Nitrogênio no Solo: Dinâmica, Importância e Manejo para Agricultura

NITROGÊNIO NO SOLO Apostila 7 1 INTRODUÇÃO O Nitrogênio destacase por apresentar intenso dinamismo no sistema solo com número de oxidação variável NH43 NO3 5 e por ser exigido em grandes quantidades pelas culturas Tem elevada solubilidade quando inorgânico e ocorre também em formas gasosas N2 NH3 N2O NO NO2 Esse nutriente caracterizase por apresentar grande mobilidade no solo e por sofrer diversas ações de microrganismos O Nitrogênio passa por diversas transformações no solo e pode ter como resultante a forma de nitrato eou perderse na atmosfera por volatilização Por sua característica de mobilidade no solo quando comparado com outros nutrientes tornase difícil a manutenção dele junto ao sistema radicular e portanto seu efeito residual é baixo Sendo assim a freqüência de aplicação e as quantidades a serem adicionadas aos programas de adubação são altas Dessa forma em âmbito mundial o consumo desse fertilizante supera o de outros nutrientes e no Brasil a medida que a agricultura se moderniza e se intensifica esperase que o correto manejo seja título de atenção 11 Aspectos particulares do N a Origem do N do solo Não figura como constituinte de qualquer rocha terrestre Exceção depósito de sais minerais de N são raros e ocorrem apenas em certas áreas localizadas em regiões ácidas ou semiáridas A principal razão desse fenômeno se deve à elevada solubilidade em água dos referidos sais o que os torna muito susceptíveis à lavagem Ex NaNO3 salitre do Chile Chile Peru Bolivia KNO3 salitre de Bengala India Egito Pérsia Atmosfera 78 N na forma de gás inerte Conclusão todo o N do solo vem da atmosfera b Necessidade de equilíbrio no seu fornecimento Tanto a falta quanto o excesso de N é prejudicial para a maioria das plantas é o elemento adubo com custo de obtenção mais elevada Custo energético N 16800 Kcal 1 kg P2O5 3040 Kcal K2O 2100 Kcal 6 e N2 3H2 2NH3 amônia Portanto é este elemento mais do que qualquer outro exige um manejo ou uso bem controlado ou regulado pois quando em falta ou excesso provoca problemas e prejuízo às plantas e ao homem 2 FUNÇÃO DO NITROGÊNIO NA PLANTA Na planta quase todo o Nitrogênio encontrase na forma orgânica fazendo parte dos aminoácidos enzimas hormônios clorofila etc As principais funções iAumenta o teor e a qualidade das proteínas dos alimentos iiAuxilia no desenvolvimento radicular iiiAumenta a eficiência da absorção de Potássio ivÉ importante para a fotossíntese e respiração vEssencial para o crescimento vegetativo Substâncias com N iProteínas iiÁcidos nucléicos iiiAminoácidos Exerce funções sem as quais não se pode conceber a vida vegetal portanto macronutriente primário ou nobre É absorvido na forma inorgânica como NH4amômio cátion ou NO3 nitrato ânion porém é assimilado nos compostos orgânicos na forma de amônio Como o nitrato é a forma mais comum em solos aerados a planta deve fazer a redução do NO3 a NH4 isso requer energia e a incorporação do NH4 precisa de esqueletos carbonados àcidos orgânicos para formar aminoácidos 1 Assimilação do NO3 A regulação da assimilação do NO3 é determinada pela int de processos que envolvem a planta toda em sistemas integrados O NO3 absorvido pelas raízes parte é acumulada nas células das raízes parte é reduzido nas raízes parte é translocado para as folhas parte acumulada nas células das folhas e parte é reduzida nas folhas 2 Processo de redução do NO3 NO3 8e 10H NH4 3H2O 1 Passo da redução do NO3 consiste na conversão a NO2 sendo catalizada pela nitrato redutase Esta redução ocorre no citoplasma Açúcar de reserva Foto assimilados Respiração Esqueletos Carbonados Energia Aminoácidos NO3 NH4 NADH2 FAD 2MO5 NO3 NAD FADH2 2MO6 NO2 A redução de NO2 a NH4 ocorre em muitas espécies dentro dos cloroplastos A enzima responsável é a nitrtito redutase Ni Rase A presença do NO3 induz a síntese da enzima N Rase na ausência do NO3 não ocorre sintese enzimática A luz induz a síntese da N Rase nas folhas Alta radiação aumenta a conversão do NO3 a NH4 Cada