Gestão de nutrientes - Nutrient management

Azoto fertilizante a ser aplicada para o cultivo de milho ( milho ) em um contornos , não-cultivadas campo em Iowa .

Manejo de nutrientes é a ciência ea prática dirigida a ligação do solo , colheita , tempo , e hidrológicos fatores com cultural, irrigação e do solo e conservação da água práticas para alcançar ótima eficiência de nutrientes uso, o rendimento das culturas , a qualidade das culturas e retornos econômicos , reduzindo off - transporte local de nutrientes ( fertilizantes ) que podem impactar o meio ambiente . Trata-se de combinar um solo de campo específico, clima e condições de manejo de cultivo para taxa, fonte, momento e local (comumente conhecido como o manejo de nutrientes 4R ) de aplicação de nutrientes.

Fatores importantes que precisam ser considerados ao gerenciar nutrientes incluem (a) a aplicação de nutrientes considerando os rendimentos ótimos alcançáveis ​​e, em alguns casos, a qualidade da colheita; (b) o gerenciamento, a aplicação e o tempo de nutrientes usando um orçamento baseado em todas as fontes e sumidouros ativos no local; e (c) o manejo do solo, da água e da colheita para minimizar o transporte externo de nutrientes da lixiviação de nutrientes para fora da zona da raiz, escoamento superficial e volatilização (ou outras trocas gasosas).

Pode haver interações potenciais devido às diferenças nas vias e na dinâmica dos nutrientes. Por exemplo, práticas que reduzem o transporte de um determinado nutriente para fora do local podem aumentar as perdas por lixiviação de outros nutrientes. Essas dinâmicas complexas apresentam aos gestores de nutrientes a difícil tarefa de alcançar o melhor equilíbrio para maximizar o lucro e, ao mesmo tempo, contribuir para a conservação de nossa biosfera .

Plano de manejo de nutrientes

Espalhador de estrume

Um plano de manejo de nutrientes da cultura é uma ferramenta que os agricultores podem usar para aumentar a eficiência de todas as fontes de nutrientes que uma cultura usa, reduzindo a produção e o risco ambiental , aumentando o lucro . Cada vez mais, produtores e agrônomos usam ferramentas digitais como SST ou Agworld para criar seu plano de gerenciamento de nutrientes para que possam capitalizar as informações coletadas ao longo de vários anos. É geralmente aceito que existem dez componentes fundamentais de um Plano de Manejo de Nutrientes de Culturas. Cada componente é fundamental para ajudar a analisar cada campo e melhorar a eficiência dos nutrientes para as safras cultivadas. Esses componentes incluem:

Mapa de campo
O mapa, incluindo pontos de referência gerais (como riachos, residências, cabeças de poço etc.), número de hectares e tipos de solo é a base para o resto do plano.
Teste de solo
Quanto de cada nutriente (NPK e outros elementos críticos como pH e matéria orgânica) está no perfil do solo? O teste do solo é um componente chave necessário para desenvolver a recomendação da taxa de nutrientes.
Seqüência de colheita
A safra que cresceu no campo no ano passado (e em muitos casos dois ou mais anos atrás) fixou nitrogênio para uso nos anos seguintes? O plantio direto de longo prazo aumentou a matéria orgânica? O teste do caule do final da estação mostrou uma deficiência de nutrientes ? Esses fatores também precisam ser considerados no plano.
Rendimento estimado
Os fatores que afetam o rendimento são numerosos e complexos. Os solos de um campo, drenagem , pressão de insetos, ervas daninhas e doenças da cultura , rotação e muitos outros fatores diferenciam um campo do outro. É por isso que usar rendimentos históricos é importante no desenvolvimento de estimativas de rendimentos para o próximo ano. Estimativas de produção precisas podem melhorar a eficiência do uso de nutrientes.
Fontes e formulários
As fontes e formas de nutrientes disponíveis podem variar de fazenda para fazenda e até de campo para campo. Por exemplo, a análise da fertilidade do estrume , as práticas de armazenamento e outros fatores precisarão ser incluídos em um plano de manejo de nutrientes. Os testes / análises de nutrientes do estrume são uma forma de determinar a sua fertilidade. O nitrogênio fixado de uma safra de leguminosas do ano anterior e os efeitos residuais do estrume também afetam as recomendações de dosagem. Muitas outras fontes de nutrientes também devem ser consideradas neste plano.
Áreas sensíveis
O que há de extraordinário no plano de um campo? É irrigado? Perto de um riacho ou lago? Especialmente arenoso em uma área? Declive íngreme ou área baixa? Estrume aplicado em uma área por gerações devido à proximidade do celeiro de leite? Extremamente produtivo - ou improdutivo - em uma parte do campo? Existem amortecedores que protegem riachos, valas de drenagem, nascentes de poços e outros pontos de coleta de água ? A que distância estão os vizinhos? Qual é a direção geral do vento? Este é o lugar para observar essas e outras condições especiais que precisam ser consideradas.
Taxas recomendadas
Este é o lugar onde ciência, tecnologia e arte se encontram. Considerando tudo o que você observou, qual é a taxa ideal de N, P, K, calcário e quaisquer outros nutrientes? Embora a ciência nos diga que uma cultura tem necessidades variáveis ​​de nutrientes durante a estação de crescimento, uma combinação de tecnologia e habilidades de gerenciamento do agricultor garantem a disponibilidade de nutrientes em todos os estágios de crescimento. O plantio direto geralmente requer fertilizante inicial para dar à muda um início saudável.
Tempo recomendado
Quando a temperatura do solo cai abaixo de 50 graus? Será usado um estabilizador N? Qual é a prática de cultivo? O plantio direto de milho e o plantio direto muitas vezes requerem abordagens de tempo diferentes do que a semente plantada em um campo que foi arado uma vez com um cultivador de campo. Um fertilizante inicial será usado para dar à muda um começo saudável? Quantos hectares podem ser cobertos com a mão de obra disponível (customizada ou alugada) e equipamentos? A aplicação de estrume em uma fazenda depende de um cronograma de aplicador personalizado? Que acordos foram feitos com os vizinhos para o uso de esterco em seus campos? Um vizinho está hospedando um evento especial? Todos esses fatores e mais provavelmente farão parte do tempo recomendado.
Métodos recomendados
Superfície ou injetado? Embora a injeção seja claramente preferida, pode haver situações em que a injeção não é viável (por exemplo, pasto, pastagem). Declive, padrões de precipitação, tipo de solo, rotação de culturas e muitos outros fatores determinam qual método é melhor para otimizar a eficiência de nutrientes (disponibilidade e perda) nas fazendas. A combinação certa em um campo pode ser diferente em outro campo, mesmo com a mesma cultura.
Revisão e atualização anual
Mesmo os melhores gerentes são forçados a se desviar de seus planos. Qual taxa foi realmente aplicada? Onde? Usando qual método? Um inverno excepcionalmente ameno ou uma primavera úmida reduziu o nitrato do solo? Um verão seco , uma doença ou algum outro fator incomum aumentou a transferência de nutrientes? Esses e outros fatores devem ser observados à medida que ocorrem.

Quando tal plano é elaborado para operações de alimentação animal (AFO), pode ser denominado um "plano de manejo de esterco". Nos Estados Unidos, algumas agências reguladoras recomendam ou exigem que as fazendas implementem esses planos para evitar a poluição da água . O Serviço de Conservação de Recursos Naturais dos EUA (NRCS) publicou documentos de orientação sobre a preparação de um plano de gerenciamento de nutrientes abrangente (CNMP) para AFOs.

O Instituto Internacional de Nutrição de Plantas publicou um manual de nutrição de plantas 4R para melhorar o gerenciamento da nutrição de plantas. O manual descreve os princípios científicos por trás de cada um dos quatro Rs ou "direitos" (fonte certa de nutriente, taxa de aplicação certa, hora certa, lugar certo) e discute a adoção de práticas 4R na fazenda, abordagens para planejamento de gestão de nutrientes e medição do desempenho da sustentabilidade.

Gerenciamento de nitrogênio

Dos 16 nutrientes essenciais para as plantas, o nitrogênio é geralmente o mais difícil de administrar em sistemas de cultivo. Isso ocorre porque a quantidade de nitrogênio disponível para as plantas pode mudar rapidamente em resposta às mudanças no estado da água do solo. O nitrogênio pode ser perdido do sistema planta-solo por um ou mais dos seguintes processos: lixiviação ; escoamento superficial ; erosão do solo ; volatilização de amônia ; e desnitrificação .

Práticas de gerenciamento de nitrogênio que melhoram a eficiência do nitrogênio

O manejo do nitrogênio visa maximizar a eficiência com que as culturas usam o N aplicado. As melhorias na eficiência do uso do nitrogênio estão associadas a diminuições na perda de N do solo. Embora as perdas não possam ser evitadas completamente, melhorias significativas podem ser realizadas aplicando uma ou mais das seguintes práticas de manejo no sistema de cultivo.

