Fertilizantes Organominerais: Aspectos
Mercadológicos e Tecnológicos
José Carlos Polidoro
Vinicius Benites
Juliano Corulli Correa
June F. S. de Menezes
Paulo César Teixeira
Embrapa Solos
Embrapa Solos
Embrapa Suínos e Aves
Universidade de Rio Verde
Embrapa Solos
Aspectos Mercadológicos – Mercado Nacional
7000
Crescimento 2005-12 = 16% aa.
5000
Em 2012 = 10% consumo NPK no Brasil
Mil ton
6000
4000
3000
2000
Ano
Fertilizantes OM
Nutrientes /1000
Fonte: Junqueira, A. (2006), Abisolo (2013), Empresas do Setor e MAPA (2013)
Elaborado por Polidoro, J.C. (2013)
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
0
2001
1000
Fatores determinantes do mercado de
fertilizantes organomineiras:
•Até 2005 – Entregas destinadas a mercado especializados
(horticultura, jardinagem, etc)
•Após 2006 – Ampliação de mercado para produção de grãos,
fibras e cana-de-açúcar
Motivos:
1- Aumento dos preços dos commodities (relação de troca
positiva para agricultor)
2 – Imagem dos fertilizantes organominerais de “eficiência
agromônica aumentada”
Preparado por: Prado, R.B.; Laforet, M.R.C.; Pereira, A.M. & Polidoro, J.C. (2013).
Restrições de mineração nas regiões de expansão do setor de FOM
Mapa de disponibilidade e restrições da TURFA no Brasil
http://www.cetem.gov.br/agrominerais/mapas.htm
Área Plantada com Cana-de-açúcar – Safra 2010.
GO
SP
Fonte: CanaSat.
Distribuição da
avicultura corte no
Brasil
Distribuição da
suinocultura no Brasil
CENTRO
OESTE
13,4 %
Questão
Há matéria prima suficiente para
atender a demanda para a produção da
“fração orgânica” do fertilizante no
Brasil ?
Estado da Federação
TOCANTINS
RONDONIA
R. G. SUL
CEARÁ
AMAZONAS
PARÁ
PIAUÍ
SERGIPE
MARANHÃO
BAHIA
R. G. NORTE
RIO DE JANEIRO
ESPIRITO SANTO
PARAIBA
MATO GROSSO
MATO GROSSO DO SUL
PERNAMBUCO
ALAGOAS
GOIÁS
MINAS GERAIS
PARANÁ
SÃO PAULO
REGIÃO CENTRO-SUL
REGIÃO NORTE-NORDESTE
BRASIL
NPK torta de filtro NPK vinhaça
NPK total
mil toneadas de nutrientes
0.06
0.17
0.23
0.11
0.44
0.55
0.11
0.38
0.50
0.13
0.56
0.69
0.32
0.48
0.81
0.67
2.72
3.39
0.96
2.70
3.66
1.95
5.44
7.39
2.43
11.00
13.43
2.71
8.57
11.28
3.39
6.96
10.36
4.28
7.74
12.02
4.66
16.64
21.30
6.27
23.67
29.94
16.28
57.69
73.97
19.27
65.21
84.47
20.18
32.14
52.32
29.08
51.22
80.31
31.40
104.59
135.99
45.24
131.34
176.58
47.74
124.14
171.88
368.80
1013.26
1382.06
537.79
68.27
606.05
1520.99
146.09
1667.08
Conteúdos de NPK nos
subprodutos do Setor
Sucroalcooleiro no
Brasil – safra 2008/9
2058.78
214.35
2273.13
Fonte: Única, (2010), Moura, T., (2010), Luz,Vitti, G.C. (2011), Cetesb (1982) preparado por Polidoro, J. C. (2013)
IBGE (2010) – 38,4 milhões de suínos
Conteúdos de
NPK resíduos
da suinocultura
no Brasil
105.595.595 m3 de dejetos ano
3,7 kg N m3
390 mil t
N
3,3 kg P2O5 m3
348 mil t
P2O5
1,9 kg K2O m3
201 mil t
K2O
Fonte: IBGE (2010),
Embrapa Suínos e Aves
(2010), Preparado por
Corrêa, J.C.; Benites,
V.M. e Polidoro, J.C.