passo implica na adição de 2e ao N Esta utilização do N em que microorganismos aeróbicos e vegetais superiores reduzem NO3 a NH4 para incorporála a proteína celular chamase ASSIMILAÇÃO DO NO3 3 O CICLO DO NITROGÊNIO O Nitrogênio diferenciase de outros elementos porque seu fornecimento no solo não depende da rocha de origem como outros elementos Ca Mg K etc Na atmosfera o Nitrogênio está na forma de N2 e portanto não pode ser aproveitada pelas plantas para tal há a necessidade de transformar essa forma gasosa N2 em forma orgânica e inorgânica O Nitrogênio sofre oxidação na atmosfera calor e descarga elétrica formando NO2 nitrito e este vai ao solo No solo o Nitrito é oxidado para nitrato NO3 que é uma forma aproveitável para s plantas Quando o Nitrito NO2 está na atmosfera ele pode ser carreado para o solo pelas chuvas as quais podem contribuir de 1 a 50 Kghaano de N dependendo da região pois as maiores contribuições ocorrem e áreas industriais O gás nitrogênio N2 pode ser incorporado ao solo por difusão e fazer parte da fase gasosa do solo e este N2 pode ser fixado por microrganismos Fixação biológica como demonstra a Figura 1 O gás N2 que constitui cerca de 78 da atmosfera terrestre também pode ser reduzido ou oxidado pela ação dos microorganismos fixação simbiótica e não simbiótica e quimicamente processos industriais Na natureza o elemento encontrase em equilíbrio dinâmico entre formas livres e fixadas A passagem de uma forma para outra pode ocorrer por vários processos que constituem o que se denomina o CICLO DO NITROGÊNIO figura 1 A compreensão deste ciclo é fundamental na adoção de práticas que resultam no aumento da eficiência de utilização do elemento pelas plantas NO2 NO3 NO2 NH3 Glutamina 3 Fd 3Fd ATP ADP Pi E 4H Ni Rase Glutamato ceto glutarato Glutamato Outros Aminoácidos citoplasma N Rase Processos a Precipitação atmosférica b Fixação simbiótica c Fixação assimbiótica ou não simbiótica ou livre d Adubos ou fertilizantes artificiais e Resíduos orgânicos Figura 1 O ciclo do Nitrogênio Brady 1974 31 Incorporação de N no Sistema Solo Planta 311 Fixação Biológica O N pode ser fixado biologicamente pela ação de grupos de microorganismos constituintes de associações simbióticas e não simbióticas com as plantas A fixação biológica exige gastos de energia pelos microorganismos o mecanismo é apresentado na Figura 2 Figura 2 Mecanismo simplificado da fixação do N2 atmosférico A fixação simbiótica do N atmosférico ocorre pela associação de bactérias do gênero Rhizobium com as raízes de leguminosas Está associação mostra um bom grau de especificidade de modo que para a fixação de N ocorre há necessidade da combinação certa entre a espécie de Rhizobium e a planta A relação de fixação ocorre em nódulos no sistema radicular das leguminosas e a quantidade de N fixada varia com a planta hospedeira estirpe do Rhizobium e as condições ambientais sob as quais a associação se desenvolve Neste particular considerese que os teores de N de K e de micronutrientes especialmente de Mo disponíveis e o pH são os fatores do solo que mais afetam a fixação simbiótica de N Wutke 1972 A literatura registra valores de fixação biológica que variam de 20 N2 6H 6e 2NH3 15 ATP 15 ADP P a 500 kg Nha sob condições extremamente favoráveis Tisdale e Nelson 1975 mas valores próximos de 80 kgha são mais comuns Algumas plantas não leguminosas podem também fixar N por intermédio de mecanismos semelhantes àqueles observados entre leguminosas e Rhizobium Elas desenvolvem nódulos radiculares que mostram a presença de bactérias que fixam N Como exemplo destas plantas têmse algumas das famílias Betulaceae Myricaceae Coriariaceae e Casuarinaceae Atualmente existem evidências que certas gramíneas tropicais são capazes de fixar N Trabalhos conduzidos por Dobereiner e Day 1975 no Brasil mostram a associação ente Paspalum notatum e Azotobacter paspali e entre Digitaria decumbens e Spirillum lipoferum A fixação ocorre a nível de rizosfera e o N é absorvido do ar diretamente pela planta A fixação assimbiótica ou livre