Carregamento de ureia para adubação de cobertura na cultura do milho – Foto: IPNI
Diante dos avanços na demanda mundial por alimentos, dos impactos ambientais e das necessidades energéticas crescentes, surgem discussões sobre as novas tendências sustentáveis de produção agrícola. São propostas desafiadoras, já que preconizam a produção de alimentos em harmonia com o homem e o ambiente
A atividade agrícola é essencialmente dependente das condições edafoclimáticas e socioeconômicas e, pela sua própria natureza, perturba o ambiente. Porém, frente à imperativa necessidade de se produzir alimentos e combustíveis, visando garantir a segurança alimentar e a produção de energia limpa, a ciência aplicada à agricultura, por meio de técnicas agrícolas modernas, tem conseguido não somente aumentar a produtividade das culturas, como também reduzir os danos ao ambiente.
O desafio de incrementar a produção de alimentos de forma economicamente viável, mantendo a integridade ecológica dos sistemas, dos quais depende a agricultura, é a base fundamental da agricultura sustentável. Futuros aumentos na produção de alimentos terão que ocorrer concomitante com a expansão limitada de terra. Esta meta só poderá ser alcançada por meio da intensificação da produção sustentável de culturas. Isto significa aumentar a produção total agrícola em uma mesma unidade de área ou, então, manter a produção com uso racional de insumos.
A adubação e a semeadura podem ser feitas numa mesma operação – Foto: IPNI
O manejo de fertizantes 4C
Os fertilizantes são responsáveis, em média, por 50% da produção mundial de alimentos. Com o reconhecimento público de que os fertilizantes são parte da solução para a segurança alimentar mundial, compete ao setor agrícola garantir que práticas de adubação sejam realizadas de forma responsável e eficiente.
Aplicar a fonte certa, na dose certa, na época certa, e no lugar certo (4C) é o fundamento das Boas Práticas para Uso dos Fertilizantes (BPUFs), necessárias para o manejo sustentável da nutrição das plantas e para o aumento da produtividade das culturas. As BPUFs têm o propósito de adequar a oferta de nutrientes às necessidades da cultura e minimizar as perdas de nutrientes provenientes das lavouras. A abordagem é simples: aplicar o nutriente certo, na quantidade necessária, em tempo e local adequados para atender à demandada cultura.
O diagrama descreve a prática dos 4C e como ele é aplicável no manejo dos fertilizantes em todo o mundo. Para otimizar a nutrição das plantas foi desenvolvida uma estrutura geral para direcionamento do manejo adequado dos nutrientes.
No seu núcleo tem-se os 4C, centralizados em um sistema de cultivo circular, integrando-se aos outros fatores agronômicos relacionados ao manejo da cultura, sendo que o conjunto de práticas agronômicas, por sua vez, contribui decisivamente para os resultados em termos econômicos, sociais e ambientais.
Diagrama geral para o manejo adequado de nutrientes
Na camada externa, estão exemplos de indicadores de desempenho, os quais podem e devem ser quantificados.
O equilíbrio complementar na composição desses indicadores pode refletir a influência das BPUFs na realização das metas de desenvolvimento sustentável.
É possível verificar claramente que a sustentabilidade do sistema envolve mais que simplesmente a produtividade e o uso eficiente do nutriente.
As BPUFs são utilizadas, principalmente, para assegurar o crescimento ótimo da planta, o que contribui para a rentabilidade da agricultura e a minimização de efeitos adversos ao ambiente. Algumas BPUFs podem ser aplicadas a uma vasta gama de situações e sistemas de cultivo no país, em uma região ou em todo o mundo, enquanto outras são projetadas para circunstâncias específicas, como, por exemplo, a redução do aporte de nutrientes em solos férteis, protegendo águas subterrâneas, ou a construção da fertilidade em solos pobres ou muito deficientes. Assim, não existe um conjunto de boas práticas de manejo que seja aplicável a todas as situações. Determinar quais práticas são corretas para uma dada situação depende do tipo de solo, das condições climáticas, da cultura, das condições de manejo e de outros fatores específicos do local.
