Nitrate leaching through climatologic water balance in a fertigated coffee plantation

Abstract

Nitrate losses from soil profiles by leaching should preferentially be monitored during high rainfall events and during irrigation when fertilizer nitrogen applications are elevated. Using a climatologic water balance, based on the models of Thornthwaite and Penman Monteith for potential evapotranspiration, drainage soil water fluxes below the root zone were estimated in a fertigated coffee crop. Soil solution extraction at the depth of 1 m allowed the calculation of nitrate leaching. The average nitrate concentration in soil solution for plots that received nitrogen by fertigation at a rate of 400 kg ha -1 , was 5.42 mg L -1 , surpassing the limit of the Brazilian legislation of 10.0 mg L -1 , only during one month. For plots receiving 800 kg ha -1 of nitrogen, the average was 25.01 mg L -1 , 2.5 times higher than the above- mentioned limit. This information indicates that nitrogen rates higher than 400 kg ha -1 are potentially polluting the ground water. Yearly nitrate amounts of leaching were 24.2 and 153.0 kg ha -1 for the nitrogen rates of 400 and 800 kg ha - 1 , respectively. The six times higher loss indicates a cost/benefit problem for coffee fertigations above 400 kg ha -1 .As perdas de nitrato no perfil do solo por lixiviação devem ser monitoradas preferencialmente em ocasiões de altas precipitações pluviométricas e irrigações quando o uso de insumos nitrogenados é elevado. Foi utilizado o balanço hídrico climatológico empregando os modelos de Thornthwaite e Penman Monteith na obtenção da estimativa de evapotranspiração potencial para calcular os fluxos de drenagem de água abaixo da zona de raiz em lavoura de café fertirrigada. A extração da solução do solo a uma profundidade de 1 m permitiu o cálculo do nitrato lixiviado. A concentração de nitrato na solução do solo nas parcelas que receberam 400 kg ha -1 de nitrogênio foi em média 5,42 mg L -1 , ultrapassando o limite da legislação brasileira de 10,0 mg L -1 em apenas um mês. Para as parcelas em que se aplicaram 800 kg ha -1 de nitrogênio, o valor médio foi de 25,01 mg L -1 , que é 2,5 vezes maior do que o limite supraindicado. Essa informação mostra que doses de nitrogênio superiores a 400 kg ha -1 são potencialmente poluidoras de águas subterrâneas. Os montantes anuais de lixiviação de nitrato foram 24,2 e 153,0 kg ha -1 para aplicações de 400 e 800 kg ha - 1 de nitrogênio, respectivamente. Essa perda seis vezes maior em ralação à menor aplicação indica um problema de custo/beneficio em fertirrigações acima de 400 kg ha -1.