de N pode ocorrer a nível da filosfera folhas e na manta orgânica no solo e na rizosfera por organismos denominados livres Dentre estes os mais importantes são certas bactérias dos gêneros Rodospirillum Clostridium Azotobacter e Beijerinckia Este último gênero é muito comum sob condições tropicais Algas azuisesverdeadas também podem fixar N assimbióticamente seja em associação com musgos ou em tabuleiros de arroz irrigado As algas por fotossintetizarem não dependem de outra fonte de Carbono Hoje há um grande interesse na presença de algas do gênero Azolla para a fixação de N em arrozais alagados A quantidade de N fixada assimbioticamente é também muito favorável admitindo se valores entre 20 e 40 kgha a Fixação realizada pelas bactérias que vivem nos nódulos das leguminosas Interação Leguminosas X Bactérias Rhizobium Figura 3 Figura 3 Processo de nodulação em associações simbióticas Célula de Rizóbio 1 Reconhecimento e ligação mediados por ricadesina 2 Excreção de fatores de nodulação pela bactéria promovendo o encurvamento do pelo radicular Conduto de infecção 3 Invasão Rizóbios penetram no pelo radicular e se multiplicam em um conduto de infecção 4 As bactéria no conduto de infecção crescem em direção as células radiculares 5 As células radiculares invadidas e adjacentes recebem estímulos para se dividirem 6 Formação do estado de bacterióide no interior da célula vegetal 7 Divisão continuada das células bacterianas e da planta b Processo simbiótico N combinado Leguminosa Rhizobium E nutrientes b1 Quantidades de N fixadas 40 60 kg 100 140 kg Nhaano c Bioquímica do processo fixação N2 compostos NH3 R COOH NH2 RCOOH proteínas simbiótica intermediários NH3 intermediário chave compostos que representa o fim da reação de fixação começo da assimilação do N fixação em esqueletos orgânicos d Fatores que afetam a quantidade de N fixado d1 Tipo de leguminosa É importante que se chame a atenção para o seguinte fato o nitrogênio em qualquer que seja o processo biológico de fixação somente é fixado e usado conforme as plantas e ou os microorganismos precisam ou necessitam para o seu crescimento em outras palavras não ocorre uma fixação indiscriminada do elemento com grandes sobras além das necessidades dos microorganismos e das plantas Portanto as plantas diferem entre si na fixação em função de suas necessidades Tabela 1 Quantidades de N fixadas por leguminosas Rhizobium Leguminosas N fixado kgha Alfafa 194 Soja 58 Amendoim 42 Feijões 40 Crotalaria 65 Mucuna 147 LabLab 52 Pastagem Leguminosas 5 a 225 d2 Compatibilidade entre bactérias e leguminosas Não é qualquer microorganismo que consegue se associar as plantas e viceversa e realizar a fixação No caso mais conhecido associação leguminosa Rhizobium também existem certos problemas Não é qualquer Rhizobium que se associa com uma determinada leguminosa ou melhor não é qualquer espécie de Rhizobium que dá uma boa associação com uma determinada leguminosa Desta forma às vezes se observa um grande número de nódulos nas raízes e a quantidade de N fixada é baixa Outras vezes se tem poucos nódulos formados e baixa fixação de N O que evidentemente se deseja é um número razoável de nódulos com uma boa funcionalidade isto é uma boa fixação de N As principais associações leguminosas Rhizobium são as seguintes Tabela 2 Principais associações leguminosas Rhizobium Grupo de Inoculação Espécie de Rhizobium Leguminosa cruzada Alfafa R meliloti Alfafa Trevo R trifolii Trevo Ervilhas R leguminosarum Ervilhas Feijão R phaseolus Feijões Tremoço R lupini Tremoço Soja R japonicum Soja Ervilha de vaca R sp Amendoim Kudzu Crotalaria d3 Acidez do Solo Efeito direto efeito da acidez sobre a leguminosa microorganismo ou sobre a interação pH ideal para as bactérias nodulares próximo à neutralidade R melioti é ausente abaixo de pH 60 pH 45 não ocorre formação de nódulos Efeito indireto solos ácidos tem altos teores de Mn e Al os quais são tóxicos além do baixo conteúdo falta de Ca Mg e Mo d4 Nutrientes Alta quantidade de Ca no início do processo de infecção