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1 BOLETIM TÉCNICO UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DO SOLO FERTILIZANTES ORGÂNICOS: USOS, LEGISLAÇÃO E MÉTODOS DE ANÁLISE Boletim Técnico - n.º 96 - p. 1-90 ano 2014 Lavras/MG GOVERNO DO BRASIL 2 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS ENDEREÇO PARA CORRESPONDÊNCIA: Universidade Federal de Lavras - EDITORA UFLA - Pavilhão 5 (Nave 2) - Caixa Postal 3037 - 37200-000 - Lavras, MG. Telefax: (35) 3829-1551 Fone: (35) 3829-1089 E-mail: editora@ufla.br EDITORA MINISTRO: Aloizio Mercadante REITOR: José Roberto Soares Scolforo VICE-REITORA: Édila Vilela de Resende Von Pinho Diretoria Executiva: Renato Paiva (Diretor) e Nilton Curi (Vice-Diretor) Conselho Editorial: Renato Paiva (Presidente), Brígida de Souza, Joelma Pereira, Francisval de Melo Carvalho e Nilton Curi Administração: Flávio Monteiro de Oliveira Secretaria Geral: Késia Portela de Assis Comercial/ Financeiro: Damiana Joana Geraldo, Emanuelle Roberta Silva de Castro, Mariana Coelho Alonso Revisão de Texto: Maria Aparecida Possato Referências Bibliográficas: Juliana Mara da Silva Editoração Eletrônica: Renata de Lima Rezende, Patrícia Carvalho de Morais, Aline Fernandes Melo (Bolsista) Impressão: Gráfica/UFLA 3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 5 2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DE ADUBOS ORGÂNICOS ........................ 6 3 COMPOSIÇÃO DOS PRINCIPAIS ADUBOS ORGÂNICOS ............................................. 8 4 A DECOMPOSIÇÃO DOS MATERIAIS ORGÂNICOS .................................................... 12 5 ADUBOS VERDES ............................................................................................................ 16 6 APLICAÇÃO DE ADUBOS ORGÂNICOS E A PRODUTIVIDADE DAS CULTURAS ...... 20 7 LEGISLAÇÃO DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS......................................................... 28 7.1 Classificação dos fertilizantes orgânicos de acordo com as matérias-primas utilizadas na sua produção ............................................................................................................................ 31 7.2 Garantias e especificações dos fertilizantes orgânicos........................................................ 31 8 ANÁLISE DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS E ORGANOMINERAIS ........................... 33 8.1 Análise granulométrica ................................................................................................... 33 8.2 Umidade....................................................................................................................... 35 8.3 Determinação do pH ..................................................................................................... 35 8.4 Nitrogênio total ............................................................................................................. 36 8.5 Fósforo total ................................................................................................................. 39 8.6 Fósforo solúvel em água ................................................................................................ 41 8.7 Fósforo solúvel em citrato neutro de amônio mais fósforo solúvel em água ........................ 42 8.8 Potássio solúvel em água ................................................................................................ 45 8.9 Cálcio e Magnésio ......................................................................................................... 46 8.10 Enxofre....................................................................................................................... 50 8.11 Boro ........................................................................................................................... 54 8.12 Zinco, Cobre, Manganês, Ferro, Molibdênio, Cobalto e Níquel ...................................... 57 8.13 Cloro solúvel em água.................................................................................................. 66 8.14 Silício ......................................................................................................................... 68 8.15 Carbono orgânico ....................................................................................................... 71 8.16 Capacidade de Troca de Cátions (CTC) ....................................................................... 74 8.17 CTC/C ....................................................................................................................... 77 8.18 Relação C/N............................................................................................................... 77 8.19 Extrato Húmico Total (EHT), ácidos húmicos (AH’s) e ácidos fúlvicos (AF’s) .................. 77 9 CONSIDERAÇÕES FINAIS.............................................................................................. 82 10 REFERÊNCIAS ............................................................................................................... 83 4 5 FERTILIZANTES ORGÂNICOS: USOS, LEGISLAÇÃO E MÉTODOS DE ANÁLISE Julian Junio de Jesus Lacerda1 Douglas Ramos Guelfi Silva2 1 INTRODUÇÃO A matéria orgânica faz parte de diversos processos químicos, físicos e biológicos relacionados com a qualidade do solo, está ligada à agregação do solo, dinâmica da água, ciclagem e retenção de nutrientes, além de ser a fonte básica de energia para a atividade biológica (ROSCOE; BODDEY; SALTON, 2006). Em relação à reciclagem de nutrientes, os materiais orgânicos têm sido bastante utilizados como fonte de nutrientes para cultivos agrícolas em complementação ou substituição à adubação mineral. A adição de materiais orgânicos melhora a qualidade do solo (LEITE et al., 2003), pois aumenta a retenção de água, aumenta a capacidade de troca de cátions e a disponibilidade de nutrientes para as plantas (SILVA et al., 2007). Além disso, reduz o consumo de fertilizantes minerais e, consequentemente, o custo de produção das culturas. A adubação orgânica consiste, portanto, no aproveitamento de resíduos de origem animal, vegetal, industrial e agroindustrial como fonte de nutrientes para as plantas. No entanto, frequentemente esses resíduos têm sido aplicados ao solo de maneira empírica, sem considerar as necessidades da planta que será adubada, o tipo de solo que receberá o resíduo ou as variações na composição química dos resíduos. Outro ponto importante é que a conversão dos compostos orgânicos em nutrientes na forma mineral disponível para as plantas depende de uma série de fatores relacionados ao solo, ao material orgânico e aos microorganismos que realizam a decomposição. Assim, objetivou-se neste trabalho i) revisar os principais 1 Eng. Agrônomo MSc. Doutorando em Ciência do Solo – Departamento de Ciência do Solo/DCS – Universidade Federal de Lavras – julianlacerda@gmail.com 2 Professor do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras – Caixa Postal 3037 – CEP 37200-000 – Lavras – MG – douglasguelfi@dcs.ufla.br 6 aspectos relacionados ao papel da matéria orgânica do solo como fonte de nutrientes para as plantas e as aplicações práticas do seu uso na nutrição das plantas; ii) sintetizar a legislação brasileira sobre a utilização, produção e comercialização dos fertilizantes orgânicos; e iii) descrever os métodos oficiais de análise de fertilizantes orgânicos. 2 VANTAGENS E DESVANTAGENS DO USO DE ADUBOS ORGÂNICOS As vantagens da adubação orgânica são indiscutíveis, pois trazem benefícios de ordem física, química e biológica para o solo. Na parte física a incorporação de matéria orgânica melhora a estrutura do solo (VALADÃO et al., 2011), proporciona maior aeração notadamente nos solos com problemas de compactação e por isso melhora desenvolvimento das raízes das plantas; aumento da capacidade de retenção de água,o que permite maior resistência das plantas aos períodos de veranicos, principalmente em solos arenosos; estabilização da temperatura do solo com a cobertura morta e restos culturais, o que melhora as condições para o crescimento e manutenção da microbiota do solo; além disso, a diminuição da luz pela cobertura do solo inibe o crescimento de ervas daninhas (PENHA et al., 2012); maior proteção do solo contra o impacto das gotas de chuva e ação direta dos ventos, o que minimiza o transporte das partículas provocados pela erosão hídrica e eólica (BERTONI; LOMBARDI NETO, 2010). Finalmente, maior estabilidade dos agregados do solo (MATOS et al., 2008) pela produção de mucilagens pelos fungos e raízes das plantas, incluem-se a produção de polissacarídeos hidratados contendo cadeias de galactose e ácidos galacturônicos com blocos de diversos açucares, como glicose, galactose, arabinose e fucose (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006). Na parte química, a adição de materiais orgânicos aumenta a capacidade de troca catiônica (CTC) dos solos, isso é muito importante nos solos brasileiros que geralmente apresentam CTC potencial baixa. Para se ter referência dessa contribuição, Bayer e Mielniczuc (2008) afirmaram que a CTC da fração húmica da matéria orgânica do solo está em torno de 400-800 cmolc kg-1, considerando a matéria orgânica do solo como um todo. O aumento da CTC dos solos implica em maior retenção de nutrientes e diminuição de sua lixiviação no solo, principalmente de 7 potássio (K) que está após o hidrogênio, alumínio, cálcio, magnésio na sequência de retenção de cátions no solo- série liotrópica. Aumenta o poder tampão do solo, o que tem implicações práticas nas doses de corretivos necessários para neutralizar a acidez do solo. Reduz a atividade de alumínio em solução pela complexação com ácidos carboxílicos e fenólicos (PAVINATO; ROSOLEM, 