2 NITROGÊNIO NO SOLO 2016

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05/04/2016
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Universidade do Estado da Bahia 
Departamento de Tecnologia e Ciências Sociais
Colegiado de Agronomia/Engenharia Agronômica
Emanuel Ernesto Fernandes Santos
O nitrogênio é um elemento muito dinâmico na
natureza, onde ocorre em várias formas químicas,
com grande variação de estado de oxidação (-3 a
+5), sofrendo várias transformações no sistema solo.
Mais caro dos nutrientes
 Demanda pelas plantas (depois do C, O e H)
Exportação de N por algumas culturas
Cana-de-açúcar: 207,7 kg ha-1;
Arroz: 66,0 kg ha-1;
Milho (silagem): 214,0 kg ha-1;
Cebola cv. Alfa São Francisco: 103,3 kg ha-1;
Cebola cv. IPA 11: 83,34 kg ha-1.
INTRODUÇÃO:
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103,14
19,8
83,34
77,93
5,5
53,14
24,79
0
20
40
60
80
100
120
20 60 80
DAT
N 
(k
g h
a-1
)
Planta Folha Bulbo
Comportamento do acúmulo de N na matéria seca de diferentes partes da planta de
cebola, cultivar Franciscana IPA 10, em função dos dias após o transplante - DAT,
em um Argissolo Casa Nova - BA. (Santos, 2007)
Distribuição de N:
Litosfera (rochas e sedimentos)  98 % do N existente.
Atmosfera composta por  78 % de N.
Matéria orgânica terrestre: (96 % M.O. morta, 4 % M.O. vivos).
 96 % plantas
Organismos vivos:  4 % microbiota
 2 % animais
INTRODUÇÃO:
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Componente estrutural de muitos componentes essenciais 
(clorofila, aminoácidos, proteínas, enzimas);
Estimula o cresc. e desenv. das raízes e parte aérea;
IMPORTÂNCIA PLANTAS
Imagem da Stoler, disponível em: 
https://www.ipni.net/ppiweb/gbrazil.nsf/$webindex/article=04B9376
E83256CBD0041B317980800CF
Aniônica: NO3
- (nitrato);
Catiônica: NH4
+ (amônio);
Uréia CO(NH2)2: absorvido raízes folhas; 
Aminoácidos: pelas raízes e folhas.
FORMAS DE ABSORÇÃO
Absorção do Nitrogênio por plantas noduladas e não
noduladas. (Buchmam et al. 2000)
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Importância:
estuda a dinâmica do N nos compartimentos terrestre;
adoção de práticas que resultam no aumento da eficiência do N 
pelas plantas ( gastos e  a produção);
entradas, saídas e transformações do N no solo e relação solo 
planta, atmosfera.
CICLO DO NITROGÊNIO
1 - FIXAÇÃO ATMOSFÉRICA:
N2 + 3O2
 2NO3
-
áreas industriais: chuvas carream para o solo NH3, NO3
- e outras 
formas (gasosas)
2 - FIXAÇÃO INDUSTRIAL:
Oxidação direta;
Síntese da cianamida;
Síntese da amônia
3 – FIXAÇÃO BIOLÓGICA: 
ENTRADAS DE NITROGÊNIO NO SOLO:
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Copiado da Apostila Nitrogênio:http://www.earquivos.com.br/arquivo.php?id=9 
FORMAS ORGÂNICAS: 
Fixação do N: conversão do N elementar em forma combinada.
Mineralização do N: transformação do N orgânico em mineral, 
geralmente NH4
+, como resultado da decomposição microbiana.
Imobilização do N: é a “mudança” do N mineral em N orgânico em 
tecidos microbianos ou tecidos de plantas, podem ser feitas por 
microrganismos ou plantas.
TRANSFORMAÇÕES DO N (ciclo do N no solo)
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FORMAS INORGÂNICAS: 
Amonificação: processo bioquímico no qual o N amoniacal (NH4
+) é 
formado a partir de compostos orgânicos contendo N.
Nitrificação: oxidação biológica do amônio (NH4
+) a nitrito (NO2
-) e 
nitrato (NO3
-), ou um aumento biologicamente induzido no 
estado de oxidação de nitrogênio.
NH4
+ + 2O2 NO2
- + 2H2O + 4H
+ + energia
2NO2
- + O2 2NO3
- + energia
Nitrosomonas
Nitrobacter
Desnitrificação: redução de nitritos ou nitratos para formas gasosas 
de N pela atividade microbiana ou por redutores químicos, 
produzindo N molecular (N2) ou óxidos de N (N2O).
