2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005 Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN ISBN: 85-99141-01-5
RECUPERAÇÃO DO N DO FERTILIZANTE-
15N E DA PALHA-
15N NO
SISTEMA SOLO-PLANTA-PALHA EM CANA-DE AÇUCAR
André Cesar Vitti1, Paulo Cesar. O. Trivelin1, Glauber J. Castro Gava1 eSonia Maria S. Piedade2
1 Laboratório de Isótopos Estáveis - Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA / USP - SP)
Caixa Postal 96 13400-970 Piracicaba, SP acvitti@cena.usp.br / pcotrive@cena.usp.br
2 Departamento de Ciências Exatas - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"
Universidade de São Paulo Av. Pádua Dias, 11 13418-900 Piracicaba, SP
soniamsp@esalq.usp.br
RESUMO
O conhecimento agronômico sobre o manejo da adubação nitrogenada de canaviais colhidos sem a queima da palha ainda é limitado, principalmente, no que se refere à adubação nitrogenada. O experimento, desenvolvido em campo, teve como objetivo avaliar a recuperação do N do fertilizante-15N e da palha-15N, em soqueira de
cana-de-açúcar de segunda rebrota (3o corte) colhida mecanicamente sem queima da palha. O delineamento
experimental foi em blocos casualizados com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram cinco doses de N: 35, 70, 105, 140 e 175 kg ha-1, da fonte nitrato de amônio (NA), aplicadas em faixa nos dois lados
da linha de cana-de-açúcar e sobre a palha. Incluiu-se um tratamento sem adição de N. A fonte NA teve sua marcação apenas no N-amônio (3,5 % em 15N). Na dose de 140 kg ha-1 de N, além da microparcela onde foi
aplicado o fertilizante marcado em 15N sobre a palha com composição isotópica natural (0,366 % em 15N) incluiu-se também outra microparcela que recebeu a palha-15N, no lugar da palha de composição istópica
natural. Sobre a palha marcada adicionou-se o N-fertilizante com composição isotópica natural. As microparcelas que receberam o fertilizante e a palha, ambos marcados no isótopo 15N tiveram dimensões de 2 m
ao longo da linha de plantio da cana-de-açúcar e 1,5 m de largura (0,75 m de cada lado da linha). Independente das doses, a recuperação do 15N-fertilizante no sistema solo-cana-de-açúcar foi em média 63 %, sendo 7,3 % proveniente do sistema radicular, 21,6 % da parte aérea (colmo, ponteiro e folhas secas), 31,7 % do solo e 2,4 % que ficou imobilizado na palha de cana-de-açúcar. Já a recuperação do 15N-palha foi de 99 %, sendo que, a
maior parte do N permaneceu na mesma (73 %) e no solo (22 %), sendo baixa a contribuição para a planta (4 %), devido à degradação lenta no primeiro ano. Esses resultados permitiram concluir que a maior contribuição do N da palha deve ocorrer nas safras seguintes, pois mais de 20 % do N permaneceu no solo. Com o aumento das doses de N houve maior efeito residual do fertilizante para a rebrota subseqüente da cultura. No balanço de N as perdas do N-NH4+ foram em média 37 % e na palha foi apenas 1 %, mostrando ser este um sistema mais
conservador de N no solo.
1. INTRODUÇÃO
O nitrogênio, no seu ciclo, apresenta uma dinâmica complexa, pelas muitas transformações que sofre e pela sua mobilidade. O que se procura é a definição de manejos que visem à economia de N pela cultura, devido sua importância para a cultura e seu custo. A técnica isotópica, com o uso do traçador 15N, permite obter valores de ganhos e perdas de N mais próximos aos reais.
Dentro do balanço do 15N-fertilizante, tem-se o acumulado pela cultura. O restante, não assimilado pela planta, pode ficar no solo, tornando-se uma fonte residual potencial para as culturas ou ciclos subseqüentes ou perder-se pela folhagem da cultura, por volatilização de amônia, desnitrificação, lixiviação (fora da zona radicular) e pela erosão superficial. Dependendo das condições climáticas, solo, topografia, cultivar, manejo, entre outros, poderá ocorrer maiores ou menores perdas ou ganhos desse nutriente. O desafio é minimizar essas perdas com o manejo adequado da adubação.