2008). Aumenta a disponibilidade de N, P e S (MORETI et al., 2007) por mineralização. Reduz a precipitação de micronutrientes catiônicos, Cu, Fe, Zn e Mn como hidróxidos no solo, pela formação de quelatos com ácidos orgânicos de baixo peso molecular (oxálico, cítrico, málico, fumárico, butírico, maleico, lático, fórmico) (MELO et al., 2008), o que resulta na liberação de forma contínua e gradativa dos micronutrientes e permite maior absorção pelas plantas. Na parte biológica, a adição de resíduos orgânicos favorece a proliferação e atividade de microorganismos (bactérias, fungos e actinobactérias), responsáveis por importantes processos no sistema, como a decomposição e mineralização da matéria orgânica, amonificação, nitrificação, desnitrificação, produção de hormônios, aleloquímicos, solubilizantes, quelantes e complexantes, fixação biológica de nitrogênio atmosférico e micorrização. Outra vantagem dos adubos orgânicos refere-se ao ponto de vista econômico, onde as áreas de maior produtividade agrícola são aquelas que realizam o manejo da matéria orgânica no sentido de aumentar o seu estoque no solo. Além disso, o uso de materiais orgânicos, como fonte de nutrientes, permite reduzir a quantidade de adubos minerais a serem adquiridos. Como desvantagens podem ser citadas a baixa concentração de nutrientes nos materiais orgânicos e por isso a necessidade de grandes quantidades do material para fornecer as quantidades requeridas pelas plantas. Aliada a essa desvantagem, ocorre limitação da produção que se concentra nos grandes centros produtores de aves, suínos e bovinos em confinamento. Outro fator a se considerar é que o valor econômico e o volume dos materiais não justificam seu transporte para longas distâncias do local de produção. Em virtude da maior quantidade do material que deve ser aplicado, há também maior gasto com mão de obra. E por fim, para que ocorra a disponibilização dos nutrientes, é necessário um tempo para mineralização das formas orgânicas, portanto os nutrientes são mais bem aproveitados por culturas perenes ou nos locais onde são adicionados, há mais tempo, de forma contínua, como no caso da produção de hortaliças. 8 3 COMPOSIÇÃO DOS PRINCIPAIS ADUBOS ORGÂNICOS Os estercos de animais, os resíduos de culturas e os adubos verdes constituem as principais fontes de adubos orgânicos disponíveis, mas a utilização desses resíduos depende do conhecimento de sua qualidade. Konzen e Alvarenga (2006) relataram que a produção diária de esterco (fezes + urina) dos bovinos leiteiros é aproximadamente 10% de seu peso corporal, o que representa, na maioria dos casos, uma quantidade de 45 a 48 kg/vaca/dia. Os bovinos de corte confinados produzem em torno de 30 a 35 kg/cabeça/dia. Para suínos, considerando a média de produção de todas as categorias animais, a produção de dejetos é em torno de 150 a 170 litros/dia/matriz no plantel. A composição dos resíduos orgânicos de origem animal varia em função da espécie, idade e manejo, logo o ideal é que seja feita uma análise físico-química e microbiológica do resíduo antes da utilização. Devem ser analisados pH, os teores de matéria seca, macro e micronutrientes, sódio e metais pesados, além dos aspectos microbiológicos, para averiguar a presença de microorganismos, causadores de doenças ao homem e aos animais. Normalmente, há maior preocupação com as espécies de bactérias dos gêneros Salmonella, Clostridium, Brucella, Streptococcus, Escherichia, Mycobacterium, Yersinia, Listeria, Campylobacter, Bacillus, de protozoários do gênero Criptosporidium, Eimeria e Toxoplasma, de vírus, tais como os causadores da peste suína africana, doença vesicular dos suínos e a doença de Aujeszky, e, ainda, de vermes das espécies Ascaris e Toxocara (BURTON; TURNER, 2003). A análise físico-química e microbiológica é importante, porque pelos resultados é possível determinar se o resíduo pode ou não ser utilizado como fonte de nutrientes para as culturas. Se o resíduo pode ser aplicado em culturas alimentícias ou apenas para gramados e produção de madeira, se os teores de elementos tóxicos comprometem ou não os mecanismos fisiológicos da planta. Enfim pela análise do resíduo, definem-se as doses que serão aplicadas e o valor econômico do material. Em algumas situações, haja vista as dificuldades para a realização da caracterização do resíduo, em função da pequena quantidade do material, variação do local de produção, distância ou acessibilidade aos laboratórios, os órgãos responsáveis pelas recomendações de corretivos e fertilizantes orientam utilizar os valores médios obtidos pela pesquisa regional como referência da composição química. No entanto, cabe ressaltar que as extrapolações assumem os riscos dos 9 possíveis problemas advindos da utilização dos resíduos orgânicos sem a prévia caracterização, como a disseminação de patógenos, salinização, toxidez por excesso de micronutrientes, contaminação de lençol freático e outros. A comissão de fertilidade do solo do estado de Minas Gerais apresenta os valores médios de N, P2O5 e K2O na matéria seca de alguns resíduos e o teor de umidade de cada material (Tabela 1) (RIBEIRO; GUIMARÃES; ALVAREZ VENEGAS, 1999). Tabela 1 – Umidade e teores de macronutrientes (N, P2O5 e K2O) em diversos adubos orgânicos. Tabela 2 – Composição média dos estercos de suínos, bovinos e frangos. Fonte: Konzen e Alvarenga (2006). Adubo orgânico Umidade N P2O5 K2O % Esterco bovino 65,3 3,1 1,8 2,1 Esterco equino 70,5 1,8 1,0 1,4 Esterco ovino 65,4 2,8 1,7 2,0 Esterco suíno 78,0 3,2 2,4 2,7 Esterco galinha 55,3 4,0 4,7 2,0 Torta de mamona - 5,4 1,9 1,5 Composto de lixo urbano - 3,4 1,2 0,3 Vinhaça de mosto de melaço - 0,8 0,2 6,0 Vinhaça de mosto de misto - 0,5 0,2 3,1 Vinhaça de mosto de caldo - 0,3 0,2 1,5 Chorume - 4,0 4,0 2,5 Konzen e Alvarenga (2006), também, apresentaram a composição química média de estercos de suínos, bovinos e aves (Tabela 2). Estercos pH MS (%) N P2O5 K2O kg m-3 ou toneladas Suínos (líquido integral) 7,2-7,8 1,3-2,51,6-2,5 1,2-2,0 1,0-1,4 Suínos (líquido separado) 7,0-7,5 0,1-0,3 0,7-0,9 0,3-0,5 0,6-0,8 Bovinos (chorume) 7,0-7,5 10-15 1,5-2,5 0,6-1,5 1,5-3,0 Bovinos (fezes+urina) 6,8-7,5 12-15 4,5-6,0 2,1-2,6 2,8-4,5 Bovinos (sólido) 7,0-7,5 45-70 15-25 8-12 8-15 Aves (cama frango) 6,0-7,5 65-90 24-40 20-35 18-35 10 Para ilustrar as variações na composição química dos estercos em função das espécies e/ou locais de produção, a Tabela 3 mostra a caracterização química de estercos bovinos e caprinos realizada no município de Areia-PB (GOMES, 2011). Nota-se que, para esterco bovino, os valores de N, P e K são bem menores que os valores médios apresentados por Konzen e Alvarenga (2006) e Ribeiro, Guimarães e Alvarez Venegas (1999), o que conduziria a uma subestimativa da necessidade de aplicação do esterco, se fossem tomados os valores médios desses nutrientes para cálculo da dose a ser aplicada. Por outro lado, nota-se, também, que a quantidade de sódio nesse esterco é bastante expressiva e que aplicação contínua de grandes quantidades do material poderia sodificar o solo ao longo do tempo. Ainda mais considerando que nesse caso específico o solo que recebeu até 60 t ha-1 apresenta teor de argila de 7,5% e de areia 88%. Esterco pH MO N P K Ca Mg Na C C/N % bovino 9,40 29,7 1,17 0,04 0,7 1,0 0,3 3,6 17,3 14,7 caprino 8,44 23,6 0,93 0,05 1,4 1,7 0,6 0,05 13,7 14,7 Tabela 3 – Umidade e teores de macronutrientes (N, P2O5 e K2O) em diversos adubos orgânicos. Para os resíduos agroindustriais e industriais, a composição varia em função da qualidade e do grau de processamento. Por exemplo, a composição química da vinhaça depende de alguns fatores como: qualidade da cana-de-açúcar, etapas de fermentação, sistema de destilação utilizado, condições industriais e clima (Tabela 4) (PRADA et al., 1998). Outros resíduos agroindustriais utilizados como adubos orgânicos ou na formulação de composto orgânico são os bagaços de cana, bagaços de cana hidrolisados, resíduos de algodão, casca de café (Tabela 5), bagaços de uva, bagaços de azeitona, subprodutos da indústria cervejeira, borra de café, resíduos de matadouros e indústria de carnes e subprodutos da indústria de frutas e legumes. Os resíduos urbanos, popularmente chamados de lixo e lodo de esgoto, também, podem ser utilizados, mas exigem monitoramento constante de sua composição. Estes materiais podem conter elementos tóxicos e maior risco da presença de contaminantes microbiológicos, fato que permite assegurar que só sejam utilizados na agricultura compostados, higienizados, resultantes da triagem e posterior tratamento biológico (GONÇALVES, 2005). 