Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Gaseous losses of nitrogen (N) during composting of pig slurry (PS), mainly due to volatilization of ammonia (NH3), have important environmental and economic implications, requiring technological alternatives for their mitigation. The objective of this study was to evaluate the efficiency of natural zeolites clinoptilolite and stilbite at different doses and in different particle sizes and frequency of addition of clinoptilolite, to mitigate the losses of NH3 in the initial phase of PS composting. For this, experiments were conducted in a pilot scale, lasting between 14 and 17 days, wherein each zeolite was added at increasing doses of 5, 10 and 20% (w / v), the PS formed on a substrate by mixing sawdust (70%) and shavings (30%). In each experiment was performed three to four applications of PS, with or without addition of zeolites, followed by simultaneous plowing, plus three or four additional turnings in the compound. All these experiments were divided in two articles that make up this dissertation. NH3 emissions were reduced with Zeolites when compared to the control treatment only with the application of manure, and the efficiency was directly related to the dose and frequency for both zeolites addition to clinoptilolite. The clinoptilolite was more efficient in reducing ammonia emissions than stilbite and showed no differences between the analyzed particle sizes. The average of all experiments, the reduction in NH3 emissions that clinoptilolite and stilbite provided regarding PS without zeolites was between 24-76% and 8-37%, respectively. These results demonstrate the high potential of natural zeolites, mainly clinoptilolite in mitigating NH3 volatilization during composting of PS. / As perdas gasosas de nitrogênio (N) durante a compostagem de dejetos líquidos de suínos (DLS), principalmente por volatilização de amônia (NH3), têm implicações ambientais e econômicas importantes, necessitando de alternativas tecnológicas para sua mitigação. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência das zeólitas naturais clinoptilolita e estilbita utilizadas em diferentes doses, e variação de granulometria e frequência de adição da clinoptilolita, em mitigar as perdas de NH3 na fase inicial da compostagem de DLS. Para isso, foram conduzidos experimentos em escala piloto, com duração entre 14 e 17 dias, em que cada zeólita foi adicionada em doses crescentes, de 5, 10 e 20% (m/v), aos DLS, sobre um substrato constituído pela mistura de serragem (70%) e maravalha (30%). Em cada experimento foram realizadas entre três e quatro aplicações de DLS, com ou sem adição de zeólitas, seguidas de revolvimento simultâneo, além de três ou quatro revolvimentos adicionais no composto. Todos esses experimentos foram alocados nos dois artigos que compõem esta dissertação. Ambas zeólitas testadas reduziram as emissões de NH3 quando comparadas ao tratamento testemunha, somente com a aplicação de dejetos, sendo que a eficiência em mitigar a emissão de amônia esteve diretamente relacionada à dose utilizada para as duas zeólitas e também à frequência de adição para a clinoptilolita. A clinoptilolita apresentou maior eficiência em reduzir a emissão de amônia do que a estilbita e não apresentou diferença entre as granulometrias avaliadas. Na variação média de todos os experimentos, a redução nas emissões de NH3 que a clinoptilolita e a estilbita proporcionaram em relação aos DLS sem zeólitas foi entre 24 a 76% e 8 a 37%, respetivamente. Os resultados deste trabalho evidenciam o alto potencial das zeólitas naturais, principalmente da clinoptilolita, em mitigar a volatilização de NH3 durante a compostagem de DLS.

Urea is the main nitrogen (N) fertilizer used worldwide, but N losses in the form of ammonia (NH3) is a major problem when this fertilizer is topdressed over crop residues. The treatment of urea with N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) decreases the activity of urease enzyme and volatilization losses in many crops. However, the amount of straw over the soil in green cane trash blanketing (GCTB) systems affect the effectiveness of NBPT-treated urea in reducing NH3 losses. The hypothesis of this study is that an increase of NBPT concentration in NBPT-treated urea above the commercial concentration adopted nowadays (530 mg kg-1) is necessary to reduce volatilization losses and improve the efficiency of this fertilizer in GCTB systems. The aim of this study was to evaluate, under field conditions, NH3 losses from urea amended with four NBPT concentrations and applied over sugarcane straw. Six field trials were carried out across the State of São Paulo, the main sugarcane-cropped area in Brazil. It was adopted the randomized block experimental design with four replications. The treatments consisted of urea amended with the NBPT concentrations 0, 530, 850, 1500 and 2000 mg kg-1, ammonium nitrate and a control treatment (without N