Adoção de técnicas para aumentar a eficiência no uso desses produtos, inoculação de microrganismos em sementes e mapeamento de novas fontes de insumos têm potencial de amenizar a necessidade de importação
O Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento criou o Plano Nacional de Fertilizantes (PNF) com o objetivo de reduzir a dependência de matéria-prima importada para a produção de fertilizantes químicos. As metas são agressivas: diminuir as importações dos atuais 85% para 60% até 2030 e 45% até 2050. Uma estratégia do plano é levar ao produtor rural conhecimento que permita aumentar a eficiência do uso desses produtos e manejar o solo de modo sustentável.
Com esse objetivo, a Embrapa iniciou em maio a Caravana Embrapa FertBrasil, jornadas em 48 polos agrícolas do país para preparar técnicos e agricultores para aproveitar fontes de fertilizantes pouco utilizadas, como a biomassa, e ensinar técnicas para reduzir perdas na aplicação. A expectativa é aumentar a eficiência no uso de fertilizantes. “Essa medida deve permitir aos produtores rurais economia nas despesas com esses insumos”, afirma o agrônomo José Carlos Polidoro, da Embrapa Solos, no Rio de Janeiro.
Aprimorar o manejo é importante, mas não suficiente. “É preciso também implementar políticas de estímulo à fabricação nacional a partir de tecnologias que já dominamos”, afirma o engenheiro de materiais Caue Ribeiro, da Embrapa Instrumentação, em São Carlos.
Atualmente, há cerca de 20 projetos industriais interrompidos no país que têm como meta produzir fertilizantes nitrogenados, fosfatados e potássicos – contendo, respectivamente, os elementos químicos nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), essenciais ao crescimento das plantas. Esses fertilizantes são usados em proporções diferentes a depender do tipo de cultura e das características do solo.
Um desses projetos é a unidade de fertilizantes nitrogenados que a Petrobras começou a construir em 2011 em Três Lagoas, em Mato Grosso do Sul, cujas obras só foram retomadas neste ano. “Existem ainda projetos para produção de fertilizantes fosfatados em São Paulo, Minas Gerais, Rio Grande do Sul e de fertilizantes potássicos na Amazônia, com limitações ligadas a restrições ambientais ou de viabilidade”, comenta Polidoro.
O Brasil é o terceiro maior produtor de alimentos no mundo, perdendo apenas para a China e a Índia. O valor de produção das principais culturas agrícolas do Brasil atingiu o recorde de R$ 830,1 bilhões em 2022, com alta de 11,8% em relação ao ano anterior. Foi a maior safra de grãos já registrada na série histórica, com 263,8 milhões de toneladas, alta de 3,8% frente a 2021.
Essa produção exige o uso de grandes quantidades de fertilizantes químicos, o que torna o país o quarto maior consumidor em volume total desses insumos. A dependência externa de matéria-prima cresceu mais de quatro vezes nas duas últimas décadas e se tornou mais evidente com a invasão da Ucrânia pela Rússia.
A necessidade de importação deixa a agricultura nacional vulnerável a elevações de preço definidas pelos poucos países responsáveis pelo fornecimento mundial – esses aumentos ocorrem tanto por influência do incremento na procura nos últimos anos quanto pelo cenário geopolítico, caso da guerra na Ucrânia. A Rússia é o maior produtor da principal commodity do mercado mundial de fertilizantes: o granulado NPK, o mais usado no Brasil, contendo os três elementos. “Cerca de 22% dos fertilizantes importados pelo Brasil vêm da Rússia”, conta o agrônomo Paulo César Teixeira, da Embrapa Solos. “O governo brasileiro tem buscado outros fornecedores e aparentemente não haverá escassez no curto prazo.”
A dependência externa de quase todo o fertilizante usado no país é, em parte, fruto de políticas adotadas nas últimas três décadas. A produção nacional, iniciada nos anos 1970, era estatal e foi privatizada nos anos 1990. Os produtores passaram, então, a ter dificuldades em mantê-la por razões econômicas e estruturais, como o alto custo logístico e as dificuldades de extração e processamento da matéria-prima brasileira devido a características geofísicas. “As empresas preferiram começar a produzir fora e a trazer para o Brasil, algo facilitado em 1997 pela isenção de impostos estaduais e federais sobre a importação”, conta Polidoro.
