Controlled-release fertilizers and blends: properties and performance of the technology in the cultivation of arabica coffee

dc.contributor.advisorPozza, Adélia Aziz Alexandre
dc.contributor.co-advisorSilva, Douglas Ramos Guelfi
dc.contributor.refereeSilva, Carlos Alberto
dc.contributor.refereeFavarin, José Laércio
dc.contributor.refereeMartinez, Herminia Emilia Prieto
dc.contributor.refereeCastanheira, Dalyse Toledo
dc.creatorDutra, Mateus Portes
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2528453799183600
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8841-6021
dc.date.accessioned2026-01-28T20:41:17Z
dc.date.issued2025-08-28
dc.description.abstractAmong the new fertilizer technologies considered strategic options to increase nutrient use efficiency in coffee cultivation are controlled-release fertilizers and their associations in the form of blends. The use of these technologies is associated with gradual nutrient release, thereby promoting favorable mechanisms that increase nutrient availability in the soil and reduce losses. In this context, the objective of this study was to evaluate the adoption of fertilizer technologies and their potential to promote agronomic and environmental gains in coffee cultivation. In the first article, blends of conventional phosphate fertilizers and controlled-release fertilizers were applied, and the dynamics of phosphorus release were modeled under field conditions. Leaf area, nutrient accumulation, and biomass of coffee plants during the establishment phase, as well as soil P availability, were quantified. Two types of phosphate fertilizers were used: conventional MAP and a blend (physical mixture of MAP with controlled-release phosphate fertilizers). Both were applied at rates of 0, 134, 268, and 403 kg ha-1 of P2O5. Phosphate fertilization increased leaf area and shoot biomass of coffee plants and raised soil P levels after 18 months. Total P accumulation in the coffee shoot was 4 kg ha-1 . For the other macronutrients, accumulation (kg ha-1 ) was: 60 (N), 46 (K), 22 (Ca), 7 (Mg), and 4 (S). For micronutrients (g ha-1 ), the values were: 657 (Fe), 160 (B), 149 (Mn), 71 (Cu), and 43 (Zn); on average, 74% of the nutrients were located in the leaves. The application of blends provided biomass gains of 18.9% in plagiotropic branches compared with conventional fertilization. In the second article, the investigation was based on the hypothesis that gradual N release is effective in mitigating losses and favorable for increasing the yield of Coffea arabica L. compared with conventional urea fertilization. Treatments consisted of conventional urea and three blends of controlled- and slow-release fertilizers (Blend Urea CRF + Urea NBPT; Blend 1; and urea-formaldehyde), which were applied at annual N rates of 0, 200, 280, and 400 kg ha-1 for three growing seasons. Ammonia volatilization losses were: 88 kg N (conventional urea) > 50 kg (Blend Urea CRF + Urea NBPT) > 34 kg (urea-formaldehyde) > 11 kg (Blend 1). These technologies reduced N2O emissions by 85% compared with conventional urea, which showed an emission factor (EF) of 0.17%. The use of Blend 1 and Blend Urea CRF + Urea NBPT resulted in yields 30% and 15% higher, respectively, than those obtained with urea. Based on the results of this study, it can be concluded that phosphate fertilization is effective in improving coffee nutrition during the establishment phase. The association of blends of conventional and controlled-release nitrogen fertilizers is a promising strategy to enhance both the profitability and sustainability of coffee production.
dc.description.areastematicasdaextensaoMeio ambiente
dc.description.areastematicasdaextensaoSaúde
dc.description.areastematicasdaextensaoTecnologia e produção
dc.description.notesArquivo retido a pedido da autoria, até dezembro de 2026.
