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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2022.tde-16052022-095757
Documento
Autor
Nome completo
Lílian Angélica Moreira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2022
Orientador
Banca examinadora
Otto, Rafael (Presidente)
Mellis, Estevão Vicari
Cantarutti, Reinaldo Bertola
Título em inglês
Development, characterization and efficiency of nitrogen fertilizer associated with molybdenum nanoparticles
Palavras-chave em inglês
Saccharum spp
Zea mays
Molybdate
Nitrate
Resumo em inglês
Nitrogen (N) use efficiency is directly associated with sustainable agriculture. The use of renewable energy sources and increase in productivity have increased the amountof fertilizers used and strategies to improve their use are required. Among the strategies to increase the efficiency of N fertilizers are the use of urease inhibitors, nitrification inhibitors, addition of micronutrients, polymers, among others. Therefore, the molybdenum (Mo) addition is a promising alternative due to its potential to influence N metabolism in plants and its utilization, and Mo can be supplied as soluble sources (ammonium molybdate) or as nanoparticles (Mo trioxide). Studies were conducted to evaluate the interaction between Mo sources, urea and N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) on physical-chemical characteristics, ammonia (NH3) volatilization, recovery of 15N by sugarcane and metabolism and N uptake by corn in nutrient solution. Mo sources were granulated with urea, whereas NBPT was treated as a cover. After fertilizers characterization it was found that Mo reacts with NBPT, eliminating its effect as a urease inhibitor. The N- NH3 losses of urea + NBPT were close to 44% of the N applied, while only urea + NBPT reached 33%. Then, the fertilizer with best physical-chemical characteristics were selected among the mixtures of urea and Mo, using the average rate 600 g of Mo per 100 kg-1 of N, as the appropriate one to proceed with the evaluations that consisted of applying the fertilizer to sugarcane seedlings. At this point, the recovery of 15N-urea by sugarcane was evaluated and it was observed that there was no change as a function of the source and addition of Mo, with an overal recovey of 80% by the plant. The biomass production and N content were also not influenced, presenting the average of 408 g pot-1 and 3.8 g pot-1. In order to evaluate the metabolic changes and the uptake preference of N forms as a function of Mo addition, an experiment was conducted with corn under controlled conditions. The treatments consisted of the omission of Mo and N and the supply of these nutrients 28 days after transplanting the seedlings into a nutrient solution. It was verified that the Mo added to the nutrient solution after 28 days resulted in similar productivity as the treatments with N and Mo, approximately 215 g pot-1. In this condition it was also observed that in the absence of Mo and supply of N the plants absorbed a greater amount of ammonium, proving that Mo favors nitrate absorption. The finding is that the addition of Mo to urea is a feasible strategy of uniform distribution of the nutrient in crops, but with no potential in affecting the metabolsim of the recovery of N by the plant.
Título em português
Desenvolvimento, caracterização e eficiência de fertilizante nitrogenado associado a nanopartícula de molibdênio
Palavras-chave em português
Saccharum spp
Zea mays
Molibdato
Nitrato
Resumo em português
A eficiência do uso do nitrogênio (N) está associada diretamente a agricultura sustentável. O uso de fontes renováveis de energia e o aumento de produtividade demandam cada vez mais a utilização de fertilizantes e estratégias para melhorar o uso dos fertilizantes. Dentre as estratégias para aumentar a eficiência dos fertilizantes nitrogenados temos o uso de inibidores de urease, inibidores de nitrificação, adição de micronutrientes, polímeros, dentre outros. Neste sentido a adição de molibdênio (Mo) é uma alternativa promissora devido seu potencial de influenciar o metabolismo e oaproveitamento do N pelas plantas, podendo ser aplicado na forma de fontes solúveis (molibdato de amônio) ou nanopartículas (trióxido de Mo). Foram conduzidos alguns estudos para avaliar a interação entre fontes de Mo, ureia e N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) nas características físico-quimicas, volatilização de amônia (NH3), recuperação do 15N pela cana-de-açúcar e metabolismo e absorção de N pelo milho cultivado em solução nutritiva. As fontes de Mo foram granuladas com a urea, enquanto o NBPT foi aplicado como recobrimento. Após a caracterização dos fertilizantes verificou-se que o Mo reage com o NBPT, eliminando seu efeito como inibidor de urease. As perdas dessa mistura foram próximas a 44% do N aplicado, enquanto apenas adição de NBPT à ureia resultou em perda de 33% de N- NH3. Em seguida foi selecionado dentre as misturas de ureia e Mo as que apresentaram as melhores características físico-químicas, utilizando-se a dose média de 600 g de Mo por 100 kg-1 de N, como a adequada para prosseguir com as avaliações do fertilizante em mudas de cana-de-açúcar. Neste momento foi avaliado a recuperação do 15Nureia e observou-se que não houve alteração em função da fonte e adição de Mo, com média de 80% na planta. A produção de biomassa e o conteúdo de N também não foram influenciados, sendo respectivamente 408 g vaso-1 e 3,8 g vaso-1. Com o objetivo de avaliar as mudanças metabólicas e a preferência de absorção das formas de N em função da adição de Mo foi conduzido experimento em condições controladas com a cultura do milho. Os tratamentos consistiram da omissão de Mo e N e do suprimento destes nutrientes 28 dias após o transplante das mudas para solução nutritiva. Verificou-se que o Mo adicionado na solução nutritiva resultou na mesma produtividade do tratamento com N e com Mo, aproximadamente 215 g vaso-1. Nesta condição observou-se também que na ausência de Mo e suprimento de N as plantas absorveram maior quantidade de amônio, comprovando que o Mo favorece absorção de nitrato. Portanto, a adição de Mo à ureia é viável como estratégia de distribuição uniforme do nutriente nas lavouras, porém sem afetar o metabolismo ou a recuperação do N pela planta.
 
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Data de Publicação
2022-05-17
 
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