Ciclo do Nitrogênio no Solo

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NITROGÊNIO 
Adaptado do Capítulo VI – Nitrogênio da apostila da ABEAS produzidos 
pelos professores Luiz Eduardo Dias e Nairam Félix de Barros (DPS/UFV) 
e Dr. Avílio A. Franco (CNPAB/EMBRAPA). 
Nitrogênio 
 1 
Índice 
Página 
1. Introdução ............................................................................................................................... 2 
2. O Ciclo do Nitrogênio no Solo ................................................................................................ 3 
3. Conteúdo e Formas do N no Solo .......................................................................................... 5 
3.1. Formas Inorgânicas de N .............................................................................................. 5 
3.2. Formas Orgânicas de N ................................................................................................ 6 
3.3. Balanço entre o N Orgânico e Inorgânico do Solo ........................................................ 7 
4. Entradas no Sistema Solo-Planta ......................................................................................... 10 
4.1. Fixação Biológica de N Atmosférico ............................................................................ 10 
4.1.1. O Nitrogênio na Natureza ................................................................................... 10 
4.1.2. Microrganismos e Sistemas Fixadores de Nitrogênio ......................................... 11 
4.1.3. Importância da Fixação Biológica de Nitrogênio ................................................. 12 
4.2. Deposição Atmosférica de Nitrogênio .......................................................................... 14 
4.3. Fixação Industrial ......................................................................................................... 15 
4.3.1. Oxidação Direta .................................................................................................. 15 
4.3.2. Processo Cianamida ........................................................................................... 15 
4.3.3. Síntese de Amônia ............................................................................................. 15 
4.4. Mineralização de N ...................................................................................................... 16 
5. Perdas de Nitrogênio no Sistema Solo-Planta ..................................................................... 21 
5.1. Perdas Gasosas .......................................................................................................... 21 
5.2. Perdas por Lixiviação .................................................................................................. 24 
5.3. Exportação por Culturas .............................................................................................. 26 
6. Fatores que afetam o teor de N do solo ............................................................................... 27 
7. Análise Química do N do Solo como Auxílio na Recomendação de Adubação ................... 29 
8. Adubação Nitrogenada ......................................................................................................... 32 
8.1. Principais Adubos Nitrogenados .................................................................................. 35 
8.1.1. Adubos Orgânicos Naturais ................................................................................ 35 
8.1.2. Adubos Químicos ................................................................................................ 36 
9. Bibliografia ............................................................................................................................ 38 
Nitrogênio 
 2 
11.. IInnttrroodduuççããoo 
O nitrogênio é o nutriente mineral absorvido em maiores quantidades pela maioria 
das culturas. Por exemplo, uma produção de milho correspondente a 7.000 kg/ha retira, 
apenas nos grãos, cerca de 128 kg de N (Sanchez, 1976). 
Em muitas situações o solo é incapaz de suprir todo o requerimento de nitrogênio 
das culturas, o que obriga a utilização de fertilizantes para a obtenção de produtividade 
satisfatória. Entretanto, há solos, como os de cerrado, em que a obtenção de resposta 
positiva à fertilização nitrogenada só tem sido conseguida depois da aplicação de doses 
maciças de P (Lopes et al., 1982). Em solos com elevada disponibilidade natural de P, 
como naqueles de Patos de Minas (MG), o N é o maior limitante da produção em 
grande parte das áreas cultivadas. Nessas condições, respostas econômicas a 200 
kg/ha de N para cultura do milho são obtidas (Projeto BNDE/ANDA, 1974). 
Essas informações reforçam o fato de que respostas ao N só serão obtidas na 
maioria dos solos brasileiros quando a limitação natural pelo baixo nível de P disponível 
for parcial ou totalmente corrigida. Dessa maneira, entende-se a utilização quase que 
generalizada no país de fertilizantes tipo 4-14-8 (4 % de N, 14 % de P2O5 e 8 % de 
K2O). 
Nas plantas, o nitrogênio tem papel fundamental no metabolismo, pois é utilizado 
na síntese de proteína e outros compostos orgânicos. Por exemplo, a concentração de 
proteínas em grãos de milho aumentou de 8,31 para 9,56 %, pela aplicação de 80 kg de 
nitrogênio por hectare (Pereira et al., 1981). 
O nutriente é absorvido do solo pelas plantas, nas formas de amônio (NH4+) e 
de nitrato (NO3-), sendo a última forma preferencial para grande parte das culturas. A 
absorção de nitrato estimula a absorção de cátions, enquanto que a absorção de 
amônio pode restringir a absorção de cátions como do Ca2+, por exemplo. 
Nitrogênio 
 3 
22.. OO CCiicclloo ddoo NNiittrrooggêênniioo nnoo SSoolloo 
O ciclo do nitrogênio diz respeito ao fluxo do elemento entre os vários 
compartimentos do globo terrestre onde ele está presente. Do ponto de vista 
agronômico, o interesse neste ciclo é quanto às entradas e saídas do nitrogênio do 
sistema solo-planta e sua circulação neste sistema. 
Cerca de 98 % do N total da terra encontra-se na litosfera (solo, rochas, 
sedimentos, materiais fósseis). Grande parte do restante de N encontra-se no ar, 
principalmente sob a forma de N2. Na hidrosfera o N aparece na forma molecular (N2) e 
inorgânica como NO3-, NO2-e NH4+ e na forma orgânica, ligada a partículas de matéria 
orgânica. 
Na natureza, o elemento encontra-se em equilíbrio dinâmico entre formas livres e 
fixadas. A passagem de uma forma para outra pode ocorrer por vários processos que 
constituem o que se denomina ciclo do nitrogênio no solo (Figura 1). A compreensão 
deste ciclo é fundamental na adoção de práticas que resultam no aumento da eficiência 
de utilização do elemento pelas plantas. 
A fonte primária de N para as plantas é o gás N2, que constitui cerca de 78 % da 
atmosfera terrestre. Contudo, para que o elemento seja utilizado pelas plantas ele 
precisa ser reduzido ou oxidado pela ação de microrganismos (fixação simbiótica e não 
simbiótica), por descargas elétricas na atmosfera (fixação elétrica - chuvas) ou fixado 
quimicamente (processos industriais). Esses são os processos de entrada do nitrogênio 
no sistema solo-planta. Por outro lado, no manejo da adubação e no manejo agrícola a 
preocupação deve ser no sentido de evitar as perdas por volatização, que podem 
ocorrer por processos tais como, denitrificação, queima de resíduos, volatização da 
amônia e as perdas por lixiviação, que constituem as vias de saída do nitrogênio do 
sistema solo-planta. 
Nos próximos capítulos serão descritos os principais mecanismos de entradas e 
de saídas de N do sistema solo-planta. 
Nitrogênio 
 4 
 
