Ciclo do Nitrogênio nas Plantas

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Larissa B. Pereira. Eng. Florestal – UFRRJ 
NITROGÊNIO 
INTRODUÇÃO: 
Não se tem um processo de fotossíntese para o 
nitrogênio gasoso presente na atmosfera, ou seja, não 
existe nenhum processo que as plantas e os seres 
humanos façam para fixar diretamente esse nitrogênio 
gasoso (como o carbono). 
O nitrogênio é assimilado pelas plantas via radicular. 
• O nitrogênio é um nutriente altamente indispensável 
para o crescimento e desenvolvimento das plantas. 
• Os cultivos tem uma necessidade em média de 
nitrogênio de 50 a 200Kg/há. 
O destino funcional do nitrogênio nas plantas é a formação de 
proteínas. Portanto as plantas precisam de nitrogênio para a 
síntese da unidade estrutural das proteínas. 
(peptídeos – aminoácidos) 
PROLINA 
É um aminoácido que tem função osmorreguladora, ou seja, 
regula a entrada e saída de água da célula. Quando as plantas 
estão em um ambiente salino ou secos, por exemplo, a planta 
sintetiza grandes quantidades de prolina para regular a saída e 
a entrada de água. 
ASSIMILAÇÃO: 
entrada desse nitrogênio na forma inorgânica e vai incorporar 
nas micromoléculas que a planta usa normalmente. 
Essas proteínas já formadas fazem parte também da 
membrana das células, como por exemplo as enzimas, tem 
função catalizadora de reações bioquímicas dentro do organismo 
vivo. 
Também ajuda a sintetizar os ácidos nucleicos (RNA e DNA). Os 
ácidos nucleicos são compostos por bases nitrogenadas. Essas 
bases tem elevadas quantidades de nitrogênio; 
ORIGEM DO NITROGÊNIO NO SOLO 
O nitrogênio elementar possui ligação tripla, essa ligação é 
extremamente estável, portanto, não é fácil romper essa 
ligação, é preciso uma energia muito grande pra quebrar essa 
ligação. 
1. origem de nitrogênio no solo é através das chuvas, um 
processo natural onde o N chega no solo na forma 
de NH4+ e NO3-. Quando chove na maioria das vezes 
pode relampear (forma-se então grandes 
massas gasosas com diferentes cargas, 
acontece repulsões dessas cargas e isso cria 
diferentes pressões e acontece as descargas 
elétricas). Esses relâmpagos possuem energia 
suficiente para romper as ligações do N2, e onde 
havia três ligações agora haverá apenas uma. Essa 
molécula com uma ligação não é estável, logo ela é 
capaz de fazer ligação com oxigênio formando o 
monóxido de nitrogênio (NO3-.) que é solúvel em água, 
chegando então ao solo. Entretanto esse nitrogênio 
que chega no solo não é suficiente para uma colheita. 
2. Origem do nitrogênio no solo é a incorporação de 
resíduos vegetais e animais no solo. A quantidade de 
nitrogênio que chega no solo varia muito de um resíduo 
para o outro. Essa incorporação pode ser de forma 
natural, como a serapilheira, ou artificial por vias 
humanos. A quantidade de nitrogênio depende da 
quantidade de nitrogênio existente na composição do 
resíduo 
3. Origem do Nitrogênio no solo através da fixação 
biológica de nitrogênio (FBN) no solo é através da 
fixação biológica. Esse microrganismo são as 
bactérias fixadoras de nitrogênio, conhecida como 
diazotróficas. Elas possuem no seu metabolismo 
enzimas nitrogenase, que é capaz de pegar esse 
nitrogênio gasoso e transformar ele para amônia, 
que são as formas que as plantas absorvem. 
 
Reação que acontece na presença da enzima 
nitrogenase: 
 
É uma reação que gasta muita energia, ou seja, é um processo 
altamente custoso para a bactéria. Portanto, a bactéria 
diazotrófica só vai realizar essa a fixação biológica do nitrogênio 
apenas quando há baixa quantidade de nitrogênio no solo. Se não 
há baixa concentração de N, essa bactéria não precisa fazer a 
fixação biológica. 
Nos solos tropicas como há uma deficiência de nitrogênio, na 
maioria das vezes essas bactérias terão sinalizada essa 
deficiência de N e, portanto, os processos de fixação e síntese 
dessa nitrogenase quase sempre estão ativadas. Para 
compensar esse grande gasto de energia a bactéria pega 
restos de cadeias carbonadas que a planta produz através do 
processo de fotossíntese. A planta fornece esses 
fotossintatos e usam como fonte de energia de ATP e para a 
sua reprodução. Com isso teremos dois tipos de fixação biológica. 
• Fixação não simbiótica: é feita por bactérias de vida 
livre no solo, ou seja, bactérias que não precisam 
 