Na literatura são raros os trabalhos que mostram que a cana-de-açúcar recupera, em um ano/safra apenas, mais de 40 % do N-fertilizante aplicado [1] [2] [3]. Essa baixa recuperação pode estar associada ao efeito residual do fertilizante no solo, em função de sua elevada imobilização [4] [5] e pelas perdas do N do sistema solo-planta-atmosfera [2]. Existem casos que as perdas são maiores que a própria recuperação do 15N-fertilizante pelo vegetal. Dessas perdas, destaca-se a gasosa, proveniente de um manejo inadequado, associado principalmente com as condições edafoclimáticas [2] [6] [7]. Já o aproveitamento do N mineralizado da palha-15N pela cana-de-açúcar foi inferior ao fertilizante-15N e os estudos mostraram que a
recuperação pela planta do 15N proveniente dos resíduos vegetais variou de 4 % a 15 % [4] [8] [9] [10].
O conhecimento agronômico sobre o manejo da adubação nitrogenada de canaviais colhidos sem a queima da palha ainda é limitado, principalmente, no que se refere à adubação nitrogenada. O experimento, desenvolvido em campo, teve como objetivo avaliar a recuperação do 15N-fertilizante e do 15N-palha em soqueira de cana-de-açúcar de segunda
rebrota (3o corte) colhida mecanicamente sem a queima da palha.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi desenvolvido em campo, em um solo classificado como Neossolo Quartzarênico (861 g kg-1 de areia) no município de Pirassununga, SP, em soqueira de cana-de-açúcar de terceiro corte (safra 1999/2000) da cultivar SP81-3250, colhida mecanicamente e sem queima. A caracterização química do solo na camada de 0–20 cm foi: pH (CaCl2) 5,2;
fósforo (resina) 7,0 mg dm-3; S-SO4- 8,0 mgdm-3; potássio 0,5 mmolc dm-3; cálcio 14,0
mmolc dm-3; magnésio 4,0 mmolc dm-3; CTC de 37,5 mmolc dm-3; V (%) 50,0. A área
possuía cobertura de palha em torno de 14 Mg ha-1 de material seco, contendo 62 kg de N. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram cinco doses de N: 35, 70, 105, 140 e 175 kg ha-1 da fonte nitrato de amônio (NA), aplicadas em faixa nos dois lados da linha de cana-de-açúcar e sobre a palha. Incluiu-se, também, um tratamento sem adição de N. A fonte NA teve sua marcação com 15N apenas no amônio (3,50 % em átomos). Na dose de 140 kg ha-1 de N, além da microparcela onde foi aplicado o fertilizante marcado em 15N sobre a palha com composição isotópica natural (0,366 % em átomos), incluiu-se também outra microparcela que recebeu a palha-15N (0,91 % em átomos), no lugar da palha não marcada. Sobre a palha marcada adicionou-se o N-fertilizante com composição isotópica natural (0,366 % em átomos). A área de cada parcela foi de 225 m2, constituídas de dez segmentos de linhas de cana-de-açúcar, com 15 metros de comprimento e espaçadas de 1,50 m. As microparcelas que receberam o fertilizante e a palha, ambos marcados no isótopo 15N, tiveram dimensões de 2 m ao longo da linha de plantio da cana-de-açúcar e 1,5 m de largura (0,75 m de cada lado da linha).
INAC 2005, Santos, SP, Brazil.
Em agosto de 2000, cerca de um ano após a instalação do experimento, colheu-se a parte aérea (colmo, folha seca e ponteiro), o sistema radicular (colmo subterrâneo e raízes) de cana-de-açúcar e a palha remanescente não decomposta, respectivamente, no metro central da microparcela, bem como, na mesma posição, das fileiras adjacentes. O solo foi coletado em diferentes profundidades até 1,10 m. Os procedimentos de coleta do material acima citado, preparo de amostras para análises químicas e isotópicas e cálculos para a quantificação do N recuperado do fertilizante-15N ou da palha-15N foram descritos por [9] [11]. O efeito residual do N fertilizante e da palha no solo, ambos, marcados com isótopo 15N, compreende o que permaneceu do aplicado no solo, na palha residual não decomposta e no sistema radicular. As variáveis de respostas (recuperação do N fertilizante e da palha, ambos marcados no isótopo 15N) foram submetidas a análise de variância, utilizando o teste F ao nível de 95 % de confiança. Posteriormente para as causas de variação significativas, procedeu-se análises de regressão para verificar o efeito de doses de N da fonte nitrato de amônio.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Independente das doses de N aplicadas da fonte nitrato de amônio (NA), a recuperação do
15N-fertilizante no sistema solo-cana-de-açúcar foi em média 63 %, sendo 7,3 % proveniente
do sistema radicular, 21,6 % da parte aérea (colmo, ponteiro e folhas secas), 31,7 % do solo e 2,4 % que ficou imobilizado na palha de cana-de-açúcar (Tabela 1). Observa que das doses aplicadas, mais da metade do N-15NH4+ recuperado permaneceu no solo, mesmo variando as
doses de N. Para a mesma recuperação ( % ) do N-fertilizante, a utilização de maiores doses de N proporcionará maior efeito residual do N-fertilizante (kg ha-1), contribuindo para a nutrição do ciclo subseqüente da cana-de-açúcar [12] [13].
