Uso de nitrogênio em milho

Essencial para a produtividade o Nitrogênio é também o nutriente mais complexo para manejo e recomendação na cultura do milho. Sua oferta está relacionada a diversos processos, que incluem mineralização/imobilização, volatilização, desnitrificação e lixiviação. Por isso a importância de estabelecer estratégias que aumentem a eficiência agronômica do seu uso e minimizem perdas.

O milho é uma das culturas mais exigentes em fertilizantes, especialmente os nitrogenados. O suprimento inadequado desse nutriente é um dos principais fatores limitantes ao seu potencial produtivo, principalmente no estádio reprodutivo (Kappes et al., 2009). Diferentemente do que se observa com outros nutrientes, como o fósforo e o potássio, a quantidade de nitrogênio (N) disponível no sistema solo-planta pode sofrer variações significativas em função de alterações na adição e na perda do nutriente no solo. Assim, a oferta de N está relacionada a diversos processos, tais como mineralização/imobilização, volatilização, desnitrificação e lixiviação. Esses processos afetam a eficiência de uso do N que, normalmente, não ultrapassa 50 % do que é aplicado no solo, quando a fonte utilizada é a ureia (Saiz-Fernandez et al., 2015).

Entre os principais mecanismos de perdas de N, destacam-se a lixiviação e a volatilização. A lixiviação consiste na movimentação do N mineral (nitrato e amônio) disponível no solo para camadas mais profundas, por ação da água que infiltra (Peng et al., 2015). Desta forma, o nutriente não é absorvido pelas raízes das plantas, além de ser uma fonte de contaminação de águas superficiais e subterrâneas (Cerri et al., 2009). Por sua vez, a volatilização envolve a perda de nitrogênio na forma gasosa (amônia - NH3). A volatilização de NH3 é a principal reação que diminui a eficiência de utilização pelas plantas do N proveniente da ureia, quando aplicada sobre a superfície do solo (Tasca et al., 2011). A quantidade de N volatilizada após a aplicação superficial de ureia ao solo é muito variável e depende de inúmeros fatores, incluindo condições ambientais e atributos relacionados ao solo. Esse fenômeno pode ser pouco relevante, totalizando de 1%  a 15 %, ou atingir valores expressivos, maiores que 50 % do N aplicado (Sangoi et al., 2016).

Nesse sentido, estratégias de manejo que minimizem perdas e otimizem o uso de N, devem ser consideradas. Dessa forma, com objetivo de diminuir essas perdas, tem sido estudada a eficiência do uso de fertilizantes estabilizados com compostos que reduzem as reações de perdas de N no solo. O correto manejo da adubação nitrogenada deve suprir a demanda das plantas nos períodos críticos, maximizar a eficiência agronômica do N e minimizar o impacto ambiental, pela redução de perdas.

Fontes estabilizadas de N em milho

As fontes estabilizadas de N utilizam inibidores da atividade de enzimas, como da urease e/ou da nitrificação do amônio, junto ao grânulo. Possuem menores taxas de liberação do nutriente em relação aos fertilizantes convencionais. O uso de fontes estabilizadas pode aumentar a eficiência da adubação nitrogenada, com obtenção de maiores produtividades de grãos de milho.

Inibidores da urease

Atualmente, o uso de inibidores da enzima urease é o mais difundido. A adição desses compostos à ureia comum tem a finalidade de diminuir a atividade da enzima urease e, em consequência, a hidrólise da ureia. Quando se utiliza a ureia comum, o pico de perdas de amônia por volatilização ocorre 48 horas após sua aplicação em solo seco (Viero et al., 2012; Menezes, 2015), conforme pode-se observar na Figura 1.

A utilização da ureia com inibidor da urease retarda os picos de volatilização de amônia em relação à ureia comum (Menezes, 2015), diminuindo as perdas por volatilização de amônia e aumentando o aproveitamento de N pelas plantas. Os compostos que apresentam estrutura análoga à da ureia, como o NBPT ((N-(n-butil) tiofosfórico triamida), possuem boa eficiência, por apresentarem características de solubilidade e difusividade similares às da ureia. O NBPT precisa ser convertido ao seu análogo de oxigênio NBPTO (fosfato de N-n-butiltriamida), que ocupa o mesmo sítio de ligação, inativando a enzima urease. A velocidade de conversão de NBPT em NBPTO depende da oferta de O2 e pode levar apenas minutos ou horas em solos bem arejados.

Os inibidores de urease inibem a ação da enzima por um período em que ocorrem as maiores perdas, principalmente nos primeiros 15 dias, ocorrendo o pico de perdas aos dois dias após a sua aplicação. O intervalo da efetiva inibição depende, principalmente, da temperatura e da umidade do solo, pois o NBPT é degradado por microrganismos.

