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2005 International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2005
Santos, SP, Brazil, August 28 to September 2, 2005
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE ENERGIA NUCLEAR - ABEN
ISBN: 85-99141-01-5
RECUPERAÇÃO DO 15N DO SULFATO DE AMÔNIO
POR PLANTAS DE CAFÉ
Tatiele Anete Bergamo Fenilli1, Klaus Reichardt1, Paulo César Ocheuze Trivelin2,
Osny Oliveira Santos Bacchi1, e Durval Dourado Neto3
1
2
3
Laboratório de Física do Solo - CENA
Universidade de São Paulo
Av. Centenário, 303
Caixa Postal 96
13400-970 Piracicaba, SP
[email protected]
Laboratório de Isótopos Estáveis - CENA
Departamento de Produção Vegetal – ESALQ
Universidade de São Paulo
Av. Pádua Dias, 11
13419-900 Piracicaba, SP
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi quantificar a recuperação de 15N do sulfato de amônio por plantas de café.
Os tratamentos constituíram de 5 sub-parcelas (repetições) com 9 plantas, as três centrais recebendo 280 kg ha-1
de 15N, aplicados em 4 épocas: ¼ em 01/09/03, ¼ em 03/11/03, ¼ em 15/12/03 e ¼ em 30/01/04. O sulfato de
amônio estava enriquecido com concentração isotópica igual a 2,072 ± 0,001% de átomos de 15N. A matéria
seca (MS) da parte aérea foi determinada à cada 60 dias, sacrificando uma planta de cada parcela, fora das subparcelas de 9 plantas. As plantas amostradas sempre foram o mais semelhante possível daquelas centrais
isotopicamente marcadas, das sub-parcelas. Estas foram separadas em diferentes partes e secas em estufa à 65ºC
até peso constante. Nas plantas marcadas isotopicamente foram amostradas todas as partes da planta e nestas
foram determinadas as concentrações de 15N e N-total por espectrometria de massa. Na colheita, a recuperação
do N pelas plantas do sulfato de amônio foi de 42,88%. As folhas acumularam maior quantidade de N absorvido
do adubo e também foram os compartimentos que mais receberam N dos demais órgãos da planta. Na colheita
observou-se a seguinte distribuição do N do adubo: 23,01% em folhas de ramos vegetativos, 6,23% em folhas
de ramos produtivos, 4,46% em caule, 3,46% em frutos, 3,10% em ramos vegetativos e 2,63% em ramos
produtivos.
1. INTRODUÇÃO
A cultura de café se destaca entre as mais importantes do Brasil, apresentando mais de
2,9 milhões de hectares com uma produção de 33,6 milhões de sacas anuais e geração de
divisas equivalentes a aproximadamente 681 milhões de dólares anuais [1]. O nitrogênio é o
nutriente mais exigido pela cultura do café e o segundo mais exportado pelos grãos [2]. As
doses de nitrogênio baseiam-se no rendimento esperado da cultura e do teor foliar do
nutriente para cafeeiros em produção, sendo recomendado aplicações parceladas de até 450
kg ha-1 por ano agrícola, fornecidos no período chuvoso [3]. Quando o fertilizante
nitrogenado é aplicado na cultura, parte do elemento é recuperado pelo sistema radicular e
parte aérea, parte permanece no solo, enquanto uma outra porção pode ficar imobilizada no
“litter” (serrapilheira) ou pode se perder do sistema solo-planta. Resultados obtidos sob os
mais diversos sistemas agrícolas mostraram que raramente uma cultura aproveita mais de
60% do nitrogênio aplicado como fertilizante. O restante pode permanecer no solo,
disponível para as culturas subseqüentes ou perder-se por diversos mecanismos tais como a
volatilização, desnitrificação, lixiviação para fora da zona radicular e carregado pela erosão e
pelo deflúvio superficial. Estudos sobre ciclagem do nitrogênio em sistemas agrícolas são de
grande importância para melhorar a eficiência da adubação nitrogenada e minimizar as perdas
de N. O uso de fertilizante enriquecido em 15N permite estudar a ciclagem do N na planta.
