Manejo de nitrogênio no cerrado em Sistema Plantio Direto: resultados de trabalhos utilizando o isótopo estável 15N

Waldo Alejandro R. Lara CabezasAPTA-SAA Polo Regional Noroeste Paulista - E-mail: waldolar@terra.com.br

Retomando o assunto para iniciar a 2a parte desse artigo:

Fatores de manejo sob controle

[...] Estudos desenvolvidos entre os anos 2000 a 2008 nos estados de São Paulo e Minas Gerais, utilizando-se fertilizantes marcados com 15N, que permitem diferenciar o N-fertilizante, do N-solo absorvidos pela planta, serão utilizados para compreender o comportamento de N aplicado em cobertura nitrogenada na cultura de milho. Os tratamentos foram selecionados dos autores citados no Anexo 1, em solos com diferente manejo: SPD e solo com preparo, utilizando-se diferentes fontes nitrogenadas, doses e épocas de aplicação e onde estão explicitados os valores de N-total absorvido pelo milho (Ntap), nitrogênio na planta proveniente do fertilizante (Nppf), nitrogênio na planta proveniente do solo (Npps) e a eficiência (E) de aproveitamento do N-fertilizante pela cultura. É obvio que mais trabalhos contribuirão a enriquecer a informação extraída de alguns poucos trabalhos com uso de traçador em condição de Cerrado. [...]

Dados convencionais da cultura de milho como massa seca da parte área e grãos de milho, e sua relação com o N absorvido pela parte aérea, nos grãos, a relação N-grãos/N-planta e a quantidade de N requerida para a produção de uma tonelada de grãos e de massa de matéria seca são apresentados na tabela 4. Esses dados foram obtidos com base no Anexo 2, somente para os tratamentos que apresentaram essa informação nos trabalhos consultados (38).

Tabela 4. Distribuição de massa de matéria seca (MMS) e do nitrogênio (N) total absorvido pela cultura de milho na parte aérea e grãos, N no grão por N-planta, N por tonelada de grãos e de MMS, de acordo aos intervalos de N-total absorvido pela planta nos tratamentos apresentados na tabela 3 (primeira parte desse artigo).

Contribuição do N da palha da cultura antecessora à cultura do milho

Os trabalhos citados nos têm fornecido informação sobre o comportamento em geral dos adubos nitrogenados quanto à recuperação de N-fertilizante pela cultura de milho. Cabe ponderar a importância do N-residual da cultura antecessora para a cultura de milho. No atual estádio de conhecimento não é contabilizada essa contribuição. Na região do Sudeste há alguma informação disponibilizada por trabalhos utilizando 15N no material da cobertura morta e sua quantificação na cultura de milho em sucessão. Da Silva et al. (2006) quantificaram a recuperação de 2,27 % e 3,98 % de N-residual no milho proveniente das culturas antecessoras milheto e crotalária, respectivamente na safra 2002/2003 e de 2,64% e 2,91%, respectivamente na safra 2003/2004. Da Silva et al. (2008) quantificaram recuperação no milho de 4,1% de N-residual proveniente de cobertura morta de milho, após seis meses de pousio. Aparentemente a reciclagem de N no Cerrado da cultura antecessora é pouco significativa devido ao grande intervalo de tempo que transcorre entre o manejo da cultura antecessora e a semeadura da cultura em sucessão. A escassa pluviosidade no outono-inverno por um lado limita o crescimento em geral de gramíneas e leguminosas e o destino do N após o manejo sofre os processos de transformação (imobilização, volatilização, denitrificação e/ou lixiviação), o que estaria explicando o escasso reciclagem do nutriente. Mais interessante deve ser a reciclagem de N proveniente de pastagem dessecada antes da semeadura de milho em verão, em vista que o intervalo de tempo é menor entre o manejo dessa e a semeadura de milho.

Dose de N em cobertura e total para alcançar produtividades de 6,8 e 10 t ha-1 de grãos em condições de sequeiro

Com base nos dados apresentados se pode efetuar o balanço de N na cultura de milho, considerando as variáveis isotópicas e convencionais apresentadas anteriormente, para alcançarem-se produtividades de grãos de seis, oito e 10 t ha-1.