11 Tabela 4 – Características do vinhoto resultante de mostos de melaço, de caldo de cana e de mostos mistos de caldo e melaço. Tabela 5 – Composição química do bagaço de cana, resíduo de algodão e casca de café. Fonte: Adaptado de Fernandes e Soares Júnior (1992). Parâmetro Melaço Caldo Misto pH 4,2-5,0 3,7-4,6 4,4-4,6 Temperatura (ºC) 80-100 80-100 80-100 DBO (mg L-1 O2) 25000 6000-16500 19800 DQO (mg L-1 O2) 65000 15000-33000 45000 Sólidos totais (mg L-1) 81500 23700 52700 Sólidos voláteis (mg L-1) 60000 20000 40000 Sólidos fixos (mg L-1) 21500 3700 12700 Nitrogênio (mg L-1 N) 450-1610 150-700 480-710 Fósforo (mg L-1 P2O5) 100-290 10-210 9-200 Potássio (mg L-1 K2O) 3740-7830 1200-2100 3340-4600 Cálcio (mg L-1 CaO) 450-5180 130-1540 1330-4570 Magnésio (mg L-1 MgO) 420-1520 200-490 580-700 Sulfato (mg L-1 SO42-) 6400 600-760 3700-3730 Carbono (mg L-1 C) 11200-22900 5700-13400 8700-12100 Relação C/N 16-16,27 19,7-21,07 16,4-16,43 Matéria Orgânica (mg L-1) 63400 19500 3800 Sub. Redutoras (mg L-1) 9500 7900 8300 Parâmetro Bagaço de cana Bagaço Hidrolisado Resíduo de algodão Casca de café Densidade (kg m-3) 134 220 77 165 pH 3,7 4,1 7,0 5,1 H2O (%) 34,9 63,5 10,8 10,3 MO (%) 98,4 98,4 94,5 95,9 N (%) 0,20 0,28 0,82 1,16 C (%) 47,2 47,2 45,3 46,0 C/N 236 168 55 39 P (%) 0,11 0,06 0,12 0,08 K (%) 0,04 0,06 2,32 1,11 Ca (%) 0,06 0,08 0,37 0,46 Mg (%) 0,02 0,01 0,17 0,12 Zn (mg kg-3) 41,0 8,2 13,9 11,3 Mn (mg kg-3) 16,2 11,6 23,2 92,1 Cu (mg kg-3) 0,07 0,05 0,24 0,30 Na (mg kg-3) 9,5 9,5 23,9 17,1 12 A literatura sobre a composição química dos diversos materiais orgânicos reaproveitados como fonte de nutrientes é bastante extensa, no presente trabalho a finalidade deste tópico é mostrar a variabilidade na composição e os cuidados que devem ser tomados antes da aplicação desses materiais no solo. 4 A DECOMPOSIÇÃO DOS MATERIAIS ORGÂNICOS A decomposição é a quebra do material orgânico particulado pela ação de macro e microorganismos e de enzimas específicas que transformam polímeros em monômeros. A taxa de decomposição dos resíduos determina o tempo de sua permanência na superfície do solo, quanto mais rápida for a sua decomposição, maior será a velocidade de liberação dos nutrientes. A decomposição é regulada pelas condições físicas e químicas do ambiente, pH, temperatura, salinidade, umidade, aeração e potencial redox; pela degrabilidade do substrato dada por seus constituintes, celulose, hemicelulose, lignina, amido, lipídios, glicogênio, quitinas, proteínas e nutrientes minerais; e pela natureza dos macro e microorganismos decompositores, os últimos podem ser aeróbicos, anaeróbica, alguns são capazes de degradar substratos mais recalcitrantes, outros não. Burns e Martin (1986 citados por MOREIRA; SIQUEIRA, 2006, p. 208), descreveram as fases do processo de decomposição. Primeiro a fauna do solo promove a fragmentação do resíduo orgânico, em seguida as substâncias mais facilmente decompostas são atacadas por fungos e bactérias que produzem biomassa, liberam NH3, H2S e ácidos orgânicos. Depois os subprodutos orgânicos e os tecidos microbianos são atacados por uma variedade de microorganismos, que produzem mais biomassa e promovem as perdas de C-CO2 e, finalmente, ocorre a decomposição gradual dos componentes mais resistentes, como a lignina, por actinobactérias e fungos especialistas. O balanço líquido entre a mineralização e a imobilização de nutrientes, durante a oxidação dos materias orgânicos no solo, é controlado pela qualidade do resíduo, principalmente a proporção ente o carbono e outros nutrientes como N, P e S. Stenvenson (1986) mostra que resíduos com C/N, C/P e C/S maior que 30, 300 e 400, respectivamente, são resíduos pobres, nos quais a imobilização prevalece sobre a mineralização. Por outro lado, resíduos com C/N, C/P e C/S menor que 20, 13 200 e 200, respectivamente, são resíduos ricos, onde a decomposição aumenta a disponibilidade de nutrientes, porque a mineralização supera a imobilização. Nos valores intermediários entre esses limites há um equilíbrio entre a mineralização e a imobilização (Figura 1). Figura 1 – Relação C/N nas diferentes fases da decomposição (HOLANDA, 2011). Souto et al. (2005) estabeleceram a relação C/N de estercos de diferentes espécies animais e mediu a decompoisição dos materiais ao longo de seis meses no semi-árido da Paraíba. A relação C/N do esterco asinino foi de 47,2, do esterco bovino 27,1, do esterco caprino 21,6 e do esterco ovino 24,2. O esterco asinino apresentou maior resistência à decomposição do que os demais estercos e a maior taxa de decomposição foi dos estercos bovino e caprino (Figura 2). Souto et al. (2005), também, estudaram a velocidade de decomposição dos estercos em diferentes profundidades. A velocidade de decomposição dos estercos foi mais intensa a 10,0 cm de profundidade, comparada com a das amostras na superfície, sendo favorecida pela umidade e temperatura do solo (Figura 3). Para resíduos de origem vegetal, a decomposição depende, ainda, do volume de produção de biomassa, do manejo da cultura de cobertura, da fertilidade e do pH do solo, da qualidade e quantidade dos nutrientes orgânicos disponíveis e dapluviosidade (BOER et al., 2008). A susceptibilidade dos resíduos vegetais à 14 decomposição, também, está associada às relações entre constituintes como C/N, C/P, lignina/N, polifenóis/N e lignina + polifenóis/N (CARVALHO et al., 2008). Figura 2 – Esterco residual (%) durante o período experimental. Figura 3 – Decomposição dos estercos (%) dispostos na superfície e a 10,0 cm de profundidade, durante o período experimental. Decomposição dos estercos (%) dispostos na superfície e a 10,0 cm Uma alternativa para a redução da relação C/N dos resíduos e, consequentemente, da imobilização de N, é a consorciação de gramíneas e leguminosas, possibilitando a obtenção de uma relação C/N intermediária àquela 15 das espécies em culturas solteiras (HEINRICHS et al., 2001). Medrado et al. (2011) avaliaram a decomposição da matéria seca inicial e a liberação de nitrogênio das diferentes coberturas de inverno para o subsequente cultivo do milho. O consórcio aveia preta + azevém + ervilhaca + trevo vesiculoso, sem pastejo e sem adubação nitrogenada N foi considerado o mais adequado para a utilização na sucessão com a cultura do milho por apresentar rápida liberação inicial de N. Rodrigues, Rodrigues e Brito (2007) avaliaram a decomposição e liberação de nutrientes de resíduos culturais de plantas de cobertura em argissolo vermelho- amarelo na região noroeste fluminense. O feijão-de-porco e o amendoim forrageiro apresentaram maiores taxas de decomposição de matéria seca e liberação de N, P, K, Ca e Mg do que sitrato, cudzu, braquiária adubada e não adubada. Para o feijão- de-porco a taxa de decomposição foi de 1,3% ao dia, para o amendoim forrageiro 1,1% ao dia e as demais espécies em torno de 0,6% ao dia. Carvalho et al. (2008) avaliaram a decomposição dos resíduos vegetais e o rendimento de milho cultivado em sucessão às plantas de cobertura (Crotalária juncea, Feijão-bravo do ceará, Girassol, Guandu, Milheto, Mucuna Cinza, Nabo forrageiro e vegetação espontânea), no sistema plantio direto e com incorporação de resíduos em Planaltina-DF. Os resíduos vegetais de guandu e de mucuna-cinza apresentaram decomposição mais lenta em relação aos de feijão-bravo-do-ceará, nabo-forrageiro e girassol. A incorporação ao solo acelerou a decomposição dos resíduos vegetais e o milho cultivado após o feijão-bravo-do-ceará resultou em rendimento mais elevado, em virtude da produção mais elevada de fitomassa e decomposição mais rápida da planta de cobertura. Em algumas situações é desejável que a decomposição dos resíduos vegetais seja mais lenta, para que ocorra acúmulo do material orgânico sobre a superfície do solo, é o caso do sistema de plantio direto, onde se busca a manutenção da cobertura morta por maior período de tempo. Kliemann, Braz e Silveira (2006) avaliaram as taxas de decomposição dos resíduos das gramíneas sorgo, capim mombaça, milheto, braquiária, consórcio milho e braquiária e das leguminosas estilosantes e guandu, como espécies de cobertura, em sistema de plantio direto no município de Goiás-GO. As palhadas mais frágeis em ordem decrescente foram: mombaça > sorgo > milheto > estilosantes > guandu > braquiária solteira > braquiária consorciada. Aos 150 dias as perdas relativas de massa das palhadas das gramíneas foram: sorgo (80%) > capim mombaça 16 (64%) > milheto (58%) > braquiária em cultivo solteiro (56%) braquiária em cultivo consorciado (48%); e das leguminosas foram: estilosantes (72%) > guandu (65%). Bernardes et al. (2010) compararam a decomposição da biomassa e liberação de nutrientes dos capins braquiária e mombaça, em condições de cerrado em Santo Antônio de Goiás-GO. As taxas de decomposição, para as duas gramíneas, foram inferiores a 50%, aos 75 dias após o corte. Tanto na braquiária quanto no capim mombaça, o K foi o nutriente que apresentou maior taxa de liberação. Os autores explicaram que o K é um nutriente absorvido em quantidades relativamente altas pelas plantas e não é constituinte estrutural de moléculas e tecidos, o que o torna passível de ser extraído, com relativa facilidade, da cobertura morta, sem haver, necessariamente, decomposição e mineralização biológicas. Giacomini et al. (2003), também, observaram que a maior parte do K dos resíduos culturais das plantas de cobertura (aveia-preta, ervilhaca comum e nabo forrageiro) foi liberada logo após o manejo das espécies. Alves et al. (2006) estudaram a dinâmica de decomposição de resíduos vegetais de diferentes espécies da Caatinga e avaliaram a atividade microbiana na região semi-árida da Paraíba. A maior produção de CO2 foi observada no período noturno, para todas as espécies estudadas. Os autores atribuíram o resultado à menor temperatura noturna que pode ter favorecido a maior atividade microbiana e, consequentemente, maior respiração. Enfim, os resultados experimentais confirmam que a decomposição dos resíduos orgânicos é acelerada pela sua incorparação ao solo, que os resíduos das espécies, tanto animais como vegetais, diferem em relação à decomposição, influenciados principalmente por sua composição. E que a atuação dos microorganismos decompositores está muito relacionada às condições ambientais que podem favorecer ou reduzir a atividade microbiana e, consequentemente, as taxas de decomposição dos resíduos. 