Vários trabalhos tem sido realizados com citros utilizando 15N, para entender a demanda do N
em diferentes estágios fenológicos e a distribuição do mesmo dentro da planta [4, 5, 6, 7, 8,
9]. Na cultura de café poucos trabalhos foram realizados utilizando 15N. Em mudas de café,
estudaram o balanço do nitrogênio, utilizando nitrato de amônia, uréia e nitrato de potássio
marcados [10]. O presente trabalho visa preencher uma lacuna de informações sobre a
dinâmica do nitrogênio no sistema solo-café.
2. METODOLOGIA
Para quantificar o nitrogênio na planta proveniente do fertilizante aplicado e sua
distribuição dentro da planta foi realizado um experimento com 5 sub-parcelas (repetições) de
9 plantas, com a dose de 280 kg ha-1 de N, na forma de sulfato de amônio, aplicada em 4
épocas: ¼ em 01/09/03 (zero dias após o início - DAI 0), ¼ em 03/11/03, 63 dias após a
primeira aplicação (DAI 63), ¼ em 15/12/03, 45 dias após a segunda aplicação (DAI 105) e
¼ em 30/01/04, 45 dias após a terceira aplicação (DAI 151). O sulfato de amônio estava
enriquecido no 15N com concentração isotópica igual a 2,072 ± 0,001% de átomos de 15N.
Devido ao alto custo do fertilizante marcado, das 9 plantas de cada parcela, somente as três
centrais receberam 15N, sendo que na planta central foi feito o acompanhamento da absorção
do 15N durante os diferentes estágios de desenvolvimento da cultura. A matéria seca (MS) da
parte aérea (PA) foi determinada aproximadamente à cada 60 dias sacrificando uma planta de
cada tratamento, fora das sub-parcelas de 9 plantas. A planta amostrada sempre foi o mais
semelhante possível da planta central isotopicamente marcada, das sub-parcelas. As plantas
foram dessecadas em laboratório para avaliação da MS, após secagem em estufa à 65ºC até
peso constante, fazendo distinção entre as diferentes partes, denominadas de compartimentos:
compartimento 1 - caule (C); compartimento 2 - ramos produtivos (RP); compartimento 3 folhas de ramos produtivos (FRP); compartimento 4 - ramos vegetativos (RV);
compartimento 5 - folhas de ramos vegetativos (FRV); compartimento 6 - frutos (FR); e
compartimento 7 - total da parte aérea (PA).
Para análises isotópicas e de N total na parte aérea, foram amostradas partes das
plantas centrais marcadas, dentro das sub-parcelas de 9 plantas. As amostragens foram feitas
obedecendo os compartimentos acima descritos para parte aérea com os cuidados necessários
para obter valores representativos, sem prejudicar o desenvolvimento das plantas. Estas
amostras foram pesadas e secas em estufa a 65o C até peso constante. A seguir, sub-amostras
homogeneizadas de 5 µg foram utilizadas para realizar a análise química do material, isto é, a
concentração percentual de N e abundância isotópica de 15N por espectrometria de massa.
A recuperação do N do fertilizante pela planta (Ri, %) foi determinado pela expressão:
 QNddf 
i 
× 100
Ri = 
 QN 
f


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(1)
sendo:
 AN − AN 
c 
QNddf i =  i
×
 AN − AN 
c 
 f
NAi
(2)
onde: ANi a abundância de 15N (% de átomos) do compartimento i; ANf a abundância de 15N
do fertilizante; ANc a abundância natural de 15N do compartimento i, esta última medida em
amostras não marcadas isotopicamente, denominadas como controle; NAi a quantidade de N
acumulada do compartimento i (g planta-1) e QNf a quantidade de N-sulfato de amônio
aplicada (g planta-1).
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Valores médios de matéria seca dos diferentes compartimentos da parte aérea das
plantas de café, são apresentados na Tabela 1 para diferentes épocas de amostragem (0, 63,
126 e 182 DAI) até a colheita de 2004 (243 DAI).