Em solos de textura mais arenosa, como os Argissolos, há maior resposta à aplicação de ureia com inibidor da urease e, consequentemente, maior eficiência de uso do N (Tabela 1). Nesse solo, a aplicação de 120 kg /ha de N na forma de ureia com inibidor da urease aumentou 20 % a produtividade de grãos do milho, em relação ao uso da ureia comum (Tabela 4). Já em outro estudo, realizado em solo com característica textural mais argilosa, como o Nitossolo, não houve resposta à aplicação da ureia com inibidor da urease e ao uso de outras fontes de N no estado de Santa Catarina em relação à ureia comum, com quatro doses de N (Figura 2) (Mota et al., 2015).

Em 15 experimentos conduzidos nos solos de textura média a argilosa no estado do Paraná, a utilização da ureia com inibidor da urease não resultou em maior produtividade de grãos de milho em relação à ureia comum (Fontoura et al., 2015). No entanto, nesses estudos a volatilização de N reduziu de 20 %, com o uso da ureia comum, para menos de 5 % com a aplicação da ureia com inibidor da urease. A redução de 15 % nas perdas de N por volatilização é similar à diferença de custo entre a ureia comum e a ureia com inibidor da urease.          

A magnitude de perdas de N por volatilização de amônia também depende das condições de precipitação pluvial que ocorrem imediatamente antes ou depois da aplicação da ureia. A incorporação do adubo nitrogenado, logo após sua aplicação, via irrigação e/ou precipitação pluvial (20 ou mais mm) por meios mecanizados, é uma alternativa eficiente para reduzir perdas de N (Menezes, 2015). Por outro lado, as perdas aumentam quando se aplica ureia comum em solo úmido (Tabela 2).

As perdas de N da ureia comum por volatilização de amônia reduzem a disponibilidade de N para a planta, resultando em maior senescência foliar em relação ao uso da ureia com inibidor da urease (Figura 3). Em consequência dessa menor oferta de N, há redução da produtividade de grãos e da eficiência agronômica de uso do N (Tabela 3), resultando em prejuízos ao produtor e ao ambiente.

Para se analisar as vantagens econômicas do uso da ureia com inibidor da urease deve-se considerar que seu custo é de 10% a 15 % superior ao da ureia comum.

Inibidores da nitrificação

Outra fonte estabilizada de N é a ureia com os inibidores da nitrificação. Esses inibidores atuam desacelerando o processo de transformação de amônio (NH3) em nitrato. Com isso, o N permanece na forma amoniacal, que é menos suscetível à lixiviação, ficando preservado no solo por mais tempo (Trenkel, 2010). Atuam na primeira fase da nitrificação, diminuindo a atividade das bactérias do gênero Nitrosomonas. Com isto, retardam a oxidação do amônio a nitrito por algum tempo. Assim, a segunda fase da nitrificação não ocorre, pois falta nitrito para ser oxidado a nitrato.

Desde os anos de 1970 tem-se dado ênfase à utilização de inibidores sintéticos da nitrificação. Dentre os disponíveis no mercado, destacam-se a nitrapirina. Na década de 1990, surgiu o dicianodiamida (DCD). Posteriormente, no início do presente século, foi desenvolvido o 3,4 dimetilpirazolfosfato (DMPP). Em trabalho desenvolvido pela UFRGS nos anos agrícolas 2015/16 e 2016/17 (Tabela 4) foi testado um produto lançado recentemente, que possui os dois inibidores juntos, o da urease e o da nitrificação, denominado de Neon, da empresa americana Eco Agro.

A nitrapirina pertence ao grupo dos organoclorados (2-cloro-6-triclorometil-piridina). Quando aplicada em condição de temperaturas elevadas no solo, pode ser ativa por um período de seis a oito semanas. Entretanto, sua atividade de inibição é potencializada em solos com temperaturas baixas, podendo inibir o processo da nitrificação por até 30 semanas (Trenkel, 2010).

Já o DCD é originado a partir de cianamida de cálcio. Apresenta alta solubilidade em água e rápida mineralização, quando comparado a outros inibidores, como a nitrapirina. Com isso, sua capacidade de inibição fica restrita a um período de quatro a 10 semanas, dependendo das condições de temperatura e de atividade microbiana do solo (Trenkel, 2010).

A partir dos anos 2000 foi desenvolvido o 3,4 dimetilpirazolfosfato (DMPP), originado do grupo dos pirazóis, que ocorre frequentemente na natureza. Apresenta liberação lenta e gradativa do N, conforme temperatura e oferta hídrica no solo, podendo inibir o processo de nitrificação durante um período de seis a oito semanas. Além disso, o DMPP tem baixa solubilidade em água e não é fitotóxico às plantas (Trenkel, 2010).