ou de iniciação do nódulo maior doque aquela que seria exigido pelo hospedeiro se ele tivesse N fixo à sua disposição Boro a falta de B inibe o desenvolvimento dos feixes vasculares das raízes para os nódulos As bactérias não formam bacteróides Molibdênio faz parte da enzima nitrogenase que é essencial para a fixação Cobalto as leguminosas e outras plantas necessitam de cobalto quando dependem da fixação simbiótica Outros P Mg K etc d5 Clima Afeta mais a fisiologia do hospedeiro doque a associação hospedeiro microorganismo e Fixação livre ou assimbiótica e1 Conceito É a fixação realizada principalmente por bactérias heterotróficas da Rizosfera de gramíneas tropicias e2 Microorganismos i Bactérias Heterotróficas 1 Semiaeróbicas Azospirillum 2 Aeróbicas Beijerinckia pH desde 35 e Azotobacter pH 60 3 Anaeróbicas Rhodospirilum Chlorobium ii Algas azuisverdes A fixação de nitrogênio pelas algas azuisverdes é particularmente importante em cultura de arroz inundado Neste tipo de fixação destacase a realizada pela associação AzollaAnabaena A Azolla é uma pequena planta aquática comumente encontrada em água paradas tanques rios e campos arrozeiros das regiões tropicais e temperadas e a Anabaena é uma cianobactéria que vive nas cavidades dos lóbulos das folhas da Azolla capaz de fixar o nitrogênio atmosférico Burns Hardy 1975 evidenciaram a fixação de até 300 kghaano de N o que explicaria de grandes áreas de arroz irrigado na China Vietnã Tailândia etc com o uso quase que exclusivo dessa associação simbiótica como fonte de nitrogênio Os resultados de pesquisa iniciadas no Brasil pelo Centro Nacional de Pesquisa do Arroz e Feijão CNPAF com plantas coletadas em várias regiões do País permitem afirmar que houve aumento de produção de arroz de 15 a 20 Fiore 1984 A partir destes resultados acreditase que o aproveitamento das terras baixas através da sistematização destas áreas para o cultivo de arroz irrigado desenvolvido pelo Provárzeas tenha as condições mais do que necessárias para a propagação da Azolla 312 Precipitação Atmosférica faiscas N2 H2 ou O2 NO3 ou NH4 elétricas nítrica amoniacal De 2 a 10 kgha de N são incorporadas ao solo anualmente pelas precipitações atmosféricas precipitação Quantidade varia frequência das descargas elétricas proximidade de indústrias b Fixação por Descargas Elétricas Chuvas O N presente na atmosfera pode retornar ao solo através da água das chuvas combinando com o O ou H sendo essas reações provocadas por faíscas elétricas Além disso as águas das chuvas podem reconduzir ao solo NH3 e NO3 existentes na atmosfera principalmente em áreas industriais além de resíduos orgânicos finamente subdivididos NH4 e o NO3 são prontamente assimiláveis pelas plantas A quantidade total de N retornado ao solo pela chuva varia de 1 a 50 kgha dependendo do local e época do ano 313 Fixação Industrial A fixação industrial do N é a fonte mais importante deste nutriente para as plantas na agricultura comercial Existem três reações básicas pelas quais o N atmosférico é fixado industrialmente oxidação direta pelo processo de cianamida e pelo processo Claude Harber a Oxidação Direta este processo é uma imitação do que se observa na natureza quando ocorre uma descarga elétrica O seu rudimento iniciou com observações de Cavendichi de que à temperatura do arco voltaico o N se combina com oxigênio segundo as reações N₂ O2 2 NO 2 NO O2 2 NO O dióxido de N é dissolvido em água para formar HNO3 2 NO₂ H2O 2 HNO3 NO b Processo cianamida O N reage sob altas temperaturas com o carbonato de cálcio para forma cianamida de cálcio Inicialmente o CaCO3 é aquecido para formar CaO CO₂ O CaO formado é aquecido a 220 C com carvão para formar CaC₂ CO Por fim o CaC2 é aquecido a 1100 C com N purificado ocorrendo a seguinte reação CaC2 N2 CaCN2 C carbeto de cálcio nitrogênio cianamida carbono c Síntese de Amônia para a produção de amônia três componentes são necessários gás natural metano CH4 vapor e ar O método atual de produção de amônia é uma combinação dos métodos de Harber e Claude daí a