Do tamanho de um grรฃo de arroz, um fertilizante de liberaรงรฃo controlada desenvolvido por meio da nanotecnologia รฉ a mais nova aposta da pesquisa para amenizar um dos maiores problemas da aplicaรงรฃo de nutrientes na lavoura, a perda por volatilizaรงรฃo e lixiviaรงรฃo. O primeiro problema รฉ a transformaรงรฃo do fertilizante em gรกs, e o segundo รฉ o carreamento do produto pela รกgua, ambos responsรกveis por perdas da ordem de 50% de todo o fertilizante que o agricultor brasileiro aplica na lavoura.
Testado em laboratรณrio e em campo, o fertilizante inteligente volatiliza menos, comparado ร ureia convencional que costuma volatilizar cerca da metade da quantidade aplicada. O novo produto contribui para a reduรงรฃo de gases do efeito estufa em 2/3 em comparaรงรฃo ร aplicaรงรฃo convencional do fertilizante, e ainda pode ser usado como suplemento animal para aumento da digestibilidade de forragens. O novo fertilizante estรก pronto para ser transferido ร iniciativa privada para ajuste das etapas de produรงรฃo em escala e comercializaรงรฃo.
Desenvolvido pela Embrapa Instrumentaรงรฃo (SP) em parceria com a Embrapa Pecuรกria Sudeste (SP), o insumo de liberaรงรฃo lenta difere das estratรฉgias jรก existentes porque propรตe um tipo de grรขnulo nanocompรณsito, atravรฉs da mistura fรญsica de um argilomineral esfoliado na nanoescala na matriz do fertilizante. Essa estratรฉgia permite maior controle do tempo de liberaรงรฃo do nutriente e a possibilidade de incluir outros compostos na sua estrutura, incluindo outros tipos de fertilizantes alรฉm da ureia. A eficรกcia da nova tecnologia foi comprovada pela equipe do pesquisador Alberto Bernardi, da Embrapa Pecuรกria Sudeste.
Evitar perdas do insumo traz ganhos ambientais e financeiros. Os fertilizantes representam de 25% a 40% do custo variรกvel dos principais sistemas de produรงรฃo agrรญcolas do Paรญs, e uma das mais importantes variรกveis desse custo รฉ decorrente da perda de grandes quantidades de nutrientes aplicadas via fertilizantes.
Pesquisa
O trabalho, desenvolvido no รขmbito das redes: “Nanotecnologia aplicada ao Agronegรณcio” (AgroNano) e “Tecnologias para o aumento de eficiรชncia de fertilizantes e identificaรงรฃo de fontes alternativas de nutrientes para a agricultura brasileira” (FertBrasil), รฉ resultado de dois estudos, uma dissertaรงรฃo de mestrado e uma tese de doutorado, que se complementaram durante seis anos de pesquisa. Os trabalhos foram apoiados com recursos da ordem de R$ 400 mil oriundos do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientรญfico e Tecnolรณgico (CNPq), Coordenadoria de Aperfeiรงoamento de Pessoal de Nรญvel Superior (Capes), Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), Fundaรงรฃo de Amparo ร Pesquisa do Estado de Sรฃo Paulo (Fapesp) e da Embrapa.
A proposta de Cรญntia Fumi Yamamoto e Elaine Inรกcio Pereira, ambas estudantes da Universidade Federal de Sรฃo Carlos (UFSCar), buscava uma alternativa, mas por meio de formulaรงรตes diferentes, aos fertilizantes nitrogenados, cujo consumo mundial รฉ suprido, principalmente pela ureia. Os dois estudos concluรญram que รฉ possรญvel retardar a liberaรงรฃo e reduzir as perdas do fertilizante por volatilizaรงรฃo.
ร frente da equipe responsรกvel pelo desenvolvimento do novo fertilizante, o pesquisador da Embrapa Caue Ribeiro, coordenador da Rede AgroNano, conta que mรฉtodos de fixaรงรฃo que permitem a liberaรงรฃo prolongada de nutrientes no solo podem contribuir para a administraรงรฃo mais racional da aplicaรงรฃo de fertilizantes. O especialista se refere a mรฉtodos baseados na associaรงรฃo de materiais lamelares ou polรญmeros.