Os trabalhos avaliados na grande maioria quantificam o N-fertilizante aplicado em cobertura, excluindo o N-fertilizante aplicado em semeadura. Isso explica a necessidade de adicionar-se ao balanço o N aplicado na base para obter-se a dose de N-total fertilizante requerida para os intervalos indicados. O conhecimento do Npps na planta e a eficiência da fonte nitrogenada são fundamentais na definição da dosagem a ser aplicada. O Npps em trabalhos com uso de 15N é determinado pela diferença entre o N-total absorvido pela planta e o Nppf. Desta forma não depende de estimativas incertas de cálculo de N-mineralizado da MO ou da palha de cobertura. Fica em evidência que o solo apresenta valores expressivos de fornecimento de N que podem estar sendo subestimados, com maior razão ainda em solos de alta fertilidade. Camargo et al. (1997) mostraram a estreita relação entre o maior teor de MO no solo, com o consequente maior potencial de mineralização de N e a corresponde absorção de N pela planta. A eficiência é calculada diretamente, na medida em que se quantifica o realmente absorvido do N-fertilizante aplicado. Como esta se apresenta variável em função da fertilidade de solo, os cálculos apresentados na tabela 5 mostram que não é requerida alta dose para se alcançar uma produção de 10.000 kg ha-1 de grãos em solo fértil. Quantidades de N aplicado mais elevadas normalmente não resultariam em altas produtividades, e sim em ineficiência da utilização da fonte nitrogenada, com impacto ambiental desnecessário. Em solo com restrição de fertilidade, por outro lado, a planta estará limitada pela menor disponibilidade de N do solo, o que também afetará a absorção de N-fertilizante. Apesar de apresentar menor eficiência a dosagem não deveria ser elevada como indicado na Tabela 5. A dose de N-fertilizante estará definida principalmente pela fertilidade do solo.

Tabela 5. Requerimentos de N-fertilizante pela cultura de milho para alcançar patamares de 6, 8 e 10 t ha-1 de grãos.

É possível obter-se informação dos trabalhos analisados da eficiência das fontes ureia, sulfato de amônio e a aplicação em mistura de ambas às fontes aplicadas unicamente em cobertura nitrogenada. A aplicação antecipada de N na cultura de milho merece capítulo aparte. Na tabela 6 se observa o comportamento das fontes para as doses médias aplicadas (base + cobertura), o N-total absorvido o Nppf, o Npps e a eficiência das fontes.

Tabela 6. Distribuição do N-total absorvido pela cultura de milho entre o Nppf e o Npps e a eficiência das fontes nitrogenadas.

Também a fonte nitrogenada apresenta sua característica quanto a utilização pela planta. O sulfato de amônio mostra eficiência superior (66,6%) em relação a ureia (43,3%) e quando utilizada em mistura (42,8%). Esta é uma evidencia concreta da utilização de uma fonte que contem enxofre e da sua importância em favorecer a eficiência de N. Ainda a ureia apresenta alto potencial de volatilização, normalmente aplicada em superfície o que obviamente está afetando sua eficiência. Mais um argumento que está alertando para não considerar-se valor médio da eficiência em forma simplificada o que deve levar a erros de interpretação em trabalhos relativos ao tema.

Aplicação antecipada da cobertura nitrogenada

Entre as adequações ocorridas num cenário de ausência de revolvimento de solo e manutenção de palha permanente como cobertura do mesmo, a época de aplicação de N levantou polemica quando foi cogitada a sua antecipação para antes da semeadura de milho ou junto à mesma. Os resultados publicados por Sá (1996), em solos do Paraná, na sucessão aveia preta-milho foram os primeiros em admitir a possibilidade de antecipar a cobertura nitrogenada em relação à aplicação tradicional. Os fundamentos levantados por esse autor consideram que a gramínea antecessora a milho (aveia preta), estaria estimulando a imobilização temporária de N pela biomassa do solo, aplicado numa fase em que a cultura não está presente, com posterior disponibilização do N-imobilizado para a cultura de renda na época de maior demanda. Entretanto, surgem questionamentos sobre o estado de arte no conhecimento do processo de imobilização. Quanto se sabe da dinâmica do processo em condições de campo? Quanto tempo transcorre entre a imobilização de N e sua liberação? Com que intensidade ocorre o processo em função do adensamento de cobertura morta da cultura antecessora? Essas e outras perguntas surgem e seria necessário responder para dar maior fundamento técnico a antecipação da adubação de cobertura. Com esse intuito foram desenvolvidos dois experimentos em safras consecutivas (1999/2000 e 2000/2001) segundo Lara Cabezas et al. (2005) e Lara Cabezas & Couto (2007) usando fontes marcadas com 15N, para quantificar o N-imobilizado proveniente do fertilizante aplicado, quando submetido à aplicação antecipada e tradicional, assim como, na medida do possível, definir o intervalo de tempo que transcorre entre o inicio do processo e sua posterior disponibilização para a cultura de milho como cultura em sucessão. Na sucessão aveia preta-milho Lara Cabezas et al. (2005), em solo muito argiloso de Cerrado, aplicaram as fontes marcadas, 43 dias antes e 31 dias depois da semeadura de milho, na dose de 80 kg ha-1 de N, incorporadas a 5–7 cm de profundidade, em sulcos espaçados de 0,8 m, nas entrelinhas (Tabela 7). No segundo ano de estudo, Lara Cabezas & Couto (2007), aplicaram as fontes 33 dias antes e 10 dias depois da semeadura, na mesma dose e condição do estudo anterior (Tabela 8). Algumas conclusões podem ser extraídas dessas tabelas:

