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Fontes Convencionais e Alternativas de Fertilizantes Fosfatados em Solos Tropicais II Workshop sobre Tecnologia de Fertilizantes: Recursos Minerais no.

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1 Fontes Convencionais e Alternativas de Fertilizantes Fosfatados em Solos Tropicais II Workshop sobre Tecnologia de Fertilizantes: Recursos Minerais no Brasil: Fontes Alternativas e Otimização de Processos Uberlândia, 20 e 21 de Outubro de 2011 José Carlos Polidoro Pesquisador Embrapa Solos

2 Fonte :2010 – Agroconsult 78ª IFA – ANDA - Produto - estimado/projetado Ama Brasil PROJEÇÃO DO CONSUMO DE NUTRIENTES E DE PRODUTO – BRASIL Milhões ton /ano % 2

3 -Fósforo é o nutriente que determina os fluxos de energia química nas plantas e, principalmente por isso, sua deficiência causa sérias limitações na produção vegetal. 1- Introdução

4 Classes de restrição dos solos brasileiros em relação à fertilidade do solo (Sparovek et al., 2003, preparado por Prochnow, L. 2008) MO SB (V%) CTC 4

5 FONTE: Costa, Milho:

6 Parcelas de milho com e sem fósforo - Foto: Divulgação / Embrapa Cerrados (D. M. Sousa)

7 Fonte: D.M. Souza, 2010 Resposta da cultura da Soja a disponibilidade de P no solo

8 -Fósforo é o nutriente que determina os fluxos de energia química nas plantas e, principalmente por isso, sua deficiência causa sérias limitações na produção vegetal. -Dentre os nutrientes primários, NPK, o fósforo é o requerido em quantidades menores, até 10 a 20 vezes menos (0,2 a 0,5%). 1- Introdução

9 Adaptado de Roquetti Filho, D., 2010

10 -Fósforo é o nutriente que determina os fluxos de energia química nas plantas e, principalmente por isso, sua deficiência causa sérias limitações na produção vegetal. -Dentre os nutrientes primários, NPK, o fósforo é o requerido em quantidades menores, até 10 a 30 vezes menos. -Quantidades exportadas do campo nos produtos agrícolas é muito menor que as doses de manutenção da fertilidade do solo recomendadas. 1- Introdução

11 Fertilizante entregue ao consumidor Fonte: CONAB (2008); ANDA (2008),. Elaborado por Benites, Eficiência de uso72 %20 %65 %

12 Balanço do consumo de nutrientes na agricultura brasileira – 2008 (Extraído de Casarin, V, 2011) Balanço NP2O5P2O5 K2OK2O Exportação pelas principais culturas (t) Dedução de N referente a Fixação Biológica do Nitrogênio pela soja e de 30% exportado pelo feijão (t) Dedução referente a disponibilidade de 60 kg ha -1 fornecido pela soja às culturas de safrinha e inverno (t) Dedução de K referente a 20% K 2 O da cana-de- açúcar (t) Exportação Total, t (I) Entradas por fertilizantes, t (II) Índice de aproveitamento médio (I/II)*10072%54%76% Fonte: Informações Agronômicas (n o 130), 2010.

13 Quadro 1- Taxa de Desfrute Balanço do consumo de nutrientes na agricultura Brasileira (Cunha, et al., 2010) TD < 60%

14 F 1 Indicação de adubação para Expectativa de produção de 3000 kg ha -1 (Tecnologias..., 2008) 2 Valores de Fósforo extraído por Mehlich-1 (Embrapa Soja, 1999) 3 Valores de Fósforo extraído por Resina aniônica (Tanaka & Mascarenhas, 1997) 4 Valores de Fósforo extraído por Mehlich-1 adequados para solos de textura média (Sousa et al., 2002) Aplicação 26,260 21,850 P kg ha -1 P 2 O 5 kg ha -1 Entradas 1 26,260 15, P no solo mg dm -3 Cerrado 4 SP 3 PR 2 Região > 6,0 FÓSFORO Balanço de P na Produção de Soja Para a classe de teores adequados de P no solo ExportaçãoExtração 13,220,4 13,220,4 P kg ha Saídas 1 13,220,4 13,0 8,6 kg ha -1 APL-EXP Balanço APL EXP 2,0 1,7 13,02,0 (Oliveira, et al. 2010)

