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Nitrogênio e Fosforo no solo

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Nitrogênio no solo;
O N pode entrar no solo por meio de deposições atmosféricas, fixação biológica – simbiótica ou não, adubações químicas ou orgânicas. 
Pode sair por meio de remoção pelas culturas e variados mecanismos de perda que incluem lixiviação e volatilização.
Empregado em grandes quantidades na agricultura moderna na forma de fertilizante, sendo, para a maior parte das culturas, o nutriente mais caro.
A maior parte do N do solo provém do ar, por deposições atmosféricas de formas combinadas de N (NH4+,NO3-,NO2-) e da fixação biológica de N2, tanto em sistemas não-simbióticos quanto simbióticos, por meio de bactérias formadoras de nódulos em raízes de leguminosas;
Há também o N que se encontra junto a matéria orgânica, sendo que sua liberação/conversão depende exclusivamente da ação dos microrganismos, assim, dependendo das condições do ambiente (umidade, temperatura, ph etc) o N pode ser retido ou liberado com o tempo para as plantas;
Dinâmica do N no solo – formas e processos
O grande estoque de N no solo se encontra na matéria orgânica, assim, a mineralização da MO libera N inorgânico, o qual constitui a principal fonte de N para as plantas em muitos sistemas agrícolas;
A fração do N total do solo que participa do ciclo de reações de mineralização-imobilização – que, em algum momento, resulta em formas disponíveis para as plantas, varia com o tipo de solo e manejo;
No sistema plantio direto, tem-se mais conteúdo vegetal e mais quantidades de carbono orgânico, sendo este fonte de energia, ocorrendo então mais mineralização do N (relação C/N) do que em sistemas com poucos resíduos vegetais;
Mineralização-Imobilização do N no Solo
A disponibilização de N orgânico do solo para as plantas passa pelo processo de mineralização, definido como a transformação do N da forma orgânica para a inorgânica (NH4+ ou NH3). O processo é realizado por microrganismos heterotróficos do solo, que utilizam compostos orgânicos como fonte de energia.
Possível forma de mineralização no solo:
Proteína + H2O protease R-NH2 + CO2 + E + outros produtos
R-NH2 + H2O + aminoácido desidrogenase R + NH3 + E
NH3 + H NH4+
Em que R é um radical e ‘E’ é a energia liberada na reação;
A mineralização do N orgânico geralmente resulta em aumento do pH do meio graças ao consumo de prótons, como mostra a reação acima.
Condições ótimas para ocorrer a mineralização:
pH 6 a 7;
condições aeróbias;
umidade em torno de 50 a 70% da capacidade de retenção de água pelo solo;
temperatura entre 40 e 60 °C.
Porém, nada obriga que sejam essas as condições do local, há uma grande gama de microrganismos que conseguem atuar em variações dessas condições.
Geralmente, a taxa de mineralização aumenta 2 a 3 vezes a cada 10 °C de elevação da temperatura no intervalo de 10 a 40 °C, o que mostra ser um processo bastante sensível a variações na temperatura.
Segundo Foth & Ellis (1996), o molhamento do solo seco parece estimular a mineralização e provocar um pico de liberação de N disponível, o que explica o estímulo ao crescimento das plantas após as chuvas que ocorrem depois de um período seco;
A mineralização não para mesmo quando o solo passou do ponto de murcha, podendo propiciar um acumulo de N inorgânico no solo;
Em solos saturados, a mineralização continua ocorrendo pela ação de microrganismos aeróbios facultativos ou pela microflora anaeróbia, que passa a atuar. Se há falta de O2 há também uma redução na mineralização por parte dos anaeróbios, chegando a valores menores do que em condições aeróbias.
O N pode ser imobilizado quando incorporado por microrganismos a suas células, voltando ao solo quando estes morrem.
Adições de materiais orgânicos ao solo, tais como restos culturais, adubos verdes e orgânicos,, afetam o equilíbrio entre mineralização e imobilização do N no solo. (relação C/N)
A condição de equilíbrio, na qual a mineralização é aproximadamente igual a imobilização, ocorre quando a relação C/N do substrato esta na faixa de 20 a 30. A adição ao solo de materiais orgânicos pobres em N (ex.: com alto teor de lignina), faz com que os microrganismos recorram ao N do solo para sustentar o crescimento da população, promovido pela abundancia de C orgânico lábil.
