Efeito da fonte e dose de nitrogênio na emissão de gases de efeito estufa, acúmulo de forragem e composição química de Urochloa brizantha cv marandu

Abstract

A intensificação da produção em pastagens ocasionou o aumento do uso de fertilizantes nitrogenados, prática que merece atenção devido ao alto potencial de perda de nitrogênio (N) por volatilização, e que também pode alterar os fluxos de gases de efeito estufa (GEE) do solo como o dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O) e metano (CH4). A magnitude dessas emissões em pastagens tropicais ainda é pouco conhecida e o entendimento dos fatores que as modificam pode ajudar a mitigar a emissão de GEE e melhorar a eficiência da fertilização com N. O objetivo desta pesquisa foi investigar os efeitos de três fertilizantes (ureia, sulfato de amônio e nitrato de amônio) aplicados de forma única e parcelada, e quatro doses (0, 90, 180 e 270 kg ha-1 ano-1) de N, nos fluxos de CO2, N2O e CH4, na volatilização de amônia (NH3) e nas características produtivas e químicas da forragem em pastagem de capim U. brizantha cv Marandu. A captação do N perdido como NH3 foi realizada de acordo com a técnica de câmaras semi-abertas. Para avaliação da forragem, foram feitas parcelas de 3x4 m manejadas em regime de cortes a uma altura de dossel de 30 cm e resíduo de 15 cm e realizadas as análises químicas de proteína bruta (PB), fibra em detergente ácido (FDN) e fibra em detergente neutro (FDA). As emissões de GEE foram medidas usando câmaras estáticas fechadas e as análises dos gases realizadas por cromatografia gasosa. As perdas por volatilização de NH3 provenientes dos fertilizantes com N nas formas nítrica e amoniacal foram menores que a da ureia, e o parcelamento da fertilização reduziu em média 47% as perdas de N. A fertilização nitrogenada aumentou linearmente o acúmulo de forragem apresentando médias de 232, 264, 285 e 304 kg ha-1 dia-1 nas doses de 0, 90, 180 e 270 kg ha-1 ano-1, respectivamente. Os teores de PB e FDN aumentaram linearmente com o aumento das doses de N. Os fatores de emissão (FE) de NH3 foram de 20,69; 3,70 e 2,82% nos fertilizantes ureia, nitrato e sulfato de amônio, respectivamente, diferindo dos padrões estabelecidos pelo IPCC. Os fluxos de N2O, CH4 e CO2 do solo não variaram em função dos fertilizantes e doses de N. Os fluxos de GEE diferiram em função das condições climáticas e as principais variáveis determinantes que controlam as emissões foram espaços porosos saturados com água (%EPSA), temperatura e teor de (N amoniacal) N-NH4+. Os FE de N2O foram 0,35; 0,24 e 0,21% nos fertilizantes ureia, nitrato e sulfato de amônio, quando a fertilização foi parcelada, diferindo do FE padrão do IPCC. As condições ambientais impactaram diretamente nas respostas da planta e dos gases. A utilização de fertilizantes alternativos a ureia pode diminuir as perdas de N por volatilização e aumentar o acúmulo de forragem, ao passo que, o fracionamento da fertilização, além de diminuir perdas de NH3 reduzem as emissões de N2O, mostrando-se uma alternativa para a mitigação de GEE.

The intensification of pasture production increased nitrogen (N) fertilizers use. A practice that deserves attention due to the high potential for N loss through volatilization, which can also alter the fluxes of greenhouse gases (GHG) from the soil, such as dioxide carbon (CO2), nitrous oxide (N2O), and methane (CH4). The magnitude of these emissions in tropical pastures is still poorly understood. Understanding the factors that modify them may help mitigate GHG emissions and improve the N fertilization efficiency. The objective of this research was to investigate the effects of different sources (urea, ammonium sulfate and ammonium nitrate) applied in a unique and parceled way, and doses (0, 90, 180 and 270 kg ha-1 year-1) of N, in the CO2, N2O, and CH4 fluxes, in the ammonia (NH3) volatilization and in the forage production and chemical characteristics in pasture of U. brizantha cv Marandu grass. The capture of N lost as NH3 volatilized was performed according to the semi-open chamber technique. For forage evaluation, plots of 3x4 m were managed in a cutting regime at a canopy height of 30 cm and stubble height of 15 cm and the chemical analysis of crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) were performed. Greenhouse gases emissions were measured using closed static chambers and gas analysis performed by gas chromatography. Ammonia volatilization from nitrate and ammonium were lower than urea, and parceled fertilization reduced on average 47% N losses. Nitrogen fertilizer linearly increased forage accumulation (232, 264, 285, and 304 kg ha-1 day-1 at doses of 0, 90, 180, and 270 kg ha-1 year-1, respectively. The contents of CP and NDF were significantly affected by increasing doses of N, with linear effect of the two variables. The emission factors (EF) of NH3 were 20.69, 3.70, and 2.82% for urea, nitrate, and ammonium sulfate, respectively, differing from the default value estimated by the IPCC. Soil N2O, CH4, and CO2 fluxes did not vary as a function of N sources and doses. The GHG fluxes differed depending on climatic conditions and the main determinant variables controlling emissions were water filled pore spaces (%WFPS), temperature, and (amoniacal N) NH4-N content. The EF of N2O were 0.35, 0.24, and 0.21% in urea, nitrate and ammonium sulfate fertilizers when fertilization was applied in split doses, differing from the IPCC standard EF. Environmental conditions directly impacted plant and gas responses. The use of alternative sources to urea can decrease N losses by NH3 volatilization and increase forage accumulation, while split fertilization, besides decreasing NH3 losses, reduces N2O emissions, proving to be an alternative for GHG mitigation.