RESUMO
Glyphosate is the herbicide with the greatest participation in the world market, and it has been used intensively in agriculture for over 30 years, especially because of its relatively low cost and high effectiveness on different species. This study describes a synthesis method of glyphosate in the form of the isopropylamine salt enriched in the stable nitrogen isotope (15N). The 15N-herbicide synthesis was performed using a phosphomethylation reaction with dialkyl phosphite and 15N-glycine. The tests were conducted at a microscale and equimolar quantities. A 20% yield was obtained at the established conditions. To test the effectiveness of the synthesized glyphosate, an experiment was performed in a growth chamber with the weed Lolium multiflorum (ryegrass), which is mentioned to be effectively controlled as indicated in package inserts ofisopropylamine salt-based products (glyphosate). The experimental design was completely randomized, with four replicates, and treatments consisted of isopropylamine salt sources at the commercial dose recommended for the product (720 g a.i. ha-1). The production of green and dry phytomass of the above-ground part and roots was evaluated 21 days after application (DAA), and the treatment toxicity was evaluated 7, 14, and 21 DAA. The isopropylamine salt sources did not differ, recognizing them as useful isotopic tracers.
O glifosato é o herbicida de maior participação no mercado mundial, sendo utilizado intensivamente na agricultura há mais de 30 anos, principalmente devido ao custo relativamente baixo e à alta eficiência sobre diferentes espécies. Descreve-se um método para a síntese do glifosato na forma do sal isopropilamina enriquecido no isótopo estável do nitrogênio (15N). A síntese do herbicida-15N foi realizada utilizando-se da reação de fosfometilação com diaquil fosfito e glicina-15N. Os testes foram realizados em microescala e em quantidades equimolares. Foi possível obter um rendimento de 20%. Para testar a eficiência do glifosato sintetizado, realizou-se experimento em câmara de crescimento com a planta daninha Lolium multiflorum (azevém), a qual é eficazmente controlada segundo à bula dos produtos a base do sal de isopropilamina (glifosato). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo os tratamentos provenientes de fontes de sal de isopropilamina na dose comercial recomendada do produto (720 g i.a. ha-1). Avaliou-se a produção de fitomassa fresca e seca, da parte aérea e radicular, aos 21 dias após a aplicação (DAA), e a toxicidade dos tratamentos aos 7, 14 e 21 DAA. As fontes de sal de isopropilamina empregados não diferiram, o que deverá permitir sua utilização como traçador isotópico.
RESUMO
Glyphosate is the herbicide with the greatest participation in the world market, and it has been used intensively in agriculture for over 30 years, especially because of its relatively low cost and high effectiveness on different species. This study describes a synthesis method of glyphosate in the form of the isopropylamine salt enriched in the stable nitrogen isotope (15N). The 15N-herbicide synthesis was performed using a phosphomethylation reaction with dialkyl phosphite and 15N-glycine. The tests were conducted at a microscale and equimolar quantities. A 20% yield was obtained at the established conditions. To test the effectiveness of the synthesized glyphosate, an experiment was performed in a growth chamber with the weed Lolium multiflorum (ryegrass), which is mentioned to be effectively controlled as indicated in package inserts ofisopropylamine salt-based products (glyphosate). The experimental design was completely randomized, with four replicates, and treatments consisted of isopropylamine salt sources at the commercial dose recommended for the product (720 g a.i. ha-1). The production of green and dry phytomass of the above-ground part and roots was evaluated 21 days after application (DAA), and the treatment toxicity was evaluated 7, 14, and 21 DAA. The isopropylamine salt sources did not differ, recognizing them as useful isotopic tracers.
