Fertilizantes nitrogenados de nova geração: tecnologias integradas para mitigar perdas por volatilização de amônia e melhorar a performance agronômica

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Cassim, Bruno Maia Abdo Rahmen
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP
Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-04122025-155608/
Resumo: A ureia, quando aplicada sobre a superfície do solo é hidrolisada pela urease e perdida por volatilização de amônia (NH<small><sub>3</small></sub>), promovendo problemas agronômicos, econômicos e ambientais. O autor desta tese teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar fertilizantes nitrogenados de eficiência aumentada, sintetizado a base de ureia, por meio da adição de micronutrientes: boro (B), zinco (Zn), níquel (Ni) ou molibdênio (Mo) associados ou não ao N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT), visando reduzir perdas por volatilização de NH<small><sub>3</small></sub> e aumentar a produtividade do milho (<i>Zea mays</i> L.). O autor também avaliou o potencial da aquamônia como alternativa futura e sustentável à ureia, explorando a viabilidade da produção on farm de aquamônia a partir de amônia verde. No Capítulo I, foram avaliadas as propriedades físicas, químicas e físico-químicas dos fertilizantes. A adição de micronutrientes alterou dureza e higroscopicidade da ureia, evidenciando a necessidade de caracterização antes dos testes agronômicos. O Capítulo II abordou a eficácia desses fertilizantes no controle da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>. Observou-se interação físico-química entre micronutrientes e NBPT quando aplicados no revestimento da ureia, o que reduziu a eficácia do NBPT em mitigar perdas por volatilização. Quando os micronutrientes foram incorporados ao grânulo, essa interação não ocorreu, mantendo a eficácia do inibidor. A ureia granulada com B ou Zn foi mais eficiente na redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>, enquanto Mo e Ni não apresentaram efeito. No Capítulo III, avaliou-se a recuperação do N fertilizante por meio da técnica isotópica com <small><sup>15</small></sup>N, o estado nutricional e a produtividade do milho em solo argiloso e arenoso. Verificou-se que Ur + B e Ur-NBPT + B proporcionaram os maiores incrementos de produtividade, atribuídos ao baixo teor de B no solo arenoso, e a maior parte do N absorvido foi derivada do solo (5967%). Por fim, o Capítulo IV foi conduzido na The University of Adelaide - Austrália, onde se explorou a viabilidade da coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico como estratégia para redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub> em solos alcalinos. A coaplicação foi mais eficaz na redução da volatilização quando o ácido fosfórico foi aplicado acima da aquamônia. A coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico reduziu as perdas por NH<small><sub>3</small></sub> em solos alcalinos. A coaplicação foi mais eficaz na redução da volatilização quando o ácido fosfórico foi aplicado acima da aquamônia. A coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico reduziu as perdas por NH<small><sub>3</small></sub> em até 99% em relação à ureia incorporada. Em síntese, o inibidor de urease NBPT é mais eficiente do que a adição de micronutrientes à ureia para redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>. Contudo, a associação com micronutrientes via granulação é uma estratégia eficaz para aumentar a produtividade do milho, sendo uma tecnologia viável para obtenção de fertilizantes nitrogenados de nova geração. Além disso, a coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico pode facilitar a adoção da amônia verde na produção agrícola, à medida que a produção on farm se torne economicamente viável, contribuindo para redução das perdas de N e para o desenvolvimento de sistemas agrícolas de baixo carbono.
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spelling Fertilizantes nitrogenados de nova geração: tecnologias integradas para mitigar perdas por volatilização de amônia e melhorar a performance agronômicaNext-generation nitrogen fertilizers: integrated technologies to mitigate ammonia volatilization losses and improve agronomic performanc<i>Zea mays</i> LNBPTMicronutrientesAquamôniaAmônia verdeUreiaAqueous ammoniaGreen ammoniaMicronutrientsNBPT<i>Zea mays</i> L.UreaA ureia, quando aplicada sobre a superfície do solo é hidrolisada pela urease e perdida por volatilização de amônia (NH<small><sub>3</small></sub>), promovendo problemas agronômicos, econômicos e ambientais. O autor desta tese teve como objetivo desenvolver, caracterizar e avaliar fertilizantes nitrogenados de eficiência aumentada, sintetizado a base de ureia, por meio da adição de micronutrientes: boro (B), zinco (Zn), níquel (Ni) ou molibdênio (Mo) associados ou não ao N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT), visando reduzir perdas por volatilização de NH<small><sub>3</small></sub> e aumentar a produtividade do milho (<i>Zea mays</i> L.). O autor também avaliou o potencial da aquamônia como alternativa futura e sustentável à ureia, explorando a viabilidade da produção on farm de aquamônia a partir de amônia verde. No Capítulo I, foram avaliadas as propriedades físicas, químicas e físico-químicas dos fertilizantes. A adição de micronutrientes alterou dureza e higroscopicidade da ureia, evidenciando a necessidade de caracterização antes dos testes agronômicos. O Capítulo II abordou a eficácia desses fertilizantes no controle da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>. Observou-se interação físico-química entre micronutrientes e NBPT quando aplicados no revestimento da ureia, o que reduziu a eficácia do NBPT em mitigar perdas por volatilização. Quando os micronutrientes foram incorporados ao grânulo, essa interação não ocorreu, mantendo a eficácia do