(2012)
IBGE (2010) – 5,8 bilhões de aves
Conteúdos de
NPK resíduos
da avicultura de
corte no Brasil
2010 - 8 milhões de toneladas de cama (MN)
30 kg N t
32 kg P2O5 t
44 kg K2O t
240 mil t
N
256 mil t
P2O5
352 mil t
K2O
Fonte: IBGE (2010),
Embrapa Suínos e
Aves
(2010),
Preparado
por
Corrêa, J.C.; Benites,
V.M. e Polidoro, J.C.
(2012)
Quantidade de nutrientes/ano1
Fonte de resíduos
N
P2O5
K2O
x 1000 toneladas
Bovino de corte 2
1.560
780
1.610
Sucroalcooleiro
500
337
1437
Suinocultura
390
348
201
Avicultura de corte
240,0
256,0
352,0
Total
2.690 (1130)
1.701(921)
3.600(1990)
Estimativa da quantidade anual de nutrientes NPK presentes resíduos em resíduos dos
sistemas de produção de bovinos, suínos, aves de corte, e sucroalcooleiro no Brasil
(Polidoro, J.C.( 2010))
1 Calculo obtido a partir do valor da produção nacional multiplicado pelo teor médio de nutrientes nos respectivos resíduos definidos em publicações científicas (Konzem,
2009; Luz & Vitti, 2009; Oliveira, 1993, SBCS-ROLAS, 2004);
2 considerando apenas as fezes e urinas do rebanho de bovinos de corte em confinamento, abatidos em frigorífico, que é estimado em 30% do rebanho total nacional
6%
Produção
26%
45%
94%
Importação
76%
55%
Fonte: ANDA e SIACESP, AMABrasil
Nitrogênio
Fósforo
Potássio
Extraído de ANDA, 2011, Roquetti Filho, 2012 e atualizado por Polidoro, 2012
Consumo Brasileiro, importação e produção nacional de NPK 2012
Plano Nacional de Fertilizantes em revisão final – Entregue em março de 2010.
Plano Nacional de Fertilizantes (MAPA / MME, 2010) Incentivos a implantação de
Plantas:
•Sudoeste do Goiás –Região de Rio Verde com capacidade de 200 mil
toneladas / ano
•Paraná - Região de Cascavel com capacidade de 500 mil toneladas/ano,
•Santa Catarina – Região de Campos Altos e Concórdia com capacidade de
500 mil toneladas/ano
•Mato Grosso – Região de Nova Mutum (ou Lucas do Rio Verde) com
capacidade de 200 mil toneladas/ano
•Triangulo Mineiro – Região de Uberlândia com capacidade de 200 mil
toneladas/ano.
IMPACTOS ESPERADOS ATÉ 2020 do PNF:
•Aumento da produção nacional de fertilizantes organominerais de 3,5 para 8
milhões de toneladas/ano até 2015 e para 15 milhões de toneladas/ano até 2020
no Brasil
•Diminuição em, pelo menos 10% até 2015, e em 25% até 2020, da demanda
externa por NPK no Brasil.
•Diminuição dos riscos de poluição ambiental das atividades de suinocultura,
avicultura, bovinocultura de corte e sucroalcooleira em 30% até 2015 e em 70%
até 2020
•Aumentar a eficiência agronômica de fertilizantes em pelo menos 20% nas
lavouras que utilizarão fertilizantes organominerais
•Diversificar e desconcentrar econômica e regionalmente a produção de
fertilizantes no País.
Aspectos Tecnológicos
Dogmas tecnológicos dos Fertilizantes
Organominerais
•
São mais eficientes que os fertilizantes minerais
•
Aumenta a CTC e melhora a estrutura do solo
•
Promove benefícios sobre a microbiota do solo
Oportunidade
para pesquisas
científicas
Esse cenário leva alguns posicionamentos
técnicos inconsistentes no mercado Nacional:
•Recomendação da mesma dose de fertilizantes organominerais em relação
fertilizante mineral NPK
Ex. 450 kg/ha de NPK para milho
•Fórmulas NPK:
•organomineral
•Mineral
3 – 17 - 10 + micronutrientes
8 – 28 - 16
Aumento de aproximadamente 50% da eficiência agronômica
dos nutrientes
“Economia”
de 50% do
fertilizante
3100
y = 0,93 x + 2577,6
R2 = 0,70
Soybean yield, kg ha-1
3000
y = -0,005x2 + 2,4077x + 2575,7
R2 = 0,87
2900
2800
2700
Organomineral 20% P2O5
2600
SSP 21% P2O5
2500
0
100
Polinômio (Organomineral 20%
P2O5)
200
Linear (SSP 21%300
P2O5)
400
Fertilizer, kg ha-1
Benites et al. (2012)
DECRETO Nº 4.954,
de 14 DE JANEIRO DE 2004
Fertilizante organomineral (FOM): produto
resultante da mistura física ou combinação
de fertilizantes minerais e orgânicos.
INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25,
de 23 DE JULHO DE 2009
Garantias FOM
Fertilizante organomineral sólido:
Fertilizante organomineral fluido:
solo
•
•
•
•
Carbono orgânico total: mínimo de 8%
CTC mínimo: 80 (oitenta) mmolc/kg
Soma de NPK maior do que 10%
Umidade de no máximo 30%
•
•
•
•
Carbono orgânico total: mínimo de 3%
Soma de NPK maior do que 3%
Soma Micronutrientes maior que 1%
Umidade de no máximo 30%
foliares
•
Carbono orgânico total: mínimo de 8%
•
Carbono orgânico total: mínimo de 6%
Organominerais (CATEGORIAS):
•fluidos para solo
•sólidos/fluidos para aplicação foliar ou fertirrigação
Alguns posicionamentos técnicos no setor:
-(Bio)Estimulante vegetal
- Promotor do crescimento radicular
- Efeitos hormonais
-Ativa a microbiota do solo
-Etc.
Segundo a INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 25, de 23 DE JULHO DE 2009
CATEGORIA BIOFERTILIZANTES
.....CAPÍTULO VI
DA EMBALAGEM E ROTULAGEM DE PRODUTOS
III - para os biofertilizantes:
a) a indicação: "BIOFERTILIZANTE";
b) o(s) princípio(s) ativo(s) ou agente(s) orgânico(s);
c) as matérias-primas componentes do produto;....
Registro
requer
estudo
técnico/científico, realizado
em
uma
ICT
oficial
Brasileira, comprovando os
efeitos acima citados, os
quais não são resultados
dos nutrientes presentes nas
garantias do FOM
Eficiência do uso de nutrientes no Brasil
800
45,0
700
40,0
35,0
30,0
500
25,0
400
EUN
Ìndice Relatovo (% 1975)
600
20,0
300
15,0
200
10,0
100
5,0
(agrovegetal = (grãos + cana-de-açúcar+ florestas plantadas, frutas, legumes e hortaliças)
0
1970
1975
1980
Fertilizers
ConsumoConsuption
de nutrientes
1985
1990
1995
Agro-vegetal
production
Produção Agrovegetal
2000
2005
2010
0,0
2015
FUE
Use
EUN- –Fertilizer
Eficiência
deEfficiency
Uso de Nutrientes
Fonte: ANDA; IBGE, CONAB, 2012 e Lopes, A. S., 2007, Elaborado por Polidoro, 2013
Qual é o principal motivo para a discrepância entre
os resultados?
Tecnologia do fertilizante organomineral
Tecnologias em produção de Fertilizantes Organomineiras
sólidos:
- Farelados
-Peletizados por extrusão
-Granulados
Limitação dos fertilzantes organominerais farelados
pela tecnologia de aplicação em larga escala
30
Foto: Área técnica da Emater-MG
O processo de Peletização por extrusão deve ser adequado
para a produção de fertilizantes organominerais para evitar:
•Dureza dos peletes elevada (maior que 4,0 kgf.cm-2) comprometendo a
solubilidade do fertilizante e a durabilidade do maquinário.