- A imobilização de N ocorreu de forma mais expressiva quando as fontes foram aplicadas em pré-semeadura, variando de 13 a 25 kg ha-1 do N-SA aplicado (16,2 a 31,0 % do N-aplicado), e de 7 a 47 kg ha-1 do N-U (9 a 58% do N aplicado), logo após 22 dias da aplicação, nas safras 1999/2000 e 2000/2001, respectivamente.

- A imobilização do N de ambas as fontes aplicadas em cobertura foi inferior aos 10% do N aplicado, mostrando que não haveria imobilização significativa nesta época a diferença do assinalado por Sá (1996).

- Entre a aplicação de N em pré-semeadura e a queda do N-imobilizado transcorreram aproximadamente 20-22 dias, como indicativo de tempo de imobilização de N-fertilizante.

Tabela 7. N-imobilizado das fontes sulfato de amônio e ureia aplicadas de forma antecipada e em cobertura, na cultura de milho em dose de 80 kg ha-1 de N, na safra 1999/2000. Uberlândia (MG).

Tabela 8. N-imobilizado das fontes sulfato de amônio e ureia aplicadas de forma antecipada e em cobertura, na cultura de milho em dose de 80 kg ha-1 de N, na safra 2000/2001. Uberlândia (MG).

Na condição de Cerrado, no início da safra o solo normalmente está em déficit hídrico e, não há probabilidade de ocorrência de chuvas intensas nos meses de outubro e novembro, que venham a ocasionar perdas por lixiviação de N-fertilizante, o que permite a imobilização registrada em pré-semeadura, na ausência de sistema radicular ativo. Essa condição seria favorável à antecipação da adubação nitrogenada, mas somente para essa situação. Por outro lado, na época de cobertura tradicional, as chuvas estão regularizadas e o solo umedecido associado à presença de sistema radicular, não apresenta risco de imobilização temporária do N. Portanto, não seria a ocorrência de imobilização significativa de N que motive a antecipação da adubação. A questão fica a critério do produtor: priorizar a operacionalidade da aplicação, portanto antecipando, para destinar os esforços à semeadura de soja, por exemplo, ou utilizar o adubo de forma tecnicamente correta, em cobertura, em virtude da maior demanda pela cultura. Deve-se lembrar de que a planta não mudou seu ”comportamento alimentar” apesar das mudanças ocorridas com a adoção do SPD. Para fundamentar este comentário nesses trabalhos foi definido um indicador que relaciona a absorção do N-fertilizante pela planta (Nppf) em relação ao N-imobilizado pelo solo (Nispf), para qualificar a época de aplicação. Na figura 10 observa-se na média de duas safras, que para cada kg de N-imobilizado do sulfato de amônio no solo, 7,5 kg ha-1 de N foram absorvidos pela cultura, com aplicação em pré-semeadura, no estádio de 11-12 folhas, aumentando para 10,4 kg ha-1, em média, no estádio de florescimento. Entretanto, quando o SA foi aplicado em cobertura, nos estádios de 11-12 folhas e florescimento, para cada kg de N-imobilizado houve uma absorção média de 14,8 e 16,0 kg ha-1 de N-SA pela planta, respectivamente. Fica claro, portanto, que mais N-fertilizante é absorvido pela planta quando efetuada a cobertura em relação à aplicação antecipada. Em relação a U, a tendência foi diferente, não sendo observada maior variação entre as épocas de aplicação nos dois estádios fenológicos da cultura. Ainda, essa relação foi muito estreita, indicando que a U apresentou um comportamento diferente em relação ao SA. A natureza do fertilizante nitrogenado também seria outro fator a ser considerado na decisão de antecipação, em vista das diferenças observadas. Os resultados de produtividade de grãos e de eficiência de aplicação do N-U e N-SA dos trabalhos discutidos anteriormente são apresentados na tabela 9. Nessa tabela verifica-se que não houve diferença de produtividade entre as épocas de aplicação das fontes, em ambas as safras, indicando que pouco ajuda a variável produtividade na elucidação do comportamento dos tratamentos. A tendência a maior produtividade com a aplicação de SA, com o fornecimento de enxofre pode ter contribuído.

