Nitrogênio no solo

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NITROGÊNIO NO SOLO
1 ASPECTOS GERAIS
- Nutriente mais exigido pelas plantas
- Nutriente mais usado em adubações no mundo e 
O segundo mais usado no Brasil em adubações
- Nutriente com dinâmica complexa (análise?)
- N2 não é aproveitado diretamente pelas plantas
- Grande reservatório de N: N2 (78% da atm)
2 ORIGEM DO N
- Necessário fixação
Fixação atmosférica
Fixação industrial 
Fixação biológica
Fixação: conversão de N2 para N mineral
RESERVATÓRIO DE N NA TERRA
Litosfera: 1,6 x 1011 Tg
Biosfera: 2,8 x 105 Tg
Hidrosfera: 2,3 x 107 Tg
Atmosfera: 3,9 x 109 Tg
Figura. Ciclo do nitrogênio simplificado
Quadro. Fixação anual de nitrogênio por diversos sistemas
Fonte de fixação Milhões de toneladas 
de N por ano
Industrial (fertilizantes) 49
Atmosférica (eletroquímica) 10
Fixação biológica total 175
Oceanos 36
Total sistemas terrestres 139
Leguminosas (140 kg/ha/ano) 35
Cultura de arroz (30 kg/ha/ano) 4
Pastagens (15 kg/ha/ano) 45
Outras culturas (5 kg/ha/ano) 5
Ecossistemas florestais (10 kg/ha/ano) 40
Outros sistemas (2 kg/ha/ano) 10
2.1 Fixação atmosférica
- Mais importante em regiões industriais
- Devido a descargas elétricas 
- Fixa de 1 a 50 kg/ha/ano
- Contribui pouco com o N do solo
Forma de vida Bactéria Localização Hospedeiro 
Livre Azotobacter Solo Não tem 
 Beijerinckia Solo Não tem 
 Derxia Solo Não tem 
 Nostoc * Solo e água Livres ou simbiose 
 Anabaena * Solo e água Livres ou simbiose 
 Rhodospirillum Águas poluídas Não tem 
Associação Enterobacteriaceae Trato intestinal Termitas e animais 
 Azotobacter paspali Superfície das raízes Paspalum notatum 
 Azospirillum Superfície e interior das rízes Milho, sorgo, trigo Brachiaria 
 Acetobacter Raízes e colmos Cana de açúcar, capim elefante 
Simbiose Anabaena azollae Cavidade foliar Azolla. 
 Anabaena sp. Liquens Fungos + algas 
 Nostoc Nódulos radiculares Pecíolo da folha Cycadaceae, Baweniaceae e Zamiaceae. Gunnera, 
Eleaganus 
 Frankia Nódulos radiculares Casuarina, Alnus 
 Richelia intracelularis Intracelular Diatomaceas 
 Rhizobium Nódulos radiculares Leguminosas 
 Bradyrhizobium Nódulos radiculares e caulinares. Leguminosas e Parasponia 
 Azorhizobium Nódulos caulinares e radiculares Sesbania (leguminosa) 
 Synorhizobium Nódulos radiculares Leguminosas 
 
Quadro Classificação simplificada das bactérias fixadoras de nitrogênio mais estudadas
BNL Associativas Vida livre
2.2 Fixação biológica de N
N2 + 8é + 8 H+
16 ATP-Mg 
Nitrogenase
2 NH3 + H2+ 16 Pi + 16 ADP
Quadro. Estimativas de fixação de nitrogênio em diversas espécies leguminosas
FONTE: Siqueira & Franco, 1988
Espécie leguminosa N2 fixado 
 kg de N/ha/ano ou ciclo 
Produtoras de grãos 
 
Soja (Glycine max) 60 - 178 
Feijão (Phaseolus vulgaris) 2,7 - 110 
Caupi (Vigna unguiculata) 73 - 354 
Amendoim (Arachis hypogaea) 72 - 124 
Guandu (Cajanus cajan) 168 - 280 
Calopogonio (Calopogonium 
mucunoides) 
370 - 450 
Feijão mungo (Vigna mungo) 63 - 342 
Grão de bico (Cicer arietinum) 50 - 103 
Ervilha (Pisum sativum) 52 - 77 
Forrageiras 
Leucena (Leucaena leucocephala) 500 - 600 
Centrosema (Centrosema pubescens) 126 - 398 
Estilosantes (Stylosanthes spp.) 34 - 220 
Pueraria (Pueraria phaseoloides) 30 - 99 
Espécie arbórea 
Acacia (Acacia mearnsii) 200 
Floresta tropical 
Em regeneração 71 - 78 
Após estabilização (40 anos) 35 - 45 
 
 
FBN
Figura Nódulos em raízes de soja
2.3 Fixação Industrial
a) Oxidação direta
O
N NO O NO H O
2
2 2 2 22 2∆ → +  → +
3 22 2 3NO H O HNO NO+  → +
- Objetiva passar o N2 para formas combinadas
b) Síntese da amônia
3 H2 + N2 →2 NH3
- Consumo de energia: 16.800 kcal por kg de NH3
- A NH3 é matéria prima de vários fert. nitrogenados
3 FORMAS DE N NO SOLO
Orgânico (cerca de 98%)
aminoácidos
proteínas
aminoaçúcares
DNA 
RNA
Mineral (2%) NO2
- (efêmero no solo)
NH4+
NO3-
3.1 Fatores que afetam o teor de N no solo
- Teor de matéria orgânica
- Precipitação pluviométrica: produção vegetal, fixação atm.