(bioquímico)
2NO3
- 2NO2
- 2NO N2O N2
(químico)
2HNO2 + CO(NH2)2 CO2 + 3H2O + 2N2
FORMAS INORGÂNICAS: 
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R-NH2 + H2O NH3 + R-OH + energia
reações sucessivas de aminação e amonificação.
Aminação:
Quebra das proteínas por meio de enzimas (peptidases);
Ocorre no meio externo.
Amonificação:
Peptídeos e aminoácidos são para células microbianas;
Amonificadores formam amônia (NH3)
hidrólise 
enzimática
Proteínas + H2O R-NH2 + CO2 + energia
Protease
MINERALIZAÇÃO:
MINERALIZAÇÃO:
Condições para mineralização do N:
todas aquelas que favoreçam a atividade dos MOOS
Umidade 
do solo 
(50ª 
70%)
Relação 
C/N
Tempera
tura 
(40 a 70 
oC)
pH (6,0 a 
7,0)
Aeração
Retençã
o de 
água 
pelo solo
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2NH3 + H2CO4 (NH4)2CO3 2NH4
+ + CO3
-2
Assimilado pelos microrganismos (nova proteína)
NH3
Parte é excretada para o meio 
Amonificação
NITRIFICAÇÃO
MINERALIZAÇÃO:
NH4
+ + 1,5 O2 NO2
- + H2O + H+ (F = -65 kcal)
NITRIFICAÇÃO
ETAPAS 
1ª Etapa: NH4
+ O2  NO2
-
2ª Etapa: oxidação do NO2
- a NO3
-
NO2
-+ 0,5 O2 NO3
- + H2O (F = -65 kcal)
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(importância fatores que afetam):
- Sequencia de processos de mineralização;
- reação de oxidação
- O NO3
- é absorvido pelas plantas e microrganismos;
- Nitratos são móveis no solo: podem ser lixiviados;
- Podem sofrer o processo de desnitrificação;
- Provoca acidificação no solo;
- O NO2
- é tóxico para as plantas
NITRIFICAÇÃO
CONDIÇÕES DO SOLO QUE INFLUEM NA NITRIFICAÇÃO:
Aeração: 
nitrificação é um processo oxidativo;
 solos com boa aeração favorecem o processo;
Umidade: 
bactérias nitrificadoras torna-se inativas e/ou reduzem atividades em 
condições anaeróbias;
Ideal na capacidade de campo (CC)
Temperatura:  25 a 40 oC (faixa ótima)
Abaixo de 5oC e acima de 40oC diminui
NITRIFICAÇÃO
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CONDIÇÕES DO SOLO QUE INFLUEM NA NITRIFICAÇÃO:
Montante de amônio: 
 amônio substrato para ser oxidado;
Relação C/N: Abaixo de 20  nitrificação
Acima de 30  imobilização
Entre 20 e 30 equilibrio
pH: solos alcalino (8,0) máxima; baixa em solos ácidos;
Agrotóxicos: pesticidas em geral diminuem as atividades dos 
microrganismos;
Presença dos microrganismos: heterotróficos, autotróficos
 Processo respiratório, ausência de O2 ;
 Processo de redução 
O processo pode ser realizado por bactérias AANEROBICAS OU 
facultativas
(usam O2 ou NO3
- e NO2
- como receptor de elétrons):
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 4NO3
- 6CO2 + 6H2O + 2N2
DESNITRIFICAÇÃO: 
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 nitratos são reduzidos a óxidos (N2O, NO) e N elementar (N2) em 
solos com drenagem deficiente e com reduzida aeração.
DESNITRIFICAÇÃO: 
Não tem importância econômica em solos bem drenados
1 - importante em cultivos irrigados por inundação (p.e. arroz), usar adubos 
amoniacais, incorporar abaixo da lâmina de água, evitando dessa forma o 
processo de nitrificação.
2 - Em solos inundados as perdas por volatilização do N pode chegar 65% 
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Contaminação de mananciais 
hídricos pelo manejo inadequado 
de fertilizantes Nitrogenados 
1 -Entregar na próxima aula 
(10/06/2014),
2 -Dois discentes por equipe, 
nunca três ou mais
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A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é a conversão de N gasoso
em outras espécies químicas nitrogenadas promovida por alguns
organismos, que empregam o N fixado na biossíntese de proteínas
e ácidos nucléicos (NUNES et al., 2003).