•Mimizar arestas dos peletes para evitar “geração de pó” na aplicação nas
plantadeiras
•O efeito negativo da temperatura e pressão de extrusão sobre a qualidade da
matéria orgânica no fertilizante, principalmente resíduos agroindustriais
NPK no grão
A mistura entre a porção orgânica e a
mineral (pelo menos em parte) deve
ser realizada no momento do
processamento dos resíduos
(compostagem) ou na granulação
32
Compatível com máquinas e implementos
inseridos nos sistemas de produções
já
Foto: Guilherme C. Franco
Modelo conceitual de um fertilizante organomineral fosfatado
produzido com MAP e Turfa ativada ou Ácidos Húmicos
Fertilizante organomineral (turfa)
Fertilizante Mineral
COOHCOOHH2PO4- H2PO4-
HPO4-2 H2PO4H2PO4H2PO4H2PO4-
H2PO4
HPO4
-2
-
H2PO4COOHH2PO4COOH- H2PO4-
COOHOHHPO4-2
COOH-
Nesse modelo, os processos de precipitação com Fe e Al e adsorção
específica do fosfato no solo são minimizados no fertilizante organomineral
34
Modelo conceitual de um fertilizante organomineral fosfatado
produzido com torta de filtro, cama de frango, dejetos de suínos
(ou composto orgânico)
Pode ser produzido com
fontes solúveis de NPK e
micronutrientes
Fosfatos
naturais,
agrominerais potássicos,
fontes
orgânicas
de
nitrogênio, etc.
Foto: V.M. Benites
FOMs produzidos com resíduos agroindustriais:
Soluções ambientais mais “inteligentes” e de maior eficiência agronômica
que o uso direto dos resíduos na agriculgura
Técnicas de produção de fertilizantes
organominerais
Dejetos de Suínos
38
39
Vantagens e desvantagens
da compostagem
Não existe
compostagem
RÁPIDA
90
Termômetro inferior
Termômetro central
Termômetro superior
Temperatura média
Temperatura, oC
80
70
60
50
40
30
Fase Termofílica
20
0
10
20
Fase Mesofílica
30
40
50
período de compostagem, dias
60
70
Problema do processo: Emissão de N-NH3 em compostagem
Emissão de Amônia (mg N-NH3 m-3)
1200
1000
800
Pesquisas recentes para mininizar as perdas:
Uso de inibidores de urease
Aplicação de zeolitas naturais (silicato mineral)
600
400
200
Durante o revolvimento, a emissão de
N-NH3 é 5x superior.
0
0
15
30
45
60
75
90
105
120
Tempo em minutos
Fonte: Lourenço; Corrêa; Higarashi 2010
Avanços recentes em processamento de
matérias primas
45
46
47
Vantagens
•Tempo de “retenção” da matéria prima na produção do fertilizante
é mínimo;
•Homogeneidade da mistura;
•Altíssimo rendimento de granulação (>90%);
•ATIVAÇÃO MECÂNICA DA FRAÇÃO ORGÂNICA ;
•Eliminação dos contaminantes biológicos (ovos de helmintos e
microrganismos enteropatogênicos);
Desvantagens
48
Não há produção de composto orgânico humificado no processo
(possível problema com registro do produto como organomineral,
CTC < 80 mmolc.kg-1)
Processo de mistura e granulação do
organomineral
49
Modelo Embrapa – Calderon Consulting 3000 a 120.000 ton/ano
50
51
52
Oportunidades e demandas
de pesquisa no setor de fertilizantes organominerais

Desenvolvimento de processos biológicos para a
solubilização parcial de fosfatos naturais

Otimização das caracerísticas físicas dos fertilizantes
organominerais para compatibilização com minerais em
misturas de grânulos

Avaliação da eficiência agronômica em experimentos de
longa duração
- Incorporação de micronutrientes na fórmula
- Incorporação de microorganismos funcionais
- Fórmulas diferenciadas
- Grânulos multinutrientes
- Associação de fontes prontamente solúveis e de
solubilidade intermediária
54
Parceria IPT
30 Patentes de Fertilizantes Organominerais
Depositadas no Brasil na Classificação de Refugos
Orgânicos e Inorgânicos (1994/2011)
20%
Processos industriais
Resíduos minerais, turfa, carvão, ácidos
húmicos
Camas, estercos, rúmem, sangue e outros
resíduos da agroindústria animal
Lodo, efluentes urbanos e industriais
20%
36%
13%
Resíduos da industria da madeira e de papel
36%
Torta de mamona, soja e outros vegetais
36%
Torta, cinzas, vinhaça da Cana de Açúcar
33%
Fonte: INPI
José Carlos Polidoro
[email protected]
21 2179 4535
21 98887865
Embrapa Solos
www.cnps.embrapa.br