milho. Dois experimentos em frascos abertos (1 - cama de frango de primeiro e 2 - cama de frango de segundo lote) foram realizados sob delineamento inteiramente casualizado com dez repetições, avaliando-se cinco aditivos químicos e uma testemunha: Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 , ZnSO 4 , NBPT e ausência de aditivos. Todos os aditivos aumentaram a retenção de N nas camas. As aplicações de Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 acidificaram as duas camas, enquanto a de NBPT apenas reduziu a atividade da urease. Dois experimentos com plantas em vasos com solo (1 - cama de frango de segundo lote e 2 - cama de frango de terceiro lote) foram montados conforme um delineamento em blocos casualizados com 10 repetições, onde se avaliaram as camas de frango enriquecidas com aditivos químicos [Al 2 (SO 4 ) 3 , FeSO 4 , ZnSO 4 e NBPT] e duas testemunhas (cama de frango sob ausência de aditivos químicos e ausência de adubação). As camas tratadas com Al 2 (SO 4 ) 3 aumentaram a acidez potencial e o teor de S no solo, além do acúmulo de biomassa, conteúdo N e de S e índice de balanço de N. As adubações com as camas tratadas com CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 acidificaram o solo, aumentaram o acúmulo de biomassa e o conteúdo de N nas plantas, assim como o de Cu, Fe e Zn, repectivamente. As adubações com as camas tratadas com NBPT aumentaram o conteúdo de N nas plantas. No terceiro capítulo da Tese objetivou-se avaliar os processos associados à mineralização do N em cama de frango tratada com aditivos químicos. Quatro experimentos de incubação foram montados conforme um delineamento inteiramente casualizado com cinco repetições, avaliando-se nove aditivos químicos e uma testemunha: Al 2 (SO 4 ) 3 , fosfogesso, S 0 , H 3 BO 3 , ZnSO 4 , FeSO 4 , CuSO 4 , sais combinados (H 3 BO 3 + ZnSO 4 + FeSO 4 + CuSO 4 ), NBPT e ausência de aditivos. Nas camas tratadas com Al 2 (SO 4 ) 3 e FeSO 4 a acidificação diminuiu a emissão de NH 3 e, consequentemente, aumentou a retenção de N. O fosfogesso manteve os valores de respiração basal e de atividade da urease elevados ao longo do tempo e acarretou grande perda de NH 3 . O S 0 favoreceu a respiração microbiana e causou lenta acidificação da cama. As aplicações de H 3 BO 3 e ZnSO 4 diminuíram a respiração basal e a quantidade de NH 3 volatilizada. As aplicações de CuSO 4 e de sais combinados reduziram o pH, a respiração basal e a atividade da urease, resultando em baixa emissão de NH 3 . O NBPT inibiu a atividade da urease e acarretou grande acúmulo de ureia na cama, mas possibilitou perda gradual de NH 3 ao longo do tempo. O N mineralizado na cama de frango pode ser retido na estrutura dos minerais Tschermigita e Amôniojarosita. Palavras-chave: pH. Urease. Respiração microbiana. Volatilização de NH 3 .The mineralization of organic compounds from chicken litter can lead to N loss via NH 3 volatilization and, consequently, reduce the value of this residue for use as fertilizer. An alternative to mitigate this loss is to treat the litter with chemical additives that undermine the processes associated with the decomposition of N. The purpose of this Thesis was to understand how chemical additives increase N retention in chicken litter and what implications for the soil and the plant the use of this material as a fertilizer brings. The Thesis was divided into three parts. The first part selected chemical additives and application doses based on the potential for N retention and, later, evaluated the effect of the products in a commercial production environment. In a laboratory incubation test, combining five additives [Al 2 (SO 4 ) 3 , phosphogypsum, CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 ] and three doses, it was found that acidification is proportional to the amount of additive applied and that the highest doses decreased the loss of NH 3 in the treated beds with CuSO 4 and FeSO 4 , while increasing in that treated with phosphogypsum. In a commercial production environment, two trials (1 - wood shavings and 2 - reused chicken litter) were set up according to a randomized block design under a factorial scheme 4 x 2 + 1 and ten repetitions, Where the application of Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 e ZnSO 4 was combined with the initial application or reapplication of the additives, plus an absolute control. The reapplication of Al and Zn optimized the retention of N in the beds, while that of Cu was necessary to increase the N content. The reapplication of Al 2 (SO 4 ) 3 and ZnSO 4 optimized the retention of N in the poultry litter, while that of CuSO 4 was necessary to increase the N content. The reapplication of FeSO 4 did not change the N content in the wood shaving, but it was necessary to increase the yield in the reused poultry litter. The second part of the Thesis aimed to evaluate the N retention in poultry litter treated with chemical additives and the effects of the application of these materials on the soil and corn plants. Two testing on open flasks (1 - poutry litter first flock and 2 - poutry litter second flock) were carried out in a completely randomized design with ten replications, evaluating six chemical additives and one control: Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 and ZnSO 4 , NBPT and absence additives. All additives increased N retention in the beds. The applications of Al 2 (SO 4 ) 3 , CuSO 4 , FeSO 4 and ZnSO 4 acidified the two poultry litter, while that of NBPT only reduced urease activity. Two experiments with plants in pots with soil (1 - poutry litter second flock and 2 - poutry litter third flock) were assembled according to a randomized block design with 10 repetitions, wheres poultry litters enriched with chemical additives were evaluated [Al 2 (SO 4 ) 3 , FeSO 4 , ZnSO 4 and NBPT] and two witnesses (poultry litter under absence of chemical additives and absence of fertilization). The poultry litter treated with Al 2 (SO 4 ) 3 increased the potential acidity and the S content in the soil, in addition to the accumulation of biomass, N and S content and N balance index. Fertilization with poultry litter treated with CuSO 4 , FeSO 4 and ZnSO 4 acidified the soil, increased the accumulation of biomass and the N content in plants, as well as that of Cu, Fe and Zn, respectively. Fertilization with NBPT treated litter increased the N content in the plants. The third part of the Thesis aimed to evaluate processes associated with the mineralization of N in poultry litter treated with chemical additives. Four incubation tests were carried out according to a completely randomized design with five replications, evaluating nine chemical additives and a control: Al 2 (SO 4 ) 3 , phosphogypsum, S 0 , H 3 BO 3 , ZnSO 4 , FeSO 4 , CuSO 4 , combined salts (H 3 BO 3 , ZnSO 4 , FeSO 4 and CuSO 4 ), NBPT and absence of additives. In litters treated with Al 2 (SO 4 ) 3 and FeSO 4 , acidification favored the emission of NH 3 and increased the retention of N. Phosphogypsum kept baseline respiration and urease activity values high over time and resulted in a large loss of NH 3 .The S 0 favored microbial respiration and caused slow acidification of the litter. The applications of H 3 BO 3 and ZnSO 4 decreased baseline respiration and the amount of volatilized NH 3 . The applications of CuSO 4 and combined salts reduced the pH, baseline respiration and urease activity, enabling low NH 3 emissions. The NBPT inhibited urease activity and caused a large accumulation of urea in the litter, but allowed for a gradual loss of NH 3 over time. The mineralized N in the poultry litter can be retained in the structure of the minerals Tschermigite and Ammoniumjarosite. Keywords: pH. Urease. Microbial respiration. Volatilization of NH 3 .