5 ADUBOS VERDES A adubação verde pode ser definida como a utilização de espécies vegetais com a finalidade de reciclar nutrientes do solo e/ou fixar nitrogênio atmosférico com o cultivo de leguminosas. A adubação verde é uma prática que recupera a fertilidade do solo, pois recicla e mobiliza nutrientes, aumenta o teor de matéria 17 orgânica, a capacidade de troca de cátions, reduz os teores de alumínio trocável e é eficaz no controle de erosão (BERTONI; LOMBARDI-NETO, 2010). As plantas leguminosas são as mais utilizadas como adubos verdes, porque são capazes de realizar a fixação biológica do nitrogênio atmosférico, em função da simbiose com bactérias dos gênero Rhizobium, Sinorhizobium, Bradyrhizobium, Azorhizobium, Mesorhizobium, Methylobacterium e outros (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006). Além disso, em razão de seu sistema radicular profundo, mobilizam nutrientes de diferentes camadas do solo (AMBROSANO; TRIVELIN; MURAOKA, 1997). Os efeitos dos adubos verdes sobre a fertidade do solo dependem da espécie utilizada, do manejo realizado na biomassa, da época de plantio e de corte do adubo verde, do tempo de permanência dos resíduos no solo, das condições locais e da interação entre esse fatores (ALCÂNTARA et al., 2000). Entre as espécies utilizadas como adubos verdes destacam-se a mucuna– preta (Stizolobium aterrimum), a crotalária juncea (Crotalaria juncea) e o feijão- de-porco (Canavalia ensiformis), por serem plantas rústicas, apresentarem eficiente desenvolvimento vegetativo e serem adaptadas a condições de baixa fertilidade e elevadas temperaturas (PEREIRA; BURLE; RESCK, 1992). Meda (2003) classificou algumas leguminosas tropicais de uso mais comum na adubação verde em relação à sua tolerância ao alumínio. Foram definidas como muito tolerantes: mucunas - preta, anã e cinza, caupi (Vigna unguiculata) e labelabe; tolerantes: guandu (cvs IAC-Fava Larga e IAPAR 43- Aratã), soja (cv IAC-9 e IAC-13); moderadamente tolerantes: algumas crotalárias (C. mucronata, C. spectabilis, C. ochroleuca), feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), e soja cv Biloxi; e como sensíveis: C. breviflora e C. juncea. Os adubos verdes adicionam ao solo diversas substâncias orgânicas, como exudatos de raízes, biomassa radicular e foliar, ácidos orgânicos, aminoácidos e fitormônios. Quando a adubação verde é feita com leguminosas, pode trazer, ainda, outras vantagens como: fornecimento de N, controle de ervas daninhas e melhor aproveitamento de nutrientes, que são mobilizados de horizontes mais profundos para a superfície. A forma mais comum de utilização de leguminosas como adubos verdesé em pré-cultivo, no qual o adubo verde precede a cultura principal, que se beneficia posteriormente com a mineralização do nitrogênio. Porém, em condições tropicais, onde as altas temperaturas e a umidade elevada aceleram o processo de 18 mineralização dos resíduos podem ocorrer perdas significativas de nitrogênio caso a planta sucessora não tenha sua demanda sincronizada com a mineralização do adubo verde (CALEGARI, 2000). No entanto, existem outras formas de utilização dos adubos verdes, por exemplo, os adubos verdes podem ser plantados na primavera/verão (outubro a janeiro), mas desta forma há a desvantagem da ocupação das áreas agrícolas durante o período mais propício para o cultivo de plantas de interesse econômico. Os adubos verdes, também, podem ser cultivados no outono/inverno (fevereiro a abril), as vantagens são a proteção do solo nessa época em que geralmente os solos não são cultivados e a diminuição da população de plantas invasoras no terreno. Por outro lado, a produção de fitomassa é reduzida em virtude das condições climáticas adversas desse período do ano. Outra forma é o plantio de adubos verdes consorciados com as culturas anuais ou perenes, no entanto, quando há reduzida disponibilidade de água, pode ocorrrer quedas na produção, principalmente das culturas anuais (ESPINDOLA; GUERRA; ALMEIDA, 2005). Delarmelinda et al. (2010) estudaram o efeito da incorporação de diferentes adubos verdes Calopogonium mucunoides, Crotalaria juncea, C. spectabilis, Cajanus cajan, Macrotyloma, Mucuna pruriens, Pueraria phaseoloides nas características químicas de um Cambissolo háplico eutrófico no município de Ji- Paraná-RO. A utilização das leguminosas como adubação verde proporcionou aumento nos teores de matéria orgânica, soma de bases e percentagem de saturação por bases em relação ao tratamento testemunha. As espécies que mais se destacaram foram a Pueraria phaseoloides, C. juncea e C. spectabilis. Perin et al. (2004) avaliaram os efeitos dos cultivos isolado e consorciado dos adubos verdes de verão crotalária (Crotalaria juncea) e milheto (Pennisetum americanum) na produção de fitomassa, nos teores e acúmulo de nutrientes. A crotalária, quando cultivada isolada, acumulou 305 kg ha-1 de nitrogênio, consorciada com o milheto 218 kg ha-1 de N, enquanto o milheto isolado acumulou 96 kg ha-1 em sua fitomassa. Os autores destacam a melhoria no balanço de N por meio da introdução da leguminosa como adubação verde particularmente em solos tropicais, por serem pobres neste nutriente. Alguns autores não têm verificado respostas das culturas à adubação verde (CASTRO et al., 2004, 2005; FARIA; SOARES; LEÃO, 2004; PAULO et al., 2006). Outros autores têm verificado que as diferenças são significativamente 19 diferentes após vários anos de cultivo e ainda outros afirmam que a adubação verde contribui para aumento da produtividade das culturas (DUARTE JÚNIOR; COELHO, 2008). Castro et al. (2004, 2005) concluíram que a produtividade da berinjela, em sistema plantio direto na palhada de crotalária ou de milheto, não se diferencia daquela na palhada da vegetação espontânea. Faria, Soares e Leão (2004), também, não observaram efeito consistente da adubação verde sobre a produtividade e qualidade de uva, para duas leguminosas em Petrolina-PE. Os autores cultivaram dois ciclos das leguminosas crotalária (Crotalaria juncea) e feijão de porco (Canavalia ensiformis), antes da primeira colheita da uva. Os adubos verdes foram submetidos a dois manejos (subtratamentos): a) ceifados e deixados na superfície do terreno e b) ceifados e incorporados ao solo. Paulo et al. (2006) estudaram a produção e o crescimento do cafeeiro Mundo Novo (Coffea arabica L.) enxertado sobre o Apoatã IAC 2258 (Coffea canephora Pierre ex Froehner) submetido à adubação verde com as leguminosas: crotalária espectábilis (Crotalaria spectabilis Roth.), crotalária júncea (Crotalaria juncea L.), guandu (Cajanus cajan L. Millsp.), mucuna anã (Stizolobium deeringeanum Bort.) e soja IAC 9 (Glycine max L. Merril) em Adamentina-SP. O uso, durante sete anos consecutivos dos adubos verdes crotalária espectábilis, crotalária júncea, mucuna anã ou da soja não diminuiu, nem aumentou significativamente a produção e o desenvolvimento do cafeeiro. Mas o cultivo do guandu diminuiu a produção do cafeeiro. Faria, Costa e Faria (2007) avaliaram o efeito de adubos verdes sobre a produtividade do melão (Cucumis melo) irrigado em Petrolina-PE. Foram utilizadados como adubos verdes: milho (Zea mays), mucuna-preta (Mucuna aterrima), milho + caupi (Vigna unguiculata); e adubos verdes diferentes em cada ano: dois cultivos sucessivos de crotalária (Crotalaria juncea) no primeiro ano, milheto (Pennisetum glaucum) + caupi no segundo ano e crotalária + caupi no terceiro ano. Não houve diferença na produtividade do meloeiro cultivado após o milho ou após a mucuna-preta isolados no primeiro e no segundo ano. Mas no terceiro ano o tratamento com adubos verdes diferentes a cada ano apresentou produtividade significativamente maior que os demais. Duarte Júnior e Coelho (2008) avaliaram adubos verdes e seus efeitos no rendimento da cana-de-açúcar em sistema de plantio direto (SPD) em Campos dos 20 Goytacazes-RJ. Segundo os autores, o SPD com utilização dos adubos verdes (crotalária juncea, mucuna preta e feijão de porco) contribuiu significativamente para a maior produtividade de cana-de-açúcar, 135863 kg ha-1, sendo 37% superior ao plantio convencional com a vegetação espontânea. De modo geral, os trabalhos de pesquisa mostram que os adubos verdes melhoram as características do solo, por aumentar a CTC, a saturação de bases e a disponibilidade de nutrientes, principalmente de nitrogênio quando do uso de leguminosas. No entanto, em termos de resposta à produtividade há variações nos resultados quanto à real contribuição dos adubos verdes. 6 APLICAÇÃO DE ADUBOS ORGÂNICOS E A PRODUTIVIDADE DAS CULTURAS Para se determinar a quantidade de resíduo necessária para a adubação, é preciso antes ter realizado a análise do solo e do material orgânico a ser aplicado como fonte de nutrientes, seja sólido ou líquido. Posteriormente, de acordo com a necessidade da cultura que deseja adubar, pode-se calcular a quantidade de resíduo que supre o requerimento nutricional da cultura. Frequentemente é necessário realizar a suplementação da adubação orgânica com adubos minerais para se obter as quantidades de nutrientes exigidas pelas culturas. Para definição da dose, o resultado da análise do fertilizante orgânico deve informar o teor de nutrientes, no caso de materiais em estado líquido, como a vinhaça, chorume e dejetos ou o teor de nutrientes e a umidade quando os resíduos forem sólidos. Outro fator a se considerar é que nos fertilizantes orgânicos os nutrientes estão na forma orgânica, por exemplo, o nitrogênio está na forma de proteínas, peptídeos, quitina, ácidos nucleicos, bases nitrogenadas e ureia. O fósforo está na forma de ésteres fosfatos e fostatos de inositol (fitatos). Logo, para serem absorvidos pelas plantas precisam ser convertidos em formas inorgânicas, isto é mineralizados. O índice de conversão é dependente da composição química do resíduo e de fatores ambientais que interferem na atividade dos microorganismos, geralmente varia de 30 a 100% (SILVA, 2008). Ribeiro, Guimarães e Alvarez Venegas (1999) apresentam uma aproximação da taxa de conversão de nutrientes da forma orgânica para a forma mineral ao longo dos anos que pode ser utilizada como referência (Tabela 6). 