O glifosato é o herbicida de maior participação no mercado mundial, sendo utilizado intensivamente na agricultura há mais de 30 anos, principalmente devido ao custo relativamente baixo e à alta eficiência sobre diferentes espécies. Descreve-se um método para a síntese do glifosato na forma do sal isopropilamina enriquecido no isótopo estável do nitrogênio (15N). A síntese do herbicida-15N foi realizada utilizando-se da reação de fosfometilação com diaquil fosfito e glicina-15N. Os testes foram realizados em microescala e em quantidades equimolares. Foi possível obter um rendimento de 20%. Para testar a eficiência do glifosato sintetizado, realizou-se experimento em câmara de crescimento com a planta daninha Lolium multiflorum (azevém), a qual é eficazmente controlada segundo à bula dos produtos a base do sal de isopropilamina (glifosato). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro repetições, sendo os tratamentos provenientes de fontes de sal de isopropilamina na dose comercial recomendada do produto (720 g i.a. ha-1). Avaliou-se a produção de fitomassa fresca e seca, da parte aérea e radicular, aos 21 dias após a aplicação (DAA), e a toxicidade dos tratamentos aos 7, 14 e 21 DAA. As fontes de sal de isopropilamina empregados não diferiram, o que deverá permitir sua utilização como traçador isotópico.
RESUMO
Single superphosphate is currently one of the mostly used fertilizers as an alternative source for phosphorus and sulphur. Sulphur presents four stable isotopes (32S, 33S, 34S, and 36S) with natural abundances of 95.00; 0.76; 4.22; and 0.014% in atoms, respectively. Single superphosphate labeled with the 34S isotope was obtained from a chemical reaction in stoichiometric amounts between Ca(H2PO4)2 and Ca34SO4.2H2O. Calcium sulphate (Ca34SO4.2H2O) was enriched with 5.85 ± 0.01 atoms % of 34S. The Ca(H2PO4)2 reagent was obtained from a reaction between CaCl2.2H2O and H3PO4. The reaction between the Ca(H2PO4)2 thus produced and the labeled Ca34SO4.2H2O compound was then performed to obtain the 34S-labeled single surperphosphate. The thermal decomposition of the labeled superphosphate for the production of gaseous 34SO2 was carried out under a vacuum line at 900ºC in the presence of NaPO3. The isotopic determination of S (atoms % of 34S) was carried out on an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer. The production yield of Ca(H2PO4)2 and labeled single superphosphate were approximately 97 and 99% respectively, and the purity level of the labeled single superphosphate was estimated as 96%. No isotopic fractionation was observed in the production process of 34S-labeled single superphosphate.
O superfosfato simples é um dos fertilizantes mais utilizados atualmente como fonte de fósforo e uma alternativa para enxofre. O enxofre apresenta quatro isótopos estáveis, 32S, 33S, 34S e 36S, com abundância natural de 95,00; 0,76; 4,22 e 0,014% em átomos, respectivamente. O superfosfato simples marcado com 34S foi obtido a partir da reação química em proporção estequiométrica entre o Ca(H2PO4)2 e o Ca34SO4.2H2O. O Ca34SO4.2H2O foi enriquecido com 5,85 ± 0,01% em átomos de 34S. O Ca(H2PO4)2 foi obtido a partir da reação entre CaCl2.2H2O com o H3PO4. A decomposição térmica do superfosfato marcado para produção do 34SO2 gasoso foi realizada em linha de vácuo a 900ºC na presença de NaPO3. A determinação isotópica do S (% em átomos de 34S) foi realizada no espectrômetro de massas. O rendimento da produção do Ca(H2PO4)2 e do superfosfato simples marcado foi em média 97 e 99%, respectivamente, e a pureza do superfosfato marcado foi estimada como 96%. Não foi observado fracionamento isotópico no processo de produção do superfosfato simples marcado com 34S.