A adubação em cobertura é prática comum no Sistema Plantio Direto – Foto: IPNI
Práticas associadas à aplicação das medidas corretas do manejo 4C:
1. Fonte certa:
Consiste em combinar fontes de fertilizantes com a necessidade da cultura e as propriedades do solo. Deve-se estar atento para as interações dos nutrientes e o equilíbrio entre nitrogênio, fósforo, potássio e outros nutrientes, de acordo com a análise do solo e as exigências das culturas. A adubação equilibrada é uma das chaves para aumentar a eficiência de utilização do nutriente.
Todas as plantas necessitam de, pelo menos, 17 elementos essenciais para completar o seu ciclo de vida. Estes incluem 14 nutrientes minerais, os macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg, S) e os micronutrientes (Cl, Fe, B, Mn, Zn, Cu, Mo e Ni), além de três elementos não-minerais: carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Os macronutrientes são exigidos em quantidades relativamente elevadas pelas plantas, enquanto os micronutrientes são exigidos em quantidades menores.
A seleção da fonte certa de fertilizante começa com a determinação de quais nutrientes são realmente necessários para cumprir as metas de produção. Nutrientes que estão limitando a produção podem ser determinados por meio de: análise de solo e da planta, análise de tecidos, parcelas com omissão de nutrientes, sensores de cor da folha ou sintomas visuais de deficiência. Todos estes testes devem ser realizados antes da tomada de decisão para aplicação de fertilizantes.
As fontes de fertilizantes podem ser de vários tipos. A utilização de fontes que apresentam liberação lenta ou controlada dos nutrientes pode garantir um sincronismo entre a liberação de nutrientes ao longo do tempo e as necessidades nutricionais da planta, favorecendo o crescimento e desenvolvimento, além de reduzir gastos com mão de obra e energia. Também é útil na redução das perdas de nutrientes por erosão e da contaminação dos recursos hídricos.
Fatores como disponibilidade do produto, reações dos nutrientes no solo, disponibilidade de equipamento para aplicação e retorno econômico precisam ser considerados. Estas decisões complexas devem ser continuamente reavaliadas a fim de fazer a seleção do fertilizante correto.
Os princípios científicos fundamentais que definem a fonte certa para um conjunto específico de condições são os seguintes:
- Considere dose, época e local da aplicação.
- Forneça nutrientes em formas disponíveis para as plantas.
- Considere as propriedades físicas e químicas do solo. Por exemplo, evite a aplicação de nitrato em solos inundados, aplicação superficial de ureia em solos de pH elevado, etc.
- Identifique as interações entre os elementos nutrientes e as fontes. Por exemplo, a interação fósforo-zinco, o nitrogênio aumentando a disponibilidade de fósforo etc.
- Verifique a compatibilidade da mistura. Determinadas combinações de fontes atraem umidade quando misturadas, o que limita a uniformidade da aplicação do material misturado; o tamanho dos grânulos deve ser semelhante para evitar a segregação de produtos.
- Considere as interações dos elementos associados. A maioria dos nutrientes possui um íon acompanhante que pode ser benéfico, neutro ou prejudicial para a cultura. Por exemplo, o cloreto (Cl–) que acompanha o K, no cloreto de potássio, é benéfico para o milho, mas pode ser prejudicial para a qualidade do fumo, do abacaxi e da batata destinada à produção de batata “chips”. Algumas fontes de fertilizante fosfatado podem conter Ca e S disponíveis para as plantas e pequenas quantidades de Mg e micronutrientes.
- Controle os efeitos dos elementos não-nutritivos. Por exemplo, alguns depósitos naturais de rocha fosfática contêm elementos-traços não-nutritivos. O nível de adição destes elementos deve ser mantido dentro de limites aceitáveis.
2. Dose certa:
Consiste em ajustar a quantidade de fertilizante a ser aplicada com a necessidade da cultura. O excesso de fertilizante resulta em perda por lixiviação e outros prejuízos ao ambiente. Já a deficiência do fertilizante resulta em menor rendimento e qualidade das culturas, além de menor quantidade de resíduos para proteger e melhorar o solo.