Figura 1 - Ciclo do N no solo. 
Nitrogênio 
 5 
33.. CCoonntteeúúddoo ee FFoorrmmaass ddoo NN nnoo SSoollooO N incorporado ao solo sob qualquer um dos processos discutidos 
anteriormente, pode ser classificado como inorgânico e orgânico. Contudo, a maior 
porção do elemento existente no solo, em qualquer momento, acha-se na forma 
orgânica, que para ser aproveitada pelas plantas necessita ser transformada para 
formas inorgânicas pelo processo de mineralização. 
Em solos sob clima tropical a concentração de N total pode variar entre 0,02 % e 
0,4 % com maiores valores para solos áridos e semi-áridos. Em casos extremos, como 
em solos orgânicos, pode chegar até 2 %. 
As quantidades de N presentes nos solos estão controladas especialmente pelas 
condições climáticas e de vegetação. Cerca de 95 % ou mais do N contido nos solos de 
superfície estão na forma orgânica. Urquiagua et al. (1984) estimaram que a 
quantidade de N extraída pela cultura do feijão foi menos de 1,1 % do N total do solo. 
Assim, o grande estoque de N orgânico do solo pode ser considerado como uma 
reserva potencial de N para a nutrição de plantas. 
3.1. Formas Inorgânicas de N 
As formas inorgânicas de N são: amônio (NH4+), nitrito (NO2-), nitrato (NO3-), 
óxido nitroso (N2O), óxido nítrico (NO) e nitrogênio elementar (N2). Em termos de 
fertilidade do solo, as três primeiras formas são as mais importantes; N2O e NO são 
importantes pois representam as formas de N que são perdidas pela desnitrificação. 
Com a decomposição aeróbica da matéria orgânica ou pela adição dos 
fertilizantes comercialmente utilizados, as formas NH4+, NO3- e NO2- sofrem um 
aumento no solo, sendo que normalmente representam de 2 a 5 % de N total do solo. 
Nitrogênio 
 6 
O N inorgânico geralmente é mais alto em solos áridos ou semi-áridos. O N 
mineralizado (N-NH4+, N-NO2-, N-NO3-) na maioria dos casos não supera 2 %; quando 
as condições de decomposição são ótimas, esta porcentagem pode aumentar. 
Comparativamente às formas orgânicas de N, as inorgânicas apresentam maior 
dinâmica no solo. Em solos com boa aeração e não muito ácido onde pode haver o 
predomínio de NO3-, as concentrações de N-inorgânico podem variar grandemente num 
curto espaço de tempo, principalmente após um período chuvoso quando as perdas de 
NO3- por lixiviação acontecem com mais intensidade. 
Como maneira de avaliar o N inorgânico do solo são utilizadas as determinações de 
NO3-, NO2- e NH4+ na solução do solo e/ou do NH4+ trocável extraído com KCl ou CaCl2 
e/ou de NH3 total por meio de digestão duplo ácida com HF + HCl. 
3.2. Formas Orgânicas de N 
O N orgânico ocorre no solo na forma de proteínas, aminoácidos livres, açúcares 
aminados e outros complexos, qualificados como compostos não identificados e 
incluídos como resultados de: 
1) reação do amônio com a lignina; 
2) polimerização de quinomas e compostos nitrogenados; 
3) condensação de açúcares e aminas. 
Proporcionalmente, as formas ligadas a aminoácidos (proteico) representam de 
20-40 %; os amino açúcares 5-10 %; e os derivados de purina e pirimidina 1 % ou 
menos. 
Proteínas são comumente encontradas em combinação com argila, lignina e 
outros materiais, o que aparentemente, confere a esses compostos maior resistência à 
decomposição. 
Os compostos nitrogenados quando se acumulam no solo, na forma de restos 
animais e vegetais, têm, em sua maioria, natureza protéica. 
De maneira sintética as principais formas de nitrogênio no solo podem ser 
sumarizadas conforme o seguinte esquema: 
 