Tabela 1. Matéria Seca das diferentes partes da parte aérea da planta nos períodos 0, 63, 126,
182 e 243 DAI. (Médias de 5 plantas)
MSi (g planta-1)
Compartimento
0
63
126
182
243
1
C
320,3a
304,92a
371,1a
413,74a
578b
2
RP
40,18a
64,48a
109,16b
180,12c
198,7c
3
FRP
14,32a
63,12b
153,02c
306,64d
222d
4
RV
32,50a
55,85a
64,8a
98,45b
193c
5
FRV
55,79a
201,94b
369,28c
509,03c
849,43d
6
FR
0a
3,06b
39,29c
153,2d
182,4cd
7
PA
462,48
693,37
1106,65
1661,18
2223,53
C-Caule; RP-Ramos Produtivos; FRP-Folhas de ramos produtivos; RV-Ramos vegetativos; FRV-Folhas de
ramos vegetativos; FR-Frutos; PA-Total da parte aérea.
*Médias seguidas de mesma letra na linha não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de
confiabilidade.
No primeiro ano de experimento até o momento da colheita observou-se aumentos na
matéria seca de todas as partes aéreas da planta, exceção feita à uma diminuição (não
significativa) devida à variabilidade de amostragem, da MS de caule (C) aos 63 DAI e à uma
diminuição (também não significativa) das folhas de ramos produtivos, que são folhas
deiscentes e que contribuem para formação de uma serrapilheira “mulch” que cobre a
superfície do solo na linha de plantas e protege a cultura de perdas de água, além de reciclar
seus nutrientes. Em nosso caso, é de importância o nitrogênio destas folhas, que representa
uma adubação orgânica para o próximo ciclo produtivo. Houve também um crescimento
constante de MS de ramos vegetativos (RV) e ramos produtivos (RP). O maior aumento de
MS se deu em folhas, principalmente folhas de ramos vegetativos (FRV), que vão definir a
produção de café do ano seguinte.
Na tabela 2 são apresentados os dados de nitrogênio acumulado (NAi) nos diferentes
compartimentos da parte aérea da planta nos mesmos DAI. Ela mostra a quantidade de N
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total nas diferentes partes da planta, e pode-se observar que durante todo o período analisado,
as partes que mais acumularam N foram as folhas: folhas de ramos vegetativos (FRV), folhas
de ramos produtivos (FRP), além do caule (C), sendo folhas de ramos vegetativos
responsáveis pela próxima produção de frutos. Através das porcentagens relativas do
conteúdo de N (NAi) em cada compartimento, nota-se que houve uma redistribuição do N na
planta, o caule diminuindo praticamente a metade do conteúdo relativo e as folhas de ramos
vegetativos dobrando o conteúdo de N. Os frutos também se enriqueceram expressivamente.
Tabela 2. Nitrogênio acumulado (NAi)nas diferentes partes da planta nos momentos 0, 63,
126, 182 e 243 DAI. (Média de 5 plantas)
NAi (g planta-1)
Compartimento
0
63
126
182
243
1
C
2,82a
4,43b
5,60bc
6,34c
8,61d
2
RP
0,44a
1,10b
2,09c
3,67d
3,51d
3
FRP
0,28a
2,21b
4,76c
12,31d
7,18e
4
RV
0,46a
1,39b
1,63b
2,32b
3,99c
5
FRV
1,29a
8,60b
14,97c
20,15cd
30,05d
6
FR
0a
0,14b
1,15c
4,87c
5,0c
7
PA
5,29
17,87
30,2
49,66
58,34
C-Caule; RP-Ramos Produtivos; FRP-Folhas de ramos produtivos; RV-Ramos vegetativos; FRV-Folhas de
ramos vegetativos; FR-Frutos; PA-Total da parte aérea.
*Médias seguidas de mesma letra na linha não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de
confiabilidade.
Em relação à quantidade de N do fertilizante (QNdffi) recuperado pela planta (Tabela
3), vê-se que aos 63 DAI a parte aérea absorveu 4,06 g das 9,19 aplicadas aos 0 DAI (1ª
adubação), o que corresponde a 44,1%. É importante lembrar que aos 63 DAI a coleta de
material para medida de N total e 15N se deu antes da 2ª adubação. Aos 126 DAI a cultura já
havia recebido três adubações, isto é, 27,57 g planta-1 e absorvido 13,00 g planta-1, ou 47,2%.
