New trends in sugarcane fertilization: Implications for NH3 volatilization, N2O emissions and crop yields

Resumo

A reciclagem de nutrientes ajuda a reduzir o impacto ambiental da agricultura e contribui para atenuar os efeitos das mudanças climáticas globais. Uma tendência recente no cultivo da cana-de-açúcar é a aplicação de vinhaça concentrada (VC) combinada com fertilizantes em uma formulação organomineral, para melhorar a logística, reduzir custos e promover a economia circular. Contudo, as implicações da aplicação dessa formulação organomineral em canaviais não são claras. Neste estudo, avaliaram-se os efeitos da formulação organomineral contendo ureia granulada (UR) e um inibidor de nitrificação (IN) sobre a produtividade, a volatilização de NH3 e as emissões de N2O. Foram conduzidos experimentos de campo em duas épocas de adubação, seca e chuvosa, com os tratamentos: controle; UR; UR + IN; VC; VC + UR; e VC + UR + IN. A VC foi aplicada na dose de 7 m3/ha. Os tratamentos (exceto controle e VC) foram balanceados para receber a mesma quantidade de N e K. Em comparação com a UR, a formulação organomineral VC + UR reduziu as perdas por volatilização de NH3 de 7% para 4% na estação seca e de 3,5% para 0,5% na estação chuvosa. Por outro lado, em comparação com a UR, as emissões de N2O aumentaram significativamente (p ≤ 0,05) com VC + UR na estação chuvosa, de 1% para 2% do N aplicado. Na estação seca, não houve diferenças. A adição do IN foi eficaz para mitigar as emissões de N2O em ambas as estações, com reduções de 43 a 48% na estação seca e de 71 a 84% na estação chuvosa. A adubação com UR ou com a formulação organomineral influenciou a produtividade da cana apenas na estação seca, com a maior produtividade em VC + UR. O IN não afetou a produtividade. Em geral, as intensidades de emissão (kg CO2eq/Mg de colmo) foram maiores em VC + UR. Conclui-se que a formulação organomineral reduziu as perdas de NH3 e aumentou as emissões de N2O em comparação com o fertilizante sólido convencional, e que o IN foi eficaz na mitigação das emissões de N2O.

Abstract

Recycling nutrients helps to reduce the environmental impact of agriculture and contributes to alleviating the effects of global climate change. A recent trend in sugarcane cultivation is the application of concentrated vinasse (CV) combined with fertilizers into an organo-mineral formulation to improve logistics, reduce costs and foster the circular economy. However, the implications of the application of such organo-mineral formulation in sugarcane fields are unclear. In this study, we evaluated the effects of the organo-mineral formulation containing granular urea (UR), and a nitrification inhibitor (NI) on crop yields, NH3 volatilization, and N2O emissions. Field experiments were conducted during two fertilization seasons, dry and wet, and the treatments were: control; UR; UR + NI; CV; CV + UR; and CV + UR + NI. CV was applied at 7 m3/ha. The treatments (except control and CV) were balanced to receive the same amount of N and K. Compared with UR, the organo-mineral formulation of CV + UR decreased NH3 volatilization losses from 7% to 4% in the dry season and from 3.5% to 0.5% in the wet season. Conversely, compared with UR, N2O emissions increased significantly (p ≤ 0.05) in CV + UR in the wet season from 1% to 2% of applied N. In the dry season, no differences were observed. The addition of NI was effective in mitigating N2O emissions in both seasons. Emission reductions ranged from 43 to 48% in the dry season and from 71 to 84%, in the wet season. Fertilization with UR or the organo-mineral formulation influenced sugarcane yield only in the dry season, with the highest yield in CV + UR. NI did not affect crop yield. In general, emission intensities (kg CO2eq/Mg of stalk) were highest in CV + UR. We conclude that the organo-mineral formulation reduced NH3 losses and increased N2O emissions compared with regular solid fertilizer and that NI was effective for mitigating N2O emissions.