Perdas do nitrogênio da uréia no sistema solo-planta em dois ciclos de cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi quantificar as perdas de N do sistema solo-cana-de-açúcar, nos ciclos de cana-planta e de cana-soca. Desenvolveram-se dois experimentos em vasos de 220 L, contendo solo de classe textural arenosa. Os fatores de estudo do experimento com cana-planta foram dois tipos de restos culturais incorporados ao solo e quatro doses de N no plantio. No experimento com cana-soca, estudaram-se duas formas de aplicação da uréia em superfície: sobre a palha ou sobre o solo descoberto, ou na profundidade de 15 cm, e duas fontes de K: KCl ou vinhaça. Utilizou-se uréia marcada com ¹⁵N. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com três repetições. Em cana-planta, as perdas foram de 12% do N-uréia (recuperação de 88%), que ocorreram, principalmente, por desnitrificação no solo. Em cana-soca, a aplicação da uréia em profundidade resultou em 81% de recuperação do N-fertilizante, enquanto na superficial, somente em 50%. Perdas de 50% do N-uréia aplicado em superfície representam aquelas que ocorreram no solo, principalmente, por volatilização de amônia, e, também, pela parte aérea da cana-de-açúcar. Com aplicação em profundidade, as perdas foram de 19% e se deram pela parte aérea das plantas para a atmosfera, sendo a perda total de N (da uréia e de outras fontes) assimilado pela cultura da ordem de 90 kg ha^-1.

Termos para indexação: desnitrificação, perdas de nitrogênio pelas folhas, balanço de ¹⁵N.

The objective of this work was to quantify the losses of N from the soil-plant system, in the cane plant and sugar cane ratoon-cycle. Two experiments were carried out in 220 Lpots filled with sandy soil. In the experiment with cane plant two factors were studied: two types of sugar cane crop residues incorporated in the soil and four doses of N applied as urea. In the experiment with sugar cane ratoon two forms of urea application on soil surface were studied: over the straw (trash) or uncovered soil, or at a depth of 15 cm, and two potassium sources: KCl or vinasse. Urea labeled with ¹⁵N was used in both experiments. The experimental design was randomized blocks, with three replications. In the cane plant experiment, 12% of the Nurea applied was lost (recovery of 88%), due to denitrification. In the experiment with sugar cane ratoon, when urea was applied in the soil at 15cm depth, recovery of the N-fertilizer was 81%, while 50% was recovered when urea was applied on the surface. Losses of 50% of the Nurea applied to soil surface were due to ammonia volatilization in the soil, and also to ammonia volatilization through the sugar cane foliage. When urea was applied at 15 cm depth, 19% of the Nurea was lost from plant tops to the atmosphere, being the total loss of N (from urea and other sources assimilated by sugar cane) equivalent to 90 kg ha^-1.

Index terms: denitrification, nitrogen loss by foliage, ¹⁵N balance.

O N assimilado pelos vegetais pode, em parte, perder-se tanto pelas raízes, por exsudação, como pela parte aérea, por volatilização, principalmente na forma de amônia, por lixiviação de compostos solúveis na água das chuvas, ou mesmo por gutação, o que acarreta subestimativas nas determinações da sua utilização de fertilizantes (¹⁵N), feitas na maturidade. Durante a senescência foliar o aumento da hidrólise de proteínas é acompanhado pela redução nas atividades das enzimas glutamina sintetase (GS) e glutamato sintase (GOGAT), principais responsáveis pela assimilação da amônia no metabolismo do N nas plantas superiores. A redução na atividade dessas enzimas resulta em perdas de NH₃ na corrente transpiratória. Essas perdas dependem do equilíbrio, em solução, entre a forma gasosa NH₃ e a iônica NH₄⁺, que é influenciado pela temperatura e pelo pH do meio (Holtan-Hartwig & Bockman, 1994).

Holtan-Hartwig & Bockman (1994) estimaram para culturas anuais, em clima temperado, perdas pela folhagem dos vegetais de 2 a 6 kg ha^-1 ano ^-1 de NNH₃. O estresse dos vegetais por doenças, déficit hídrico ou excesso de N pode aumentar as perdas de amônia. Por sua vez, a amônia da atmosfera pode ser absorvida pelos vegetais, após sua dissolução no filme de água que recobre a epiderme foliar e as cavidades estomáticas, principalmente com a formação do orvalho. A intensidade e o sentido com que ocorrem as trocas de amônia entre as folhas e a atmosfera dependem do ponto de compensação de amônia (Farquhar et al., 1980), que pode variar com a temperatura, intensidade luminosa e fotoperíodo; com a nutrição nitrogenada da planta, a espécie e a cultivar da mesma espécie, e o estádio vegetativo da planta (Holtan-Hartwig & Bockman, 1994; Husted et al., 1996; Mattsson & Schjoerring, 1996; Mattsson et al., 1997; Schjoerring et al., 1998). Nas concentrações de NH₃ na atmosfera abaixo do ponto de compensação de amônia da planta, ocorre sua emissão pelas folhas; em concentrações acima, sua absorção (Farquhar et al., 1980; Holtan-Hartwig & Bockman, 1994).

Em trabalhos realizados sobre balanços de amônia na Terra (Schlesinger & Hartley, 1992; Duxbury, 1994; Weier, 1998), não foram mencionados os vegetais como fonte de NH₃ à atmosfera. Em recente inventário global da amônia no planeta, Bouwman et al. (1997) incluíram as culturas agrícolas entre as principais fontes de NH₃ para a atmosfera, contribuindo com 3,6 Tg ano^-1 de um total de 54 Tg ano^-1 de NNH₃. As principais fontes de amônia em agrossistemas são a queima da biomassa e de combustíveis fósseis, da aplicação de fertilizantes amídico-amoniacais, da decomposição de resíduos culturais, de dejetos de animais domésticos, além da emissão pela folhagem das culturas. Segundo Lobert et al. (1990), a amônia emitida pela queima de biomassa não é maior que 4% do conteúdo total de N.

No Estado de São Paulo, na cultura da cana-de-açúcar, efetua-se a aplicação de fertilizantes nitrogenados em profundidade (1525 cm), sendo desprezíveis as perdas de NH₃ (Lara Cabezas et al., 1987; Trivelin et al., 1994). Os dejetos de animais constituem-se em importante fonte de amônia em regiões com pecuária (Schlesinger & Hartley, 1992; Bouwman et al., 1997).

O objetivo deste trabalho foi quantificar as perdas de N do sistema solo-planta, no ciclo de cana-planta e de cana-soca.