fertilizer). The NH3 volatilization was measured through an enclosure semi-static collector system containing two polyethylene foam discs treated with orthophosphoric acid and glycerol. The foam discs were collected and replaced at 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 and 30 days after the fertilizer application (DAF). The N trapped into the foams was extracted using deionized water and the N concentration determined by Flow Injection Analysis (FIA). Boltzmann sigmoidal models were fitted to cumulative losses of NH3 along the days. Cumulative losses between locals were compared by Tukey HSD and the effect of NBPT concentrations were tested by regression analyses (P<0.05). There was a significant effect of local and environmental conditions on amount of NH3 losses. NBPT was less effective in reducing NH3 losses under high temperatures and thick straw layer, probably because of the high urease activity and the early inhibitor degradation. The increase on NBPT concentration on urea above 530 mg kg-1 not only delayed the time of maximum rate of loss (Tmax), but also reduced cumulative NH3 losses. The two higher NBPT concentrations promoted an average delay of six days from untreated urea Tmax. Linear reduction of NH3 emissions occurred up to the NBPT concentration of 1000 mg kg-1 that reduced 43% of NH3 losses as compared to urea. Any increment in NBPT concentration above this range did not reflect in substantial reduction of NH3 losses. Increase NBPT concentration showed potential in reducing NH3 volatilization losses under GCTB sugarcane, however, further research is necessary to evaluate the impact of NH3 savings on sugarcane yield and the economic feasibility of this technology. / A ureia é o principal fertilizante nitrogenado utilizado em todo o mundo, porém, perdas de nitrogênio (N) na forma de amônia (NH3) são um importante problema associado ao uso desse fertilizante. O tratamento da ureia com N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) reduz a atividade da enzima urease e a volatilização de NH3 em muitos cultivos. Entretanto, a quantidade de palha sobre o solo em sistemas de cultivo da cana-de-açúcar colhida sem queima (CCSQ) afeta a eficiência do tratamento da ureia com NBPT em reduzir as perdas de NH3. A hipótese deste estudo é que é necessário aumentar a concentração de NBPT na ureia acima da atual concentração comercial (530 mg kg-1) para reduzir as perdas por volatilização, de modo a viabilizar o uso de ureia tratada com NBPT em sistemas de CCSQ. O objetivo desse estudo foi avaliar, em condições de campo, as perdas de NH3 de ureia tratada com quatro concentrações de NBPT e aplicada sobre a palhada de cana-de-açúcar. Seis experimentos de campo foram conduzidos no Estado de São Paulo, principal área cultivada com cana-de-açúcar no Brasil. Foi utilizado delineamento aleatorizado em blocos com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em ureia tratada com NBPT nas concentrações 0, 530, 850, 1500 e 2000 mg kg-1, nitrato de amônio e um tratamento controle (sem adubação nitrogenada). A volatilização e NH3 foi mensurada através de sistema coletor semiestático fechado, contendo dois discos de espuma de polietileno embebidos com solução de ácido ortofosfórico e glicerina. Os discos de espuma foram coletados e substituídos aos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 e 30 dias após a aplicação dos fertilizantes (DAF). O N retido nas espumas foi extraído usando água deionizada e a concentração de N determinada por Análise por Injeção em Fluxo (FIA). Modelos sigmoides de Boltzmann foram ajustados para as perdas cumulativas de NH3 ao longo dos dias. As médias das perdas acumuladas entre locais foram comparadas usando teste de Tukey e o efeito das concentrações de NBPT foi testado por análise de regressão (P<0,05). Houve forte influência do local e das condições ambientais nas perdas de NH3. O NBPT foi menos eficiente reduzir as perdas de NH3 em condições de alta temperatura e grossa camada de palha, provavelmente devido à alta atividade de urease e à degradação prematura do inibidor. O aumento na concentração de NBPT na ureia acima de 530 mg kg-1 não apenas retardou o pico de máxima taxa de perda diária (Tmax), mas também reduziu as perdas acumuladas de NH3. As duas maiores concentrações de NBPT promoveram um retardamento médio de seis dias em relação ao Tmax da ureia. Uma redução linear nas emissões de NH3 foi verificada até a dose de 1000 mg kg-1 de NBPT, que levou a uma redução de 43% nas perdas em comparação à ureia não tratada. Incrementos na concentração de NBPT acima desse valor não se refletiram em redução substancial das perdas de NH3. Aumentar a concentração de NBPT na ureia demonstrou potencial em reduzir as perdas e NH3 por volatilização em sistemas de CCSQ, entretanto são necessárias mais pesquisas avaliando o impacto do N preservado no sistema sobre a produtividade da cana-de-açúcar e a viabilidade econômica dessa tecnologia.