Figura 10. Razão de Nppf/Nispf após a aplicação de sulfato de amônio e ureia em pré-semeadura (a) e em cobertura (b) nos estádios de 11 - 12 folhas e florescimento, em duas safras consecutivas (1999-2001), na cultura de milho, em SPD. Uberlândia (MG). Médias seguidas de letras maiúsculas desiguais, entre fontes para cada época, diferem significativamente pelo teste de Mann-Whitney (P = 0,05).

Tabela 9. Produtividade de milho submetido à adubação antecipada e em cobertura de ureia e sulfato de amônio em solo muito argiloso de Cerrado, após cultivo de aveia preta. Uberlândia (MG).

Entretanto, observando os resultados de eficiência de aplicação das fontes, a eficiência do SA foi superior tanto quanto aplicada em pré-semeadura como em cobertura em relação a U. A maior eficiência de N-U aplicada em pré-semeadura na safra 2000/2001 (47,9%) em relação à 1999/2000 poderia estar associada à maior imobilização ocorrida nessa safra (58% e 11%, respectivamente). Ver tabelas 7 e 8.

Rigorosamente, a época de aplicação de U não afetou a produtividade de grãos em experimentos realizados paralelamente em Ribeirão Preto (SP), em duas safras consecutivas (Tabela 10). O autor inclina-se a pensar que os efeitos na planta, são muito sutis em relação ao tratamento estatístico dos resultados. Embora a variável produtividade seja tecnicamente relevante, a relação direta com os tratamentos nitrogenados (doses, fontes, épocas e métodos de aplicação), na grande maioria dos estudos frustra as expectativas.

Tabela 10. Produtividade de milho submetido à adubação antecipada e em cobertura de ureia em solos de Minas Gerais e São Paulo, após o cultivo de aveia preta.

Na safra 2002/2003 foram realizados dois experimentos em solos de texturas diferentes: solo muito argiloso, Fazenda Floresta do Lobo e solo arenoso, Fazenda Canadá do Grupo ABC Algar, na região do Triângulo Mineiro (MG), com aplicação da dose utilizada pelo produtor em forma parcelada em diferentes épocas de forma antecipada e em cobertura (Tabela 10). A fertilidade do solo muito argiloso não evidenciou diferenças de produtividade entre os tratamentos, como indicado pela produtividade alcançada pelo tratamento sem aplicação de N: 8.219 kg ha-1.

Entretanto, a variável eficiência de N aplicado, determinada com base na análise isotópica de 15N na planta, permite observar que aumenta, quando as aplicações foram efetuadas em cobertura tradicional. Essa variável está refletindo com maior sensibilidade a estreita relação entre a época de aplicação e a produtividade. Nada que seja surpreendente.