Quanto ao sistema radicular, provavelmente a maior recuperação (em %) esteja relacionada ao desenvolvimento da cultura com o aumento das doses de N, bem como a própria translocação da parte aérea para subterrânea. Estudos feitos com cana-de-açúcar, em lisímetro com cerca de 200 litros de terra, embora não houve diferença na recuperação de N, ocorreu maior desenvolvimento do sistema radicular com o aumento das doses de N [2]. Já a recuperação ( % ) não significativa do N na parte aérea pode estar relacionada à maior perda e/ou translocação do N para o sistema radicular, ou seja, quanto mais a cultura acumulou o nutriente, maior foi a translocação e/ou a perda pela parte aérea.
Na Figura 1, tem-se um comparativo do balanço de N obtido por meio da recuperação, em porcentagem, do N proveniente da palha e do fertilizante, marcados no isótopo 15N, na dose de 140 kg ha-1 de N obtido por meio da soma do N recuperado pela planta (raiz, colmo, folha
seca e ponteiro), o que permaneceu no solo, e o ficou imobilizado na palha de composição isotópica natural. Para a palha marcada em 15N usou-se o mesmo procedimento para obter o balanço de N. Considerou-se como perda o que faltou para fechar o balanço em 100 %. Estas perdas foram atribuídas à volatilização de amônia do solo e pela folhagem de cana-de-açúcar, à lixiviação e a desnitrificação, como mencionadas anteriormente.
Em condições de campo, concluíram que os resíduos de cana-de-açúcar representariam uma fonte de N pouco significativa para as plantas, devido à proporção relativa com o N do solo (estoque de N do solo maior que 3000 kg ha-1 e dos resíduos da ordem de 40 kg ha-1) [4].
Nesse trabalho, pôde-se observar que, dos 62 kg ha-1 de N presentes na palha após adubação da cana-de-açúcar, apenas 2,4 kg ha-1 de N foram acumulados na cultura (parte aérea e sistema radicular) na colheita final, o que representou apenas 4 ± 0,3 % do N da palha. Nesse tratamento, para a dose de 140 kg ha-1 de N, a cana-de-açúcar acumulou, na colheita, cerca de 148 kg ha-1 de N, o que representou uma contribuição de apenas 1,6 % em relação ao N total acumulado. Isso pode ser explicado pela lentidão na decomposição do resíduo no primeiro ano. Esse valor corresponde aos obtidos na literatura que encontraram apenas de 5 % do N do resíduo vegetal assimilado pela cana-de-açúcar [8].
Tabela 1. Recuperação percentual do N-15NH
4+ do nitrato de amônio (NA)
aplicado em faixa e em 5 doses de N. _____________ Recuperação do N-15NH
4+ da fonte nitrato de amônio ______________
Doses de N
kg ha-1 Raiz aérea Parte Planta toda Solo Palha ResidualEfeito 2 Solo-planta 3 _____________________________________________ % ___________________________________________ 35 5,5±1,0 22,8±1,3 28,3±1,9 29,5±2,3 4,4±0,3 39,3±2,4 62,1±2,4 70 5,6±0,3 19,0±0,9 24,6±1,0 33,4±1,3 2,2±0,2 40,8±1,3 60,2±1,7 105 8,9±1,8 19,2±2,4 28,1±3,2 31,8±5,3 2,4±0,4 43,2±7,0 62,3±7,7 140 6,0±0,5 22,7±3,1 28,7±3,1 36,3±3,4 1,7±0,4 44,0±2,9 66,7±4,1 175 10,5±0,8 24,4±1,8 34,9±2,4 28,2±1,8 1,2±0,3 39,8±2,0 64,2±3,8 Média --- 21,6 28,9 31,7 --- 41,4 63,0 R. L. ** ns ns ns ** ns ns CV (%) 26,5 19,1 17,9 15,5 22,4 15,2 13,3
1: Média e desvio padrão da média; 2: N-15NH
4+ recuperado no sistema radicular, solo e palha; 3: Recuperação
total do N-15NH
4+ no sistema solo-cana-de-açúcar-palha; ** e ns: Regressão linear (RL) altamente significativa
(p<0,01) e não significativa (p>0.05).