Redução das emissões de gases de efeito estufa

  • O Climate Smart Agriculture inclui o uso dos princípios de Nutrient Stewardship da 4R para reduzir as emissões de óxido nitroso (N2O) da aplicação de fertilizante de nitrogênio. O fertilizante de nitrogênio é um importante impulsionador das emissões de óxido nitroso, mas também é o principal impulsionador do rendimento em sistemas modernos de alta produção. Por meio da seleção cuidadosa da fonte de fertilizante de nitrogênio, taxa, tempo e práticas de colocação, as emissões de óxido nitroso por unidade de safra produzida podem ser substancialmente reduzidas, em alguns casos até a metade. As práticas que reduzem as emissões de óxido nitroso também tendem a aumentar a eficiência do uso do nitrogênio e o retorno econômico em dólares de fertilizantes.

Redução da perda de N na água de escoamento e solo erodido

Redução da volatilização de N como gás amônia

  • A incorporação e / ou injeção de ureia e fertilizantes contendo amônia diminui a volatilização da amônia porque um bom contato com o solo amortece o pH e retarda a geração de gás amônia a partir de íons amônio .
  • Os inibidores da urease bloqueiam temporariamente a função da enzima urease, mantendo os fertilizantes à base de ureia na forma de uréia não volátil, reduzindo as perdas por volatilização quando esses fertilizantes são aplicados na superfície; essas perdas podem ser significativas em sistemas de lavoura de conservação com alto teor de resíduos.

Prevenção do acúmulo de altas concentrações de nitrato no solo

O nitrato é a forma de nitrogênio mais suscetível à perda do solo, por desnitrificação e lixiviação . A quantidade de N perdido por meio desses processos pode ser limitada pela restrição das concentrações de nitrato no solo, especialmente em épocas de alto risco. Isso pode ser feito de várias maneiras, embora nem sempre sejam econômicas.

Taxas de nitrogênio

As taxas de aplicação de N devem ser altas o suficiente para maximizar os lucros a longo prazo e minimizar o nitrato residual (não utilizado) no solo após a colheita.

  • O uso de pesquisas locais para determinar as taxas de aplicação de nitrogênio recomendadas deve resultar em taxas de N apropriadas.
  • As taxas de aplicação de N recomendadas freqüentemente dependem de uma avaliação das expectativas de produção - estas devem ser realistas e, de preferência, baseadas em registros de produção precisos.
  • As taxas de N de fertilizante devem ser corrigidas para o N que provavelmente será mineralizado a partir da matéria orgânica do solo e resíduos da colheita (especialmente resíduos de leguminosas).
  • As doses de N de fertilizante devem permitir a aplicação de N no esterco, na água de irrigação e na deposição atmosférica.
  • Sempre que possível, testes de solo apropriados podem ser usados ​​para determinar o N. do solo residual
Teste de solo para N
  • Os testes de solo pré-plantados fornecem informações sobre a energia de suprimento de N do solo.
  • Testes de N no final da primavera ou pré-revestimento lateral podem determinar se e quanto N adicional é necessário.
  • Novos procedimentos de teste e amostragem de solo, como testes de aminoácidos, mapeamento de grade e sensores em tempo real podem refinar os requisitos de N.
  • Os testes de solo pós-colheita determinam se o manejo de N na safra anterior foi apropriado.
Teste de colheita para N
  • Os testes de tecido vegetal podem identificar deficiências de nitrogênio.
  • A detecção de variações no conteúdo de clorofila da planta facilita as aplicações de taxa variável de N na estação.
  • Os testes de nitrato de caule de milho pós-camada preta ajudam a determinar se as taxas de N foram baixas, ótimas ou excessivas na safra anterior, de modo que mudanças de manejo podem ser feitas nas safras seguintes.
Agricultura de precisão
  • Aplicadores de taxa variável, combinados com amostragem intensiva de solo ou colheita, permitem taxas de aplicação mais precisas e responsivas.
Tempo de N aplicações
  • Aplique N perto do momento em que as culturas podem utilizá-lo.
  • Faça aplicações laterais de N perto do momento de absorção mais rápida de N.
  • As aplicações divididas, envolvendo mais de uma aplicação, permitem o uso eficiente do N aplicado e reduzem o risco de perda de N para o meio ambiente.
Formas N, incluindo fertilizantes e inibidores de liberação lenta ou controlada
  • Fertilizantes de liberação lenta ou controlada atrasam a disponibilidade de nitrogênio para a planta até um momento que seja mais apropriado para a absorção pela planta - o risco de perda de N através da desnitrificação e lixiviação é reduzido pela limitação das concentrações de nitrato no solo.
  • Os inibidores de nitrificação mantêm o N aplicado na forma de amônio por um período mais longo, reduzindo assim as perdas por lixiviação e desnitrificação.
Captura N
  • Variedades de culturas específicas são capazes de extrair N do solo com mais eficiência e melhorar a eficiência do uso de N. Melhoramento de safras para absorção eficiente de N está em andamento.
  • A rotação com culturas de raízes profundas ajuda a capturar nitratos mais profundamente no perfil do solo.
  • As culturas de cobertura capturam o nitrogênio residual após a colheita e reciclam-no como biomassa vegetal.
  • Eliminação de restrições ao desenvolvimento da raiz do subsolo ; a compactação do subsolo e a acidez do subsolo evitam a penetração das raízes em muitos subsolos em todo o mundo, promovendo o acúmulo de concentrações de nitrato no subsolo, que são suscetíveis à desnitrificação e lixiviação quando as condições são adequadas.
  • Boas práticas agronômicas, incluindo populações de plantas e espaçamentos apropriados e bom manejo de ervas daninhas e pragas, permitem que as lavouras produzam grandes sistemas de raízes para otimizar a captura de N e o rendimento da colheita.