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Single superphosphate is currently one of the mostly used fertilizers as an alternative source for phosphorus and sulphur. Sulphur presents four stable isotopes (32S, 33S, 34S, and 36S) with natural abundances of 95.00; 0.76; 4.22; and 0.014% in atoms, respectively. Single superphosphate labeled with the 34S isotope was obtained from a chemical reaction in stoichiometric amounts between Ca(H2PO4)2 and Ca34SO4.2H2O. Calcium sulphate (Ca34SO4.2H2O) was enriched with 5.85 ± 0.01 atoms % of 34S. The Ca(H2PO4)2 reagent was obtained from a reaction between CaCl2.2H2O and H3PO4. The reaction between the Ca(H2PO4)2 thus produced and the labeled Ca34SO4.2H2O compound was then performed to obtain the 34S-labeled single surperphosphate. The thermal decomposition of the labeled superphosphate for the production of gaseous 34SO2 was carried out under a vacuum line at 900ºC in the presence of NaPO3. The isotopic determination of S (atoms % of 34S) was carried out on an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer. The production yield of Ca(H2PO4)2 and labeled single superphosphate were approximately 97 and 99% respectively, and the purity level of the labeled single superphosphate was estimated as 96%. No isotopic fractionation was observed in the production process of 34S-labeled single superphosphate.
O superfosfato simples é um dos fertilizantes mais utilizados atualmente como fonte de fósforo e uma alternativa para enxofre. O enxofre apresenta quatro isótopos estáveis, 32S, 33S, 34S e 36S, com abundância natural de 95,00; 0,76; 4,22 e 0,014% em átomos, respectivamente. O superfosfato simples marcado com 34S foi obtido a partir da reação química em proporção estequiométrica entre o Ca(H2PO4)2 e o Ca34SO4.2H2O. O Ca34SO4.2H2O foi enriquecido com 5,85 ± 0,01% em átomos de 34S. O Ca(H2PO4)2 foi obtido a partir da reação entre CaCl2.2H2O com o H3PO4. A decomposição térmica do superfosfato marcado para produção do 34SO2 gasoso foi realizada em linha de vácuo a 900ºC na presença de NaPO3. A determinação isotópica do S (% em átomos de 34S) foi realizada no espectrômetro de massas. O rendimento da produção do Ca(H2PO4)2 e do superfosfato simples marcado foi em média 97 e 99%, respectivamente, e a pureza do superfosfato marcado foi estimada como 96%. Não foi observado fracionamento isotópico no processo de produção do superfosfato simples marcado com 34S.
RESUMO
This paper presents a comparative study between organic soil horizons formed in depressions located at the forest/savanna boundary in the Southern Amazon Basin. The influence of the paleovegetation dynamics, based on carbon isotope (12C, 13C and 14C) data of soil organic matter (SOM) and plants was evaluated, as well as the present vegetation dynamics, inferred from the modern vegetation structure, composition and phytosociology. The uppermost soil horizon in savanna showed higher total carbon content than in forest. 13C and 14C data from soil samples indicated a predominance of C3 plants in the early Holocene. About 7000 to 3000 14C yr BP the influence of C4 plants increased, indicating savanna expansion probably related to a drier climate in the region. Since approximately 3000 14C yr BP, the carbon isotope data suggest the expansion of forest probably due to a wetter climate. The presence of typical boundary plant species (Sclerolobium paniculatum and Himatanthus sucuuba) in the savanna also suggested present forest expansion.
Com o emprego dos isótopos do carbono (12C, 13C, 14C) da matéria orgânica do solo (MOS) e das plantas, é apresentado um estudo comparativo entre perfis orgânicos de solos formados em depressões de áreas cobertas por ecossistemas de campos e florestas ao sul do estado do Amazonas, visando o entendimento da dinâmica da paleovegetação. A dinâmica da vegetação atual na região foi avaliada utilizando-se estudos fitossociológicos e caracterizações botânica e isotópica (delta13C) das espécies de plantas presentes em duas bordas floresta-campo. Teores de carbono orgânico total foram superiores nas camadas superficiais no campo, quando comparados com a floresta. Dados de delta13C associados à cronologia do 14C indicaram predomínio de plantas C3 no início do Holoceno em ambos os ecótonos. Entre aproximadamente 7.000-3.000 anos AP verificou-se a influência crescente de plantas C4, indicando regressão da floresta com possível presença de um clima mais seco. A partir de aproximadamente 3.000 anos AP os dados sugeriram expansão da floresta provavelmente relacionada ao retorno a um clima mais úmido. A presença de algumas espécies características da borda, como a Sclerolobium paniculatum e Himatanthus sucuuba, nos campos, sugere o atual avanço da floresta sobre os mesmos. Estas espécies estariam sendo as bioindicadoras desse avanço.