21 De posse dessas informações, pelo raciocínio lógico determina-se a quantidade do fertilizante orgânico a ser aplicada, ou de modo simplicado pelo uso de equações. Para adubos orgânicos sólidos pode-se utilizar a seguinte equação (FURTINI NETO et al., 2001, modificada por SILVA, 2008): X= [A/(B/100 x C/100 x D/100)] x E, em que: X= Quantidade do fertilizanteorgânico sólido aplicado ou a aplicar (kg ha-1; g planta-1); A=Quantidade do nutriente exigida pela cultura (kg ha-1); B= Teor de matéria seca do fertilizante (%) C= Teor do nutriente na matéria seca (%) D= Índice de conversão (%) E= Fator de correção para o tipo de cultura, sendo um para culturas perenes e dois para culturas anuais. Exemplo prático: Em uma fazenda de produção de café, existe uma disponibilidade de 50 toneladas de esterco de curral para serem aplicadas em uma área de 10 hectares. Esse esterco contém na matéria seca: 1,5% de N, 1% de P2O5 e 1% de K2O. Os índices de conversão para N, P2O5 e K2O, no 1º ano são, respectivamente, de 50, 60 e 100%; no 2º ano são: 30, 20 e 0%, respectivamente, para N, P2O5 e K2O e, no 3º ano, respectivamente, de 20, 20 e 0%. O teor de água desse esterco é de 20%. Quais as quantidades de N, P2O5 e K2O adicionadas por hectare, em função do uso das 60 toneladas de esterco na área de 10 hectares, considerando os seguintes prazos após a adição do resíduo ao solo: 1, 2 e 3 anos? Tabela 6 – Índices de conversão da forma orgânica para a forma mineral em função do tempo após aplicação do resíduo no solo. Nutriente Tempo de conversão 1º ano 2º ano 3º ano % N 50 20 30 P2O5 60 20 20 K2O 100 0 0 22 Fórmula: X (kg ha-1)= [A/(B/100 x C/100 x D/100)] x E Quantidade de nutrientes fornecida no 1º Ano: 1 N kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,5 50 . . 100 100 100 N= 300 kg/10 ha ou 30 kg ha-1 de N P2O5= 240 kg/10 ha ou 24 kg ha-1 de P2O5 K2O= 400 kg/10 ha ou 40 kg ha-1 de K2O Quantidade de nutrientes fornecida no 2º Ano: N= 180 kg/10 ha ou 18 kg ha-1 de N P2O5= 80 kg/10 ha ou 8 kg ha-1 de P2O5 1 2 5PO kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 60 . . 100 100 100 1 2K O kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 100 . . 100 100 100 1 N kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,5 30 . . 100 100 100 1 2 5PO kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 20 . . 100 100 100 1 2K O kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 0 . . 100 100 100 23 P2O5= 80 kg/10 ha ou 8 kg ha-1 de P2O5 K2O= 0 kg/10 ha ou 0 kg ha-1 de K2O Quantidade de nutrientes fornecida no 3º Ano: 1 N kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,5 20 . . 100 100 100 N= 120 kg/10 ha ou 12 kg ha-1 de N 1 2 5PO kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 20 . . 100 100 100 1 2K O kg /10 ha 50000 kg ha .180 1,0 0 . . 100 100 100 K2O= 0 kg/10 ha ou 0 kg ha-1 de K2O Considerando-se a exigência nutricional do cafeeiro de 100 kg/ha de N, 200 kg/ha de P2O5 e 100 kg/ha de K2O, quais seriam as quantidades necessárias de sulfato de amônio (20% N), superfosfato simples (18% P2O5) e cloreto de potássio (60% K2O) a serem adicionadas ao solo no 1º ano, após aplicação do esterco, no sentido de atender a demanda em nutrientes do cafeeiro e complementar as quantidades de N, P2O5 e K2O já fornecidas pelo adubo orgânico. Nutriente (A) Quantidade fornecida pelo esterco (kg/ha) (B) Quantidade exigida pelo cafeeiro (kg/ha) (B-A) Quantidade a ser complementada (kg/ha) N 30 100 70 P2O5 24 200 176 K2O 40 100 60 24 Para adubos orgânicos líquidos, como os dejetos, chorume e vinhaça pode- se utilizar a equação a seguir (FURTINI NETO et al., 2001): X= A/(BxC/100) x E, em que: X= Quantidade do fertilizante orgânico líquido aplicado ou a aplicar (m3 ha-1; L planta-1); A=Quantidade do nutriente exigida pela cultura (kg ha-1; g planta-1); B= Concentração do nutriente no fertilizante ( kg m-3; g L-1) C= Índice de conversão (%) E= Fator de correção para o tipo de cultura sendo um para culturas perenes e 0,25 para culturas anuais (considerando ciclo de 3 meses, 3/12=0,25). Exemplo prático: Considere que se deseja implantar a cultura do milho em uma área de 10 ha e há disponibilidade de 2000 m3 de chorume na fazenda. A análise química do chorume mostrou que o material contém 3 kg/m3 de N, 4 kg/m3 de P2O5 e 2 kg/m3 de K2O. Os indíces de conversão de N, P2O5 e K2O são, respectivamente, de 50, 60 e 100. Lembre-se que a cultura do milho absorve nutrientes por um período máximo de 90 dias durante seu ciclo de crescimento. Sendo assim, quantos quilos de N, P2O5 e K2O serão fornecidos ao milho com a aplicação de todo o chorume disponível nos 10 ha? 100 kg sulfato de amônio → 20 kg N x=? 70 kg N x= 350 kg/ha de sulfato de amônio 100 kg superfostato simples → 18 kg N x=? 176 kg N x= 978 kg/ha de superfostato simples 100 kg cloreto de potássio → 60 kg N x=? 60 kg N x= 100 kg/ha de cloreto de potássio 25 Fórmula: X= A/(BxC/100) x E Quantidade de nutrientes fornecida pelo chorume: 3 N kg /10 ha 2000 m .0,25 3 x 50 100 N= 750 kg/10 ha ou 75 kg ha-1 de N 3 2 5PO kg /10 ha 2000 m .0,254x60 100 P2O5= 1200 kg/10 ha ou 120 kg ha-1 de P2O5 3 2K O kg /10 ha 2000 m .0,252x100 100 K2O= 1000 kg/10 ha ou 100 kg ha-1 de K2O Malta et al. (2007) usaram o raciocínio descrito acima ao avaliar a produtividade de lavouras cafeeiras (Coffea arabica L.), em conversão para o sistema orgânico de produção, no município de Lavras, MG. Não foram observadas diferenças significativas em relação à produtividade do primeiro ano de conversão das lavouras cafeeiras submetidas ao sistema de produção orgânico quando comparadas com a lavoura convencional. Entretanto, em relação à produtividade do segundo ano de conversão, os autores verificaram diferenças significativas e, em sua maioria, a produtividade das lavouras orgânicas foi inferior à da lavoura convencional (Tabela 7). Flores e Yuyama (2007) avaliaram a produção de palmito em plantas de pupunheira submetidas a diferentes fontes de adubo (orgânica e mineral) e formas de adubação em Manaus, Amazônica Central. Os autores testaram os seguintes tratamentos: 1) testemunha (sem adubo); 2) esterco de galinha poedeira na cova (25 t ha-1); 3) adubo mineral na cova 225 kg ha-1 de N, 90 kg ha-1 de P2O5, 180 kg ha-1 26 de K2O; 4) esterco de galinha em cobertura um mês depois do plantio (25 t ha-1); 5) adubo mineral em cobertura um mês após do plantio, 225 kg ha-1 de N, 90 kg ha-1 de P2O5, 180 kg ha-1 de K2O; 6) esterco de galinha 50% na cova (12,5 t ha-1) + Adubo mineral 50% (112,5 kg de N, 45 kg de P2O5 e 90 kg ha-1 de K2O) em cobertura um mês depois do plantio; 7) adubo mineral parcelado em três aplicações com três meses de intervalo (na cova 75 kg de N, 90 kg de P2O5 e 60 kg ha-1 de K2O + 2 aplicações iguais de 75 kg ha-1 de N e 60 kg ha-1 de K2O). As doses dos tratamentos foram repetidas no 2º e 3º anos, aplicadas em cobertura. O rendimento do palmito (palmito, estipe tenro e ponta) não diferiu, significativamente, nos tratamentos que receberam adubos orgânicos e/ou minerais, mas foi superior ao tratamento testemunha. Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem da testemunha, pelo teste de t, com proteção de Bonferroni. Tratamentos: EB: Esterco Bovino; CF: Cama de Frango; FM: Farelo de mamona; CC: Casca de Café; AV: Adubação Verde; MC: Moinha de Carvão; Sd K e Mg: Sulfato duplo de potássio e Magnésio; FR: Farinha de rocha. Tabela 7 – Produtividade média de café (sacas 60 kg ha-1 de café beneficiado) em função da aplicação de diferentes tratamentos orgânicos comparados com a testemunha (Convencional). Tratamentos Produtividade Ano 1 Ano 2 EB + CC 36,12 a 15,71 b CF + CC 37,47 a 27,86 b FM + CC 48,28 a 20,69 b EB 29,89 a 8,11 b CF 32,81 a 34,82 a FM 43,04 a 21,97 b EB + CC + AV 40,43 a 15,46 b CF + CC + AV 38,58 a 25,29 b FM + CC + AV 43,49 a 26,69 b EB+AV 35,23 a 14,59 b CF + AV 34,94 a 27,72 b FM + AV 45,51 a 21,89 b EB + CC + MC + Sd K e Mg 35,56 a 17,03 b FM + CC + FR 39,67 a 24,37 b CC 31,33 a 14,38 b AV 31,14a 7,23 b Testemunha 35,24 a 45,86 a 27 Sediyama et al. (2009) avaliaram o efeito da adubação orgânica associada à adubação mineral na nutrição das plantas e produção de pimentão. O composto orgânico produzido com palha de café, bagaço de cana-de-açúcar e dejeto líquido de suínos foi eficiente na nutrição das plantas de pimentão e, consequentemente, no aumento na produtividade de frutos. A máxima produtividade de frutos comerciais foi estimada quando se associaram 84,43 t ha-1 de composto orgânico com 1500 kg ha-1 da fórmula 4-14-8, aplicado nos sulcos de plantio. Oliveira, Freitas Neto e Santos (2001) avaliaram a produtividade do inhame Dioscorea cayennensis variedade Da Costa, em função de fonte e doses de matéria orgânica, de adubação mineral (NPK) e de épocas de colheita em João Pessoa, PB. O inhame colhido aos nove meses apresentou produtividade, significativamente, maior quando adubado com esterco de galinha (20,87 t ha-1), quando comparado com a adubação com esterco bovino (18,85 t ha-1). Menezes et al. (2012) avaliaram os efeitos do biofertilizante bovino aplicado ao solo na forma líquida na ausência e presença de cloreto de potássio (KCl), sobre os teores foliares de macro e micronutrientes do maracujazeiro amarelo. O biofertilizante bovino foi obtido a partir da fermentação metanogênica de uma mistura de partes iguais de esterco fresco de bovino e água. Apenas as plantas com aplicação de KCl estavam adequadamente supridas em K. O biofertilizante isoladamente não foi suficiente para suprir as exigências nutricionais do maracujazeiro amarelo. Fernandes et al. (2009) avaliaram o crescimento vegetativo de plantas de mamona submetidas à adubação orgânica e mineral, no município de Remígio, PB. Os autores cultivaram a mamoneira sobre o solo em sua condição natural de fertilidade,T1- Testemunha; T2-Composto de lixo I (12 kg/cova); T3-Composto de lixo II (12 kg/cova