denominação ClaudeHarber Por esse processo o N reage com o H na presença de catalisadores ósmio e ferro sob alta temperatura 400500 c e pressão 2001000 atmosferas A reação é a seguinte 3H2 N2 2 NH2 A amônia pode ser usada para produzir vários fertilizantes nitrogenados 314 Resíduos orgânicos microor C HO N P S NO3 heterotr Resíduos orgânicos 5 N NH3 N2 N2O NH4 NO3 Mineralização Imobilização Nitrificação Volatilização Desnitrificação Absorção Lixiviação Adsorção Erosão N2 Fixação biológica N inorgânico solúvel 4 FORMAS DE N NO SOLO 41 Introdução MO 5 N 98 do N do solo forma orgânica 2 do N do solo forma mineral 42 Forma orgânica Alfa aminica 2437 Ácidos nucléicos 310 Amino açúcares 510 Produtos de condensação ou complexos com lignina 4050 43 Forma inorgânica Óxido nítrico NO gases Óxido nitroso N2O gases Dióxido de nitrogênio NO2 gases Amônia NH3 solução do solo absorvido Amônio NH4 solução do solo Nitrito NO2 solução do solo Nitrato NO3 solução do solo solução do solo NH4 abosorvido trocável não trocável taranaquita NH4 Fe e fosfato Não trocável Micas e feldspatos K Argilas 2º 1 NH4 NH4 NH4 solução trocável fixo não do solo trocável Raízes das plantas absorvem NO3 e NH4 5 CONTEÚDO DO N DO SOLO 51 Teor de N total dos solos do ESP 003 a 038 solos minerais 13 solos orgânicos SOLOS N total média Podzólicos 010 Terras roxas 016 Latossolos 021 Regosolos 005 52 Classificação dos teores de N total nos solos Catani Kupper Gargantini et al 1946 1970 01 baixo 0075 pobre 011 030 médio 0075 0125 médio 030 alto 0125 rico 53 Distribuíção Excluindo o Nitrogênio gasoso N2 a quase totalidade 95 do Nitrogênio presente no solo está na forma orgânica aminoácidos proteínas açúcares polímeros etc Embora a forma orgânica seja um grande reservatório de nitrogênio no solo 2 a 20 t Nha na camada arável esta forma orgânica não está prontamente disponível para as plantas onde para tal é necessária a transformação do Norgânico em forma minerais Amônio NH4 e Nitrato NO3 Assim o N do solo Varia de acordo com a MO A maior concentração do N do solo ocorre na camada superficial A distribuíção é afetada principalmente pela Vegetação Textura 54 Dinâmica do Nitrogênio no solo Levandose em conta que a quase totalidade do Nitrogênio no solo está na forma de N orgânico temse que a incorporação da matéria orgânica ao solo e sua taxa de decomposição ou de mineralização controlam o teor de Nitrogênio no solo A mineralização do Norgânico praticamente iniciase a partir de 0 zero grau C acelerando com a elevação da temperatura até a faixa mais favorável de 40 a 600 C Assim sendo o teor de nitrgênio no solo tende a diminuir com o aumento da temperatura média anual 541 Mineralização A Mineralização é o processo pelo qual o Norgânico 95 de N total no solo é convertido em Nmineral Ninorgânico Essa transformação ocorre na medida em que os microrganismos decompõem a matéria orgânica A Mineralização do Norgânico ocorre por ação dos microrganismos hetrotróficos os quais necessitam do carbono orgânico para sua fonte de energia Dos microrganismos que atuam nesse processo em geral as bactéria são mais efetivas em solos com pH alcalinos e os fungos prevalecem em solos mais ácidos É considerada a primeira etapa da mineralização a hidrólise de proteínas com a liberação de aminas e aminoácidos Microrganismos Proteínas RNH2 CO2 Energia outros produtos Heterotróficos A Segunda etapa é a utilização das aminas NH2 e aminoácidos por outros microrganismos heterotróficos e com a conseqüente liberação do amônio NH4 Essa segunda etapa também é conhecida como Amonificação Microrganismos R NH2 H2O NH3 ROH Energia Heterotróficos Em condições de pH 70 praticamente toda amônia NH3 é convertida em Amônio NH4 Portanto A Primeira Forma de NITROGÊNIO MINERAL formada no solo e na forma prontamente disponível para as plantas Fatores ou condições que provocam a mineralização a Relação CN relativaestreita b Boas condições de aeração e umidade c Presença de quantidade satisfatória de matéria orgânica d Presença de outros nutrientes em quantidade e proporção