Nitrogênio na Fisiologia Vegetal

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Fisiologia Vegetal
Fisiologia Vegetal
NITROGÊNIO
Prof: Mª Edileusa K. da Rocha
Componentes: Carine Kronbauer
 Rafaela Braga
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O que é o nitrogênio 
	É um elemento químico gasoso, de símbolo N e de numero atômico 7 sua massa é 14. 
	Quase inerte, não-metal, incolor, inodoro e insípido, não participando da combustão e nem da respiração.
 
	Entre os elementos o nitrogênio é o sexto em abundancia no universo. Constitui cerca 78% do volume atmosférico. 
	
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Origem 
	Atribui-se a Daniel Rutherford a descoberta do nitrogênio em 1772, porque o cientista foi o primeiro a publicar suas descobertas, mas na Grã-Bretanha os químicos Joseph Priestley e Henry Cavendish e na Suécia Carl Wilhelm Scheele também descobriram o elemento na mesma época.
	Lavoisier foi o primeiro a reconhecer que se tratava de um elemento químico independente e a identifica-lo em certos compostos minerais, deu-lhe o nome de Azoto (do grego a ‘’sem’’, e zoe, ‘’vida’’) em razão de sua incapacidade de manter a vida e alimentar a combustão.
	O nome nitrogênio foi criado em 1790 por Jean Antoine Chaptal, após sua relação com o acido nítrico.
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 Forma em que é disponibilizado
Nitrogênio (N2): 78,088% Oxigênio (O2): 20,949% Argônio (Ar): 0,93% Dióxido de carbono (CO2): 0,03% Neônio (Ne): 0,0018% Hélio (He): 0,0005% Criptônio (Kr):0,0001% 
	
	A principal fonte de nitrogênio na natureza é a atmosfera, com cerca de 78% do seu volume, estando na forma molecular N2.
	
	
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	Encontra-se nitrogênio livre em muitos meteoritos, nos gases de vulcões, minas, no Sol, em estrelas e nuvens.
	A produção comercial se realiza por destilação fracionada do ar, mediante a qual se elimina o oxigênio. Isso só é possível devido a grande diferença entre os pontos de ebulição dos elementos.
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	Na indústria alimentícia, é utilizado em estado gasoso para prevenir a oxidação e o aparecimento de mofo ou insetos. Também para fabricação de espumas de borracha e plásticos e aerossóis.
	Inibidor de possíveis combustões e explosões.
	Na medicina é empregado 
como conservante de sangue, 
sêmen, tecidos, bactérias etc, 
devido seu rápido congelamento.
	
	
	
