Mineralization and efficiency index of nitrogen in cattle manure fertilizers on the soil / Mineralização e índice de eficiência do nitrogênio de fertilizantes de esterco bovino no solo

ABSTRACT: This research aimed to evaluate the mineralization of nitrogen (N) and to define the efficiency index (EI) of N after the addition of organic fertilizers based on cattle manure on the soil under laboratory conditions. A completely randomized statistical design with four replicates was used. The treatments were set as follows: T1) Soil (control); T2) Soil + vermicompost of cattle manure (CMV); T3) Soil + cattle manure and straw compost (CMS); and T4) Soil + cattle manure (CM). Experimental units were constituted by acrylic flasks with 5 x 5cm (height x diameter). Each flask was added with 135g of wet soil and 2.20, 2.45 and 2.27g of CMV, CMS and CM, respectively. Treatments were incubated at 25°C and the amount of mineral N from the soil (N-NH4+ and N-NO2- + N-NO3-) was determined at the beginning of the experiment and after 7, 14, 28, 56 and 112 days of incubation. The highest concentration of N-NO2- + N-NO3- in the soil were observed within the CMS treatment. The EI of N was of 27, 23 and 22% for CMS, CMV and CM, respectively. The mineralization of N from organic fertilizers based on cattle manure occurs on its vast majority within the first 28 days after its addition to the soil. The EI of N from the organic fertilizers based of cattle manure was higher for CMS>CMV>CM and achieved only 80% of what expected for organic fertilizers derived from cattle manure.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar em condição de laboratório a mineralização do nitrogênio (N) e determinar o índice de eficiência (EI) do N após adição de fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino no solo. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos avaliados foram: T1) Solo (testemunha); T2) Solo + vermicomposto de esterco bovino (CMV); T3) Solo + composto de palha e esterco bovino (CMS); e T4) Solo + esterco bovino (CM). As unidades experimentais foram frascos de acrílico com 5cm de altura e 5cm de diâmetro. Em cada frasco, foram adicionados 135g de solo úmido e 2,20, 2,45 e 2,27g de CMV, CMS e CM, respectivamente. Os tratamentos foram acondicionados em incubadora a 25°C e os teores de N mineral do solo (N-NH4+ e N-NO2- + N-NO3-) foram determinados na data de instalação, aos 7, 14, 28, 56 e 112 dias de incubação. Os maiores teores de N-NO2- + N-NO3- no solo foram observados no tratamento CMS. O EI do N foi de 27, 23 e 22% para CMS, CM e CMV, respectivamente. A mineralização do N dos fertilizantes orgânicos a base do esterco bovino ocorre em sua grande maioria nos primeiros 28 dias após sua adição ao solo. O EI do N dos fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino foi maior para CMS>CMV>CM e atingem apenas 80% do esperado para fertilizantes orgânicos oriundos de esterco bovino.

Lixiviação e volatilização de nitrogênio em um Argissolo cultivado com videira submetida à adubação nitrogenada / Lixiviation and volatilization of nitrogen in Sandy Typic Hapludalf soil cultivated with grapevine submitted to the nitrogen fertilization

O nitrogênio (N) aplicado na superfície do solo em vinhedos pode ser perdido por volatilização ou lixiviação, sendo uma das possíveis explicações para o baixo aproveitamento de N pelas videiras. O trabalho objetivou avaliar as perdas de N por volatilização e lixiviação do N mineral em solo cultivado com videira submetida à adubação nitrogenada. Foram instalados dois experimentos em um vinhedo de Cabernet Sauvignon, em Rosário do Sul (RS), Brasil. No experimento 1, foram instalados lisímetros no solo que recebeu a aplicação de 0, 40, 80 e 120kg de N ha-1 ano-1 na forma de ureia e, durante o período de agosto a dezembro de 2009, foi coletada a solução do solo para a análise de N mineral. No experimento 2, foram instaladas câmaras coletoras no solo que recebeu, em agosto de 2010, a aplicação de 0, 20, 40, e 80kg de N ha-1 ano-1 na forma de ureia, 40kg de N ha-1 ano-1 de composto orgânico e 40kg de N ha-1 ano-1 de ureia revestida com polímeros, para avaliar a volatilização de N-NH3 do momento da aplicação até 80 horas depois da aplicação. As maiores concentrações de nitrogênio mineral na solução lixiviada foram encontradas nas doses mais elevadas de fertilizante mineral aplicado e ao longo da brotação e florescimento das videiras, o que pode diminuir o aproveitamento do nutriente pelas plantas. Os maiores fluxos e perdas de amônia do solo cultivado com videira para a atmosfera aconteceram nas doses mais elevadas de nitrogênio mineral aplicado, especialmente, depois de 44 horas da sua aplicação sobre a superfície do solo. A aplicação de ureia revestida com polímeros e composto orgânico promoveram as menores perdas de amônia por volatilização, o que pode estimular o aproveitamento de nitrogênio pelas videiras.