15 Tempo (anos) P, mg dm -3 Evolução da Fertilidade do solo – Fósforo M-1 (0 – 20 cm) (Oliveira, et al. 2010) y = ,88x y = ,24x y =10 - 0,03x y =10 - 0,37x Testemunha P, REC – inverno F= 1,4 P, EXP - verão e REC – inverno F=2,2 P, REC - verão e REC – inverno F=3,0 STST STST STST STST STST STST STST STST STST STST STST MAMA SASA S A/N STST G A/N SMSM SMSM SMSM STST STST Embrapa Soja

16 Níveis de fósforo em solos do Sudoeste Goiano Base de dados do laboratório de análise de solos da COMIGO, análises realizadas entre 2003 e 2007, 80 perfis de controle em áreas sob vegetação nativa, pastagem, silvicultura e agricultura (Elaborado por Benites et al., 2008) Pequeno Efeito residual da adubação fosfatada Alta dependência do Manejo da Adubação

17 Adubação fosfatada no Brasil 90% da adubação fosfatada é feita com fontes aciduladas e altamente solúveis em água ou CNA + Água (MAPA, IN 27 Anexo II, DE 5 DE JUNHO DE 2006) Fertilizante convencionais Fórmula químicaTeor de P 2 O 5 (%) FPSA (%) * Outros Nutrientes Fosfato diamônico (NH 4 ) 2 HPO % N Superfosfato simples Ca(H 2 PO 4 ) 2. H 2 O, CaSO 4.H 2 O % de Ca 8% de S Superfosfato triploCa(H 2 PO 4 ) 2. H 2 O459010% de Ca Fosfato monoamônicoNH 4 H 2 PO % N Nitrofosfato % de N 6% de Ca *FPSA = Fração do teor de P2O5 em CNA+H2O que é solúvel em água

18 Dinâmica teórica dos fertilizantes fosfatados convencionais em solos tropicais DAP MAP TSP SSP H 2 PO 4 - Fração Coloidal do Solo Planta Fontes solúveis em água de P Drenos

19 Solos Tropicais: Elevada acidez natural, P.C.Z. em pH elevado, argilas de atividades baixas(dependente de pH) alto teor de Al, Fe e Mn solúveis em água, etc). EX.: Latossolo Amarelo, textura média. Região de Luis Eduardo Magalhães-BA

20 , , , ,40519 ST (kg/ha) P 2 O 5 (kg/ha)CMAP (mg/g)Argila (%) Capacidade máxima de adsorção de fósforo por quatro solos de Minas Gerais. Fonte: Kurihara, 2008 e Adaptado de Alvarez & Fonseca (1990) e Fernández (1995)

21 Modos de adubação fosfatada (Cedido por Vitti, G.C.) P- LÁBIL P- NÃO LÁBIL P-SOLUÇÃO P- PLANTA P-ADUBO RELAÇÕES P-SOLO/PLANTA/ADUBO

22 Diagrama de solubilidade de alguns fosfatos de Ca, Fe e Al em solos (Lindsay, 1979)

23 Figure 6.14 Another possible mechanism of P adsorption to Fe and/or Al oxide surfaces. Bohn et al. (1979). Chemistry, p. 177, John Wiley & Sons.

24 A eficiência da adubação fosfatada tem dependência muito elavada do manejo dos fertilizantes no sistema de produção Progama IPNI - Boas Práticas de Utilização de Fertilizantes (BPUFs) (L.I. Prochnow e V. Casarin)

25 JORDÃO (2010) Soja cultivada em sistema de plantio direto na palha no Paraná

26 Palhada de milho Sistemas de Plantio Direto no Cerrado Goiano

27 Pousio Sistemas de Plantio Direto no Cerrado Goiano

28 Sorgo (ou milheto primavera/ verão) Sistemas de Plantio Direto no Cerrado Goiano

29 Soja cultivada em plantio direto no Oeste da Bahia – Rotação Soja / Milho

30 Adubação fosfatada a LANÇO, Luis Eduardo Magalhães-BA Pré Plantio da cultura da Soja

31 Para aumentar a eficiência do fósforo na agricultura brasileira é essencial a inovação tecnológica de novos produtos em fertilizantes, como complemento importante das BPUFs. Tecnologia e Manejo de fertilizantes de mãos dadas

32 Tecnologias para o aumento de eficiência de fertilizantes e identificação de fontes alternativas de nutrientes para a agricultura brasileira MP1 - Nº /2009 a 10/2013