“Por causa dos valores elevados para a instalação de fábricas, dos impactos no ambiente e da logística envolvida, os fertilizantes nunca foram commodities atrativas para os produtores privados”, afirma o engenheiro-agrônomo José Oswaldo Siqueira, professor emérito da Universidade Federal de Lavras (Ufla) e ex-diretor científico do Instituto Tecnológico Vale (ITV). Por causa dessas características do mercado e do aumento da produção agrícola nacional, a importação de fertilizantes, que era de 20% no final dos anos 1990, cresceu desde então a um ritmo de 6% a 8% ao ano e ampliou o déficit.
Há, no entanto, espaço para aprimorar e reduzir o uso de fertilizantes químicos. É que o Brasil utiliza uma concentração elevada por área. São, em média, 304 quilogramas por hectare (kg/ha), inferior apenas à da China (393 kg/ha) e mais de duas vezes superior à média mundial (137 kg/ha).
Especialistas ouvidos por Pesquisa FAPESP afirmam que, além de uma desejável retomada da produção nacional, seria necessário fomentar a fabricação de fertilizantes mais eficientes, com menor perda de nutrientes e melhor aproveitamento pelas plantas.
Há pouco mais de uma década, Ribeiro, da Embrapa, e colaboradores da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos desenvolveram, com apoio da FAPESP e de agências federais de fomento, um material nanoestruturado à base de argila e ureia que permite a liberação lenta de nitrogênio e diminui sua perda por volatilização para a atmosfera, um dos principais fatores que reduzem a eficiência dos fertilizantes nitrogenados. Descrito em 2012 no Journal of Agricultural and Food Chemistry, o processo de produção dos grânulos rendeu uma patente à Embrapa.
Os grânulos do novo fertilizante de liberação lenta foram testados no plantio de uma gramínea forrageira em casa de vegetação e em campo e se mostraram mais eficientes do que os fertilizantes comuns e uma versão de liberação lenta disponível comercialmente, segundo resultados publicados em 2017 na revista ACS Sustainable Chemistry and Engeneering. “Houve uma redução de até 90% da emissão de gases volatilizados para a atmosfera”, relata Ribeiro.
Para Polidoro, é possível ganhar mais autonomia com a adoção de boas práticas no manejo da adubação, a utilização de bioinsumos e resíduos de potencial uso agrícola, além de outros produtos, como os fertilizantes organominerais (combinações de NPK com fontes orgânicas). Alguns especialistas do setor de bioinsumos tem a convicção de que, antes de 2050, os insumos biológicos responderão por metade, ou seja, 50%, de tudo o que for aplicado nas lavouras brasileiras.
A inoculação de microrganismos selecionados (bactérias ou fungos) em sementes de alguns grãos também pode reduzir a necessidade de adubação com nitrogênio. Pesquisas iniciadas no Brasil nos anos 1960 pela agrônoma Johanna Döbereiner (1924-2000), nascida na antiga Checoslováquia, mostraram que bactérias do gênero Rhizobium, que vivem no solo, transformam o nitrogênio da atmosfera em nutriente para certas leguminosas, como a soja. Esse processo gera uma economia de US$ 2 bilhões por ano para os produtores brasileiros.
Atualmente, bactérias e fungos selecionados podem ser aplicados junto com as sementes durante o plantio, favorecendo a fixação de nitrogênio e aumentando sua disponibilidade para as plantas. “Outros inoculantes, como as bactérias Azospirillum brasiliense, têm sido testados para fixação biológica de nitrogênio no milho e a Embrapa já desenvolveu soluções para elevar a disponibilidade de fósforo em outras culturas”, afirma Ribeiro.
Em outra alternativa, o Serviço Geológico do Brasil (SGB) vem mapeando em São Paulo e outros estados rochas de potencial interesse agrícola, contendo fósforo, potássio, macro e micronutrientes. Essas rochas podem ser trituradas até se transformarem em um pó fino que, depois, é depositado no solo. “Essa estratégia vem sendo usada de modo consistente por proprietários privados no país”, afirma o agrônomo Ruy Caldas, pesquisador colaborador da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), da USP.