RESUMO
Agricultural gypsum (CaSO4.2H2O) stands out as an effective source of calcium and sulfur, and to control aluminum saturation in the soil. Labeled as 34S it can elucidate important aspects of the sulfur cycle. Ca34SO4.2H2O was obtained by chemical reaction between Ca(OH)2 and H2(34)SO4, performed under slow agitation. The acid was produced by ion exchange chromatography using the Dowex 50WX8 cation exchange resin and a Na2(34)SO4 eluting solution. After precipitation, the precipitate was separated and dried in a ventilated oven at 60ºC. From 2.2 L H2SO4 0.2 mol L-1 and 33.6 g Ca(OH)2, 73.7 ± 0.6 g Ca34SO4.2H2O were produced on average in the tests, representing a mean yield of 94.6 ± 0.8%, with 98% purity. The 34SO2 gas was obtained from Ca34SO4.2H2O in the presence of NaPO3 in a high vacuum line and was used for the isotopic determination of S in an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer.
O gesso agrícola (CaSO4.2H2O) destaca-se como fonte eficiente de cálcio e enxofre e na redução da saturação de alumínio no solo. O 34S como traçador isotópico pode elucidar aspectos importantes no ciclo do enxofre. Para tanto o Ca34SO4.2H2O foi obtido por reação química entre o Ca(OH)2 e solução de H2(34)SO4, realizada sob agitação lenta. O ácido foi produzido por cromatografia de troca iônica, utilizando resina catiônica Dowex 50WX8 e solução eluente de Na2(34)SO4. Após a precipitação foi separado o precipitado e realizada a secagem em estufa ventilada à temperatura de 60ºC. Nos testes, a partir de 2,2 L de H2SO4 0,2 mol L-1 e 33,6 g de Ca(OH)2, foram produzidos em média 73,7 ± 0,6 g de Ca34SO4.2H2O representando um rendimento médio de 94,6 ± 0,8%, com pureza de 98%. A partir do Ca34SO4.2H2O na presença de NaPO3, em linha de alto vácuo, obteve-se o gás 34SO2 utilizado para a determinação isotópica do S no espectrômetro de massas ATLAS-MAT modelo CH-4.
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Agricultural gypsum (CaSO4.2H2O) stands out as an effective source of calcium and sulfur, and to control aluminum saturation in the soil. Labeled as 34S it can elucidate important aspects of the sulfur cycle. Ca34SO4.2H2O was obtained by chemical reaction between Ca(OH)2 and H2(34)SO4, performed under slow agitation. The acid was produced by ion exchange chromatography using the Dowex 50WX8 cation exchange resin and a Na2(34)SO4 eluting solution. After precipitation, the precipitate was separated and dried in a ventilated oven at 60ºC. From 2.2 L H2SO4 0.2 mol L-1 and 33.6 g Ca(OH)2, 73.7 ± 0.6 g Ca34SO4.2H2O were produced on average in the tests, representing a mean yield of 94.6 ± 0.8%, with 98% purity. The 34SO2 gas was obtained from Ca34SO4.2H2O in the presence of NaPO3 in a high vacuum line and was used for the isotopic determination of S in an ATLAS-MAT model CH-4 mass spectrometer.
O gesso agrícola (CaSO4.2H2O) destaca-se como fonte eficiente de cálcio e enxofre e na redução da saturação de alumínio no solo. O 34S como traçador isotópico pode elucidar aspectos importantes no ciclo do enxofre. Para tanto o Ca34SO4.2H2O foi obtido por reação química entre o Ca(OH)2 e solução de H2(34)SO4, realizada sob agitação lenta. O ácido foi produzido por cromatografia de troca iônica, utilizando resina catiônica Dowex 50WX8 e solução eluente de Na2(34)SO4. Após a precipitação foi separado o precipitado e realizada a secagem em estufa ventilada à temperatura de 60ºC. Nos testes, a partir de 2,2 L de H2SO4 0,2 mol L-1 e 33,6 g de Ca(OH)2, foram produzidos em média 73,7 ± 0,6 g de Ca34SO4.2H2O representando um rendimento médio de 94,6 ± 0,8%, com pureza de 98%. A partir do Ca34SO4.2H2O na presença de NaPO3, em linha de alto vácuo, obteve-se o gás 34SO2 utilizado para a determinação isotópica do S no espectrômetro de massas ATLAS-MAT modelo CH-4.