de composto enriquecido com pó de rocha potássica, fosfática, pó de telha, e cinza); T4- Adubação mineral (em fundação: 40 g de N; 177,77g de P; 26,66g de K; 22,857g de Zn; 82,05g de Mg; 22,598g de B; 16g de Cu; 14,28g de Mn, por cova; 45 dias após o plantio, realizou-se uma adubação aplicando 40g de N/cova); T5- Adubação orgânica com esterco de curral curtido. A mamoneira respondeu melhor aos adubos orgânicos e dentre estes aos compostos de lixo. Santos et al. (2009) avaliaram o efeito da fertilização com esterco bovino e cama de galinha caipira sobre os componentes de produção do milho no município de Lagoa Seca, PB. A maior produtividade do milho foi obtida com a aplicação de 28 4 t ha-1 de cama de galinha caipira. Silva, Bôas e Silva (2010) avaliaram a produção de alface em ambiente protegido, utilizando diferentes compostos orgânicos como fonte de nitrogênio, e seu efeito residual em dois ciclos sucessivos. O composto 1 foi produzido a partir de esterco + resíduos de unha de gato; o composto 2 a partir de esterco + resíduos de cáscara sagrada; o composto 3 a partir de esterco + ipê roxo; o composto 4 a partir de esterco + mistura de resíduos de unha de gato, cáscara sagrada, ipê roxo e boldo, respectivamente. A proporção de cada componente nas misturas foi calculada para que a relação C/N inicial de cada composto atingisse 30:1. Os compostos aplicados supriram satisfatoriamente as necessidades de nitrogênio da cultura no primeiro ciclo, dispensando o uso de fertilizante mineral. A composição dos materiais aplicados influenciou significativamente a produção de alface no primeiro ciclo e promoveu efeito residual no segundo ciclo, porém em menores proporções. A literatura apresenta resultados diversos em relação à resposta das culturas à aplicação de fertilizantes orgânicos. Em algumas situações há redução das produtividades, principalmente quando se faz a conversão do sistema convencional para o sistema orgânico. Entre os resíduos que têm apresentado melhores respostas, destacam-se os de origem animal e entre estes a cama de frango. Mas, na maioria das vezes, a escolha do material a ser utilizado é definida pela sua disponibilidade nas proximidades dos cultivos agrícolas. 7 LEGISLAÇÃO DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS Em 1980, a Lei nº 6894 de 16/12 incluiu as substâncias orgânicas fornecedoras de nutrientes aos vegetais como fertilizantes (BRASIL, 1980). Em 1981, esta lei foi alterada pela Lei 6934 de 13/07, a qual substituiu a definição de inoculantes, esclareceu aspectos relacionados ao registro, inspeção e fiscalização e estabeleceu sanções aplicáveis em caso de infração da Lei (BRASIL, 1981). Somente em 2004, o Decreto nº 4954 de 14/01 aprovou o regulamento da Lei nº 6894 de 16/12/80 (BRASIL, 2004a). Neste decreto, os fertilizantes orgânicos são considerados como produtos de natureza fundamentalmente orgânica, obtidos por processo físico, químico, físico-químico ou bioquímico, natural ou controlado, a partir de matérias-primas de origem industrial, urbana ou rural, vegetal ou animal, enriquecido ou não de nutrientes minerais. 29 O Decreto nº 4954 de 14/01/04 (BRASIL, 2004a) define, ainda, o que é um fertilizante orgânico simples (produto natural de origem vegetal ou animal, contendo um ou mais nutrientes de plantas); fertilizante orgânico misto (produto de natureza orgânica, resultante da mistura de dois ou mais fertilizantes orgânicos simples, contendo um ou mais nutrientes de plantas); fertilizante orgânico composto (produto obtido por processo físico, químico, físico-químico ou bioquímico, natural ou controlado, a partir de matéria-prima de origem industrial, urbana ou rural, animal ou vegetal, isoladas ou misturadas, podendo ser enriquecido de nutrientes minerais, princípio ativo ou agente capaz de melhorar suas características físicas, químicas ou biológicas; e fertilizante organomineral (produto resultante da mistura física ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos). Além disso, o decreto traz definições sobre o registro do estabelecimento e do produto, sobre a classificação dos estabelecimentos e produtos, sobre a assistência técnica, produção, embalagem, rotulagem, propaganda, comércio, armazenamento, transporte, inspeção, fiscalização, medidas cautelares, infrações, sanções e processos administrativos. A qualidade dos fertilizantes orgânicos é tomada em relação aos valores declarados ou garantidos pelo fabricante para os parâmetros: matéria orgânica, carbono orgânico, relação carbono/nitrogênio, capacidade de troca catiônica, capacidade de retenção de água, poder de neutralização, pH, ácidos húmicos, aminoácidos, umidade, condutividade elétrica e outros componentes garantidos ou declarados não previstos. Posteriormente várias instruções normativas (IN) foram publicadas delo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, a fim de detalhar as leis e o decreto anterior. A IN nº10 de 06/05/04 (BRASIL, 2004b) aprovou as disposições sobre a classificação e os registros de estabelecimentos e produtos, as exigências e critérios para embalagem, rotulagem, propaganda e para prestação de serviço, bem como os procedimentos a serem adotados na inspeção e fiscalização da produção, importação, exportação e comércio de fertilizantes, corretivos, inoculantes e biofertilizantes, destinados à agricultura. Em 2005, A IN nº 23 de 31/08 aprovou as definições e normas sobre as especificações e as garantias, as tolerâncias, o registro, a embalagem e a rotulagem dos fertilizantes orgânicos simples, mistos, compostos, organominerais e biofertilizantes destinados à agricultura (BRASIL, 2005), mas foi posteriormente revogada pela IN nº 25 de 23/07/09 (BRASIL, 2009), que está em vigor até a presente data (28/02/13). 30 A IN nº 25 de 23/07/09 (BRASIL, 2009) estabelece os produtos ou matérias- primas utilizadas como fertilizantes orgânicos. Lodo de esgoto: matéria-prima proveniente do sistema de tratamento de esgotos sanitários, possibilitando um produto de utilizaçãosegura na agricultura. Vermicomposto: produto resultante da digestão, pelas minhocas, da matéria orgânica proveniente de estercos, restos vegetais e outros resíduos orgânicos. Composto de lixo: produto obtido pela separação da parte orgânica dos resíduos sólidos domiciliares e sua compostagem, resultando em produto de utilização segura na agricultura. A utilização do lodo de esgoto, vermicomposto e composto de lixo devem atender aos parâmetros estabelecidos no Anexo III da IN nº 25 de 23/07/09 e aos limites máximos estabelecidos para contaminantes; Fertilizante orgânico e organomineral foliar: produto de natureza fundamentalmente orgânica que se destina à aplicação na parte aérea das plantas. Fertilizante orgânico e organomineral para fertirrigação: produto de natureza fundamentalmente orgânica que se destina à aplicação via sistemas de irrigação. Fertilizante orgânico e organomineral para hidroponia: produto de natureza fundamentalmente orgânica, que se destina à aplicação em sistemas de cultivo sem solo ou hidropônico. Fertilizante orgânico e organomineral para sementes: produto de natureza fundamentalmente orgânica que se destina à aplicação via tegumento de sementes. Fertilizante orgânico e organomineral em solução para pronto uso: produto de natureza fundamentalmente orgânica, em solução verdadeira já diluída e em condições de pronto uso por aspersão na parte aérea das plantas ou como solução nutritiva para hidroponia ou cultivo em vaso. Fertilizante orgânico e organomineral fluido: produto de natureza fundamentalmente orgânica cuja natureza física é líquida quer seja solução ou suspensão. Fertilizante orgânico e organomineral em solução: produto de natureza fundamentalmente orgânica fluido, sem partículas sólidas. Fertilizante orgânico e organomineral em suspensão: produto de natureza fundamentalmente orgânica, fluido, com partículas sólidas em suspensão, podendo ser apresentado com fases distintas, no caso de suspensões heterogêneas, ou sem fases, no estado líquido, no caso de suspensões homogêneas. 31 Fertilizante orgânico e organomineral complexado: produto de natureza fundamentalmente orgânica que contém em sua composição cálcio, magnésio ou micronutrientes ligados quimicamente a um ou mais agentes complexantes. Fertilizante orgânico e organomineral quelatado: produto de natureza fundamentalmente orgânica que contém em sua composição cálcio, magnésio ou micronutrientes ligados quimicamente a um ou mais agentes quelantes. O teor dos elementos químicos, nutriente (s), ou do seu óxido, ou de qualquer outro componente do produto deverá ser nitidamente impresso no rótulo, ou na etiqueta de identificação ou em documento relativo ao fertilizante. 7.1 Classificação dos fertilizantes orgânicos de acordo com as matérias- primas utilizadas na sua produção Classe “A”: fertilizante orgânico que, em sua produção, utiliza matéria-prima de origem vegetal, animal ou de processamentos da agroindústria, onde não sejam utilizados, no processo, metais pesados tóxicos, elementos ou compostos orgânicos sintéticos, potencialmente tóxicos, resultando em produto de utilização segura na agricultura. Classe “B”: fertilizante orgânico que, em sua produção, utiliza matéria-prima oriunda de processamento da atividade industrial ou da agroindústria, onde metais pesados tóxicos, elementos ou compostos orgânicos sintéticos potencialmente tóxicos são utilizados no processo, resultando em produto de utilização segura na agricultura. Classe “C”: fertilizante orgânico que, em sua produção, utiliza qualquer quantidade de matéria-prima oriunda de lixo domiciliar, resultando em produto de utilização segura na agricultura. Classe “D”: fertilizante orgânico que, em sua produção, utiliza qualquer quantidade de matéria-prima oriunda do tratamento de despejos sanitários, resultando em produto de utilização segura na agricultura. 