No entanto, a eficiência de uso dos inibidores da nitrificação está muito associada às condições edafoclimáticas. No Brasil, há poucos trabalhos sobre o comportamento dos diferentes compostos inibidores da nitrificação. Assim, não se sabe se têm o mesmo efeito nas condições climáticas e nos solos do Brasil comparado às condições de clima temperado, onde foram muito estudados.

Diversos fatores de solo, como teor de matéria orgânica, textura, temperatura, pH e umidade, influenciam diretamente a eficiência dos inibidores da nitrificação, devido ao fato destes fatores estarem diretamente relacionados ao processo de nitrificação do solo. Maiores perdas de N por lixiviação ocorrem em solos arenosos, devido à maior infiltração de água no perfil. O uso de inibidores da nitrificação pode ser mais eficiente nessas condições. Em um solo arenoso, observou-se aumento da produtividade de grãos de milho à aplicação da ureia com inibidor da nitrificação somente quando associado ao uso do inibidor da urease e na dose mais alta de N aplicada (270 kg/ ha) (Tabela 4). A associação dos dois inibidores resultou em menor taxa de volatilização diária de amônia e, consequentemente menores perdas de N para a atmosfera (Figura 4).

Já em solos com característica textural mais argilosa, como os Nitossolos, a aplicação de inibidores da nitrificação não resultou em aumento da produtividade de grãos (Figura 2) e da eficiência agronômica de uso do N no milho (Tabela 5) (Mota et al, 2015). Quanto maior o teor de argila, maior é a agregação do solo. Isto reduz a infiltração de água no perfil e a movimentação do N em profundidade. Assim, o N permanece no solo por mais tempo, minimizando o efeito do inibidor da nitrificação. Além disso, a maior atividade microbiana encontrada em solos argilosos também pode reduzir o efeito do inibidor da nitrificação, devido à maior degradação do composto no solo pelos microrganismos.

Considerações finais

Dentre as várias fontes nitrogenadas utilizadas na agricultura, a ureia comum é a mais difundida, devido à sua alta concentração de N (~45 %) e ao seu menor custo. Entretanto, a sua eficiência de uso é baixa, em virtude das inúmeras transformações a que o N está sujeito. Apenas parte do N aplicado é absorvida pelas plantas, o que pode provocar assincronia entre a oferta do nutriente no solo e a demanda da planta.

Neste contexto, estratégias de manejo que otimizem o uso e minimizem as perdas de N devem ser enfatizadas. Dentre as alternativas que podem ser usadas para aumentar a eficiência de uso do N destacam-se: o desenvolvimento de plantas mais eficientes na absorção e uso desse nutriente, a utilização de práticas de manejo que possibilitem a obtenção de maior sincronia entre a época de aplicação de N e os estádios de maior demanda da planta e a aplicação de N sob condições ambientais que minimizem perdas e maximizem sua absorção.

São fatores importantes para aumentar a eficiência de uso do N na cultura do milho: aplicar a maior parte do N entre os estádios V4 e V10, nos quais a planta está com o seu sistema radicular mais desenvolvido e a demanda pelo nutriente é maior; parcelar a dose, principalmente em solos arenosos, com baixo teor de matéria orgânica, e/ou em situações com elevadas precipitações pluviais ou sob irrigação complementar durante a estação de crescimento do milho; aplicar o adubo nitrogenado antes de uma precipitação e/ou irrigação; utilizar fontes estabilizadas com inibidores da urease quando as condições ambientais são favoráveis a perdas por volatilização de amônia; utilizar fontes estabilizadas com inibidores da nitrificação quando as condições edafo-climáticas são favoráveis a perdas por lixiviação de nitrato. Nestas duas últimas situações, embora com custo um pouco mais alto em relação ao da ureia comum, há retorno econômico com a aplicação de fertilizantes nitrogenados estabilizados.

O N é o nutriente mais complexo para manejo e recomendação na cultura do milho. Por isso, estratégias que aumentem a eficiência agronômica do seu uso e mitiguem perdas desse nutriente devem ser analisadas.

Natan Henrique Ferrari Pagliarini, Monsanto do Brasil; Paulo Regis Ferreira da Silva, UFRGS; Luis Sangoi, UDESC; Fernando Viero, Instituto Federal de Farroupilha; Cimélio Bayer, Bruno Tadashi Chiba da Silva, UFRGS 

Artigo publicado na edição 232 da Cultivar Grandes Culturas, mês setembro, ano 2018.