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Most studies dealing with the utilization of 15N labeled plant material do not present details about the labeling technique. This is especially relevant for legume species since biological nitrogen fixation difficults plant enrichment. A technique was developed for labeling leguminous plant tissue with 15N to obtain labeled material for nitrogen dynamics studies. Sun hemp (Crotalaria juncea L.) was grown on a Paleudalf, under field conditions. An amount of 58.32 g of urea with 70.57 ± 0.04 atom % 15N was sprayed three times on plants grown on eight 6-m²-plots. The labelled material presented 2.412 atom % 15N in a total dry matter equivalent to 9 Mg ha-1 This degree of enrichment enables the use of the green manure in pot or field experiments requiring 15N-labeled material.
A grande maioria dos estudos com a utilização de material vegetal marcado com o isótopo 15N não apresentam detalhes tão importantes sobre como foram obtidos esses materiais. Em se tratando de marcação de leguminosas as dificuldades em se obter material marcado com 15N são ainda maiores pelo fato de serem plantas fixadoras de nitrogênio. Isso posto foi estabelecida uma técnica de marcação de leguminosas com nitrogênio (15N), com o objetivo de obter material vegetal marcado isotopicamente para estudos de dinâmica do nitrogênio. Cultivou-se a leguminosa crotalária júncea (Crotalaria juncea L.), em Argissolo Vermelho Amarelo distrófico, em campo. Ao se aplicarem via foliar 58,32 gramas de uréia em oito canteiros experimentais, (uréia com 70,57 ± 0,04% de átomos de 15N) parceladas em três vezes, obteve-se material vegetal marcado seco que continha 2,412 % em átomos de 15N em uma massa seca equivalente a 9 Mg ha-1. Essa marcação permite o uso dessa massa vegetal em estudos de dinâmica de nitrogênio.
RESUMO
Most studies dealing with the utilization of 15N labeled plant material do not present details about the labeling technique. This is especially relevant for legume species since biological nitrogen fixation difficults plant enrichment. A technique was developed for labeling leguminous plant tissue with 15N to obtain labeled material for nitrogen dynamics studies. Sun hemp (Crotalaria juncea L.) was grown on a Paleudalf, under field conditions. An amount of 58.32 g of urea with 70.57 ± 0.04 atom % 15N was sprayed three times on plants grown on eight 6-m²-plots. The labelled material presented 2.412 atom % 15N in a total dry matter equivalent to 9 Mg ha-1 This degree of enrichment enables the use of the green manure in pot or field experiments requiring 15N-labeled material.
A grande maioria dos estudos com a utilização de material vegetal marcado com o isótopo 15N não apresentam detalhes tão importantes sobre como foram obtidos esses materiais. Em se tratando de marcação de leguminosas as dificuldades em se obter material marcado com 15N são ainda maiores pelo fato de serem plantas fixadoras de nitrogênio. Isso posto foi estabelecida uma técnica de marcação de leguminosas com nitrogênio (15N), com o objetivo de obter material vegetal marcado isotopicamente para estudos de dinâmica do nitrogênio. Cultivou-se a leguminosa crotalária júncea (Crotalaria juncea L.), em Argissolo Vermelho Amarelo distrófico, em campo. Ao se aplicarem via foliar 58,32 gramas de uréia em oito canteiros experimentais, (uréia com 70,57 ± 0,04% de átomos de 15N) parceladas em três vezes, obteve-se material vegetal marcado seco que continha 2,412 % em átomos de 15N em uma massa seca equivalente a 9 Mg ha-1. Essa marcação permite o uso dessa massa vegetal em estudos de dinâmica de nitrogênio.
