Eficiência de substâncias húmicas na estabilização de nitrogênio amoniacal em uréia

RESUMO

A volatilização de amônia reduz a eficiência de fertilizantes nitrogenados à base de uréia. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência de um aditivo à base de substâncias húmicas (FULLMAX) na estabilização do nitrogênio amoniacal (N-NH₃) em uréia. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente determinado a fonte de Ureia com dois tratamentos (uréia controle e uréia + 20 % de aditivo) e três repetições. A determinação de N-NH₃ foi realizada por método colorimétrico de Nesslerização, com leitura em espectrofotômetro UV-Vis a 425 nm. Os dados foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey (p ≤ 0,05). O tratamento com substâncias húmicas apresentou maior retenção de N-NH₃ (20,0 %) em comparação ao controle (16,2 %), com diferença significativa (p < 0,001). Os resultados indicam potencial do aditivo como estabilizador natural de nitrogênio em fertilizantes à base de uréia.

Palavras-chave: eficiência do nitrogênio; volatilização de amônia; fertilizantes nitrogenados; complexação húmica.

ABSTRACT

Ammonia volatilization reduces the efficiency of urea-based nitrogen fertilizers. This study evaluated the effectiveness of a humic-substance-based additive (FULLMAX) in stabilizing ammoniacal nitrogen (N-NH₃) in urea. The experiment followed a completely randomized design with two treatments (urea control and urea + 20 % additive) and three replicates. Ammoniacal nitrogen was determined using the Nessler colorimetric method, with UV-Vis spectrophotometric reading at 425 nm. Data were subjected to analysis of variance and Tukey’s test (p ≤ 0.05). The humic treatment showed higher N-NH₃ retention (20.0 %) compared to the control (16.2 %), with significant difference (p < 0.001). The results suggest that the additive has potential as a natural nitrogen stabilizer in urea fertilizers.

Keywords: nitrogen efficiency; ammonia volatilization; nitrogen fertilizers; humic complexation.

1 INTRODUÇÃO

A uréia é a principal fonte de nitrogênio utilizada na agricultura devido ao seu elevado teor de N e baixo custo relativo. Entretanto, perdas por volatilização de amônia podem reduzir significativamente sua eficiência agronômica, especialmente em condições de aplicação superficial.

Substâncias húmicas apresentam elevada capacidade de troca catiônica e grupos funcionais capazes de interagir com íons amônio, podendo atuar na estabilização do nitrogênio no sistema solo-fertilizante (Stevenson, 1994). Estudos indicam que compostos húmicos podem reduzir perdas de N por volatilização, aumentando a eficiência do fertilizante (Chen et al., 2019).

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de um aditivo à base de substâncias húmicas na retenção de N-NH₃ em uréia, utilizando metodologia analítica validada e análise estatística inferencial.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

Delineamento experimental

O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com dois tratamentos:

• T1 – Uréia + água (controle)
• T2 – Uréia + 20 % de substâncias húmicas

Foram realizadas três repetições independentes por tratamento.

2.1Preparação das amostras

Foram misturados 500 g de uréia sólida (44 % de N), 200 g do aditivo húmico (20 %) e 300 g de água destilada, ajustando-se o volume final para 1.100 mL. As amostras permaneceram em repouso por 24 h a 25 ± 2 °C.

2.2 Determinação de N-NH₃

A quantificação do nitrogênio amoniacal foi realizada pelo método de Nesslerização, conforme APHA (2017).

O princípio do método baseia-se na reação do íon amônio (NH₄⁺) com o reagente de Nessler (K₂HgI₄ em meio alcalino), formando complexo de coloração amarelo-acastanhada proporcional à concentração de amônia.

Foram utilizadas alíquotas de 10 mL, adicionando-se 1 mL do reagente de Nessler. Após 10 min de reação, procedeu-se à leitura da absorbância em espectrofotômetro UV-Vis a 425 nm. A curva de calibração foi construída na faixa de 0–50 mg L⁻¹ de N-NH₃, com coeficiente de determinação (R²) superior a 0,99.

O teor percentual de N-NH₃ foi calculado conforme:

N-NH₃ (%) = C × V × 0,001×14,01×100

m

em que C é a concentração (mg L⁻¹), V o volume total (mL), m a massa de uréia (g) e 14,01 a massa molar do N.

2.3 Análise estatística

Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA). Quando significativo, aplicou-se o teste de Tukey a 5 % de probabilidade. Foram calculados média, desvio padrão e coeficiente de variação (CV).

2.4 Dados Experimentais

2.5 Gráfico descritivo

2.6 Análise de Variância

Significativo a p < 0,001

3.0 RESULTADOS E DISCUSSÃO

O tratamento com substâncias húmicas apresentou maior retenção de N-NH₃ (20,0 %) em comparação ao controle (16,2 %) (Tabela 1).