Ribeiro explica que no processo de produรงรฃo da tecnologia foi utilizado um argilomineral cuja estrutura compreende lamelas de espessura da ordem de 1 a 2 nm (nanรดmetros – unidade de comprimento equivalente ร bilionรฉsima parte de um metro, ou 10-9 m), esfoliado pela intercalaรงรฃo de compostos fertilizantes, como a ureia. O novo fertilizante foi produzido por meio de um processo caracterรญstico de mistura e extrusรฃo mecรขnica com baixa umidade, compreendendo atรฉ 85% em massa de fertilizante no produto final.
O material sai da extrusora na forma de fios, com diรขmetro controlado pela matriz utilizada, que sรฃo continuamente cortados no bocal em pequenos grรขnulos de comprimento variรกvel na saรญda do bocal e que, em seguida, sรฃo utilizados ainda รบmidos ou secados ao ar livre em temperatura ambiente. “Apรณs a secagem, o material foi cortado, com o auxรญlio de um granulador mecรขnico, em grรขnulos cilรญndricos de aproximadamen-te 2,5mm de diรขmetro por 8 mm de comprimento”, conta o pesquisador.
Ele ainda esclarece que o fato de o produto final, mesmo รบmido, apresentar resistรชncia mecรขnica permite manipulรก-lo e distribuรญ-lo adequadamente em campo e o dispensa de processo de secagem. “Para armazenagem e uso posterior, se desejado, pode-se fazer a secagem em temperatura ambiente, sem auxรญlio de secadores ou outros processos, e sem prejuรญzo das propriedades do produto recรฉm-extrudado”, acrescenta.
O fertilizante produzido pode ser aplicado manualmente, direto no solo, ou por aรงรฃo mecanizada. Segundo o pesquisador, o processo de liberaรงรฃo lenta do fertilizante ou nutriente ocorre devido a dois fatores. O primeiro รฉ um efeito fรญsico, o confinamento entre as lamelas manomรฉtricas promove o aumento do tempo de difusรฃo do nutriente para o meio. O outro fator รฉ a interaรงรฃo quรญmica do nutriente com as cargas superfici-ais do argilomineral. “Nesse รบltimo caso, a liberaรงรฃo se dรก pela dinรขmica de รญons no solo jรก presentes ou originados pela aรงรฃo da planta no local. No processo, um รญon no solo substitui o nutriente entre as lamelas, permitindo que este, quimicamente, seja dessorvido e, portanto, liberado”, explica.
O nanocompรณsito fertilizante envolveu tรฉcnicas avanรงadas para sua caracterizaรงรฃo, como microtomografia de raio-x, espectrometria vibracional na regiรฃo do Infravermelho, ensaios mecรขnicos, alรฉm de experimentos de campo para medida da emissรฃo de gases, realizados no Laboratรณrio da Agricultural Research Service do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos na cidade de Beltsville, em 2012, e de incubaรงรฃo em solo, realizados no Laboratory of Soil Fertility and Plant Nutrition, da Universidade Rakuno Gakuen, em Hokkaido, Japรฃo, em 2013.
Nitrogenados
Fertilizantes nitrogenados sรฃo susceptรญveis a perdas por lixiviaรงรฃo, por escorrimento superficial de nitrato ou atravรฉs de emissรตes gasosas de amรดnia รณxido nรญtrico, รณxido nitroso. Alรฉm disso, a eficiรชncia dos insumos atualmente รฉ baixa. As proporรงรตes mรฉdias do nutriente do fertilizante absorvidas pelas culturas estรฃo entre 50% e 70% de nitrogรชnio, 15% e 30% de fรณsforo e 50% e 70% de potรกssio, segundo a International Fertilizer Industry Association.