Novo nanomaterial mantém mais fósforo disponível no solo do que fertilizante vendido no mercado
O fósforo é um dos nutrientes essenciais para a nutrição das plantas, mas cerca de 80% do que é aplicado na forma de fertilizante pode ser perdido em processos químicos de interação com o solo. Um grupo de pesquisadores da Embrapa Instrumentação, da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (Epagri) desenvolveu um composto que mantém até 35% do nutriente no solo após a aplicação, além de também fornecer nitrogênio, outro nutriente primordial.
Os resultados foram publicados na revista Communications in Soil Science and Plant Analysis.
“Quando aplicado no solo, o fósforo reage com os minerais presentes naquele ambiente e forma fases pouco solúveis, que não permitem que as raízes das plantas absorvam o nutriente. Alteramos a estrutura do fertilizante para que ele protegesse o fósforo contido e fosse mais bem aproveitado”, conta Amanda Giroto, que realizou o trabalho como parte de seu doutorado na Embrapa Instrumentação, em São Carlos, com bolsa da FAPESP.
O trabalho teve ainda entre os autores Gelton Guimarães, bolsista de pós-doutorado.
A fórmula é composta de 50% de ureia, que disponibiliza nitrogênio, e 50% de hidroxiapatita em pó, um mineral que é fonte natural de fósforo. O composto, nomeado UHap, foi transformado em grânulos por meio de uma extrusora, máquina usada na indústria de fertilizantes para esse fim.
“Era preciso ter o fertilizante numa apresentação que o produtor rural e o agrônomo já conhecessem e soubessem como aplicar, além de poder mostrar as vantagens diante do produto normalmente utilizado, um dos mais vendidos no país”, explica Cauê Ribeiro, pesquisador da Embrapa Instrumentação, que coordenou o estudo.
Outra vantagem do novo composto é que ele traz mais de um nutriente, o nitrogênio, diminuindo o número de aplicações de fertilizante no campo. Levando em conta que uma lavoura de grande escala demanda toneladas de adubo, a diminuição do número de aplicações pode trazer mais economia para o produtor.
Milho adubado
Para comparar a eficiência do material com outras fontes de fósforo, os pesquisadores verificaram a disponibilidade do nutriente em solos que receberam cada um de três tratamentos: o novo composto, apenas o pó de hidroxiapatita e um fertilizante fosfatado comercial, conhecido pela sigla MAP. Os três tratamentos foram aplicados também em cultivos experimentais de milho, em escala laboratorial.
Tanto o fertilizante comercial quanto a hidroxiapatita apresentavam 89% de fósforo no primeiro dia do experimento. Após 21 dias, a disponibilidade do nutriente no solo baixou para 28%, até chegar a 18% depois de 42 dias. O nanomaterial, por sua vez, começou o experimento com 53% de fósforo, tendo o teor reduzido para 42% e permanecendo em 35% ao fim dos 42 dias de testes.
O milho adubado com o novo composto e o que recebeu hidroxiapatita produziram 60% mais matéria seca do que o tratamento controle, em que não foi administrado nenhum fertilizante. As plantas que receberam o fertilizante comercial, por sua vez, produziram 30% mais do que as usadas como controle.
Todos os tratamentos mostraram resultados similares de absorção de fósforo pelas plantas. No entanto, a quantidade do nutriente que ficou no solo de forma disponível para absorção pelos vegetais foi maior no tratamento com o novo composto, indicando a capacidade de aproveitamento do nutriente em futuros cultivos.
Em trabalhos anteriores também apoiados pela FAPESP, os pesquisadores já haviam analisado outros aspectos do mesmo material, como o papel da ureia em aumentar a solubilidade da hidroxiapatita e de uma outra versão do nanomaterial, adicionando amido termoplástico à fórmula.
Além disso, foram testados nanomateriais que disponibilizavam outro nutriente, o enxofre, para as plantas.
Esses trabalhos foram feitos durante estágio de pós-doutorado realizado por Giroto no Forschungszentrum Jülich, na Alemanha. Os pesquisadores buscam agora empresas parceiras que possam produzir o material em grande quantidade para a realização de experimentos em larga escala.
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