Tabela 1. Teor de N-NH₃ (%) após 24 h.

A análise de variância indicou efeito significativo do tratamento (F = 541,5; p < 0,001). O teste de Tukey confirmou a diferença entre as médias.

O incremento de 3,8 pontos percentuais representa aumento relativo de aproximadamente 23 % na retenção de N-NH₃. A baixa variabilidade experimental (CV ≈ 1 %) demonstra alta precisão analítica.

A maior retenção observada pode ser atribuída à interação entre grupos carboxílicos e fulvatos extraídos naturalmente e estabilizados nas substâncias húmicas com o íon NH₄⁺, reduzindo sua conversão para NH₃ gasoso e, consequentemente, a volatilização.

4.0 CONCLUSÕES

O uso de substâncias húmicas associadas à uréia promoveu aumento significativo na retenção de nitrogênio amoniacal após 24 h. O efeito foi estatisticamente comprovado, indicando potencial do aditivo como estabilizador natural de fertilizantes nitrogenados.

A associação de substâncias húmicas à uréia promoveu aumento significativo na retenção de nitrogênio amoniacal (N-NH₃) após 24 h, com incremento médio de 3,8 pontos percentuais em relação ao controle, diferença estatisticamente comprovada (p < 0,001).

Além da maior retenção quantitativa, os resultados indicam melhoria no processo de complexação do nitrogênio amoniacal promovida pelas substâncias húmicas. Essa melhoria está associada à presença de grupos funcionais reativos, como carboxílicos (-COOH) e fenólicos (-OH), capazes de interagir eletrostaticamente com o íon amônio (NH₄⁺), favorecendo a formação de complexos húmico-amoniacais mais estáveis.

A complexação observada sugere:

• Maior estabilização do N na forma amoniacal;
• Redução da conversão para NH₃ gasoso e, consequentemente, menor potencial de volatilização;
• Aumento do tempo de permanência do nitrogênio em formas potencialmente assimiláveis;
• Maior eficiência de uso do fertilizante.

A baixa variabilidade experimental (CV ≈ 1 %) reforça a consistência dos resultados obtidos.

Dessa forma, o uso de substâncias húmicas associadas à uréia não apenas eleva a retenção de N-NH₃, mas melhora o ambiente químico de estabilização do nitrogênio, indicando potencial aplicação como tecnologia natural para incremento da eficiência agronômica de fertilizantes nitrogenados.

REFERÊNCIAS

APHA. 2017. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23rd ed. Washington, DC: American Public Health Association.

Bremner JM. 1965. Nitrogen-total. In: Black CA, editor. Methods of Soil Analysis. Madison: ASA. p. 1149-1178.

Cantarella H. 2007. Nitrogênio. In: Novais RF, Alvarez V VH, Barros NF, Fontes RLF, Cantarutti RB, Neves JCL, editores. Fertilidade do Solo. Viçosa: SBCS. p. 375-470.

Chen Y, Clapp CE, Magen H. 2004. Mechanisms of plant growth stimulation by humic substances: The role of organo-iron complexes. Soil Science and Plant Nutrition. 50:1089-1095.

Chen Y, De Nobili M, Aviad T. 2004. Stimulatory effects of humic substances on plant growth. In: Magdoff F, Weil RR, editors. Soil Organic Matter in Sustainable Agriculture. Boca Raton: CRC Press. p. 103-129.

Chen Y, Liu M, Wang X. 2019. Humic substances as nitrogen stabilizers in urea fertilizers. Agricultural Sciences. 10:245-256.

Fenn LB, Kissel DE. 1973. Ammonia volatilization from surface applications of ammonium compounds on calcareous soils: I. General theory. Soil Science Society of America Proceedings. 37:855-859.

Kissel DE, Cabrera ML. 1988. Ammonium-ammonia equilibrium in organic residues and soils. Soil Science Society of America Journal. 52:1484-1489.

Novak JM, Watts DW. 2005. Anion exchange resin and ammonium volatilization. Communications in Soil Science and Plant Analysis. 36:2379-2392.

Raun WR, Johnson GV. 1999. Improving nitrogen use efficiency for cereal production. Agronomy Journal. 91:357-363.

Schnitzer M. 1991. Soil organic matter – The next 75 years. Soil Science. 151:41-58.

Stevenson FJ. 1994. Humus Chemistry: Genesis, Composition, Reactions. 2nd ed. New York: Wiley.

Trenkel ME. 2010. Slow- and Controlled-Release and Stabilized Fertilizers: An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture. Paris: IFA.

Zhang X, Ervin EH, Schmidt RE. 2003. Plant growth regulators can enhance the recovery of Kentucky bluegrass sod from heat injury. Crop Science. 43:952-956.