dc.description.odsODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
dc.description.odsODS 9: Indústria, inovação e infraestrutura
dc.description.odsODS 13: Ação contra a mudança global do clima
dc.description.resumoEntre as novas tecnologias para fertilizantes que são opções estratégicas para o aumento da eficiência de uso de nutrientes da cultura do café, encontram-se os fertilizantes de liberação controlada e associações na forma de blends. Atribui-se ao uso destas tecnologias a liberação gradual, permitindo-se assim mecanismos favoráveis ao aumento da disponibilidade de nutrientes no solo e redução de perdas. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar a adoção de tecnologias em fertilizantes e o seu potencial em promover ganhos agronômicos e ambientais vinculados a cultura do cafeeiro. No primeiro artigo, foi realizada a aplicação de blends entre fertilizantes fosfatados convencionais e de liberação controlada, sendo modelada a dinâmica de liberação de P em campo, quantificados a área foliar, acúmulo de nutrientes e biomassa do cafeeiro em sua fase de implantação e a disponibilidade de P no solo. Empregaramse dois tipos de fertilizantes fosfatados: MAP convencional e um blend (mistura física de MAP com fertilizantes fosfatados de liberação controlada). Ambos aplicados nas doses de 0, 134, 268 e 403 kg ha-1 de P2O5. A adubação fosfatada contribuiu para o aumento da área foliar e da biomassa da parte aérea em do cafeeiro, além de elevar os teores de P no solo ao final de 18 meses. O acúmulo total de P na parte aérea do cafeeiro foi de 4 kg ha-1 , para os demais macronutrientes, em kg ha-1 foi de: 60 (N), 46 (K), 22 (Ca), 7 (Mg) e 4 (S). Já para os micronutrientes (em g ha-1 ) foram: 657 (Fe); 160 (B); 149 (Mn); 71 (Cu); e 43 (Zn), em média 74% dos nutrientes encontravam-se nas folhas. A aplicação de blends proporcionou ganhos de biomassa de 18,9% nos ramos plagiotrópicos comparada a adubação convencional. No segundo artigo, a investigação foi realizada com base na hipótese de que a liberação gradual de N é eficaz na mitigação de perdas e favorável a incrementos na produtividade da espécie Coffea arabica L. comparada a adubação via ureia convencional. Os tratamentos foram compostos pela ureia convencional e três blends entre fertilizantes de liberação controlada e lenta (Blend Ureia CRF + Ureia NBPT; Blend 1 e Ureia Formaldeído) os quais foram aplicados em doses anuais de N: 0; 200; 280 e 400 kg ha-1 por 3 safras. As perdas por volatilização de amônia foram: 88 kg de N (Ureia Convencional) > 50 kg (Blend Ureia CRF + Ureia NBPT) > 34 kg (Ureia Formaldeído) > 11 kg (Blend 1). As tecnologias reduziram as emissões de N2O em 85% comparativamente à ureia convencional que apresentou o FE de (0,17%). O uso das tecnologias Blend 1 e Blend Ureia CRF + Ureia NBPT resultaram em produtividade superior à da ureia em 30 e 15%. Em função dos resultados deste estudo pode-se concluir que a adubação fosfatada é eficaz para melhorias na nutrição da cultura do café durante a fase de implantação. A associação de blends entre fertilizantes nitrogenados convencionais e de liberação
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.tipodeimpactoSociais
dc.description.tipodeimpactoTecnológico
dc.description.tipodeimpactoEconômicos
dc.identifier.citationDUTRA, Mateus Portes. Controlled-release fertilizers and blends: properties and performance of the technology in the cultivation of arabica coffee. 2026. 79 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufla.br/handle/1/60558
dc.language.isoen_US
dc.publisherUniversidade Federal de Lavras
dc.publisher.collegeEscola de Ciências Agrárias de Lavras (ESAL)
dc.publisher.countrybrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência do Solo
dc.publisher.initialsUFLA
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solo
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectCafé arábica
dc.subjectFertilizantes de liberação controlada
dc.subjectFósforo
dc.subjectNitrogênio
dc.subjectCoffea arabica
dc.subjectCafé - Fertilizantes
dc.subjectControlled-release fertilizers
dc.subject.cnpqCiências Agrárias
dc.titleControlled-release fertilizers and blends: properties and performance of the technology in the cultivation of arabica coffee
dc.title.alternativeFertilizantes de liberação controlada e blends: propiedades e desempenho da tecnologia no cultivo do café arábica
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