Efeitos de fontes de fertilizantes nitrogenados em pastagens de capim-marandu sobre a volatilização de amônia e emissões de gases de efeito estufa

Abstract

nitrogenados podem ter impactos ambientais significativos. O guia do IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas) de 2019 estima perdas de 15,0% em ureia (UR), 1,0% em nitrato de amônio (NI) e 5,0% em sulfato de amônio (SA) em condições de clima tropical. O óxido nitroso (N2O) e o metano (CH4) apresentam grande impacto nas emissões de GEE e consequentemente no efeito estufa. O CH4 e o N2O têm capacidade de poluição 27,2 e 278 vezes maiores que o dióxido de carbono (CO2), respectivamente. A adubação nitrogenada em pastagens tropicais é desafiadora, visto que a volatilização de amônia e emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem gerar grandes perdas de N devido à aplicação na superfície do solo. Os objetivos deste estudo foram avaliar as perdas por volatilização de amônia (NH3), emissões de CH4 e N2O em pastagens de Urochloa brizantha cv. marandu adubadas com três diferentes tipos de fertilizantes nitrogenados: UR, NI e SA. O estudo foi conduzido durante dois anos no setor de Forragicultura da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, UNESP, Campus de Jaboticabal, SP. O primeiro ano do experimento realizado de dezembro de 2020 a abril de 2021 e o segundo ano realizado novembro de 2021 a abril de 2022. O delineamento utilizado nas avaliações de NH3 em campo experimental foi em blocos casualizados (DBC) constituído por 4 tratamentos e 5 repetições. O delineamento utilizado nas avaliações dos GEE em piquetes foi inteiramente ao acaso (DIC) constituído por 4 tratamentos e 5 repetições. As adubações foram realizadas nas estações chuvosas, divididas em três aplicações, totalizando 150 kg N ha-1. Foi utilizado o software R 4.4.2 em todas as análises estatísticas, onde os dados de NH3 foram submetidos à ANOVA e teste de Tukey-HSD a 5% de probabilidade. As volatilizações de NH3 no primeiro e segundo ano experimental foram maiores nos cinco primeiros dias, totalizando 61, 56 e 53% das perdas na primeira, segunda e terceira adubação no primeiro ano e 57, 60 e 68% das perdas na primeira, segunda e terceira adubação no segundo ano, respectivamente. No primeiro ano, não houve diferenças nas volatilizações acumuladas na primeira adubação (p=0,822). No entanto, na segunda adubação, observaram-se diferenças nas volatilizações acumuladas de NH3 (p=0,040), com os fertilizantes UR e SA apresentando maiores volatilizações (19,40%), seguidos pelos fertilizantes UR e NI (15,15%). Na terceira adubação, também houve diferenças nas volatilizações acumuladas de NH3 (p=0,002), onde o tratamento UR apresentou a maior volatilização (22,80%), seguido pelos tratamentos com NI e as (13,85%). No segundo ano, não houve diferenças nas volatilizações acumuladas na primeira adubação (p=0,374). Porém, na segunda adubação, observaram-se diferenças nas volatilizações acumuladas de NH3 (p<0,001), com os fertilizantes UR e SA apresentando maiores volatilizações (11,24%), seguidos pelo fertilizante NI (8,66%). Na terceira adubação, também houve diferenças nas volatilizações acumuladas de NH3 (p=0,026), onde os tratamentos com UR e NI apresentaram as maiores volatilizações (8,83%), seguidos pelos fertilizantes UR e SA (5,60%). Nos dois anos, a volatilização acumulada de todo o período observado não apresentou diferenças entre os tratamentos. Os picos de emissões de N2O ocorreram nos primeiros dias após cada adubação nitrogenada, diminuindo posteriormente. Não foram observados picos de emissões de CH4 após as adubações. Em ambos os anos experimentais, as emissões acumulativas de N2O foram menores no tratamento controle (CO), sem aplicação de fertilizante (p < 0,001 no primeiro ano experimental e p = 0,003 no segundo ano experimental, respectivamente). No primeiro ano, as emissões médias acumulativas de N2O no tratamento CO foram 1,80 mg N-N2O m-2, enquanto nos tratamentos com adubação nitrogenada foram 45,59 mg N-N2O m-2. No segundo ano, os valores das emissões médias acumulativas no tratamento CO foram negativos (-8,41 mg N-N2O m-2), e nos tratamentos com adubação nitrogenada foram positivos (54,94 mg N-N2O m-2). Nos dois anos experimentais, as emissões acumulativas totais de CH4 não diferiram entre os tratamentos, com p = 0,103 no primeiro ano e p = 0,867 no segundo ano.