Nitrogênio 
 7 
 
3.3. Balanço entre o N Orgânico e Inorgânico do Solo 
O N, assim como outros nutrientes, é assencial para os microrganismos 
heterotróficos quando decompõem a matéria orgânica no solo. Se o material a ser 
decomposto apresenta pequena quantidade de N em relação ao C (alta relação C/N), o 
microrganismo utilizará NH4+ ou NO3- presente no solo para realizar a decomposição. 
Esse processo é conhecido como imobilização do N. Se, por outro lado, o material 
adicionado apresenta maior proporção de N em relação a C (baixa relação C/N), 
normalmente a concentração de N no solo não sofre decréscimo. Poderá ocorrer, sim, 
um acréscimo de N inorgânico devido à sua liberação do material que foi decomposto, 
processo que recebe o nome de mineralização de formas orgânicas de N. 
A relação C/N é, assim, uma das características que determinam a taxa de 
decomposição de qualquer material orgânico incorporado ou não ao solo. 
Vários trabalhos têm mostrado que a relação entre C:N:S, pode apresentar 
grande variabilidade de solo para solo, ou mesmo em função do manejo do solo, e, 
também, afetar a decomposição da matéria orgânica. Bettany et al. (1980) encontraram 
relações de 96:10:1,3 para pastagens e de 107:10:1,5 para solos com culturas. Para 
solos sob floresta, na Índia, foram observados valores médios de 73:10:5,3 (Dolui & 
Bandyophadhyay, 1983), enquanto que para ultissolos chilenos Opazo & Rodrigues 
(1984) observaram uma relação de 157:10:1,4. A taxa de decomposição do material 
orgânico será maior quando essas relações forem mais estreitas. 
Para solos tropicais não trabalhados, na camada de 0-20 cm existe um equilíbrio 
na relação C:N em torno 10 a 15:1, o que indica a presença de N potencialmente 
disponível. Para o subsolo esta relação deve ser mais estreita pela presença de NH4+ 
adsorvido e menor teor de matéria orgânica (menor teor de C orgânico). 
Em uma comparação entre a taxa de mineralização de N-orgânico de um solo 
sob pastagem com outro solo sob cultivo de sorgo, Robertson et al. (1993) verificaram 
N total 
N orgânico 
proteico nucleico 
açúcares aminados outros 
N inorgânico 
, 
, 
nativo fixo 
trocável NO e outros N mineralizados − − , 3 
Nitrogênio 
 8 
maior mineralização para este último. O constante aporte de material orgânico com 
relação C/N larga, proveniente da morte de raízes da pastagem ("turnover" de raízes), 
conduz a maior atividade de microrganismos decompositores, com grande imobilização 
do N. Desta forma, a disponibilidade de N sob o solo cultivado com sorgo passa a ser 
maior, porém mais sujeito a perdas. 
Além da relação quantitativa entre C e N existe no material a ser incorporado, 
aspectos qualitativos podem determinar a taxa de mineralização do N-orgânico. A 
caracterização de relações como lignina:N e (lignina + polifenois):N, tem possibilitado a 
obtenção de correlações mais estreitas com a taxa de mineralização de N-orgânico 
(Constantinides & Fownes, 1994). 
A mineralização e imobilização do N do solo e as transferências dos materiais 
orgânicos do solo, são afetados pelos organismos heterotróficos do solo, incluindo 
bactérias e fungos. Seu requerimento de energia é obtido pela oxidação de materiais 
carbônicos. A decomposição aumenta com a temperatura e exige condições 
satisfatórias de umidade e de arejamento. A decomposição em ambientes alagados 
(redutores) é muito lenta e incompleta. Assim, a respiração aeróbica, e em menor 
extensão a anaeróbica, liberam o N na forma de NH4+, caracterizando as duas 
primeiras fases da mineralização do N orgânico - aminação e amonificação - como 
poderá ser visto nos próximos capítulos deste Módulo. 