Aplicações
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	Na agricultura, é utilizado como fertilizantes pois o nitrogênio é, depois do C, H e O é o elemento mais demandado pelos vegetais. 
	Parte da quantidade de N requerido pelas culturas pode ser suprida pelo solo, no entanto, em muitas situações o solo é incapaz de atender toda a demanda por N, tornando-se necessária a fertilização nitrogenada. 
	A mais importante aplicação comercial do nitrogênio é na obtenção do gás amoníaco que é usado, posteriormente, para a fabricação de fertilizantes e ácido nítrico.
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O Nitrogênio é um Macronutriente
	Os macronutrientes são os elementos básicos necessários em maior volume às plantas. São Carbono, Oxigênio, Hidrogênio, Nitrogênio, Fósforo , Potássio, Cálcio, Magnésio e Enxofre. 
	O nitrogênio (N) o fósforo (P) e o potássio (K) são os chamados macronutrientes primários, os quais as plantas precisam em maior quantidade. 
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Elementos Químicos considerados essências para as Plantas.
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 Exigências de Nitrogênios de algumas culturas 
Exigência em macronutrientes (Kg/ha) de algumas culturas brasileiras.
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Exigência em macronutrientes (Kg/ha) de algumas culturas brasileiras.
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As principais fontes de nitrogênio para as plantas são:
 Fertilizantes industriais (uréia);
 Adubos orgânicos; 
 Nitrogênio atmosférico (N₂);
 Nitrogênio presente na matéria orgânica nativa do solo (decomposição).
	O nitrogênio é responsável por 5% da meteria orgânica do solo. Cerca de 98% esta em forma orgânica e somente 2% em forma mineral.
	A incorporação do Nitrogênio para as plantas somente é possível pela síntese industrial ou pela fixação biológica.
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Fertilizantes Industriais.
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Como acontece a fixação do Nitrogênio
?
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N2
Atmosfera
NO-3
NO-2
NH3
Nitrito
Nitrato
Amônia
Nitrozação 
Nitratação 
B. (Nitrossomonas)
B. (Nitrobacter)
B. (Pseudômonas desnitrificantes) 
Desnitrificação 
B. (Fixadoras de N2 no solo )
B. (Fixadoras de N2 nos nódulos das raízes de leguminosas )
B. (decompositores )
Processo de Nitrificação 
Ciclo do Nitrogênio
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	Bactérias fixadoras de nitrogênio podem viver em associação mutua (simbiose) com células das raízes de plantas leguminosas formando nódulos. Os desenhos de 1 a 4 mostram a seqüência de formação de um nódulo. No detalhe (5), células da planta infectadas pelas bactérias fixadoras. À direita, fotografia de nódulos em raízes de uma leguminosa.
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	Como uma quantidade de 50 Kg de nitrogênio é adequado para a maioria das leguminosas, através da tabela acima chegamos à conclusão de que as leguminosas não necessitam de adubação nitrogenada.
Estimativa de fixação de nitrogênio em algumas espécies de leguminosas.
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Absorção do Nitrogênio
Absorção de nitrogênio, cálcio e fósforo por plantas de milho.
	O nitrogênio pode ser absorvido do meio predominantemente por fluxo de massa em diferentes formas; N2, através das bactéria fixadoras de nitrogênio (ex. leguminosas); na forma mineral como N-N03- e N-NH4 e como uréia. A forma predominante que a planta absorve, em condições naturais é a do nitrato devido ao processo de nitrificação no solo.
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Velocidade de absorção de nutrientes aplicado às folhas.
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Absorção de N e K ao longo do ciclo de vida do tomateiro (Lycopersicon esculentum cv Santa Clara).
Esse pico de absorção em períodos específicos do ciclo de vida fornece evidências de que as plantas têm um controle das taxas de absorção de nutrientes, provavelmente devido à atividade de canais e carreadores. 
Máximo de nutrientes absorvidos ocorre por volta de 48 e 60 dias após plantio, ou seja, na época de floração e frutificação. 
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	Uma consequência prática disso é que a adubação precisa ser feita no começo do ciclo e intensificada no início do período reprodutivo, pois a somatória dessas fases representa mais de 70% do total de nutrientes absorvidos.
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	O N absorvido pelas raízes é transportado para a parte aérea da planta através dos vasos do xilema, via corrente transpiratória.
	 A forma do N transportado varia em função da forma de absorção pelo sistema radicular, e do tipo de metabolismo da raiz.
	Quando a planta absorve N-NH4 pelo sistema radicular, este deve ser imediatamente metabolizado por ser um cátion muito tóxico ao nível celular. 
	Normalmente, o N-NH4 é assimilado a compostos orgânicos no sistema radicular e transportado como aminoácidos. Em conseqüência, pouco ou nada de N-NH4 será encontrado no xilema.
	
Transporte do N
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 	A concentração de N-N03-, encontrada no xilema, vai depender da capacidade de redução deste íon.
	 Algumas plantas reduzem (convertem) 100% do nitrato nas raízes, consequentemente pouco N na forma de Nitrato será transportado via xilema. Neste caso será transportado na forma de uréidos, glutamina e asparagina. 
	Outras plantas podem reduzir 100% do nitrato na parte aérea, e então grande concentração de N-N03- será encontrado no xilema. 
	
	
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	Transporte de nutrientes via simplasto e apoplasto. O nutriente chega até raiz (pêlo radicular) por difusão, interceptação radicular ou fluxo de massa.
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Redistribuição dos nutrientes e os órgãos onde o sintomas de deficiência ocorrem primeiro.
	O N é facilmente redistribuído devido sua alta mobilidade
nas plantas via floema, na forma de aminoácidos.
	 Quando o suprimento de N pelo meio é insuficiente, o N das folhas velhas é mobilizado para os órgãos e folhas mais novas. 
Redistribuição
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Funções fisiológicas nas plantas
	O nitrogênio é um nutriente que está relacionado aos mais importantes processos fisiológicos que ocorrem nas plantas, tais como fotossíntese, respiração desenvolvimento e atividade das raízes, absorção iônica de outros nutrientes, crescimento, diferenciação celular e genética.
	