Gerência de água

Lavoura de conservação
  • A lavoura de conservação otimiza as condições de umidade do solo que melhoram a eficiência do uso da água; em condições de estresse hídrico, isso melhora o rendimento da cultura por unidade de N aplicada.
Método de aplicação de fertilizante N e colocação
  • Em plantações com sulcos, colocar fertilizantes N em uma faixa nos sulcos torna o N menos suscetível à lixiviação.
  • Os aplicadores de fertilizantes em linha, como os injetores, que formam uma camada de solo compactada e crista superficial, podem reduzir as perdas de N desviando o fluxo de água.
Uma boa gestão da irrigação pode melhorar drasticamente a eficiência do uso de N
  • A irrigação programada com base nas estimativas de umidade do solo e nas necessidades diárias da cultura irá melhorar a eficiência do uso de água e nitrogênio.
  • Os sistemas de irrigação por aspersão aplicam a água de maneira mais uniforme e em quantidades menores do que os sistemas de irrigação por sulcos ou bacias.
  • A eficiência da irrigação do sulco pode ser melhorada ajustando o tempo definido, o tamanho do riacho, o comprimento do sulco, regando a cada duas linhas ou o uso de válvulas de compensação.
  • A irrigação e fertilização em fileiras alternativas minimizam o contato da água com os nutrientes.
  • A aplicação de fertilizante N através de sistemas de irrigação ( fertirrigação ) facilita o suprimento de N quando a demanda da cultura é maior.
  • O tratamento com poliacrilamida (PAM) durante a irrigação do sulco reduz as perdas de sedimentos e nitrogênio.
Sistemas de Drenagem
  • Alguns sistemas de subirrigação reciclam o nitrato lixiviado do perfil do solo e reduzem a perda de nitrato na água de drenagem.
  • A drenagem excessiva pode levar a um rápido fluxo de água e lixiviação de N , mas a drenagem restrita ou insuficiente favorece as condições anaeróbias e desnitrificação .

Uso de modelos de simulação

Mudanças de curto prazo no status de N disponível para a planta tornam as previsões sazonais precisas da necessidade de N da cultura difíceis na maioria das situações. No entanto, modelos (como NLEAP e Adapt-N ) que usam dados de solo, clima, safra e gerenciamento de campo podem ser atualizados com as mudanças do dia a dia e, assim, melhorar as previsões do destino do N. decisões de gerenciamento adaptativas que podem melhorar a eficiência do uso de N e minimizar as perdas de N e o impacto ambiental, maximizando a lucratividade.

Medidas adicionais para minimizar o impacto ambiental

Tampões de conservação

  • Os tampões prendem sedimentos contendo amônia e N orgânico.
  • O nitrato no fluxo subterrâneo é reduzido por meio da desnitrificação aprimorada por fontes de energia de carbono contidas no solo associadas à vegetação tampão.
  • A vegetação tampão absorve nitrogênio, outros nutrientes e reduz a perda de água.

Pântanos Construídos

  • Pântanos construídos localizados estrategicamente na paisagem para processar o efluente de drenagem reduzem as cargas de sedimentos e nitratos para as águas superficiais.

Veja também

Referências

links externos