Em solos de cerrado foi verificado ausência do N inorgânico ao longo do período 
seco do ano, mas com o início do período chuvoso, houve aumento do N inorgânico, 
indicando a importância da umidade do solo para os processos de mineralização. 
O teor de N contido, sob diferentes formas, no humus ou matéria orgânica 
estável é de 5-5,5 % e o de C de 50-58 %, fornecendo uma relação C/N entre 9 e 12. 
Assim, a relação C/N do material adicionado ao solo, tem grande influência na 
disponibilidade do N no solo, e relações em torno de 20:1 representam, em termos 
aproximados, a linha divisória entre imobilizaçãoe liberação (mineralização) de N. 
Geralmente, relação C/N acima de 30:1 indica o predomínio de imobilização; entre 20 e 
30:1 haveria um equilíbrio entre imobilização e mineralização e menor que 20:1 
geralmente ocorre predomínio de mineralização do N. Quando a relação C/N do 
material é muito larga, tem sido uma prática agrícola comum aplicação de fonte 
nitrogenada juntamente com o material orgânico a ser incorporado, para estimular a sua 
decomposição. 
Nitrogênio 
 9 
No Quadro 1 pode ser observado o efeito da incorporação de palha de milho 
isolada e em mistura com ureia na quantidade de N mineral no solo. Após um mês de 
incubação, a aplicação isolada da palha (alta relação C/N) reduziu os teores de N-
mineral no solo, ou seja, houve imobilização de N. Por outro lado, o suprimento 
adicional de ureia não permitiu a ocorrência de imobilização e sim, provavelmente, o 
estímulo à mineralização. Com o passar do tempo, a relação C/N se estreita, e os 
teores de N-mineral aumentam, indicando a ocorrência de maior taxa de mineralização 
no solo incubado com apenas a palha de milho. 
A concentração total de N em resíduos orgânicos a serem adicionados ao solo é 
um fator a ser considerado quanto à expectativa de imobilização ou de liberação de N. 
Concentrações de N entre 1,5 e 1,7 % são normalmente suficientes para minimizar a 
imobilização de N do solo. 
 
Quadro 1 - 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/pote -------------------- 
Testemunha 12a 27b 36b 
Palha (C/N = 38:1) 12a 5c 26c 
Palha + uréia 12a 55a 95a 
(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) 
Nitrogênio 
 10 
44.. EEnnttrraaddaass nnoo SSiisstteemmaa SSoolloo--PPllaannttaa 
4.1. Fixação Biológica de N Atmosférico 
4.1.1. O Nitrogênio na Natureza 
O nitrogênio (N), depois do carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O), é o 
elemento químico quantitativamente mais abundante na matéria viva. O Nitrogênio 
constitui aproximadamente 78 % da atmosfera terrestre, ocorre na forma molecular 
diatômica (N2 ou N ≡ N), sendo utilizado apenas por algumas bactérias que têm a 
maquinaria enzimática necessária para fazer sua redução, através de um processo 
conhecido como fixação biológica de nitrogênio (FBN). 
As estimativas da fixação de N2 da atmosfera são bastante imprecisas, mas 
suficientes para mostrar que, ainda hoje, a fixação industrial para produção de 
fertilizantes representa uma parcela muito pequena do total fixado biologicamente pela 
natureza (Quadro 2). Desta forma, apesar da abundância de N2 na atmosfera terrestre, 
exceto pelas bactérias fixadoras de N2 e pela adubação com fertilizantes nitrogenados, 
o N combinado na matéria orgânica morta constitui a principal fonte de N para as 
plantas em geral, conforme ilustrado no ciclo de N. 
Quadro 2 - Fixação anual de nitrogênio atmosférico 
Fonte de fixação Milhões de toneladas de N por ano 
Industrial (fertilizantes) 49 
Atmosférica (eletroquímica) 10 
Outros processos químicos 35 
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 
 