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	Nas folhas o nitrogênio está nos cloroplastos como constituinte da molécula de clorofila, onde cada átomo de Mg está ligado a quatro átomos de nitrogênio.
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 Vitaminas
 Hormônios
 Coezima
 Alcalóides
 Hexosaminas
 Proteínas
 Aminoácidos
 Pigmentos e outros compostos.
 Ácidos nucléicos (DNA e RNA)
 Bases Nitrogenadas (purinas e pirimidinas) 
10% do Total de N na Planta
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Características dos Adubos Nitrogenados
	" Todos os adubos nitrogenados são altamente solúveis”.
	" Os adubos nitrogenados não deixa efeito residual para a próxima safra”.
	" Aumentam a acidez (processo de nitrificação aumentam consideravelmente a acidez)”.
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	“Por muito tempo acreditava-se que a uréia, mesmo em pouca quantidade, poderia causar fitotoxidez em plantas. Porem, com novos estudos tem provado o contrario”.
	“Esta forma amidica, quando aplicado em quantidade certa, via foliar, e altamente benéfica à planta, pois dissolvida ela pode ser melhor absorvida”.
	“A uréia, quando aplicado em forma liquida, reduz sua perda por volatilização, alem do N facilitar a abertura de estômatos nas folhas”.
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	Para as culturas extensivas, a adubação foliar seria um complemento (e não substituto) da adubação feita no solo, principalmente para N, P e K. A foliar teria seu lugar na correção de deficiências eventuais, como cobertura de N e K e quando a foliar for o único recurso. Em culturas de alto rendimento e ciclo curto, como a floricultura, admite-se o fornecimento dos macronutrientes totalmente via foliar, como substituto da radicular.
Tolerância das culturas à uréia aplicada nas folhas (alto volume)
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PERDAS DE NITROGÊNIO NO SOLO
		
		
Química-física - Volatização/amonificação
	- Depende do ph 
	- Umidade
	- Temperatura
	- CTC do solo
	O Nitrogênio é um dos nutrientes mais facilmente perdidos através de:
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Química
	- fixação de NH₄⁺ nas argilas 
Biológica
	- Desnitrificação,
	- Nitrificação,
	- Imobilização.
Física - Lixiviação (erosão)
 Depende da CTA do solo.	
 Depende da taxa de precipitação
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Relação entre o pH do solo e a disponibilidade de diversos nutrientes. Adaptado de Malavolta et al. (1989).
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Sintomas de deficiência
	Clorose (amarelecimento) e senescência que inicia nas folhas mais velhas para as mais novas devido à alta redistribuição do elemento e menor síntese de clorofila. Paralisação do crescimento; baixos níveis de proteínas nas sementes e nas partes vegetativas. 
	Nos cereais, a deficiência
 causa menor afilhamento, menor
 rendimento biológico e menor 
teor de proteínas da matéria seca
 e grãos.
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Sintomas de toxidez
	O excesso pode provocar um maior crescimento vegetativo com o consequentemente acamamento das plantas, como nos cereais, esse maior crescimento pode provocar menor frutificação.
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	O acúmulo de nitrato em plantas alimentícias (hortaliças) e forrageiras é indesejável, pois quando ingerido o nitrato pode ser reduzido a nitrito (N03-), entrar na corrente sangüínea e causar a metahemoglobinemia (forma estável da hemoglobina que perde sua função carregadora de 02 para a respiração) ou resultar na formação de nitrosaminas, as quais são cancerígenas e mutagênicas 
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FLOSS, Elmar Luiz. Fisiologia das plantas cultivadas: o estudo do que está por do que se vê. 3. ed. Amp. E atual. – Passo Fundo: Ed. Universidade de Passo Fundo, 2006. 
Referências
MALAVOLTA, E. Manual de Química Agrícola: nutrição de plantas e fertilidade do solo. São Paulo, Ceres, 1976. 
MALAVOLTA, E. Elementos de nutrição mineral de plantas. São Paulo, Ceres, 1980. 
MALAVOLTA, E. Manual de Nutrição Mineral de Plantas. São Paulo, Ceres LTDA, 2006. 
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