Avaliar o fornecimento de nutrientes disponíveis no solo é o primeiro passo para determinar a dose certa de fertilizante a ser aplicada. A análise do solo apresenta um índice relativo dos nutrientes presentes. Em alguns casos, a análise da planta oferece informação adicional para determinação da dose de fertilizante a ser fornecida de acordo com as exigências da cultura. Se as deficiências são notadas a tempo, é possível, às vezes, fazer a correção durante a estação de crescimento e reduzir a perda de rendimento.
O balanço de nutrientes é um dos indicadores de desempenho no sistema 4C e é altamente relevante na avaliação do componente “dose”. Nesse contexto, o balanço de nutrientes se refere à diferença entre a remoção de nutrientes pela colheita e a entrada de nutrientes no sistema. Saldos negativos, nos quais a remoção excede o uso, levam à diminuição da fertilidade do solo e, eventualmente, à redução da produtividade, uma vez que o suprimento de nutrientes cai abaixo dos níveis críticos. Saldos positivos geralmente estão associados ao aumento da fertilidade do solo e podem, eventualmente, representar elevado risco de perda de nutrientes para o ambiente.
Todos os 17 elementos essenciais devem estar presentes em quantidades suficientes para satisfazer às exigências da cultura em crescimento. A dose certa está condicionada à fonte, à época e ao local de aplicação. A fonte de nutrientes precisa liberar a quantidade certa de formas disponíveis, no momento certo e no lugar certo para atender às necessidades das plantas em crescimento.
Metas realistas de produção, análise de solo, ensaios com omissão de nutrientes, balanço de nutrientes, análise de tecidos, análise de plantas, aplicadores regulados de forma adequada, aplicação de fertilizantes em taxa variável, acompanhamento das áreas de produção, histórico da área e planejamento do manejo de nutrientes são BPUFs que ajudam a determinar a melhor dose de fertilizante a ser aplicada.
A dose de calcário a ser aplicada é obtida pela análise química do solo – Foto: INPI
Os princípios fundamentais científicos que definem a dose certa para um conjunto específico de condições são os seguintes:
- Considere a fonte, a época e o local da aplicação.
- Avalie a demanda de nutrientes pelas plantas. O rendimento está diretamente relacionado à quantidade de nutrientes absorvidos pela cultura até a maturidade.
- Utilize métodos adequados para avaliar o fornecimento de nutrientes pelo solo, como análise de solo, análise de metas de produção, balanço da remoção pela cultura, análise de tecido, manejo específico de nutrientes, tecnologia de aplicação de doses variáveis, inspeção da cultura, etc.
- Avalie todas as fontes disponíveis de nutrientes. Para a maior parte das fazendas, a avaliação inclui a quantidade e a disponibilidade de nutrientes em fertilizantes, estercos, compostos, biossólidos, resíduos de colheitas, além da deposição atmosférica e da água de irrigação.
- Considere a eficiência de uso dos fertilizantes (aumento de produção por unidade de fertilizante apli- cado). Alguma perda de fertilizante é inevitável no sistema de cultivo por meio de fatores específicos do local, incluindo tipo de solo, clima, micro-organismos e sistema de cultivo.
- Considere o impacto dos nutrientes nos recursos do solo. Se a saída de nutrientes de um sistema de cultivo for superior à entrada, haverá diminuição da fertilidade do solo a longo prazo. A análise de solo ajuda a determinar quando as doses de nutrientes aplicadas excedem, se igualam ou estão menores que as quantidades de nutrientes removidas por meio da colheita da cultura.
- Considere a dose de máxima eficiência econômica da adubação. Para efetuar o cálculo dessa dose é necessário obter, para cada safra e cultura, a função do lucro, incluindo os custos variáveis e fixos nas funções de produção.
3. Época certa:
Consiste em disponibilizar os nutrientes para as culturas nos períodos de necessidade. Os nutrientes são utilizados de forma mais eficiente quando sua disponibilidade é sincronizada com a demanda da cultura.