Aos 182 DAI, data em que QNddf7 passou por um máximo, as quatro aplicações de
fertilizante já haviam sido aplicadas e a parte aérea absorveu 26,2 g planta-1, isto é, 71,29% o
que é uma quantidade expressiva. Nota-se, porém, que na colheita (243 DAI) o QNddf7 se
reduziu para 15,77 g planta-1 ou 42,88%. Esta redução pode ser explicada por três razões:
1. Houve translocação de N para fora da parte aérea, para o compartimento 13, raízes (R), que
não foi avaliado nestas datas intermediárias; 2. Perdas de partes do compartimento, como
queda de folhas e de frutos; 3. Perdas de N pela parte aérea na forma de NH3 como sugerido
por [11].
Dos 182 aos 243 DAI, todos os compartimentos perderam N e as perdas relativas de
QNddfi foram: C= 39%; RP = 49%; FRP = 67%; RV = 11%; FRV = 23% e FR = 49%.
Descontando as perdas por folhas e frutos, o restante seria translocação para o sistema
radicular, que também cresceu e se prepara para o novo ciclo produtivo. Como a maioria dos
compartimentos ganhou em N total (NAi, tabela 2) estas perdas de QNddfi sugerem que “o
nitrogênio mais novo”, aquele do fertilizante aplicado no ano, é mais móvel do que aquele
que já faz parte da constituição da planta.
Na colheita, a recuperação do N pelas plantas do sulfato de amônio foi de 42,88%. Em
experimentos com citrus foram observadas recuperações de 15N do fertilizante de 31 à 50%,
respectivamente [12, 6]. As folhas acumularam maior quantidade de N absorvido do adubo e
também foram os compartimentos que mais receberam N dos demais órgãos da planta. Na
colheita observou-se a seguinte distribuição do N do adubo: 23,01% em FRV, 6,23% em
FRP, 4,46% em C, 3,46% em frutos, 3,10% em RV e 2,63% em RP.
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Tabela 3. Quantidade de N do fertilizante nas diferentes partes da planta nos períodos 0, 63,
126, 182 e 243 DAI. (Média de 5 plantas)
QNddfi (g planta-1)
Compartimento
63
126
182
243
1
C
0,49a
1,67b
2,68c
1,64d
2
RP
0,15a
0,64b
1,90c
0,97d
3
FRP
0,51a
2,05b
6,88c
2,29d
4
RV
0,33a
0,71b
1,28c
1,14bc
5
FRV
2,55a
7,41b
10,96c
8,46bc
6
FR
0,03a
0,52b
2,50b
1,27b
7
PA
4,06
13,00
26,20
15,77
C-Caule; RP-Ramos Produtivos; FRP-Folhas de ramos produtivos; RV-Ramos vegetativos; FRV-Folhas de
ramos vegetativos; FR-Frutos; PA-Total da parte aérea.
*Médias seguidas de mesma letra na linha não diferem significativamente pelo teste Tukey a 5% de
confiabilidade.
4. CONCLUSÃO
O fracionamento da dose de adubo nitrogenado em 4 partes, iniciando na 1ª floração
do cafeeiro, seguido de ¼ após 60, ¼ após 45 e ¼ após 45 dias, mostrou uma alta absorção,
no caso 71,29% na parte aérea. Parte do N do fertilizante absorvido, cerca de 28,41% foi
redistribuído para a raiz, ou voltou ao sistema, na forma de folhas secas e frutos caídos, que
poderá ser aproveitado pela cultura nos anos subseqüentes, em função da taxa de
mineralização. A técnica isotópica permitiu o estudo do destino do N do fertilizante para as
diversas partes da planta, para uma cultura perene como o café, para a qual os dados aqui
apresentados são inéditos.
AGRADECIMENTOS
À Fapesp e CNPq, pelos recursos financeiros.
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