inibidor. A ureia granulada com B ou Zn foi mais eficiente na redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>, enquanto Mo e Ni não apresentaram efeito. No Capítulo III, avaliou-se a recuperação do N fertilizante por meio da técnica isotópica com <small><sup>15</small></sup>N, o estado nutricional e a produtividade do milho em solo argiloso e arenoso. Verificou-se que Ur + B e Ur-NBPT + B proporcionaram os maiores incrementos de produtividade, atribuídos ao baixo teor de B no solo arenoso, e a maior parte do N absorvido foi derivada do solo (5967%). Por fim, o Capítulo IV foi conduzido na The University of Adelaide - Austrália, onde se explorou a viabilidade da coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico como estratégia para redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub> em solos alcalinos. A coaplicação foi mais eficaz na redução da volatilização quando o ácido fosfórico foi aplicado acima da aquamônia. A coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico reduziu as perdas por NH<small><sub>3</small></sub> em solos alcalinos. A coaplicação foi mais eficaz na redução da volatilização quando o ácido fosfórico foi aplicado acima da aquamônia. A coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico reduziu as perdas por NH<small><sub>3</small></sub> em até 99% em relação à ureia incorporada. Em síntese, o inibidor de urease NBPT é mais eficiente do que a adição de micronutrientes à ureia para redução da volatilização de NH<small><sub>3</small></sub>. Contudo, a associação com micronutrientes via granulação é uma estratégia eficaz para aumentar a produtividade do milho, sendo uma tecnologia viável para obtenção de fertilizantes nitrogenados de nova geração. Além disso, a coaplicação de aquamônia com ácido fosfórico pode facilitar a adoção da amônia verde na produção agrícola, à medida que a produção on farm se torne economicamente viável, contribuindo para redução das perdas de N e para o desenvolvimento de sistemas agrícolas de baixo carbono.Urea, when applied to the soil surface, is hydrolyzed by urease and lost as ammonia (NH<small><sub>3</small></sub>) through volatilization, leading to agronomic, economic, and environmental issues. The author of this thesis aimed to develop, characterize, and evaluate enhanced-efficiency nitrogen (N) fertilizers, synthesized based on urea, through the addition of micronutrients such as boron (B), zinc (Zn), nickel (Ni), or molybdenum (Mo), with or without N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT), in order to reduce NH<small><sub>3</small></sub> volatilization losses and increase maize (<i>Zea mays</i> L.) yield. The author also evaluated the potential of aqueous ammonia as a future and sustainable alternative to urea, exploring the feasibility of on-farm aqueous ammonia production from green ammonia. In Chapter I, the physical, chemical, and physicochemical properties of the fertilizers were evaluated. The addition of micronutrients altered ureas hardness and hygroscopicity, highlighting the need for characterization prior to agronomic testing. Chapter II addressed the effectiveness of these fertilizers in controlling NH<small><sub>3</small></sub> volatilization. A physicochemical interaction between micronutrients and NBPT was observed when applied as a coating on urea, which reduced the efficacy of NBPT in mitigating NH<small><sub>3</small></sub> volatilization losses. When the micronutrients were incorporated into the urea during granulation, this interaction did not occur, thus preserving the effectiveness of NBPT in reducing NH<small><sub>3</small></sub> volatilization losses. Urea granulated with B or Zn was more effective in reducing NH<small><sub>3</small></sub> volatilization, while Mo and Ni had no effect. In Chapter III, fertilizer N recovery was assessed using the <small><sup>15</small></sup>N isotopic technique, along with maize nutritional status and yield in clayey and sandy soils. Treatments with Ur + B and Ur-NBPT + B provided the highest yield increases, attributed to the low B content in the sandy soil, and most of the absorbed N was derived from the soil (5967%). Finally, Chapter IV was conducted at the University of Adelaide, where the feasibility of co-applying aqueous ammonia and phosphoric acid as a strategy to reduce NH<small><sub>3</small></sub> volatilization in alkaline soils was explored. The co-application was most effective in reducing NH<small><sub>3</small></sub> volatilization losses when phosphoric acid was applied above the aqueous ammonia. Compared to incorporated urea, NH<small><sub>3</small></sub> losses were reduced by up to 99% when aqueous ammonia was co-applied with phosphoric acid. In summary, the urease inhibitor NBPT is more effective than the addition of micronutrients to urea for reducing NH volatilization. However, combining micronutrients through granulation is an effective strategy to increase maize yield, representing a viable technology for the development of next-generation N fertilizers. Moreover, the co-application of aqueous ammonia with phosphoric acid may facilitate the adoption of green ammonia in agricultural production, as on-farm production becomes economically feasible, contributing to reduced N losses and the development of low-carbon farming systems.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USPUniversidade de São PauloEscola Superior de Agricultura Luiz de QueirozOtto, RafaelCassim, Bruno Maia Abdo Rahmen2025-11-122025-12-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11140/tde-04122025-155608/doi:10.11606/T.11.2025.tde-04122025-155608Liberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2026-05-11T18:47:04Zoai:teses.usp.br:tde-04122025-155608Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-05-11T18:47:04Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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