A dinâmica da absorção de nutrientes pela cultura varia de acordo com o nutriente e com as condições ambientais. Desta forma, a taxa de absorção de nutrientes pelas plantas muda durante todo o período de crescimento. Aplicações programadas e orientadas de acordo com as fases das plantas podem ser benéficas à produtividade e/ou qualidade do produto, em alguns sistemas de produção e para alguns nutrientes, principalmente nitrogênio.
Aplicações temporizadas, uso de fertilizantes de disponibilidade controlada e uso de inibidores da urease e da nitrificação são boas práticas de manejo de fertilizantes que ajudam a reduzir os impactos ambientais da perda de nutrientes do solo.
O monitoramento do conteúdo de nutrientes por meio da análise de plantas provavelmente é a melhor forma de determinar se a planta está recebendo um fornecimento adequado de nutrientes.
Os princípios fundamentais científicos que definem a época certa para um conjunto específico de condições são as seguintes:
- Considere a fonte, a dose e o local de aplicação.
- Avalie a marcha de absorção de nutrientes pelas plantas. Os nutrientes devem ser aplicados concomitantemente com a demanda sazonal de nutrientes da cultura, a qual depende da data de plantio, das características de crescimento das plantas, da sensibilidade às deficiências nas fases particulares de crescimento, etc.
- Avalie a dinâmica de fornecimento de nutrientes do solo. Solos ácidos, por exemplo, bastante comuns em regiões tropicais, têm capacidade muito alta de fixação de fósforo. O adubo fosfatado aplicado nestes solos podem ser facilmente convertidos em formas pouco solúveis e indisponíveis de P. Assim, nestes ambientes, é comum aplicar anualmente fertilizantes fosfatados localizados em faixas específicas na plantação para aumentar a produção das culturas. A mineralização da matéria orgânica do solo fornece grande quantidade de alguns nutrientes, porém, se a absorção pela cultura precede a liberação pela matéria orgânica, as deficiências podem limitar a produtividade.
- Avalie a dinâmica da perda de nutrientes do solo. Por exemplo, em regiões tropicais, as perdas por lixiviação tendem a ser mais frequentes no verão.
- Avalie a logística das operações no campo. Por exemplo: várias aplicações de nutrientes podem ser combinadas com aplicações de produtos defensivos. As aplicações de nutrientes não devem atrasar as operações sensíveis ao tempo, como o plantio.
Fertilizante granulado NPK
Localização da semente e do fertilizante na adubação em faixa – Fotos: INPI
4. Local certo:
Consiste em colocar e manter os nutrientes onde as culturas podem utilizá-los. O método de aplicação é decisivo no uso eficiente do fertilizante.
Cultura, sistema de cultivo e propriedades do solo determinam o método mais adequado de aplicação, mas a incorporação do fertilizante normalmente é a melhor opção para manter os nutrientes no local e aumentar sua eficiência. Manejo conservacionista, curvas de nível, culturas de cobertura e manejo da irrigação são outras boas práticas que ajudarão a manter os nutrientes bem localizados e acessíveis às culturas em desenvolvimento.
Os princípios fundamentais científicos que definem o local certo para a aplicação específica de nutrientes são os seguintes:
- Verifique fonte, dose e época de aplicação.
- Considere o local de crescimento das raízes das plantas. Os nutrientes devem de ser colocados em locais onde podem ser absorvidos pelas raízes em crescimento, quando necessário.
- Considere as reações químicas do solo. Concentrar os nutrientes que podem sofrer fixação, como o fósforo, em faixas ou em volumes menores de solo pode melhorar a disponibilidade do elemento.
- Atenda aos objetivos do sistema de plantio direto. Técnicas de aplicação do fertilizante em subsuperfície, mantendo a camada de palha sobre o solo, podem ajudar a preservar os nutrientes e a água.
- Gerencie a variabilidade espacial. Avalie as diferenças de solo, dentro e entre os campos, em relação à produtividade das culturas, capacidade de fornecimento de nutrientes do solo e vulnerabilidade à perda de nutrientes.