Nitrogen losses due to volatilization after the application of nitrogen fertilizers can have significant environmental impacts. The 2019 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) estimates losses of 15.0% for urea (UR), 1.0% for ammonium nitrate (NI), and 5.0% for ammonium sulfate (SA) under tropical climate conditions. Nitrous oxide (N2O) and methane (CH4) have a significant impact on GHG emissions and, consequently, on the greenhouse effect. CH4 and N2O have a pollution capacity 27.2 and 278 times greater than carbon dioxide (CO2), respectively. Nitrogen fertilization in tropical pastures is challenging, as ammonia volatilization and greenhouse gas (GHG) emissions can generate significant N losses due to soil surface application. The objectives of this study were to evaluate ammonia (NH3) volatilization losses, CH4, and N2O emissions in Urochloa brizantha cv. marandu pastures fertilized with three different types of nitrogen fertilizers: UR, NI, and SA. The study was conducted over two years in the Forage Department of the School of Agricultural and Veterinary Sciences, UNESP, Jaboticabal Campus, São Paulo State. The first year of the experiment was conducted from December 2020 to April 2021, and the second year was conducted from November 2021 to April 2022. The NH3 evaluations in the experimental field were conducted in a randomized complete block design (RBD) consisting of four treatments and five replicates. The GHG evaluations in paddocks were carried out in a completely randomized design (CRD), consisting of four treatments and five replicates. Fertilization was carried out during the rainy season, divided into three applications, totaling 150 kg N ha-1. The R 4.4.2 software was used in all statistical analyses, where NH3 data were subjected to ANOVA and Tukey-HSD test at 5% probability. NH3 volatilizations in the first and second experimental years were higher in the first five days, totaling 61, 56, and 53% of the losses in the first, second, and third fertilizations in the first year and 57, 60, and 68% of the losses in the first, second, and third fertilizations in the second year, respectively. In the first year, there were no differences in the accumulated volatilizations in the first fertilization (p=0.822). However, in the second fertilization, differences were observed in the accumulated NH3 volatilizations (p=0.040), with UR and SA fertilizers presenting the highest volatilizations (19.40%), followed by UR and NI fertilizers (15.15%). In the third fertilization, there were also differences in the accumulated NH3 volatilizations (p=0.002), where the UR treatment presented the highest volatilization (22.80%), followed by the treatments with NI and as (13.85%). In the second year, there were no differences in the accumulated volatilizations in the first fertilization (p=0.374). However, in the second fertilization, differences were observed in the accumulated NH3 volatilizations (p<0.001), with UR and SA fertilizers presenting the highest volatilizations (11.24%), followed by NI fertilizer (8.66%). In the third fertilization, there were also differences in cumulative NH3 volatilization (p = 0.026), with the UR and NI treatments showing the highest volatilization (8.83%), followed by UR and SA fertilizers (5.60%). In both years, cumulative volatilization over the entire observed period did not differ between treatments. Peak N2O emissions occurred in the first days after each nitrogen fertilization, decreasing thereafter. No peak CH4 emissions were observed after fertilization. In both experimental years, cumulative N2O emissions were lower in the control treatment (CO), without fertilizer application (p < 0.001 in the first experimental year and p = 0.003 in the second experimental year, respectively). In the first year, mean cumulative N2O emissions in the CO treatment were 1.80 mg N-N2O m-2, while in the nitrogen fertilized treatments they were 45.59 mg N-N2O m-2. In the second year, the mean cumulative emissions in the CO treatment were negative (-8.41 mg N-N2O m-2), and in the nitrogen-fertilized treatments they were positive (54.94 mg N-N2O m-2). In both experimental years, total cumulative CH4 emissions did not differ between treatments, with p = 0.103 in the first year and p = 0.867 in the second year.