convenientes e Temperatura satisfatória f reação do solo próxima à neutralidade 542 Imobilização É importante notar que os microrganismos heterotróficos do solo que decompõem a matéria orgânica necesitam de Nitrogênio e outros nutrientes para suas atividades metabólicas Sendo assim geralmente o material orgânico tem baixo teor de nitrogênio em relação ao de carbono portanto a relação CN é sempre alta Desta forma os microrganismos utilizam as formas de Nitrogênio Mineral NH4 e NO3 da solução do solo competindo dessa forma pelo nitrogênio mineral com as plantas Portanto a transformação do Nmineral em Norgânico protoplasma dos microrganismos é denominada de IMOBILIZAÇÃO Geralmente quando os resíduos orgânicos tem relação CN 301 Palhada de arroz Milho gramíneas em geral há o predomínio da IMOBILIZAÇÃOde nitrogênio durante a fase inicial de decomposição Portanto o plantio de uma cultura logo após a incorporação de grande quantidade de palhada com alta relação CN pode ocorrer em séria deficência de nitrogênio na fase inicial da cultura Se não houver opção e tal incorporação tem que ser efetuada é necessário elevar o teor de Nitrogênio no plantio ou antecipar a adubação nitrogenada de cobertura ou adicionar nitrogênio por irrigação Para relações CN entre 20 30 1 a tendência é não haver predomínio da imobilização e nem da mineralização Com as relações CN sendo reduzidas pelo consumo dos microrganismos passa a ocorrer a Mineralização liberação do Norgânico para Ninorgânico até estabilizar em torno de CN em 101 O tempo requerido entre a imobilização e mineralização depende da quantidade de resíduos incorporada e da relação CN Em geral esse tempo varia de 3 a 8 semanas Portanto esse é um período crítico para cultura subseqüente quando se adiciona matéria orgânica fresca ao solo Em termos práticos considerase que para cada 1 de matéria orgânica no solo a sua capacidade natural de suprimento de nitrogênio varia de 10 a 40 Kg Nhaano 543 Nitrificação Os íons NH4 produzidos pela mineralização ou adicionados ao solo através de adubações podem ter os seguintes destinos a Absorvidos pelas plantas b Imobilizados por microrganismos na decomposição de resíduos orgânicos c Fixados por argilas 21 d Perdidos por volatilização na forma de NH3 Amônia e Convertidos na forma nítrica NO3 no processo de Nitrificação A transformação do Amônio NH4 para Nitrato NO3 ocorre em duas etapas mediadas pelas bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter A primeira etapa é comandada pelas bactérias do gênero Nitrosomonas as quais promovem a oxidação do Amônio NH4 para Nitrito NO2 2NH4 3O2 NO2 H2O 4H Nitrito E o nitrito é rapidamente oxidado para nitrato pela bactérias do gênero Nitrobacter NO2 12O2 NO3 Nitrito Nitrato Como podemos observar as bactérias não promovem a produção de nitrato sem a presença de oxigênio molecular Portanto a NITRIFICAÇÃO é bem mais eficiente em solos arejados A nitrificação ocorre na faixa de 5 a 400 C com maiores taxas entre 30 e 400 C A acidez também atua como fator fundamental nesse processo Em geral a taxa de nitrificação é muito baixa em solos ácidos com pH55 544 Denitrificação Os íons NO3 produzidos pela nitrificação ou adicionados ao solo através de adubações podem ter os seguintes destinos a Absorvidos pelas plantas b Imobilizados pelos microrganismos na decomposição da matéria orgânica c Lixiviados d Volatilizados através da redução microbiológica a N2O e N2 Em condições anaeróbicas inundação algumas bactérias aeróbicas passam a utilizar o nitrato NO3 ao invés do oxigênio como receptor de elétrons em seus processos metabólicos Com isso formamse os gases NO2 e N2 os quais são perdidos por volatilização 4H 2H 2H 2H 2NO3 NO2 2NO N2O N2 H2O H2O H2O H2O A Denitrificação assume grande importância em cultivos sob inundação arroz em que as perdas de nitrato na forma de fertilizantes nítricos podem chegar a 80 6 PERDAS DE NITROGÊNIO Remoção pelas colheitas PROCESSOS Lixiviação Erosão Volatilização da amônia 61 Remoção pelas colheitas De uma maneira geral é o elemento