RESUMO
In tropical soils with intensive agriculture an increasing sulfur deficiency has been verified in several crops. The low available S in these soils is caused by the continuous use of concentrated NPK fertilizers. The objective of this work was to evaluate the utilization by rice (Oriza sativa L.) and crotalaria juncea (Crotalaria juncea L.) of sulfur applied to the soil, under greenhouse conditions. Pots with 3 kg of an Argisol (Paleudalf) were used to test the isotopic technique with the stable isotope 34S, adding a solution of sodium sulfate labeled with 34S (14.30 ± 0.05 atom % of 34S) to the soil (70 mg SO4-S per kg-1 of soil) 18 days after sowing both species. The shoots of the crotalaria and rice were harvested, respectively on the 72nd and 122nd days after S fertilization. The concentration and the amount of sulfur in the crotalaria were higher than in rice, due to the higher legume requirement for this nutrient. The sulfur requirement and the short time interval between fertilization and harvest of the crotalaria resulted in a small amount of native SO4-S mineralized in the soil and a small quantity of 34SO4 immobilized by soil microorganisms. Thus, the percentage of sulfur in the crotalaria derived from the fertilizer (Sdff) was higher than in the rice (%Sdff crotalaria = 91.3 ± 3.5%; %Sdff rice = 66.3 ± 0.8%). The expressive values of %Sdff indicate a low rate of mineralization of SO4-S probably as a consequence of the low available sulfur content in the soil.
Em solos tropicais com agricultura intensiva se verifica, atualmente, redução na disponibilidade de enxofre, causada pelo uso de fertilizantes concentrados em NPK. Neste estudo, desenvolvido em vaso contendo 3 kg de um Argissolo, em condições de casa de vegetação, avaliou-se a utilização pelo arroz (Oriza sativa L.) e crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) do enxofre de fertilizante, fazendo-se uso do isótopo estável 34S. Uma solução de sulfato de sódio marcado com 34S (14,30 ± 0,05% em átomos de 34S) foi aplicada ao solo (70 mg S-SO4 por kg de solo) após 18 dias da semeadura. A colheita da parte aérea da crotalária e do arroz deu-se aos 72 e 122 dias após a adubação respectivamente. O material seco da crotalária foi menor que o do arroz. Por outro lado, o teor de enxofre e a quantidade de S na crotalária foram muito superiores às do arroz, devido a maior exigência da leguminosa pelo nutriente. A maior exigência da leguminosa por enxofre e o menor tempo entre a fertilização e a colheita, possibilitaram que uma menor quantidade de S nativo do solo fosse mineralizada, e que uma menor quantidade de 34SO4 fosse imobilizada pela biomassa microbiana, o que resultou em abundância de 34S e porcentagem de enxofre na planta derivada do fertilizante (Sddf) superiores na crotalária (%Sddf crotalária = 91,3 ± 3,5%; %Sddf arroz = 66,3 ± 0,8%). Os valores expressivos de %Sddf indicaram uma baixa taxa de mineralização de S, provavelmente, como conseqüência da possível carência do nutriente no solo.
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In Brazil aqua ammonia is an important fertilizer for soil fertilization of the sugarcane crop. The efficiency of the use of nitrogen fertilizers (EUF) by crops is a factor that has influence on agricultural productivity. The isotope technique of 15N labeled fertilizer is used for EUF determinations. In this paper the methods for production, in a same system, of anhydrous ammonia (15NH3) and aqua ammonia (15NH3aq), both enriched in the heavy stable isotope of nitrogen, using ammonium sulfate (AS) labeled with 15N [(15NH4)2SO4 ] as raw material, are presented. The parameters evaluated in the processes were: temperature (60, 70 e 75°C); reaction time (90, 120, 150, 165, 210 e 255 minutes), flow of N2 carrier gas (140, 180 e 220 mL min-1) and mass of AS (40, 72.6, 106, 132 e 200 g). The best conditions related to the production of the 15NH3 e 15NH3aq, were obtained at a temperature of 70°C, flow of N2 carrier gas of 180 mL min-1 and a reaction time of 210 minutes. The N concentration of the 15NH3aq was between 15-20% (w/w), with the 15NH3aq production of 280 mL with concentrations around 15% (w/w) for each batch. The overall yield of the process ranged from 91 to 99% and was directly related to the mass of AS. The unrecovered 15NH3 was very low.