7.2 Garantias e especificações dos fertilizantes orgânicos Para a comercialização, os fertilizantes orgânicos sólidos devem estar de acordo com as especificações da Tabela 8. 32 Para os fertilizantes orgânicos que não atendam estas especificações granulométricas, no rótulo ou etiqueta de identificação deverá constar a expressão: “PRODUTO SEM ESPECIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA”. Os fertilizantes orgânicos simples, mistos e compostos para aplicação no solo deverão apresentar teor de no mínimo 3% de carbono orgânico, macronutrientes primários, conforme declarado no processo de registro pelo fabricante ou importador. Em relação aos macronutrientes secundários e micronutrientes, quando garantidos no produto, deverão ser observadas as garantias mínimas expressas na Tabela 9. Os fertilizantes organominerais deverão ter as seguintes especificações, garantias e características: Para os produtos sólidos para aplicação no solo: • carbono orgânico : mínimo de 8% • umidade máxima: 30% • CTC mínimo: 80 mmolc kg-1 • N, P, K ou misturas (NP, NK, PK ou NPK): 10% • Ca, Mg e S: 5% • Micronutrientes: 4% Para os produtos fluidos para aplicação no solo: • carbono orgânico : mínimo de 3% • N, P, K ou misturas (NP, NK, PK ou NPK): 3% • Ca, Mg e S: 2% • Micronutrientes: 1% Tabela 8 – Especificações granulométricas para o produto sólido. Natureza Física Especificação Granulométrica Peneira Passante Retido Granulado 4 mm (ABNT nº 5) 95% mínimo 5% máximo 1 mm (ABNT nº 18) 5% máximo 95% mínimo Pó 2,0 mm (ABNT nº 10) 100% 0% 0,84 mm (ABNT nº 20) 70% mínimo 30% máximo 0,3 mm (ABNT nº 50) 50% mínimo 50% máximo Farelado 3,36 mm (ABNT nº 6) 95% mínimo 5% máximo 0,5 mm (ABNT nº 35) 25% máximo 75% mínimo Farelado Grosso 4,8mm (ABNT nº 4) 100% 0% 1,0 mm (ABNT nº 18) 20% máximo 80% mínimo 33 8 ANÁLISE DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS E ORGANOMINERAIS Os métodos abaixo descritos foram regulamentados pela Instrução Normativa SDA Nº 28, de 27 de julho de 2007 (BRASIL, 2007). O anexo da referida IN inclui métodos analíticos para fertilizantes minerais, orgânicos, organominerais e corretivos, no entanto no presente boletim foram selecionados apenas os métodos mais utilizados nas análises dos fertilizantes orgânicos e organominerais. 8.1 Análise granulométrica Tem por objetivo verificar a especificação granulométrica de fertilizantes apresentados na forma de granulados, farelados ou pós. 1. Equipamentos a) Peneiras com aro de 20 cm de diâmetro, 5 cm de altura e aberturas de malha, de acordo com a Tabela 10, limpas, secadas e pesadas com aproximação de 0,01g, com fundo (também pesado) e tampa. Tabela 9 – Garantias mínimas para os produtos com macronutrientes secundários e/ou micronutrientes para aplicação no solo e para aplicação via foliar, fertirrigação e hidroponia. NUTRIENTE TIPO DO FERTILIZANTE ORGÂNICO Teor Total Mínimo(%) Teor Solúvel em H2O (%) Aplicação no solo Via foliar, fertirrigação e hidroponia Sólido Fluido Sólido Fluido Cálcio (Ca) 1 0,5 0,5 0,3 Magnésio (Mg) 1 0,5 0,5 0,3 Enxofre (S) 1 0,5 0,5 0,3 Boro (B) 0,03 0,01 0,02 0,01 Cloro (Cl) 0,1 0,1 0,1 0,1 Cobalto (Co) 0,005 0,005 0,005 0,005 Cobre (Cu) 0,05 0,05 0,05 0,05 Ferro (Fe) 0,2 0,1 0,1 0,02 Manganês (Mn) 0,05 0,05 0,1 0,02 Molibdênio (Mo) 0,005 0,005 0,02 0,005 Níquel (Ni) 0,005 0,005 0,005 0,005 Silício (Si) 1,0 0,5 0,5 0,05 Zinco (Zn) 0,1 0,05 0,1 0,05 34 b) Agitador mecânico de peneiras. 2. Procedimento: Homogeneizar toda a amostra sólida e reduzi-la por quarteação (manual ou com quarteador) a mais ou menos 250g; Retirar cerca de 30 g para a determinação do pH ; colocar em uma cápsula de porcelana ou bandeja tarada, levar à estufa regulada para a temperatura de 65°C por 16 horas ou até peso constante, verificado de hora em hora após o transcurso das 16 horas; Retirar da estufa, esfriar em dessecador; Homogeneizar e, por quarteação,dividir em duas partes iguais. Reservar uma delas para a análise granulométrica e moer a outra, passando em peneira com abertura de malha de 0,5 mm (ABNT n° 35). Pesar integralmente a fração da amostra reservada para tal, com precisão de 0,01 g e transferi-la sobre as peneiras, encaixadas uma sobre a outra, em ordem crescente de abertura de malha, ficando a de malha maior acima, observando as aberturas de malha, de acordo com cada caso: Tabela 10 – Especificações da natureza física de fertilizantes orgânicos. Natureza física do fertilizante Peneiras ABNT (no) Granulado, mistura de grânulos, mistura granulada 4,0 mm e 1,0 mm 5 e 18 Farelado grosso 4,8 mm e 1,0 mm 4 e 18 Farelado e farelado fino 3,36 mm e 0,5 mm 6 e 35 Microgranulado 2,8 mm e 1,0 mm 7 e 18 Pó 2,0; 0,84 e 0,30 mm 10, 20 e 50 Tampar o conjunto, fixar as peneiras no agitador e agitar durante 5 minutos. Pesar cada peneira e o fundo e calcular a fração neles retida; em seguida, calcular o percentual do material passante em cada peneira pelas expressões: a 100 R1 % da amostra passante na1 peneira 100 G a 100 R1 R2 % da amostra passante na 2 peneira 100 G a 100 R1 R2 R3 % da amostra passante na 3 peneira 100 G 35 G = massa da amostra, em gramas R1 = massa da fração retida na 1a peneira especificada, em gramas R2 = massa da fração retida na 2a peneira especificada, em gramas. R3 = massa da fração retida na 3ª peneira especificada, em gramas. 8.2 Umidade Colocar mais ou menos 250g da amostra sólida homogeneizada em uma cápsula de porcelana ou bandeja tarada, pesar e anotar a massa (G1). Levar à estufa regulada para a temperatura de 65°C, por 16 horas ou até peso constante, verificado de hora em hora. Após o transcurso das 16 horas, retirar da estufa, esfriar em dessecador, pesar e anotar a massa (G2). Calcular o percentual de umidade da amostra a 65ºC utilizando os dados (G1 e G2) referidos anteriormente no item A, de acordo com a expressão: 65ºC 100 G1 G2 U , onde : G1 G1 = massa da amostra “in natura”, em gramas; G2 = massa da amostra secada a 65ºC, em gramas. 8.3 Determinação do pH a) Princípio e aplicação Consiste em suspender a amostra em solução de CaCl2 0,01 mol L-1 e proceder à medida potenciométrica do pH. Aplica-se a qualquer fertilizante orgânico. b) Materiais Equipamento: Potenciômetro com eletrodo combinado, para a medida de pH. Reagentes e soluções: Cloreto de cálcio hexahidratado, p.a., com 99% de pureza – CaCl2.6H2O. Solução de cloreto de cálcio, CaCl2, 0,01 mol/L – Pesar 1,1064 g do sal p.a. e dissolver em água. Transferir para balão de 500 mL e completar o volume com água destilada. c) Procedimento Pesar 10 g da parte da amostra reservada para tal (amostra “in natura”), transferir para béquer de 100 mL, adicionar 50 mL de solução de CaCl2 0,01mol/L, agitar e 36 aguardar 30 minutos, agitando de 10 em 10 minutos. Medir o pH da suspensão, expressando o resultado com a indicação “pH em solução 0,01 mol L-1 de CaCl2”. 8.4 Nitrogênio total As metodologias oficiais são Macrométodo da liga de Raney, Micrométodo da liga de Raney e Método do ácido salicílico. Abaixo está descrito apenas o Método do ácido salicílico. Método do ácido salicílico a) Princípio e aplicação: Este método fundamenta-se na amonificação de todas as formas não amoniacais de nitrogênio, seguida da destilação alcalina da amônia, que é recebida numa quantidade excedente de ácido bórico. O borato de amônio formado é titulado com ácido sulfúrico padronizado. Aplicável aos fertilizantes, inclusive com conteúdo de matéria orgânica. Não se aplica a produtos líquidos. b) Materiais Equipamento: Conjunto digestor-destilador tipo Kjeldahl. Reagentes e soluções • Acido sulfúrico (H2SO4) concentrado, p.a. • Sulfato de cobre (CuSO4.5H2O), p.a. • Sulfato de potássio (K2SO4) ou sulfato de sódio (Na2SO4) anidro, p.a. • Ácido salicílico (C7H6O3), p.a. • Solução de sulfeto de potássio ou tiossulfato de sódio - Dissolver em água 40g de K2S ou 80g de Na2S2O3.5H2O e completar a 1 litro com água destilada. • Solução de hidróxido de sódio a 450 g L-1. Dissolver 450 g de NaOH em água, esfriar e diluir a 1 litro com água destilada. Conservar em recipiente plástico. • Zinco em pó (pó fino, impalpável). • Zinco granulado, 8 mesh, p.a. • Indicador verde de bromocresol 1 g L-1. Pesar 0,25 g do indicador, triturar em almofariz com 7-8 mL de NaOH 4 g L-1, transferir para um balão volumétrico de 250 mL e completar o volume com água destilada. • Indicador vermelho de metila 1 g L-1: Dissolver 0,1g de vermelho de metila em álcool etílico e transferir para um balão volumétrico de 100 mL. Completar o volume com álcool etílico. 37 • Indicador alaranjado de metila 1 g L-1: Dissolver 0,1g do indicador em água destilada e completar o volume a 100 mL. • Mistura de indicadores: Misturar 1 volume da solução de vermelho de metila 1 g L-1 e 10 volumes da solução de verde de bromocresol 1 g L-1. • Ácido bórico, H3BO3, 40 g L-1 com indicadores: Pesar 40g de H3BO3 p.a. dissolver em água destilada morna. Esfriar e transferir para um balão volumétrico de 1.000 mL. Acrescentar 20 mL da mistura de indicadores e completar o volume com água destilada. • Solução de ácido sulfúrico aproximadamente 0,25 M – transferir 14 mL de ácido sulfúrico concentrado p.a. para balão de 1.000 mL e completar o volume com água destilada. Padronização da solução H2SO4 0,25 M: Pesar exatamente 3,0000g de carbonato de sódio, Na2CO3, padrão primário, secado a 280-290 ºC em forno elétrico por 2h e esfriado em dessecador. Transferir para um balão volumétrico de 200 mL e completar com água destilada. Homogeneizar e guardar em refrigerador. Tomar 50 mL da solução de carbonato de sódio e transferir para erlenmeyer de 250 mL. Adicionar 50 mL de água destilada e 3 gotas do indicador alaranjado de metila. Titular com a solução de H2SO4 a padronizar até começar a variar a cor do indicador em relação a uma solução de referência (usar uma solução de 80 mL de água fervida por dois minutos acrescidos de três gotas de alaranjado de metila). Interromper a titulação e ferver por dois a três minutos, esfriar e prosseguir até variação definitiva da cor do indicador para tom laranja-avermelhado. Efetuar três repetições e anotar o volume médio gasto (V). Calcular a molaridade da solução pela expressão: 7,0756M V Onde: V = média dos volumes, em mL, da solução de H2SO4 gastos na titulação. c) Procedimento Extração a) Pesar uma quantidade de amostra de 0,2 a 2,0 g, com precisão de 0,1 mg (G), e transferir para um balão de Kjeldahl de 800 mL. Juntar 40 mL de ácido sulfúrico concentrado em que foram dissolvidos 2 g de ácido salicílico, agitar para misturar perfeitamente e deixar, ao menos, 30 minutos em repouso, agitando de vez em quando. 