Urea is the main nitrogen (N) fertilizer used worldwide, but N losses in the form of ammonia (NH3) is a major problem when this fertilizer is topdressed over crop residues. The treatment of urea with N-(n-butyl) thiophosphoric triamide (NBPT) decreases the activity of urease enzyme and volatilization losses in many crops. However, the amount of straw over the soil in green cane trash blanketing (GCTB) systems affect the effectiveness of NBPT-treated urea in reducing NH3 losses. The hypothesis of this study is that an increase of NBPT concentration in NBPT-treated urea above the commercial concentration adopted nowadays (530 mg kg-1) is necessary to reduce volatilization losses and improve the efficiency of this fertilizer in GCTB systems. The aim of this study was to evaluate, under field conditions, NH3 losses from urea amended with four NBPT concentrations and applied over sugarcane straw. Six field trials were carried out across the State of São Paulo, the main sugarcane-cropped area in Brazil. It was adopted the randomized block experimental design with four replications. The treatments consisted of urea amended with the NBPT concentrations 0, 530, 850, 1500 and 2000 mg kg-1, ammonium nitrate and a control treatment (without N fertilizer). The NH3 volatilization was measured through an enclosure semi-static collector system containing two polyethylene foam discs treated with orthophosphoric acid and glycerol. The foam discs were collected and replaced at 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 and 30 days after the fertilizer application (DAF). The N trapped into the foams was extracted using deionized water and the N concentration determined by Flow Injection Analysis (FIA). Boltzmann sigmoidal models were fitted to cumulative losses of NH3 along the days. Cumulative losses between locals were compared by Tukey HSD and the effect of NBPT concentrations were tested by regression analyses (P<0.05). There was a significant effect of local and environmental conditions on amount of NH3 losses. NBPT was less effective in reducing NH3 losses under high temperatures and thick straw layer, probably because of the high urease activity and the early inhibitor degradation. The increase on NBPT concentration on urea above 530 mg kg-1 not only delayed the time of maximum rate of loss (Tmax), but also reduced cumulative NH3 losses. The two higher NBPT concentrations promoted an average delay of six days from untreated urea Tmax. Linear reduction of NH3 emissions occurred up to the NBPT concentration of 1000 mg kg-1 that reduced 43% of NH3 losses as compared to urea. Any increment in NBPT concentration above this range did not reflect in substantial reduction of NH3 losses. Increase NBPT concentration showed potential in reducing NH3 volatilization losses under GCTB sugarcane, however, further research is necessary to evaluate the impact of NH3 savings on sugarcane yield and the economic feasibility of this technology. / A ureia é o principal fertilizante nitrogenado utilizado em todo o mundo, porém, perdas de nitrogênio (N) na forma de amônia (NH3) são um importante problema associado ao uso desse fertilizante. O tratamento da ureia com N-(n-butil) tiofosfórico triamida (NBPT) reduz a atividade da enzima urease e a volatilização de NH3 em muitos cultivos. Entretanto, a quantidade de palha sobre o solo em sistemas de cultivo da cana-de-açúcar colhida sem queima (CCSQ) afeta a eficiência do tratamento da ureia com NBPT em reduzir as perdas de NH3. A hipótese deste estudo é que é necessário aumentar a concentração de NBPT na ureia acima da atual concentração comercial (530 mg kg-1) para reduzir as perdas por volatilização, de modo a viabilizar o uso de ureia tratada com NBPT em sistemas de CCSQ. O objetivo desse estudo foi avaliar, em condições de campo, as perdas de NH3 de ureia tratada com quatro concentrações de NBPT e aplicada sobre a palhada de cana-de-açúcar. Seis experimentos de campo foram conduzidos no Estado de São Paulo, principal área cultivada com cana-de-açúcar no Brasil. Foi utilizado delineamento aleatorizado em blocos com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em ureia tratada com NBPT nas concentrações 0, 530, 850, 1500 e 2000 mg kg-1, nitrato de amônio e um tratamento controle (sem adubação nitrogenada). A volatilização e NH3 foi mensurada através de sistema coletor semiestático fechado, contendo dois discos de espuma de polietileno embebidos com solução de ácido ortofosfórico e glicerina. Os discos de espuma foram coletados e substituídos aos 2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 e 30 dias após a aplicação dos fertilizantes (DAF). O N retido nas espumas foi extraído usando água deionizada e a concentração de N determinada por Análise por Injeção em Fluxo (FIA). Modelos sigmoides de Boltzmann foram ajustados para as perdas cumulativas de NH3 ao longo dos dias. As médias das perdas acumuladas entre locais foram comparadas usando teste de Tukey e o efeito das concentrações de NBPT foi testado por análise de regressão (P<0,05). Houve forte influência do local e das condições ambientais nas perdas de NH3. O NBPT foi menos eficiente reduzir as perdas de NH3 em condições de alta temperatura e grossa camada de palha, provavelmente devido à alta atividade de urease e à degradação prematura do inibidor. O aumento na concentração de NBPT na ureia acima de 530 mg kg-1 não apenas retardou o pico de máxima taxa de perda diária (Tmax), mas também reduziu as perdas acumuladas de NH3. As duas maiores concentrações de NBPT promoveram um retardamento médio de seis dias em relação ao Tmax da ureia. Uma redução linear nas emissões de NH3 foi verificada até a dose de 1000 mg kg-1 de NBPT, que levou a uma redução de 43% nas perdas em comparação à ureia não tratada. Incrementos na concentração de NBPT acima desse valor não se refletiram em redução substancial das perdas de NH3. Aumentar a concentração de NBPT na ureia demonstrou potencial em reduzir as perdas e NH3 por volatilização em sistemas de CCSQ, entretanto são necessárias mais pesquisas avaliando o impacto do N preservado no sistema sobre a produtividade da cana-de-açúcar e a viabilidade econômica dessa tecnologia.