Environmentally friendly urea produced from the association of N-(n-butyl) thiophosphoric triamide with biodegradable polymer coating obtained from a soybean processing byproduct

Palavras-chave: Agricultura sustentável, atividade de urease, tecnologia de polímero limpo, perdas de amônia, eficiência de uso de nitrogênio
Termos de indexação: Eficiência aprimorada, volatilização, pH, polímero orgânico, sistemas agrícolas, economia circular
 

Resumo

As perdas de nitrogênio (N) nos sistemas agrícolas são intensas, ocorrendo principalmente na forma de amônia (N–NH ). Estratégias para mitigar essas perdas são indispensáveis ​​para uma agricultura “limpa” rumo à economia circular . Nesse sentido, combinar inibidores de urease com revestimento de polímero biodegradável no mesmo grânulo de fertilizante é fundamental para reduzir as perdas de N. Esta é considerada uma estratégia inovadora para aumentar a eficiência no uso da uréia na agricultura em todo o mundo. Portanto, este estudo teve como objetivo testar o efeito da uréia tratada com NBPT (N-(n-butil) tiofosfórico triamida) na concentração de 80 mg kg −1 e da uréia tratada com 20 mg kg −1de NBPT e revestido com polímero orgânico (subproduto da soja) na redução da atividade de urease e perdas de N–NH 3 , bem como analisar o efeito do pH e umidade do solo relacionados a essas perdas. Dois experimentos de campo foram conduzidos simultaneamente na região Sudeste do Brasil, em 2018. Uréia convencional, uréia + NBPT (80 mg kg −1 ), uréia + NBPT (20 mg kg −1 ) + polímero orgânico foram aplicados em cobertura em a dose de 150 kg N ha -1 na cultura do milho. Amostras de solo foram coletadas diariamente do 1º ao 7º dia e nos dias 9 , 12 , 16 , 22 e 28dia após a aplicação dos tratamentos para determinação simultânea de: atividade de urease, umidade, pH, carbono orgânico e quantificação de N–NH 3 . No Experimento I, uréia + NBPT (80 mg kg −1 ) e uréia + NBPT (20 mg kg −1 ) + polímero orgânico causaram reduções na atividade da urease e nas perdas de N–NH 3 quando comparadas com a uréia convencional. No entanto, esse efeito ocorreu apenas nos primeiros dias após a aplicação dos fertilizantes. No Experimento II, a atividade da urease não foi afetada pelos tratamentos. No entanto, houve menor perda de N–NH 3 nos tratamentos com uréia + NBPT e uréia + NBPT + polímero orgânico. As perdas de N–NH não dependem apenas hidrólise da uréia pela urease, mas intensificam-se com o aumento da umidade do solo aliada às altas temperaturas. Em condições tropicais, a umidade do solo tem maior efeito do que o pH nas perdas de N–NH3. O efeito do inibidor e do polímero orgânico na mitigação das perdas de N–NH3 ocorreu até o 7º dia após a aplicação do fertilizante. A redução das perdas de N–NH3 da uréia com 20 mg kg 1 de NBPT revestida com o polímero orgânico foram semelhantes às perdas no tratamento com uréia tratada com 80 mg kg −1 de NBPT.

 

Abstract

Nitrogen (N) losses in agriculture systems are intense, occurring mainly in the form of ammonia (N–NH3). Strategies to mitigate these losses are indispensable for “clean” agriculture towards circular economy. In this respect, combining urease inhibitors with biodegradable polymer coating in the same fertilizer granule is fundamental for reducing N losses. This is considered an innovative strategy for increasing the efficiency in the use of urea in agriculture worldwide. Therefore, this study aimed to test the effect of urea treated with NBPT (N-(n-butyl) thiophosphoric triamide) at the concentration of 80 mg kg−1 and urea treated with 20 mg kg−1 of NBPT and coated with organic polymer (a soybean byproduct) on the reduction of urease activity and losses of N–NH3 as well as to analyze the effect of pH and soil moisture related to these losses. Two field experiments were conducted simultaneously in the Southeast region of Brazil, in 2018. Conventional urea, urea + NBPT (80 mg kg−1), urea + NBPT (20 mg kg−1) + organic polymer were applied in top-dressing at the rate of 150 kg N ha−1 on maize crop. Soil samples were collected daily from the 1st to 7th day and on the 9th, 12th, 16th, 22nd, and 28th day after the application of the treatments for simultaneous determination of: urease activity, moisture, pH, organic carbon, and the quantification of N–NH3. In Experiment I, urea + NBPT (80 mg kg−1) and urea + NBPT (20 mg kg−1) + organic polymer caused reductions in urease activity and N–NH3 losses when compared with conventional urea. However, this effect occurred only in the first few days after the application of the fertilizers. In Experiment II, urease activity was not affected by the treatments. Nevertheless, there was less loss of N–NH3 in the treatments with urea + NBPT and urea + NBPT + organic polymer. Losses of N–NH3 do not depend only on hydrolysis of urea by urease, but they intensify with an increase in soil moisture coupled to high temperatures. Under tropical conditions, soil moisture has a greater effect than pH on losses of N–NH3. The effect of the inhibitor and the organic polymer on the mitigation of N–NH3 losses occurred up to the 7th day after the application of the fertilizer. The reduction of N–NH3 losses of urea with 20 mg kg1 of NBPT coated with the organic polymer were similar to the losses in treatment using urea treated with 80 mg kg−1 of NBPT.

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