mais exigido e exportado pelas culturas Isso ajuda a explicar o fato de ser o N o nutriente que 1º se mostra deficiente e o mais usado na adubação em termos mundiais A quantidade removida depende da a Espécie e variedade da cultura b Da idade com que é colhida c Da parte da planta colhida d Da produção e Da composição química dos produtos colhidos f Da quantidade de N disponível no solo etc 62 Lixiviação A argila e a MO tem predominantemente carga elétrica negativa assim como o NO3 não é apreciavelmente retido Já o NH4 é atraído e retido não sendo tão lixiviado como o NO3 Nos USA as perdas por lavagem são estimadas em 26 kghaano de N ou seja a mesma quantidade removida pela colheita e perdida pela erosão Fatores que influem nas perdas por lixiviação Tipo e estrutura do solo Precipitação Velocidade de nitrificação Tipo de cobertura vegetal Quantidade e tipo de adubos nitrogenados adicionados Tipo do solo precipitação nos escapam ao controle Cobertura vegetal podem ser perfeitamente controlados Solo nú perde cerca de 10x mais N por lixiviação doque um solo em rotação de culturas e este cerca de 4x mais que um coberto por graminea Conhecendose isso o 1º passo é não deixar um solo muito tempo desnudo em épocas de preciptação mais ou menos frequentes Não podemos naturalmente recomendar a ninguém que plante apenas gramínea pois isso depende do interesse de cada um mas é preciso que não se esqueça de fazer rotação de cultura incluindo na mesma leguminosa o que é muito útil pois quando se usa uma leguminosa esta como já visto irá em associação simbiótica com bactéria fixar quantidades razoáveis de N enriquecendo assim o solo Velocidade de nitrificação pode ser controlada em parte o que é feito diminuíndo o uso de implementos agrícolas porque o seu uso aração gradagem cultivos aceleram a nitrificação Aplicação parcelada de adubos nitrogenados minerais Culturas anuais 13 N no plantio 23 N em cobertura Culturas perenes parcelar aplicações 63 Erosão Através da preciptação atmosférica ou de irrigações mal conduzidas uma quantidade variável de água pode escorrer ou caminhar horizontalmente na superfície do solo Devido a energia oriunda da queda de água e a velocidade de crescimento da enxurrada temos o arrastamento de quantidade variável de terra para outras áreas erosão A erosão levando partículas sólidas de uma área para outra leva consigo MO e todo e qualquer nutriente presente na camada superfícial ou camadas do perfil do solo Erosão mais prejudicial aquela que praticamente não deixa sulcos no solo que se manifesta apenas numa água suja que escoa área baixo erosão laminar Fatores que influem sobre as quantidades de nutrientes perdidos Tipo de solo Topografia Quantidade e distribuíção de chuvas Teor de N do solo Tipo de cobertura vegetal Teor de MO Práticas agrícolas ou conservacionistas Quantidades de N perdidas por erosão 45 kghaano removido pela colheita 64 Desnitrificação Consiste na transformação do íon nitrato em óxido nitroso N2O óxido nítrico NO e nitrogênio elementar N2 pela ação de microorganismos em condições anaeróbicas Pseudomonas Heterotróficos Micrococcus Spirillum Microorganismos Autotróficos Thiobacillus denitrifi cans Thiobacillus thioparus que oxidam S em ausência de O2 utilizando NO3 como aceitador de hidrogênio Esse tipo de perda é mais imortante em solos mal drenados tensão de O2 05 Torr O encharmento induz desnitrificação o que acontece nos campos de arroz inundado com consequente pouco aproveitamento do nitrato aplicado como adubo 65 Volatilização da Amônia Em meio aquoso e alcalino pH 70 os sais amoniacais reagem assim NH4 H2O OH NH3 H2O calagem Esse tipo de perda é muito importante principalmente se não tomarmos cuidado com as práticas da calagem Calagem mal feita calcário mal incorporado pode criar uma condição de pH 70 A aplicação de adubos amoniacais na superfície ou NH4 que esteja se formando na superfície leva a uma volatilização de NH3 A perda de amônia oriunda da uréia aplicada na superfície do solo pode acontecer mesmo quando a terra tem pH baixo