A velocidade de degradação e a atividade dos microrganismos decrescem, à medida que a relação C/N se aproxima de 10 a 12, típica da matéria orgânica estável do solo.
A mineralização do N no solo é estimulada pela adição de material orgânico fresco, rico em energia, ou de fertilizantes nitrogenados. Tal efeito é conhecido como “priming” ou efeito do N adicionado. O aporte de energia ou nutriente estimula a flora microbiana a atacar a MOS de modo que o N mineral produzido exceda aquele que seria liberado sem a adição de insumos.
Em condições tropicais, com solos intemperizados e altas temperaturas durante todo ano, as taxas de mineralização de N e de queda de estoque podem ser muito maiores do que as observadas em solos de clima temperados.
Nitrificação
É uma sequencia do processo de mineralização. A nitrificação, ou oxidação do N amoniacal a nitrato, é realizada no solo por bactérias quimioautotróficas.
É mais comum a limitação de C nos solos, fazendo com que o NH4+ seja consumido pelos nitrificadores e rapidamente oxidado a NO2- e, posteriormente a NO3-, de modo que o N-nítrico predomina nos solos em condições aeróbias.
A nitrificação ocorre em duas etapas. Na primeira, a amônia é convertido a NO2- 
NH4+ + 1,5O2 -6e NO2- + H2O + 2H+
A oxidação do NH4+ se dá por vários grupos de bactérias quimiotróficas, dentre elas estão as do gênero Nitrosomonas e Nitrospira, sendo a segunda a que está em maior quantidade nos solos agrícolas, porem a primeira possui maior atividade;
Na segunda etapa, o NO2- é oxidado a NO3- por bactérias do gênero Nitrobacter: 
NO2- + 0,5 O2 -2e NO3-
A reação de nitrificação envolve a transferência de 8 eletrons e a valência do N passa de -3 (NH4+) para +5 (NO3-). Para cada mol de amônia oxidado, há liberação de dois H+. Essa reação representa importante contribuição para acidificação dos solos agrícolas, especialmente aqueles adubados com fertilizantes nitrogenados amoniacais. 
A taxa de nitrificação é afetada pela disponibilidade de N-amoniacal, de O2, pela acidez e temperatura do solo.
A nitrificação praticamente não ocorre em temperaturas abaixo de 4 °C e é maximizada entre 25 e 40 °C;
A nitrificação consome O2 e, portanto ocorre somente em condições aeróbias. Em solos inundados, a amônia é o produto final da mineralização. 
Fatores que restringem a disponibilidade de O2:
Alta umidade dos solos que reduz o espaço poroso ocupado pelo ar;
Alta temperatura que diminui a solubilidade do O2 na solução do solo;
Disponibilidade de C oxidável que promove a atividade microbiana, propiciando maior consumo de O2.
A taxa máxima de nitrificação geralmente ocorre quando o solo apresenta umidade equivalente a 50 a 70 % da capacidade de retenção de água.
Vários autores tem observado aumentos lineares na taxa de nitrificação de acordo com o aumento do pH de 4,7 a 6,5 onde abaixo do mínimo a nitrificação é inibida;
Desnitrificação
A desnitrificação é definida como um processo respiratório, que acontece na ausência de O2, no qual óxidos de N servem como receptores finais de elétrons. Essa definição substitui a tradicional, que considerava a desnitrificação como a redução microbiana de NO3- ou NO2- a formas gasosas de N. 
Existem vários mecanismos de redução de nitrato no solo, incluindo:
A redução assimilatória, pela qual os microrganismos do solo incorporam o N a suas células;
Quimodesnitrificação, que produz NO e N2 em condições de elevada acidez e não depende de anaerobiose;
Desnitrificação respiratória ou desnitrificação.
A desnitrificação é o principal processo biológico pelo qual o N reativo retorna à atmosfera na forma de N2. Esta é uma maneira importante para despoluir sistemas com excesso de NO3-.
A desnitrificação é realizada por um grande número de espécies de bactérias anaeróbias