Larissa B. Pereira. Eng. Florestal – UFRRJ 
estabelecer nenhum tipo de interação com as plantas. 
Quando essas bactérias fixam o nitrogênio são 
capazes de fornecer para o solo até 20kg N/há por 
ano 
• Fixação simbiótica: as bactérias fazem associações 
simbióticas com as plantas. Existem vários tipos de 
simbioses: 
Rhiuzobium – leguminosas: A bactéria fornece para a planta 
nitrogênio na forma catiônica NH4+, que é a forma preferida das 
plantas., porque é injetada diretamente no xilema das plantas. E 
em troca a planta fornece fotossintato A bactéria faz contato 
físico direto com as raízes das plantas, a planta capsula 
bactéria e começa a formar o rizobio, até formar nódulos. Eles 
produzem 200 kg/há por ano, ou seja, eles fornecem a 
quantidade necessária de N para as plantas e culturas. 
Azospirillum – gramíneas: essa bactéria vive na rizosfera, e a 
planta absorve parte desse N que é fixado, porque como a 
bactéria não injeta N diretamente no xilema da planta, parte 
desse N se perde e se torna menos eficiente; 
Glucanobatcer – cana: a bactéria vive no interior da planta; 
Anabaena – azolla: bactéria que vive na superfície da folha da 
azola (planta aquática). 
4. fertilizantes: eles podem ser inorgânicos e orgânicos, 
sendo a sua maioria sintéticos ou químicos. 
• Orgânicos (esterco, composto, adubo verde): a 
mineralização do N depende do clima e da relação C:N 
do material. 
• Químicos: sulfato de amônio, ureia. A ureia sofre 
hidrolise no solo, sendo decomposta pela enzima 
uréase 
A quantidade de nitrogênio que esses fertilizantes fornecem 
para o solo é metade do que as plantas e cultivos precisam. As 
formas químicas de N que as plantas assimilam é NH4+(catiônica) 
e NO3-(aniônica). A forma catiônica pode ser absorvida nos 
coloides, principalmente argilas 2:1 (carga negativa permanente) 
não sendo lixiviado. A forma aniônica é mais perdida no solo, ele 
é altamente lixiviado porque ela não tem interação com as 
cargas negativas dos coloides. Sendo assim, a planta prefere 
absorver a forma catiônica porque uma fez dentro da planta 
ela não precisa sofrer mais processos para ser absorvidas. 
Já o nitrato ele precisa sofrer vários processos antes de ser 
absorvido pela planta., logo a planta prefere armazenar o 
nitrato no vacúolo pra quando precisar utilizar. Porém altos 
teores de NH4+ são tóxicos para as plantas. Para manter o 
equilíbrio de cargas no interior da célula, plantas absorvendo NH4+ 
ela “transpira” H+ para a rizosfera e acidificam a mesma, e 
plantas absorvendo NO3-. Elas “transpiram” OH- e alcalinizam a 
rizosfera. A planta vai regulando o pH na rizosfera em função 
da absorção desse nitrogênio. 
TRANSFORMAÇÔES DE N NO SOLO 
1. MINERALIZAÇÃO: 
Processo enzimático de transformação do N orgânico para 
o N inorgânico (NH4+). Esse processo é favorecido pelo 
aumento da temperatura., os microrganismos se 
favoreçam mais. Quanto maior C:N, menor a capacidade de 
decomposição do material., e vice-versa. 
2. NITRIFICAÇÃO: 
transformação de NH4+ e NO3- por bactérias 
quimiotróficas denominadas como nitrossomonas e 
nitrobacter. A bactéria pega NH4+ e oxida formando NO2- 
(altamente toxico), então as bactérias transforma esse 
NO2- em NO3- que é assimilado pelo solo. Esse processo 
pode acidifica o solo. O nitrato é cancerígeno. 
 
3. DESNITRIFICAÇÃO: 
Algumas bactérias funcionam como aceptora de elétron, elas 
pegam esse nitrato e começa a reduzir esse nitrato até o 
nitrogênio gasoso, esse nitrogênio volta para atmosfera. Essa 
reação é responsável por perdas de até 30% do N aplicado 
como fertilizante.