Embora as culturas de milho, cafรฉ e cana-de-aรงรบcar representem cerca de 71% do consumo de ureia, o Brasil nรฃo consegue atender o mercado interno, porque a indรบstria nacional enfrenta a concorrรชncia de produtos importados, a baixa barreira tarifรกria, vantagem tributรกria aos importados, alรฉm de barreiras para a expansรฃo da produรงรฃo de fertilizantes devido ao elevado preรงo da matรฉria-prima, a isenรงรฃo de tributaรงรฃo ICMS sobre os importados, alรฉm do elevado nรญvel de investimento na construรงรฃo de novas plantas de ureia e sulfato de amรดnia.
Vantagens
Entre as vantagens do fertilizante nanoestruturado, o pesquisador destaca o desenvolvimento de um novo produto de menor custo devido ร utilizaรงรฃo de matรฉria-prima nacional, de grande disponibilidade e inovadora, uma vez que esse material nรฃo รฉ utilizado atรฉ o momento para aplicaรงรตes como essa. O novo produto tambรฉm possui capacidade de conformar o material e simultaneamente intercalar o fertilizante na nanoescala a temperaturas prรณximas a ambiente e com baixo teor de umidade, o que dispensa processos subsequentes especรญficos de secagem, preservando o fertilizante intercalado por evitar aquecimento do material.
Alรฉm disso, Ribeiro afirma que o material obtido em grรขnulos รฉ mecanicamente coeso e de geometria compatรญvel para aplicaรงรฃo prรกtica, seja por mรฉtodos manuais de aplicaรงรฃo de fertilizantes ou mediante sistemas mecanizados; a conformaรงรฃo por extrusรฃo permite a incorporaรงรฃo adicional no processo de diferentes elementos fertilizantes, o que faz com o que o grรขnulo seja representativo de uma formulaรงรฃo.
“Como o material base รฉ um argilomineral, hรก o efeito residual de retenรงรฃo de รกgua proveniente de chuvas ou irrigaรงรฃo apรณs a aplicaรงรฃo e de outros nutrientes jรก presentes no solo por troca iรดnica, haja vista que essa รฉ uma propriedade intrรญnseca da matรฉria-prima”, explica o pesquisador.
Testes
A Embrapa Pecuรกria Sudeste e a Embrapa Instrumentaรงรฃo avaliaram o desempenho de fontes de nitrogรชnio de liberaรงรฃo controlada para uso como fertilizantes. O experimento examinou a eficiรชncia do nitrogรชnio dessas novas fontes em plantas, medindo as perdas na forma de amรดnia.
O nitrogรชnio รฉ o elemento essencial para as plantas. A falta da substรขncia pode causar a paralisaรงรฃo do crescimento, amarelecimento das folhas velhas, menores nรญveis de proteรญnas nas sementes e nas partes vegetativas.
A ureia รฉ a principal forma de adubaรงรฃo nitrogenada. A baixa eficiรชncia desse fertilizante aplicado na superfรญcie do solo refere-se, principalmente, ร perda de nitrogรชnio por volatilizaรงรฃo de amรดnia. Por isso, รฉ importante o desenvolvimento de novas fontes de fertilizantes mais eficientes.
Testes de eficiรชncia foram realizados com a forrageira azevรฉm, plantada em vasos, para melhor observaรงรฃo dos nรญveis de nitrogรชnio, por aproximadamente oito meses na Casa de Vegetaรงรฃo da Embrapa Pecuรกria Sudeste. A planta foi escolhida por sua alta exigรชncia de nitrogรชnio e capacidade de rebrote. No perรญodo do experimento, foram realizados seis cortes do azevรฉm. Dessa forma, foi possรญvel avaliar com precisรฃo o efeito residual do adubo na forrageira.
De acordo com o pesquisador da Embrapa Alberto Bernardi, as novas fรณrmulas de fertilizantes de liberaรงรฃo controlada mostraram-se eficientes nos testes quando comparadas com os fertilizantes comerciais, sendo que as plantas, em todas as rebrotas, apresentaram desenvolvimento e produรงรฃo equivalentes ou atรฉ superiores ร s fontes tradicionais.
O prรณximo passo da pesquisa serรก produzir em escala maior e levar os testes a campo com outras culturas e para isso serรก importante estabelecer parcerias com empresas.
Fonte: NotรญciasAgrรญcolas