No Brasil, a aquamônia vem sendo utilizada como fertilizante nitrogenado, especialmente na cultura de cana de açúcar. Entre os fatores que influenciam a produtividade das culturas agrícolas, está a eficiência de utilização de fertilizantes nitrogenados (EUF), sendo a técnica isotópica com 15N empregada em investigações dessa natureza. Este trabalho procurou estabelecer métodos de produção de amônia anidra (15NH3) e aquosa (15NH3aq), enriquecidas em 15N, em um único sistema, a partir do sulfato de amônio previamente enriquecido no mesmo isótopo. O processo de produção de 15NH3 e 15NH3aq foi avaliado em função dos fatores: temperatura (60, 70 e 75ºC) e tempo de reação (90, 120, 150, 165, 210 e 255 minutos), fluxo de gás de arraste (140; 180 e 220 mL min-1 de N2) e massa de sulfato de amônio utilizada na reação (40; 72,6; 106; 132 e 200 g). As melhores condições com relação à produção de 15NH3 e 15NH3aq foram proporcionadas pela temperatura de 70ºC, fluxo de gás de arraste de 180 mL min-1 de N2 e tempo de reação de 210 minutos. O teor de N na 15NH3aq variou de 15 a 20% (m/m) e o sistema apresentou capacidade de produção de aproximadamente 280 mL de 15NH3aq com concentração de 15% (m/m) por batelada. O processo global apresentou rendimento na faixa de 91 a 99%, em função da massa de (15NH4)2SO4 utilizada, sendo as perdas de 15N desprezíveis.
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In Brazil aqua ammonia is an important fertilizer for soil fertilization of the sugarcane crop. The efficiency of the use of nitrogen fertilizers (EUF) by crops is a factor that has influence on agricultural productivity. The isotope technique of 15N labeled fertilizer is used for EUF determinations. In this paper the methods for production, in a same system, of anhydrous ammonia (15NH3) and aqua ammonia (15NH3aq), both enriched in the heavy stable isotope of nitrogen, using ammonium sulfate (AS) labeled with 15N [(15NH4)2SO4 ] as raw material, are presented. The parameters evaluated in the processes were: temperature (60, 70 e 75°C); reaction time (90, 120, 150, 165, 210 e 255 minutes), flow of N2 carrier gas (140, 180 e 220 mL min-1) and mass of AS (40, 72.6, 106, 132 e 200 g). The best conditions related to the production of the 15NH3 e 15NH3aq, were obtained at a temperature of 70°C, flow of N2 carrier gas of 180 mL min-1 and a reaction time of 210 minutes. The N concentration of the 15NH3aq was between 15-20% (w/w), with the 15NH3aq production of 280 mL with concentrations around 15% (w/w) for each batch. The overall yield of the process ranged from 91 to 99% and was directly related to the mass of AS. The unrecovered 15NH3 was very low.