Figura 1. Balanço, em %, do N da palha-15N e do N-15NH4+ da fonte nitrato de amônio
(NA) na dose de 140 kg ha-1 de N-NA % Recuperação do N da palha-15N, na dose de 140 kg ha-1 de N-NA 1 1 1 1 7 3 2 2 1 Raiz Colmo FS Pt Palha Solo Não recuperado
% Recuperação do N-15NH4+ da fonte NA,
na dose de 140 kg ha-1 de N-NA 6 11 7 4 2 36 33 Raiz Colmo FS Pt Palha Solo Não recuperado
INAC 2005, Santos, SP, Brazil.
Ao comparar o balanço do N fertilizante-15N e da palha-15N, alternando a marcação, no tratamento que recebeu a dose de 140 kg ha-1 de N, observou que para a palha marcada no
isótopo 15N a recuperação foi de 99 ± 5,4 %. Dessa elevada recuperação, a maior parte do N permaneceu na palha (73 ± 6,0 %) e no solo (22 ± 5,1 %), sendo baixa a contribuição para a planta (4 ± 0,3 %) (Figura 1). A maior contribuição do N da palha deve ocorrer nas safras seguintes, pois mais de 20 % do N permaneceu no solo e ocorreu diminuição da relação C:N inicial. Embora pequena a contribuição do N da palha para a nutrição da cultura, no primeiro ano de permanência no campo, a maior parte do N acumulado pela cana-de-açúcar ocorreu nos últimos meses que antecederam a colheita [9] [10]. Já para fertilizante, marcado no
N-15NH
4+ da fonte NA, a recuperação foi menor, cerca de 67 ± 4,1 %, dos quais 37 ± 3,4 %
permaneceram no solo, 29 ± 3,1 % acumulado pela planta e 2 ± 0,4 % imobilizado na palha. Essa recuperação foi um pouco superior à verificada no campo, pois freqüentemente os valores são inferiores a 60 % [5] [12] [14].
Em relação à permanência do N da palha, como matéria orgânica do solo, os resultados, deste trabalho, aproximaram-se aos da literatura que variaram de 73 % a 83 % [4] [10].
No balanço de N constatou-se que para o N da palha faltou apenas 1 % para o fechamento, comparativamente a 37 % do fertilizante, considerando o valor médio obtido das doses de N (Tabela 1). A degradação lenta da palha e a baixa disponibilidade do elemento no solo, principalmente no início do desenvolvimento da cultura diminuíram a possibilidade de ocorrência de perdas. Por outro lado, o N-fertilizante estando prontamente disponível no solo a partir de sua aplicação, foi mais absorvido no início do desenvolvimento da cultura. Nessas condições ficou sujeito a perda por mais tempo em relação ao N da palha, especialmente pela folhagem da cultura junto à corrente transpiratória em folhas senescentes [2].
4. CONCLUSÕES
Dos resultados obtidos e nas condições em que foi realizada a pesquisa concluiu-se que:
1. Houve maior efeito residual do fertilizante para o ciclo subseqüente da cultura com o
aumento das doses de N.
2. Foi baixa a contribuição do 15N-palha para a cana-de-açúcar (4 %) no primeiro ano e deverá ser maior nas safras seguintes, pois mais de 20 % do N permaneceu no solo e ocorreu diminuição da relação C:N inicial.
3. No balanço de N, praticamente todo N da palha permaneceu no sistema solo-planta
(recuperação de 99 %), sendo um sistema mais conservador em relação ao N do fertilizante aplicado (perdas da ordem de 37 %).
AGRADECIMENTOS
À FAPESP pela bolsa de estudo concedida. Ao Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) nas pessoas do Eng. Agr. MS. Claudimir Pedro Penatti e ao Técnico Agrícola José Anderson Forti pela valiosa colaboração, desde a implantação até a colheita do experimento, e à Usina São Luiz – Dedini, na pessoa do Gerente de Produção Técnica, Engenheiro Agrônomo Luiz Fernando F. de Siqueira, pelas facilidades oferecidas.
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