Tendências gerais para aumento da eficiência de uso de nutrientes
Uso de fertilizantes de liberação controlada e o uso de inibidores da nitrificação e da urease
Há certa tendência no Brasil de aumento da adoção de fertilizantes de liberação controlada e o uso de inibidores da nitrificação e da urease. Estes fertilizantes permitem a redução de perdas de nitrogênio para o ambiente, promovendo uma adubação mais eficiente e reduzindo a poluição ambiental por este nutriente. A eficiência de uso de nitrogênio, por exemplo, pode ser aumentada com o uso de fertilizantes nitrogenados aditivados com inibidores, que visam manter o nutriente em formas menos sujeitas a perdas.
Plantio direto e rotação/sucessão de culturas Quando se deseja integrar o desenvolvimento de novas tecnologias com a viabilidade econômica e a minimização do impacto ambiental, o plantio direto se consolida como manejo adequado. O sucesso do plantio direto está alicerçado na rotação de culturas, devido aos inúmeros benefícios que proporciona na qualidade do solo e na produtividade dos cultivos comerciais. O aumento da matéria orgânica e a melhoria da fertilidade do solo destacam-se como os principais componentes para a manutenção e a longevidade desse sistema de manejo.
Por proporcionar maior retenção de água e menores variações deste teor no solo, o sistema plantio direto evita a ocorrência de curtos períodos de deficiência hídrica, melhorando a eficiência do uso da água e dos nutrientes. Os resultados obtidos com feijoeiro irrigado mostram que a produtividade e a eficiência de uso de nutrientes foram superiores no sistema plantio direto recém-implantado em relação ao preparo convencional.
Uso de cultivares melhoradas
O uso de cultivares melhoradas para eficiência de utilização e de resposta à aplicação de nutrientes constituirá estratégia importante para uso eficiente de nutrientes na agricultura brasileira. No enfoque agroecológico da produção agrícola, a identificação de populações de plantas que possuem capacidade de absorver e utilizar o nutriente de forma eficiente é extremamente importante, pois possibilita a redução dos custos de produção, a utilização de menor quantidade de nutrientes e a conservação do agroecossistema.
Práticas de manejo para aumentar a eficiência de uso de nutrientes
Para aumentar a eficiência de uso dos nutrientes fornecidos pelo solo ou adicionados por meio de fertilizantes/corretivos faz-se necessário adotar práticas de manejo considerando o tipo de solo, a cultura, o clima e o sistema de rotação.
Diversas estratégias de manejo devem ser adotadas, uma vez que os nutrientes entram em contato com as raízes de diferentes maneiras. Cerca de 80% do nitrogênio são absorvidos pelas raízes quase exclusivamente por fluxo de massa; no caso do fósforo, o contato acontece principalmente por difusão (92%). Para o K, o contato ocorre em maior proporção por difusão (80%), em parte por fluxo de massa (18%) e 2% por intercepção radicular.
A adubação necessita satisfazer a exigência da planta para a formação da colheita, complementando a contribuição do solo. Para manter a fertilidade química, a adubação deve, pelo menos, compensar as quantidades de macro e micronutrientes exportadas após o produto colhido e mais aquelas irremediavelmente perdidas do solo (erosão, lixiviação e volatilização).
Viabilidade
Sistemas de produção devem ser viáveis sob os pontos de vista econômico, ambiental e social. Neste contexto, a aplicação de fertilizantes de forma correta é vital na agricultura moderna. Programas de nutrição de plantas não apenas aumentam a produtividade, como são importantes para a sustentabilidade do sistema e a manutenção da saúde humana. Além disto, o uso eficiente dos fertilizantes conduz à diminuição da degradação do solo. A prática do manejo 4C leva ao aumento da eficiência de uso dos fertilizantes, sendo a mesma específica segundo o solo e o sistema de produção.
Curiosidade
80% do nitrogênio chegam às raízes por fluxo de massa, já 92% do fósforo fazem contato por difusão