Os resultados obtidos no solo arenoso são mais expressivos tanto em produtividade de grãos como na variável eficiência, em relação aos tratamentos de épocas testados. A adubação de sistema representada pela aplicação de 110 kg ha-1 de N (71,0% do N total aplicado), meses antes da semeadura de milho, apesar de ser uma estação de estiagem na região, não foi adequada, sendo igual à testemunha com aplicação de N somente na semeadura (Tabela 11). Em termos de produtividade, a aplicação de 45 kg ha-1 em pré-semeadura complementada com cobertura tradicional (65 kg ha-1 e 70 e 20 kg ha-1), foi similar. Cabe destacar, entretanto, que a eficiência do N-SA aplicado em pré-semeadura (45 kg ha-1 de N), foi somente de 28,1% do N-aplicado nessa época, aumentando expressivamente para todos os parcelamentos aplicados em cobertura tradicional (70 a 84% do N-aplicado). Desses resultados se desprende em forma objetiva, que a melhor época em solos de Cerrado, continua sendo a aplicação em cobertura (após a semeadura de milho). Caberia ter mais informações em solos de Cerrado com maior evolução no SPD (aumento na matéria orgânica de solo, com maior agregação de partículas e palha permanente com sistema de rotação planejado), para verificar-se a conveniência da aplicação em parte, da dose total, diminuindo com essa prática a incidência de fatores não controláveis. A questão é, seria operacional esse manejo na gestão da propriedade?

Tabela 11. Produtividade de grãos de milho híbrido Fort (Syngenta) e eficiência de N aplicado em solo muito argiloso e em solo arenoso, sob tratamentos de épocas e parcelamentos de adubação nitrogenada. Safra 2002/2003, Uberlândia (MG).

Em estudo realizado em Votuporanga (SP) em Argissolo, textura arenosa, na safra 2005/2006 (Lara Cabezas, 2008), mostrou o benefício de um maior adensamento da cobertura morta com produtividade média de milho superior em 9,5 sacas a mais de grãos em relação ao tratamento com menor adensamento (Tabela 12). As aplicações parceladas de N-SA de 70 e 40 kg ha-1 efetuadas aos 21, e seis dias antes da semeadura de milho e em cobertura tradicional parcelada, aos 22 e 46 dias após a semeadura, obtiveram produtividades similares. A adubação efetuada com maior antecipação não foi adequada.

Tabela 12. Produtividade de grãos (híbrido de milho 30F35), em função da aplicação parcelada de N-SA de 110 kg ha-1 em forma parcelada, em três épocas e sob duas condições de adensamento de palha de cobertura. Votuporanga (SP).

Finalizando, a partir dos dados apresentados, com base na eficiência de N-fertilizante recuperado pela planta, a cobertura de N tradicional seja em dose única ou parcelada, segundo a condição edafo-climática, é tecnicamente necessária. Não deve ser substituída pela sua antecipação. Isto para as condições de Cerrado, onde a fertilidade de solos e a falta de palha permanente, ainda é um gargalo em SPD. Pouco interesse apresenta a operacionalidade se, o produtor está colocando em risco sua margem de lucro. Paradigmas foram e ainda poderão cair com a evolução do SPD, entretanto cuidemos de nosso entusiasmo ”achando” que tudo deve mudar.

Em nível regional deve-se estimular estudos com uso de traçador 15N, que ainda é utilizada por poucos pesquisadores para separar as diferentes fontes de N, que são assimiladas pela cultura (N-nativo de solo, N da resteva em decomposição, N por contribuição da fixação biológica de N em forma simbiótica ou livre), e poder ponderar a importância da resteva na adequação da dose a ser aplicada. Se, a rotação de culturas é peça fundamental em SPD, a função de reciclar nutrientes deve ser levada a sério e ser equacionada na dosagem a ser aplicada. Num estádio mais evoluído do SPD, essa contribuição passa a ter maior importância e deverá ser considerada, substituindo o fertilizante. Temos um longo percurso a ser recorrido. A pesquisa com N precisa orientar mais esforços ao estudo dos processos de transformação de N no sistema, associado a estudos da biomassa microbiana em SPD. É inadmissível, continuar com estudos de ”efeitos” num sistema de produção de tal complexidade.

Anexo 1. Tratamentos de experimentos utilizando fontes enriquecidas com 15N aplicadas em cobertura, para a determinação de nitrogênio na planta proveniente do fertilizante (Nppf), nitrogênio na planta proveniente do solo (Npps) e eficiência do fertilizante aplicado.

Anexo 2. Massa matéria seca (MMS) e N-total na parte aérea (caule, folhas, sabugo, palha da espiga) e grãos na cultura de milho, relação N-grão/N-planta, N para produzir uma tonelada de grão e N para produzir uma tonelada de massa seca, em tratamentos que receberam fertilizante marcado com 15N em cobertura nitrogenada(1).

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Publicado na Revista Plantio Direto 124, edição julho/agosto de 2011.