33 Boas práticas para o uso eficiente de fertilizantes Identificação de fontes alternativas de nutrientes para a agricultura brasileira Novas tecnologias em fertilizantes Estratégias

34 Unidades experimentais da Rede FertBrasil 34 Rede Nacional de Ensaios Agronômicos

35

36 Fertilizantes de Eficiência Aumentada GRÂNULO DE FERTILIZANTE (p.e. MAP) ADITIVO 1 - LÍQUIDO ADITIVO 2 - PÓ Liberação lenta/controlada dos nutrientes em fertilizantes convencionais

37

38 Figura x – Produtividade de grãos de milho em resposta a aplicação de fertilizante fosfatado convencional e polimerizado. Extraído de: Valderrama, et. al

39 Fonte: Perin, et al. 2010

40 Fonte: Reis Jr, et al. 2011

41 PNP FT P=O O OCa O = P O O OO Graças a sua estrutura química, TOP-PHOS ® oferece um fósforo protegida contra retrogradação, complexando com o PNP-FT mantendo livre de qualquer ataque de carbonato ou alumínio XX Ca ++, Al 3+ CO 3 2- Solos alcalinos TOP-PHOS ® permanece solúvel e disponível Solos ácidos TOP-PHOS ® permanece solúvel e disponível

42 Modelo conceitual do Humophós (MAP + Substâncias Húmicas) H 2 PO 4 - HPO 4 -2 H 2 PO 4 - HPO 4 -2 H 2 PO 4 - COOH - H 2 PO 4 - HPO 4 -2 H 2 PO 4 - COOH - 42

43 Figura X – Curva de máxima exploração possível de fosfato (com nível tecnológico atual) no mundo. Fonte: Cordell, 2008.

44 ~ 400 anos Quadro 2 – Reservas de fosfatos para a produção de fertilizantes fosfatados acidulados.

45 Operações Unitárias Perdas de P 2 O 5 Causas Extração e transporte do Minério 1-2%Ineficiência do método de extração faz com que um pouco de apatita fique associada ao estéril, geração de poeira, perda no transporte da mina à usina. Separação Magnética 2-10%Apatita associada a minerais portadores de ferro (deficiência de liberação). Deslamagem5-20%Geração excessiva de lamas (10 kWh/st < W i <13 kWh/st) Descarte de fosfatos secundários Flotação de Barita 5-10%Apatita fina é arrastada para a espuma; Semelhança de propriedades interfaciais Flotação de Apatita 15-40%Deficiência na flotação de grossos e finos; Heterogeneidade física e química superficial; Ativação dos silicatos; Depressão deficiente dos carbonatos Quadro 3 – Perdas de P 2 O 5 durante o processo de produção de concentrado fosfático no Brasil (Laurindo Leal, comunicação pessoal, 2011)

46 Quanto desse recursos mineral se torna fertilizante e produto agrícola? Quadro X– Aproveitamento do fósforo (P 2 O 5 ) - Mina a Produção Vegetal Fonte: Barbosa (1980), Cedido por Vitti, G.

47 SUPER FOSFATO TRIPLO - TSP – US$ / T.–CFR JUN/11 US$ 595/ t JUN/07 US$ 390/ t JUN/10 US$ 370/ t 61% FONTE: EMPRESAS DO SETOR – REVISTAS ESPECIALIZADAS – SECEX, Adaptado de Florence, 2011 AGO/08 US$ 1200/ t MERCADO INTERNACIONAL DE FERTILIZANTES Evolução dos Preços 47

48 Fertilizantes fosfatados Alternativos (Fontes alternativas de fosfato para a agricultura Brasileira) 1.Fosfatos acidulados de baixa solubilidade em água 2.Fosfatos Naturais reativos ou de baixa reatividade 3.Fosfatos parcialmente acidulados 4.Termofosfatos 5.Fosfatos biossolubilizados 6.Fertilizantes fosfatados organominerais Em geral, há comprovações da eficiência agronômica de todas essas fontes alternativas, porém há uma forte limitação da legislação brasileira para o registro de alguns. É muito importante aumentar o uso das fontes alternativas de fertilizantes no Brasil