- Temperatura - T °C < 0 não há atividade microbiológica
- T °C 40 a 60: alta taxa de mineralização
-Teor de argila:
> argila > CTC > produção vegetal > M.O > N
- Cobertura vegetal 
- Sistema de cultivo
4 Transformações do N no solo
- Mineralização
- Imobilização 
- Nitrificação
- Desnitrificação 
4.1 Mineralização
- Converte N orgânico em N mineral (N-NH4+)
- Necessário atuação de microrg. (quimioorganotróficos)
R-NH2 + H2O----------------------------------------→ NH3 + R-OH2 + ATP
NH3 + H2O -------------------→ NH4+ + OH-
Hidrólise enzimática
Bactérias, fungos, actnomicetos
AMONIFICAÇÃO:
MINERALIZAÇÃO (AMINAÇÃO + AMONIFICAÇÃO)
AMINAÇÃO:
Proteína-----------------------------→R- NH2 + CO2 + ATP+...
Hidrólise enzimática
Fungos, actnomicetos
FATORES QUE AFETAM A MINERALIZAÇÃO
• Umidade
• Reação do solo
• Temperatura
• Qualidade do substrato (relação C/N)
Destinos do NH4+ formado
NH4+
PERDIDO POR VOLATILIZAÇÃO (NH3) EM pH ALTO
ABSORVIDO PELAS PLANTAS
LIXIVIADO
FIXADO POR MINERAIS 2:1
NITRIFICAÇÃO
IMOBILIZADO POR 
MICRORGANISMOS
Quadro Quantidade de N mineral em amostras de solos incubadas por diferentes períodos, em função 
da adição de palha e uréia (1)
Tratamento Incubação (meses)
0 1 2
--------------------- mg/vaso --------------------
Testemunha 12 a 27 b 36 b
Palha (C/N = 38:1) 12 a 5 c 26 c
Palha + uréia 12 a 55 a 95 a
(1) Médias, na mesma coluna, seguidas por letras iguais não são significativamente diferentes 
ao nível de 5 %, pelo teste de Fisher.
FONTE: Sampaio & Salcedo (1993)
CO(NH2)2 + 2 H2O urease → (NH4)2CO3 → 2 NH4+ + CO3
2- 
Mineralização da uréia
4.2 Imobilização
- Converte N mineral em N orgânico (microrg.)
- Depende da C/N
C/N = 20:1=> I = M
C/N > 30:1 => I > M
C/N < 20:1=> I < M
4.3 Nitrificação: ocorre em duas etapas
Nitritação
NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 2 H2O + 4H+
Nitrosomonas
NO2- + O2→ 2NO3-
Nitratação
Nitrobacter
NO3-
PERDIDO POR DESNITRIFICAÇÃO
LIXIVIADO
ABSORVIDO PELAS PLANTAS
IMOBILIZADO POR 
MICRORGANISMOS
Destinos do NO3-
Quadro. Quantidades médias de NO3- e NH4+ encontradas na solução lixiviadas em colunas de 
três solos 1/
Solo
Argila NH4+ NO3-
% ---------------- mg ---------------
1 14 160 950
2 59 105 610
3 35 220 715
1/ Adaptado de Dias (1992)
> TEOR DE ARGILA: < PERDAS DE N 
4.4 Desnitrificação
2NO3-→ 2NO2-→ 2NO → N2O → N2
Perdidos por volatilização
Forma oxidada Forma reduzida Eh potencial (V)
O2 H2O 0.38 a 0.32
NO3- N2 0.28 a 0.22
Mn+4 Mn+2 0.22 a 0.18
Fe+3 Fe+2 0.11 a 0.08
SO2-2 S-2 -0.14 a -0.17
CO2 CH4 -0.2 a -0.28
Quadro Destino do N aplicado (60 kg/ha) em cobertura, na forma de ureia (15N), em um Latossolo 
sob cerrado cultivado com a cultura do milho1/
Destino do nitrogênio quantidade proporção do aplicado
kg/ha %
N-recuperado 34 56
N-retido no solo (0-90 cm) 14 23
N-perdido por lixiviação 2 4
N-perdido outros processos 9 14
N-mineralizado estimado 54 ---
1/ Adaptado de Coelho (1987)
Tabela 2 Destino do nitrogênio aplicado a uma determinada lavoura.