FONTE: Siqueira & Franco, 1988 
Nitrogênio 
 11 
4.1.2. Microrganismos e Sistemas Fixadores de Nitrogênio 
O N atmosférico é fixado por alguns microrganismos procarióticos, incluindo 
diversos gêneros de bactérias, cianobactérias (também conhecidas como algas verde-
azuladas), e actinomicetos do gênero Frankia (Quadro 3). Estes microrganismos podem 
viver livres no solo ou na água, na superfície das raízes e folhas das plantas, nos 
intestinos dos animais, ocupar espaços inter ou intracelulares ou mesmo causar 
mudanças morfológicas e fisiológicas nas plantas (Siqueira & Franco, 1988). 
 
Quadro 3 - Classificação simplificada das bactérias fixadoras de nitrogênio mais estudadas 
 
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 
 
* Estas são cianobactérias, também conhecidas por algas verde-azuladas. 
 
A FBN, em todos os sistemas conhecidos, se dá com a participação de um 
complexo enzimático denominado nitrogenase e com a participação de Fe, Mg, Mo e 
energia biológica (ATP), segundo a equação: 
N H e NH G kcal molATP Mg
Nitrogenase
2 2 3
13 6 2 8 03+ +  → = −− −, , .∆
 
Nitrogênio 
 12 
O balanço termodinâmico desta reação indica que ela deveria ocorrer de forma 
expontânea, entretanto o início o processo requer grande quantidade de energia de 
ativação e por isso necessita de um sistema enzimático complexo, restrito a um 
pequeno grupo de bactérias de vida livre no solo e na água ou associadas aos fungos, 
plantas ou animais. 
4.1.3. Importância da Fixação Biológica de Nitrogênio 
As leguminosas se prestam aos mais diversos usos, sendo qua a maioria das 
espécies de importância econômica são capazes de nodular, fixar N2 e se beneficiarem 
da associação. A taxa de fixação varia com a espécie, mas é geralmente limitada pelo 
ambiente. No Quadro 13 são apresentados alguns valores para as quantidades de N2 
fixado por diversas espécies, cuja precisão varia com a metodologia empregada e 
condições em que foram avaliadas. 
As quantidades de N2 fixado e os efeitos da inoculação na produção dependem 
muito da estirpe do rizóbio empregado e da leguminosa cultivada. Entretanto, a 
importância da FBN para a economia nacional, é evidenciada para o caso da soja, que 
no Brasil, como em outras partes do mundo, é cultivada usando principalmente o N2 
obtido pela fixação em simbiose com rizóbio. Considerando a produção nacional, esse 
processo representa uma economia de mais de 6 milhões de toneladas de uréia, o que 
equivale a aproximadamente US$ 1,3 bilhão. 
Para o caso do feijoeiro, tem-se uma situação bem diferente. A produtividade 
média brasileira está entre 400 a 600 kg/ha de grãos, sendo a maior parte produzida 
sem adubação nitrogenada, havendo em muitos casos, boa nodulação com as estirpes 
nativas do solo. Nestas condições o N exportado nos grãos (em torno de 4 % de N) é 
de apenas 16 kg de N, portanto, muito inferior ao que pode ser fixado por esta cultura 
(Quadro 13). 
Outro aspecto interessante, é a baixa resposta comumente encontrada à 
adubação nitrogenada em feijoeiro. Isto pode ter várias causas, mas uma delas é a 
presença derizóbio eficiente no solo. Desta forma, conclui-se que mesmo para esta 
cultura onde a inoculação não é difundida, a FBN tem grande importância. Sua 
contribuição pode ser aumentada pela seleção de cultivares com maior capacidade 
para nodulação e eliminação dos estresses ambientais e de solo, que geralmente 
Nitrogênio 
 13 
limitam a nodulação e fixação de N2 nesta cultura. O fato do feijoeiro ser cultura de 
subsistência, evidencia a importância sócio-econômica deste processo. 
As leguminosas podem também ser usadas para reflorestamento, adubação 
verde, produção de moirão vivo, recuperação de solos erodidos, rotação de cultura e 
em pastagens. 
Para todos estes sistemas existem espécies de leguminosas que nodulam, com 
potencial de fixação de N2 suficiente para atender sua demanda de N para altas 
produções, desde que seja escolhida a espécie leguminosa e rizóbio apropriados e 
sejam eliminados os fatores limitantes à nodulação e simbiose, cujas exigências não 
são muito diferentes das exigências das plantas em si, para altas produtividades. 
 