38 b) Acrescentar 5 g de Na2S2O3.5H2O ou 2 g de zinco em pó fino, agitar, esperar 5 minutos e aquecer moderadamente até cessar a espuma. c) Interromper o aquecimento, juntar 1 g de sulfato de cobre (CuSO4.5H2O) e 15 g de sulfato de potássio (K2SO4) ou 15 g de sulfato de sódio anidro (Na2S04) em pó, e levar à ebulição até a solução tornar-se clara, continuando por mais 30 minutos, no mínimo (2 h para amostras contendo material orgânico). Determinação a) Esfriar, juntar 200 mL de água, adicionar 25 mL de solução de tiossulfato ou sulfeto e misturar. b) Acrescentar 3-4 grânulos de zinco, inclinar o frasco de Kjeldahl e adicionar 140 mL de solução de NaOH a 450 g L-1. c) Ligar imediatamente o frasco Kjeldahl ao conjunto de destilação, com a ponta do condensador já mergulhada em um erlenmeyer de 500 mL contendo 50 mL da solução de ácido bórico a 40 g L-1 com indicadores. d) Misturar o conteúdo, imprimindo rotações ao frasco Kjeldahl e aquecer para destilar, recebendo, no mínimo, 150 mL de destilado na solução de ácido bórico. e)Retirar o erlenmeyer, lavar a ponta do condensador e titular com ácido padronizado (V1). f) Fazer uma prova em branco em idênticas condições (V2). g) Calcular a porcentagem de nitrogênio, pela expressão: 2,8014 V1 V2 M%N G V1 = volume (mL) de ácido sulfúrico gasto na titulação da amostra V2 = volume (mL) de ácido sulfúrico gasto na titulação da prova em branco M = molaridade exata da solução de ácido sulfúrico G = massa da amostra, expressa em gramas. d) Cuidados Especiais • Proceder às adições de acido sulfúrico cuidadosamente, para evitar reação violenta. • Vistoriar periodicamente o aparelho destilador visando evitar perdas de amônia e eventuais vazamentos de soluções reagentes. • Destilar uma amostra de referência periodicamente. • Manusear todos os ácidos fortes com auxilio de EPI’s. 39 8.5 Fósforo total Método gravimétrico do quimociac a) Princípio e aplicação: Consiste na solubilização do fósforo da amostra por extração fortemente ácida e posterior precipitação do íon ortofosfato como fosfomolibdato de quinolina, o qual é filtrado, secado e pesado. *Método preferencial para a realização de análises periciais. b) Materiais Equipamentos • cadinho de vidro sinterizado de 30-50 mL, com placa porosa de porosidade média a fina. • frasco kitassato de 1.000 mL. • bomba de vácuo. • mufla Reagentes • Ácido nítrico, HNO3, p.a. • Ácido clorídrico, HCl, p.a. • Reagente “quimociac”: Dissolver 70g de molibdato de sódio, Na2MoO4.2H2O, em 150 mL de água destilada. Dissolver 60g de ácido cítrico cristalizado, C6H8O7.H2O, em uma mistura de 85 mL de ácido nítrico concentrado e 150 mL de água destilada. Esfriar e adicionar aos poucos, com agitação, a solução de molibdato à mistura de ácido cítrico e nítrico. Dissolver 5 mL de quinolina sintética, C9H7N, em uma mistura de 35 mL de ácido nítrico e 100 mL de água destilada. Adicionar esta solução, aos poucos, à solução de molibdato, ácido cítrico e nítrico; homogeneizar e deixar em repouso durante 24 horas. Filtrar, juntar 280 mL de acetona, completar a 1 litro com água destilada e homogeneizar. Guardar esta solução em frasco de polietileno. c) Procedimento Extração a) Pesar 1,0 g da amostra, com aproximação de 0,1 mg (G) e transferir para béquer de 250 mL; adicionar 30 mL de ácido nítrico e 5 mL de ácido clorídrico concentrados. Ferver até cessar o desprendimento de vapores castanhos (NO2) e a solução clarear. 40 b) Adicionar 50 mL de água destilada e ferver por 5 minutos. Esfriar. c) Transferir para balão volumétrico de 250 mL, completar o volume com água destilada e homogeneizar. d) Filtrar por meio de papel de filtro de porosidade média, seco. e) Desprezar os primeiros 20 a 30 mL e separar um volume de filtrado límpido, suficiente para a determinação. Determinação a) Pipetar uma alíquota (A) do extrato contendo de 10 a 25 mg de P2O5 (250/Gg A 625/Gg, sendo G = peso da amostra em gramas e g = garantia %) e transferir para béquer de 400 mL; ajustar o volume a 100 mL com água destilada e aquecer até o início de fervura. b) Adicionar 50 mL de reagente “quimociac” e ferver durante 1 minuto, dentro da capela. c) Esfriar a temperatura ambiente, agitando cuidadosamente, 3 a 4 vezes durante o resfriamento. d) Filtrar, sob a ação de vácuo, em cadinho de placa porosa, previamente secado a 250ºC e tarado; lavar com 5 porções de 25 mL de água destilada, tendo o cuidado de adicionar cada porção após a anterior ter passado completamente. e) Secar durante 30 minutos a 250ºC. Esfriar em dessecador e pesar como (C9H7N)3H3[PO4.12 MoO3]. f) Calcular o percentual de P2O5 da amostra pela expressão: 2 5 801,75 m%P O AG Onde: m = massa do precipitado, em grama. G = massa inicial da amostra, em grama. A = volume da alíquota tomada do extrato, em mL. 41 8.6 Fósforo solúvel em água Método espectrofotométrico do ácido molibdovanadofosfórico a) Princípio e aplicação Fundamenta-se na extração com água do fósforo presente na amostra. Em seguida procede-se à formação de um complexo colorido entre o fosfato e os reagentes vanadato e molibdato de amônio, de cor amarela, cuja absorbância é medida a 400 nm. Não se aplica a escórias básicas. b) Materiais Equipamento: Espectrofotômetro uv-visível digital. Reagentes e soluções • Solução vanadomolíbdica: conforme descrito no método espectrofotométrico do fósforo total. • Solução padrão de 500 ppm(m/v) de P2O5: idem. c) Procedimento Extração Proceder como descrito no método anterior, de determinação gravimétrica com o “quimociac”, para o fósforo total. item-Extração Determinação Preparo da curva de calibração a) Pipetar 2,0 - 2,5 - 3,0 - 3,5 e 4,0 mL da solução estoque de KH2PO4, que contém 500 mg de P2O5 por litro, para balões volumétricos de 50 mL. b) Adicionar a todos os balões: • 20 mL de água destilada; • 15 mL da solução vanadomolíbdica. c) Agitar, completar o volume com água destilada e homogeneizar. Estas soluções contêm, respectivamente, 20, 25, 30, 35 e 40 ppm (m/v) de P2O5. d) Deixar em repouso por 10 minutos para completar o desenvolvimento da cor e determinar a absorbância das soluções a 400 nm, empregando como branco a solução que contém 20 ppm de P2O5 (zerar o aparelho com essa solução). e) A partir dos dados obtidos, calcular a equação de regressão. 42 Determinação na amostra a) Transferir, para balão volumétrico de 50 mL, uma alíquota do extrato (A) que contenha de 1,0 a 2,0 mg de P2O5 . Cálculo do volume da alíquota : 25/Gg A 50/ Gg, sendo G = peso em gramas e g = garantia em %. b) Adicionar a todos os balões: 20 mL de água destilada e 15 mL da solução vanadomolíbdica. c) Completar o volume com água destilada e agitar. d) Aguardar 10 minutos e determinar a absorbância das soluções, no espectrofotômetro a 400 nm, empregando como prova em branco a solução que contém 20 ppm de P2O5 (zerar o aparelho com essa solução). e) Calcular a concentração em ppm de P2O5 na amostra de fertilizante pela curva de calibração ou da equação de regressão. f) Calcular a porcentagem de P2O5 solúvel em água na amostra pela expressão: 2 5 1,25C %PO , onde : AG C = concentração em ppm (m/v) de P2O5 na alíquota analisada. G = massa inicial da amostra, em grama. A = volume da alíquota tomada do extrato, em mL. d) Cuidados especiais • Medir com precisão o volume das alíquotas. • Sempre que perceber variação nas leituras dos padrões, refazer a curva de calibração. 8.7 Fósforo solúvel em citrato neutro de amônio mais fósforo solúvel em água Método gravimétrico do quimociac a) Princípio e aplicação: Fundamenta-se na extração do fósforo com água e citrato neutro de amônio a 65°C, seguida de precipitação do fósforo extraído como fosfomolibdato de quinolina, filtração, secagem e pesagem desse precipitado. *Método preferencial para a realização de análises periciais. 43 b) Materiais Equipamentos • cadinho de vidro sinterizado de 30-50 mL, com placa porosa de porosidade média a fina. • frasco kitassato de 1.000 mL. • bomba de vácuo. • mufla • estufa com agitador e controle de temperatura. Reagentes e soluções • Ácido nítrico, HNO3, (1+1), com água destilada. • Reagente quimociac: conforme descrito para o método do fósforo total. • Citrato neutro de amônio – CNA: dissolver 370g de ácido cítrico mono hidratado cristalizado, C6H8O7.H2O, em 1500 mL de água destilada e adicionar 345 mL de hidróxido de amônio, NH4OH, p.a., com 28 a 29% de NH3. Esfriar e medir o pH. Ajustar o pH para 7,0 com hidróxido de amônio 1+9 ou com solução de ácido cítrico a 100 g L-1. Determinar a densidade, que deve ser de 1,09 à temperatura de 20ºC, adicionando água, ou ácido cítrico, se necessário. Guardar a solução em frasco hermeticamente fechado. Verificar, semanalmente, o pH acertando quando necessário. c) Procedimento Extração a) Transferir 1 g, com aproximação de 0,1 mg (G), da amostra para papel de filtro de porosidade
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