A FBN representa a principal forma de fixar N2atmosférico em
amônio (NH4+), revelando-se um ponto chave de ingresso
do N molecular no ciclo biogeoquímico do nitrogênio (TAIZ & ZEIGER, 2004).
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É um processo bioquímico em que o nitrogênio atmosférico é incorporado
diretamente nas plantas, após ser transformado em amônia.
SIMBIOSE:
termo utilizado para designar associação íntima que se forma entre as bactérias e as
plantas.
INOCULAÇÃO:
termo utilizado para designar a ato de por a semente em contato com os
rizóbios.
INOCULANTE:
é o veículo que contém as bactérias.
Vantagens da inoculação:
estudos envolvendo fixação biológica, na sua maioria leguminosas,
especialmente a cultura da soja.
O processo não despende de energia, não polui e enriquece o solo
com nitrogênio, o qual será aproveitado pela cultura seguinte
(mineralização); Economia de 15,5 bilhões/ano
A ocorrência de rizóbios nativos, já presentes no solo, faz com que a
maioria dos agricultores não pratique a inoculação
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Número de nódulos nas raízes, produção de grãos em nitrogênio
acumulado na soja com e sem inoculação.
Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/gestor/cana-de-acucar/arvore/CONTAG01_31_711200516717.html
FIXAÇÃO SIMBIÓTICA
COM LEGUMINOSAS (formação de nódulos)
Bactérias do gênero Rhizobium em associação com leguminosas
A planta supre a bactéria com carboidratos;
A bactéria fornece à planta compostos fixos de nitrogênio;
ESPECIFICIDADE do Rhizobium
Uma determinada espécie de Rhizobium coloniza uma espécie
mais não coloniza outra.
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Espécie de 
Rhizobium
Grupo de 
inoculação 
cruzada
Gênero do 
Hospedeiro
Leguminosa
R. mellioti Alfafa
Medicago,
Melilotus
Alfafa, 
trevo doce
R. trifoli Trevo Trifolium Trevos
R.leguminosarum
Ervilhas
Pisum,
Vicia,
Lathyrus,
Lens
Ervilhas, 
fava,
ervilha de cheiro, 
lentilha
R. phaseoli Feijão Phaseolus Feijões
R. lupini Tromoceiros Lupinus
Tremoceiro,
Serradela
R. japonicum soja Orithopus Soja
Diversos
Caupi, 
Miscelânea
Diversos
Vigna (caupi), 
Lespedeza, 
Stylosantes, 
Crotalaria, 
amendoim, guandu 
Grupos de leguminosas de Inoculação cruzada.
SIMBIOSE COM NÃO LEGUMINOSAS:
Gramínea: Azotobacter paspalii, rizosfera da Paspalum notatum
(gramínea tropical). Döberreiner (1966).
Outros 13 gêneros (160 espécies de não leguminosas).
Azospirillum amazonense: é encontrado em associação com milho,
arroz, cana-de-açúcar, sorgo, Brachiaria, palmeiras e frutíferas.
A. brasilense e o A. lipoferum já foram isoladas em diversos cereais, o A.
halopraeferens foi isolada da gramínea Leptochloa fusca, o A.
doebereinerae isolado de Miscanthus e o A. irakense isolada de arroz
(OLIVEIRA et al., 2008, citados por CHAVARRIA E Mello)
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Detalhe de diferenças de área superficial de sistema
radicial de planta não-inoculada (esquerda) e inoculada
(direita) com Azospirillum brasilense. Foto: Mariangela
Hungria (Embrapa Soja).
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Fatores que afetam o desenvolvimento dos organismos fixadores,
afetam consequentemente a fixação do N atmosférico; (pH,
aeração, umidade, disponibilidade de nutrientes - Fe, Mo, Ca, K,
N, S, Co, luz, ...)
FATORES QUE INFLUEM NO PROCESSO DE NODULAÇÃO
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Leguminosas:
nem sempre as necessidades de N da leguminosas são satisfeitas pela
fixação biológica. Quando necessário, fazer aplicação de N - fertilizantes;
Linhagem da bactéria:
Se não houver no local bactérias eficientes tem-se que fornecer através
da inoculação com linhagens apropriadas;
Condições do solo:
O solo deve oferecer condições adequadas para o desenvolvimento dos
organismos fixadores.(pH na faixa de 6,5 a 7,0, fornecer nutrientes
etc.).