Nitrogen (N) applied in vineyards may be lost through volatilization or lixiviation. Two experiments were carried out to evaluate the N losses through volatilization or lixiviation in vineyard submitted the N fertilization, at Sandy Typic Hapludalf soil in Southern Brazil. In the experiment 1, the treatments were applications of 0, 40, 80 and 120kg N ha-1, as urea form, and analyze N concentration in soil solution. The soil solution was collected by lysimeters during the cycle of the grapevines. In the experiment 2, the treatments were 0, 20, 40, and 80kg N ha-1, as urea form, 40kg ha-1 N as composed organic form and 40kg N ha-1 as urea covered with polymer to evaluate ammonia volatilization until 80 hours after N fertilization. The largest concentration of mineral nitrogen were detected in the leach solution from treatments of higher doses of mineral fertilizer, along the budding and along the flowering of grapevines and this factors may decrease the nutrient efficiency. The largest flows and losses of ammonia to the atmosphere from a soil cultivated with grapevines happened at treatments with highest doses of mineral nitrogen. The highest lose happened 44 hours after fertilizer application on soil surface. The application of urea coated with polymers and organic compounds showed the smallest ammonia losses by volatilization, which may improve nitrogen efficiency by grapevines.

Liberação do N em solos de diferentes texturas com ou sem adubos orgânicos / N release in different textures soils with or without organic fertilizers

A liberação do N em um solo sob adubação orgânica é afetada por vários fatores como a quantidade e as características do resíduo adicionado, as condições climáticas e o tipo de solo, dentre outros. Este estudo objetivou avaliar a eficiência da cama de aves de corte e do dejeto líquido de suínos em três solos de diferentes texturas. Foram incubados os solos franco-arenoso (238g argila kg-1), argilo-siltoso (470g argila kg-1) e muito-argiloso (605g argila kg-1), aos quais se adicionou ou não a cama de aves e o dejeto líquido de suínos. Foi determinada a progressão de N-NH4+ e N-NO3- aos 0, 7, 14, 28, 56 e 112 dias de incubação e calculou-se a taxa de mineralização líquida e as porcentagens de N disponível e de N mineral líquido em relação ao N total e orgânico adicionados, respectivamente. O maior teor de argila fez com que a nitrificação ocorresse de forma mais gradual, independente do tipo de adubo orgânico adicionado, o que contribui para diminuir o potencial poluente do N. A mineralização líquida do N também foi maior no solo franco-arenoso. Isso ratifica a recomendação de parcelar o suprimento do nitrogênio aos cultivos, em especial em solos arenosos e com dejetos líquidos ricos em N amoniacal. Os resultados sinalizam que os índices oficiais de eficiência de liberação do N (IELN), de 80% para o dejeto líquido de suínos e 50% para a cama de aves, podem estar superestimados. Nesse aspecto, parece ser importante descontar o N mineral liberado pelo solo no cálculo do IELN para não promover a depleção da matéria orgânica do solo a médio ou longo prazo. Por fim, os resultados apontam para a necessidade de aprofundar estudos para que as classes texturais dos solos sejam consideradas como uma variável para a recomendação de N através de adubos orgânicos.

The N release in the soil with organic fertilization is affected by various factors, such as the amount and the caractheristics of the added manure, climatic conditions and soil type. This study aimed to evaluate the effect of soil texture and the N release from two sources of organic fertilizer. Sandy loam soil (238mg clay kg-1), silt clay (470mg kg-1) and very-clay (605mg kg-1) were incubated, to which the poultry litter (47% N-NH4+) and the pig liquid slurry (14% N-NH4+) were added or not. The contents of N-NH4+ and N-NO3- was determined at 0, 7, 14, 28, 56 and 112 days after incubation and calculated the net mineralization and the percentage of available N and net mineral nitrogen in relation to the total and added organic N, respectively. The higher clay caused more gradually nitrification, regardless of the type of organic fertilizer added, which may helps to reduce the polluting potential of N. The net N mineralization was also higher in sandy loam soil. This confirms the recommendation to spread the supply of nitrogen to crops, particularly in sandy soils and slurry rich in N-ammonia. The results indicated that the official indices of efficiency of N release (IELN), of 80% for the pig liquid slurry and 50% for the poultry litter, may be overestimated. Therefore, it seems important to consider the N mineral of the soil in the calculation of the efficiency of the release to reduce the depletion of soil organic matter in a medium or long term. Finally, the results point to the need for further studies so that the soil texture classes are considered as a variable to the recommended nitrogen through organic fertilizers.