Destino % do N aplicado
Absorvido pelas plantas (parte aérea) 40-60
Incorporado ao solo como N-orgânico 20-50
Adsorvido pelos colóides 3-20
Perdido por volatilização 2-30
Pedido por lixiviação 2-10
DEFINIÇÃO DA ADUBAÇÃO NITROGENADA
- Princípio da adubação nitrogenada
N (kg/ha) = (RNC – SNS) f
RNS = Requerimento de N pela cultura (produção de matéria seca)
SNS = Suprimento de N pelo solo 
f = fator de eficiência de uso de N (cultura bem manejada: f = 1,33 = 1/0,75)
- MÉTODOS EMPREGADOS
Teor de nitrato no solo (USA)
Teor de M.O (RS SC)
Produtividade esperada (SP)
N-NO3- ClasseProdutividade esperada (kg/ha)
3.770 5.020 6.280 7.530 8.790 10.040 11.300 12.560 13.810 15.070
Kg/ha ----------------------------------------------kg/ha-----------------------------------------------------------
28 Muito 
baixo
90 123 146 168 190 224 226 280 314 -
56 Baixo 67 90 112 134 168 190 224 246 280 314
112 Médio 0 34 56 78 112 134 168 190 224 258
224 Alto 0 0 0 0 0 22 56 78 112 146
336 Excessivo 0 0 0 0 0 0 0 0 0 34
Tabela 3 Sugestão de doses de nitrogênio para o milho em função do teor de nitrato no solo
Tabela 4 Quantidades de nitrogênio para adubação do milho nos estados do RS e SC.
Teor de M.O (%) Expectativas de rendimento
< 3t/ha 3-6t/ha > 6t/ha
-------------------------------kg/ha------------------------------------
≤ 2,5 80 130 160
2,6-3,5 70 110 140
3,6-4,5 60 90 120
4,6-5,5 50 80 100
> 5,5 ≤ 40 ≤65 ≤80
Tabela 5 Quantidades totais de nitrogênio para adubação do milho no estado de SP.
Produtividade 
(t/ha) esperada
Classe de resposta a nitrogênio
1 2 3
-------------------------------kg/ha-----------------------------------
2-4 50 30 20
4-6 80 60 40
6-8 120 90 60
8-10 150 120 80
10-12 170 140 100
1.Alta resposta esperada: com muitos anos de plantio contínuo de gramíneas.
2. Média resposta esperada: solos muito ácidos que serão corrigidos: com plantio anterior com 
leguminosas.
3. Baixa resposta esperada: solos em pousio por 2 anos ou mais, ou após pastagem; cultivo intenso 
com leguminosas
Fertilizantes orgânicos contendo nitrogênio
Fertilizante % de N
Esterco de curral 0,5
Esterco de galinha 2,0
Torta de algodão 7,0
Torta de mamona 6,0
Farinha de carne 10,0
Torta de amendoim 8,0
Farinha de sangue 8,0
Torta de cana-de-açúcar 1,4
Palha de cereais 0,4-0,8
Feijão gandu 1,8
Palha de leguminosas 1,2- 2,0
Material Relação C/N
Feno de alfafa 13
Trevo doce (florescimento) 15
Trevo doce (velho) 26
Lupinus (tremoceiro) 20
Palha de trigo 84
Serragem (muito variável) 300
Aveia (perfilhamento) 17
Aveia (espigamento) 27
Aveia (maturidade) 41
Feijão gandu 29
Aveia (palha) 74
Milho: palhas 112
Feijão: palhas 32
Mucuna preta 22
Fonte: Adaptado de Bissani et al. (2004).
Relação C/N de alguns materiais orgânicos
� Ureia (45% de N)
� Sulfato de amônio (20% de N)
� Nitrato de amônio (34% de N)
� Amônia anidra (83% de N)
� DAP (16% de N)
� Nitrato de cálcio (12% de N)
� Nitrato de potássio (14% de N)
� Nitrato de sódio (15% de N)
Fertilizantes nitrogenados minerais mais comuns