No Brasil, a aquamônia vem sendo utilizada como fertilizante nitrogenado, especialmente na cultura de cana de açúcar. Entre os fatores que influenciam a produtividade das culturas agrícolas, está a eficiência de utilização de fertilizantes nitrogenados (EUF), sendo a técnica isotópica com 15N empregada em investigações dessa natureza. Este trabalho procurou estabelecer métodos de produção de amônia anidra (15NH3) e aquosa (15NH3aq), enriquecidas em 15N, em um único sistema, a partir do sulfato de amônio previamente enriquecido no mesmo isótopo. O processo de produção de 15NH3 e 15NH3aq foi avaliado em função dos fatores: temperatura (60, 70 e 75ºC) e tempo de reação (90, 120, 150, 165, 210 e 255 minutos), fluxo de gás de arraste (140; 180 e 220 mL min-1 de N2) e massa de sulfato de amônio utilizada na reação (40; 72,6; 106; 132 e 200 g). As melhores condições com relação à produção de 15NH3 e 15NH3aq foram proporcionadas pela temperatura de 70ºC, fluxo de gás de arraste de 180 mL min-1 de N2 e tempo de reação de 210 minutos. O teor de N na 15NH3aq variou de 15 a 20% (m/m) e o sistema apresentou capacidade de produção de aproximadamente 280 mL de 15NH3aq com concentração de 15% (m/m) por batelada. O processo global apresentou rendimento na faixa de 91 a 99%, em função da massa de (15NH4)2SO4 utilizada, sendo as perdas de 15N desprezíveis.
RESUMO
In tropical soils with intensive agriculture an increasing sulfur deficiency has been verified in several crops. The low available S in these soils is caused by the continuous use of concentrated NPK fertilizers. The objective of this work was to evaluate the utilization by rice (Oriza sativa L.) and crotalaria juncea (Crotalaria juncea L.) of sulfur applied to the soil, under greenhouse conditions. Pots with 3 kg of an Argisol (Paleudalf) were used to test the isotopic technique with the stable isotope 34S, adding a solution of sodium sulfate labeled with 34S (14.30 ± 0.05 atom % of 34S) to the soil (70 mg SO4-S per kg-1 of soil) 18 days after sowing both species. The shoots of the crotalaria and rice were harvested, respectively on the 72nd and 122nd days after S fertilization. The concentration and the amount of sulfur in the crotalaria were higher than in rice, due to the higher legume requirement for this nutrient. The sulfur requirement and the short time interval between fertilization and harvest of the crotalaria resulted in a small amount of native SO4-S mineralized in the soil and a small quantity of 34SO4 immobilized by soil microorganisms. Thus, the percentage of sulfur in the crotalaria derived from the fertilizer (Sdff) was higher than in the rice (%Sdff crotalaria = 91.3 ± 3.5%; %Sdff rice = 66.3 ± 0.8%). The expressive values of %Sdff indicate a low rate of mineralization of SO4-S probably as a consequence of the low available sulfur content in the soil.
Em solos tropicais com agricultura intensiva se verifica, atualmente, redução na disponibilidade de enxofre, causada pelo uso de fertilizantes concentrados em NPK. Neste estudo, desenvolvido em vaso contendo 3 kg de um Argissolo, em condições de casa de vegetação, avaliou-se a utilização pelo arroz (Oriza sativa L.) e crotalária júncea (Crotalaria juncea L.) do enxofre de fertilizante, fazendo-se uso do isótopo estável 34S. Uma solução de sulfato de sódio marcado com 34S (14,30 ± 0,05% em átomos de 34S) foi aplicada ao solo (70 mg S-SO4 por kg de solo) após 18 dias da semeadura. A colheita da parte aérea da crotalária e do arroz deu-se aos 72 e 122 dias após a adubação respectivamente. O material seco da crotalária foi menor que o do arroz. Por outro lado, o teor de enxofre e a quantidade de S na crotalária foram muito superiores às do arroz, devido a maior exigência da leguminosa pelo nutriente. A maior exigência da leguminosa por enxofre e o menor tempo entre a fertilização e a colheita, possibilitaram que uma menor quantidade de S nativo do solo fosse mineralizada, e que uma menor quantidade de 34SO4 fosse imobilizada pela biomassa microbiana, o que resultou em abundância de 34S e porcentagem de enxofre na planta derivada do fertilizante (Sddf) superiores na crotalária (%Sddf crotalária = 91,3 ± 3,5%; %Sddf arroz = 66,3 ± 0,8%). Os valores expressivos de %Sddf indicaram uma baixa taxa de mineralização de S, provavelmente, como conseqüência da possível carência do nutriente no solo.