Condições do clima:
FIXAÇÃO SIMBIÓTICA E PRÁTICA AGRÍCOLA:
DESTINO DO N FIXADO PELAS BACTÉRIAS DAS LEGUMINOSAS
1 - utilizado pelas plantas;
2 - passar para o solo (excreção, necroses), mineralização;
3 - fazer parte do sistema radicular em decomposição;
4 - incorporação ao corpo dos organismos de finalidade geral.
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Balanço do Nitrogênio no sistema solo-planta-atmosfera
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Fertilizantes N P2O5 K2O S Ca Mg
Uréia (CO(NH2)2) 44 - - - - -
Nitrato de amônio (NH4NO3) 33 - - - - -
Sulfato de amônio ((NH4)2SO4) 20 - - 22-24 - -
Amônia anidra (NH3) 82
Fosfato Diamônico (DAP) 16 45 - - - -
Fosfato monoamônico (MAP) 9 48 - - - -
Superfosfato simples - 18 - 10-12 18-20 -
Superfosfato triplo - 41 - - - -
Termofosfato magnesiano - 17 - - 18-20 7
Cloreto de potássio - - 58 - - -
Sulfato de potássio - - 48 15-17 - -
Sulfato de potássio e magnésio - - 18 22-24 - 4,5
Enxofre elementar - - - 95 - -
Sulfato de cálcio - - - 13 16 -
Sulfato de magnésio - - - 13 - 9
Principais fertilizantes simples e garantias mínimas de N, P2O5, K2O, S, Ca e
Mg dados em % (portaria SEFIS ns. 01 de 04.03.83 e 01 de 30.01.86, do
M.A., citado SEAGRI et al. (1988).
ADUBOS NITROGENADOS: NH4NO3 - nitrato de amônio; (NH4)2SO4 -
sulfato de amônio; NaNO3 - nitrato de sódio; KNO3 - nitrato de potássio;
(NH2)2 CO - uréia.
(NH2)2CO – uréia:
amonificação → nitrificação → utilização organismos e vegetais
superiores
Amônio
oxidado para forma de nitrato ou utilizados sem nenhuma modificação
pelos microrganismos e vegetais superiores
Nitratos
poderão ser perdidos por lixiviação ou volatilização absorvido por
microrganismos e vegetais superiores.
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Fator N (resíduo) Aproximadamente 0,9 kg
100 kg do resíduo
40 kg de Carbono
0,5 kg de N
C/N 80:1
35 % do C do resíduos é assimilado pela biomassa microbiana
Relação C/N ótima de 10:1
• 40 x 0,35 = 14 kg de C assimilado pela biomassa
• 14/10 = 1,4 kg de N requerido pela biomassa
1,4 kg de N requerido – 0,5 kg N presente = 0,9 kg
Ex.: Calcular o fator N de uma resíduo orgânico
Considere que:
IMOBILIZAÇÃO DE N
Fator N (resíduo) Aproximadamente + 0,275 kg
100 kg do resíduo
30 kg de Carbono
0,8 kg de N
C/N 37,5:1
35 % do C do resíduos é assimilado pela biomassa microbiana
Relação C/N 20:1
• 30 x 0,35 = 10,5 kg de C assimilado pela biomassa
• 10,5/20 = 0,525 kg de N requerido pela biomassa
0,525 kg de N requerido – 0,8 kg N presente = + 0,275 kg
Ex.: Calcular o fator N de uma resíduo orgânico
Considere que:
MINERALIZAÇÃO DE N
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1 - Quais as formas de adição e perdas de N no solo?
2 - Qual o destino do NH4
+ formado no solo?
3 - Comparando a amônia (NH4
+) com o nitrato (NO3
-), qual dos dois apresenta maior facilidade de
lixiviação? Justifique sua resposta.
4 - Comparando solos bem drenados com solos de drenagem deficiente, em qual deles há maior
probabilidade de perdas de N por volatilização? Explique.
5 – Considere a aplicação de 1,3 T ha-1’ de um composto orgânico em um Latossolo, com 38% de C-
org. e 2,2 % N.
a) Qual a relação C/N do composto?
b) Vai haver mineralização ou imobilização de N?
c) De quanto foi o acréscimo ou decréscimo do N disponível no solo (kg)?
6 - Você recomendaria o parcelamento da calagem e da adubação nitrogenada ara cultura do trigo?
Justifique sua resposta.