isto é é ácida As perdas por volatilização indicam perdas altamente significativas do N do solo aplicado como fertilizante Cuidados para diminuir a volatilização Manter o solo o máximo de tempo sob vegetação Procurar dasr condições de boa drenagem ao solo Parcelar as aplicações de N evitando acúmulo de N mineral no solo Incorporar o adubo ao solo Distribuíção uniforme e antecedência de aplicação do calcário Condições favoráveis Emprego de sais amoniacais em solos alcalinos Nitrato e sulfato de amôneo Fosfato monoamôneo MAP Emprego de fertilizantes que liberam NH3 Amônia anidra NH3 Aquaamônia Uréia Resíduos orgânicos ricos em N Condições agravantes Aplicação na superfície Doses elevadas Baixa CTC solos arenosos Altas temperaturas Secamento acelerado Ausência de chuvas após aplicação 7 MANEJO DO NITROGÊNIO Como todos os fertilizantes minerais nitrogenados são prontamente solúveis sua permanência no solo a disposiçào no solo para as culturas depende dos níveis de preciptaçào e da capacidade do solo de reter a água Para diminuir o risco de perdas do fertilizante por lixiviação ou denitrificaçào a maior parte da fertilização nitrogenada deve ser feita em coberturas no momento em que a planta começa a absorver intensamente esse nutriente Para os cereais o nitrogênio é aplicado em cobertura aos 30 40 dias após a emergência No caso de culturas que exigem altas doses de N como arroz e milho pode ser vantajoso fracionar o fertilizante em duas aplicações Para as forrageiras devese aplicar o N após cada corte As quantidades de N a serem aplicadas dependem da cultura variedade produtividade esperada e análise do solo matéria orgânica Como foi visto anualmente se processam no solo consideráveis adição e perdas de N nitrogênio acompanhadas por muitas transformações complexas Tal sucessão de reações relacionadas entre si reversíveis e pricipalmente de caráter bioquímico contitui o que se denomina ciclo de N O uso racional de N pelo agricultor consiste em evitar perdas desncessárias promover o máximo retorno de adubos orgânicos esterco composto restos de cultura fomentar a fixação simbiótica e não simbiótica e adicionar fertilizantes nitrogenados em quantidades econômicas Os fertilizantes nitrogenados minerais devem ser aplicados com suplemento às outras formas e não como a única fonte de elemento para as plantas Assim as plantas absorvem NO3 NH4 A origem dessas formas no solo é N orgânico NH4 NO3 N adubo O comportamento do NO3 no solo é 1 al lixiviação absorção plantas microorganismos desnitrificação erosão Conclusão diminuir a velocidade de nitrificação Como a Menor oxidação da MO do solo b Parcelar a adubação nitrogenada c Adubos nitrogenados protegidos 8 SINTOMAS DE DEFICIÊNCIA DE N NA PLANTA Como o Nitrogênio tem alta mobilidade na planta floema e xilema o sintomas de deficiência serão notados nas folhas mais velhas das plantas pois a mobilidade do N na planta faz com que o N acumulado em zonas mais concentradas sejam deslocadas para zonas mais deficientes e portanto o N migra das folhas mais velhas para as mais novas Se houver deficiência no fornecimento de N para as plantas faltará N nas partes mais velhas das plantas Os sintomas típicos são i Clorose A planta apresenta amarelecimento devido à diminuição da Clorofila O amarelecimento é gradual portanto será notado primeiro nas folhas mais velhas ii Pouco Desenvolvimento a baixa formação das proteínas e outros compostos nitrogenados que controlam o desenvolvimento leva a planta a ter um desenvolvimento deficiente iii Excesso de N Esse também pode ser grande problema pois pode ocorrer o acamamento das plantas baixa produção e predisposição à doenças Deficiência em Milho Deficiência em Milho Deficiência em Alho Deficiência em Cebola Deficiência em Batata Deficiência em Alface Deficiência em Laranja 9 LITERATURA CITADA VITTI GC MALAVOLTA E COUTINHO ELM Uso eficiente de fertilizantes nitrogenados e portadores de enxofre In SPINOZA W OLIVEIRA AJ de Anais do Simpósio sobre Fertilizantes na Agricultura Brasileira EMBRAPADEP 1984 p 205253