49 Fosfatos Naturais totalmente acidulados de baixa solubilidade em água Extraído de Prochnow, L., Diretor IPNI

50 Característica química de alguns fosfatos naturais reativos comercializados no Brasil, determinados em amostras moídas para análise química ( 100% < 0,063 mm) Fosfato Natural P2O5P2O5 Solubilidade Relativa (%) Tota l P 2 O 5 Ac. Cítrico P 2 O 5 Ac. Fórmico Arad3335 (11,5)58 Djebel Onk (Argélia)2938 (10,0)68 Daoui (Khouribga/Marrocos)3231 (10,0)59 Gafsa (Tunísia)2941 (11,9)72 Carolina do Norte (EUA)3044 (13,2)76 Fonte: D.M.G de Sousa et all (1999) – EMBRAPA Cerrados Cor vermelha = % P 2 O 5 HCi 2% Uso de fosfatos naturais reativos na agricultura Brasileira

51 Trabalho de Drs. Djalma M. Sousa e Edson Lobado, Embrapa Cerrados (8 anos de cultivos sucessivos) Cultura Soja Preparo convencional Dose 80 kg/ha de P 2 O 5

52 Trabalho do Dr. Djalma M. Sousa e Edson Lobado, Embrapa Cerrados (8 anos de cultivos sucessivos) Cultura Soja Preparo Sem preparo de solo Dose 80 kg/ha de P 2 O 5

53 Parceria: Origem: PERU

54 * F.T.C – Fosfato Tricálcico Ca 3 (PO 4 ), também conhecido como Bone Phosphate of Lime – BPL *

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56 Garantias: P 2 O 5 Total = 29% P 2 O 5 sol. Ácido cítrico = 14% (48% do P 2 O 5 total) P 2 O 5 sol. Ácido fórmico = 20% (70% do P 2 O 5 total) Ca = 32% Garantias: P 2 O 5 Total = 29% P 2 O 5 sol. Ácido cítrico = 14% (48% do P 2 O 5 total) P 2 O 5 sol. Ácido fórmico = 20% (70% do P 2 O 5 total) Ca = 32%

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58 Unidades experimentais da Rede FertBrasil 58 Rede nacional de ensaios agronômicos

59 Rede de experimentos para aumento da eficiência agronômica do fósforo na agricultura Brasileira com o uso de fosfatos naturais Experimentos que combinam a fosfatagem com fosfatos naturais e a adubação das culturas com fosfatos solúveis em água (fertilizantes fosfatados SSP, SFT, MAP, etc) Áreas com limitações na disponibilidade de fósforo (sobretudo áreas novas e de reforma)

60 Ocorrência no Brasil

61 Fonte: Rodrigues, 2010

62 Fosfatos de baixo teor, (mineração), fosfatos naturais não reativos e/ou resíduos (indústria) Biolixiviação Fertilizantes fosfatados bioativos (ou organominerais NPK) Ácido fosfórico Biossolubilização Microrganismos solubilizadores de fosfatos

63 Processo biológicos para solubilização de apatita Convênio Embrapa(Rede FertBrasil) – Vale Fertilizantes S/A) TEMA: Prospecção, seleção/caracterização, engenharia genética, produção de moléculas, etc.

64 Fertilizantes organominerais com fosfatos biossolubilizados a partir de fosfatos naturais, ou fosfatos solúveis em água) 64 Foto: José Carlos Polidoro

65 Benites et al., 2011 (em preparação) Economia do fertilizante Figura 3 – Resposta da Soja a aplicação de fertilizantes minerais e organominerais

66 Justus Von Liebig em 1840 Justus Von Liebig em 1840 foi o primeiro a descobrir que o fosfato de cálcio em farinha de osso poderia ser mais prontamente disponível para as plantas por tratamento com ácido sulfúrico, e ficou conhecido por Superfosfato. Retirado de TimacAgro

67 Quantidade de P 2 O 5 aproveitável/ano* Fonte de resíduosx 1000 toneladas Bovino de corte 615,6 Suinocultura 149,1 Tabela 02 – Conte ú do de f ó sforo nos ossos e v í sceras de bovinos e su í nos e aves que são descartados ou usados como alimento animal na agroind ú stria no Brasil *Parte de ossos, v í sceras, e outros res í duos que não é aproveitada para fins alimentares, cosm é ticos e industriais. Em Rondônia, a quantidade de P 2 O 5 descartada em resíduos da bovinocultura (frigoríficos) é o suficiente para abastecer a demanda por superfosfato simples do Município de Vilhena (soja)

68 José Carlos Polidoro Embrapa Solos


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