Quadro 4 - Estimativas de fixação de nitrogênio em diversas espécies leguminosas 
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 
 
FONTE: Siqueira & Franco, 1988 
Nitrogênio 
 14 
4.2. Deposição Atmosférica de Nitrogênio 
O N de forma combinada (amônia, nitrato, nitrito e organicamente ligado), 
presente na atmosfera, pode retornar ao solo por meio da água das chuvas. A 
quantidade de nitrogênio que aporta ao solo vindo pelas águas da chuva varia muito 
com a região, e normalmente apresenta-se com valores significativamente inferiores às 
demandas da maioria das espécies vegetais cultivadas. Muitas vezes a proximidade de 
um parque industrial pode proporcionar maior concentração de gases, ou mesmo de 
particulados, que apresentam o nitrogênio em sua composição. Por outro lado, em 
sistemas naturais em equilíbrio, como uma floresta primária, o N contido nas 
precipitações passa a ter um papel mais importante na dinâmica do elemento nesses 
sistemas. 
O N2 atmosférico pode combinar-se com o oxigênio e formar NO3- mediante o 
calor gerado pela descarga elétrica durante tempestades. Além disto, as águas das 
chuvas podem reconduzir ao solo NH3 e NO3- existentes na atmosfera, principalmente 
em áreas industriais, além de resíduos orgânicos finamente subdivididos. O NH4+ e o 
NO3- são prontamente absorvíveis pelas plantas. 
A quantidade total de N retornado ao solo pela chuva pode variar muito em 
função da região e da época do ano. Em locais próximos a parques industriais, podem 
ser observados valores de 1 a 50 kg/ha.ano. Estimativas brasileiras deste valor são 
pouco conhecidas. No entanto, alguns valores são representados no Quadro 5. 
Quadro 5 - Contribuição atmosférica (chuvas e particulados) para o ciclo do N no solo 
em três locais da América do Norte 
Local N depositado via Forma Estimativa Fonte 
 kg/ha/ano 
Ontário - Canadá água de chuva NO3- 6,0 Barry et al. (1993) 
 NH4+ 4,4 
 particulados NO3
- 
HNO3 
3,0 
 NH4+ 0,7 
 NO2- 3,0 
 NH3 1,3 
Arizona - USA água de chuva NO3- 0,77 Emmerich (1990) 
 NH4+ 1,20 
Wiscosin - USA água de chuva NO3- 6,3 Andraski & Bundy 
 NH4+ 8,7 (1990) 
Mogi-Guaçú - SP água de chuva N 5,3 Andrade et al. (1995) 
Nitrogênio 
 15 
4.3. Fixação Industrial 
A fixação industrial de N é a fonte mais importante deste nutriente para as 
plantas na agricultura comercial (via adubações). 
Existem três reações básicas pelas quais o N atmosférico é fixado industrialmente: 
oxidação direta, pelo processo de cianamida e pelo processo Claude - Harber. 
4.3.1. Oxidação Direta 
Este processo é uma imitação do que se observa na natureza quando ocorre 
uma descarga elétrica. O seu rudimento iniciou com as observações de Cavendich de 
que, à temperatura do arco voltaico, o N se combina com o oxigênio, formando dióxido 
de nitrogênio, que é dissolvido em água para formar HNO3 segundo as reações: 
O
N NO O NO H O
2
2 2 2 22 2∆ → +  → +
 
 
3 22 2 3NO H O HNO NO+  → + 
4.3.2. Processo Cianamida 
O N reage sob altas temperaturas com o carbonato de cálcio para formar 
cianamida de cálcio. Inicialmente, o CaCO3 é aquecido para formar CaO + CO2. O CaO 
formado é aquecido a 220 ºC com carvão para formar CaC2 + CO. Por fim, o CaC2 é 
aquecido a 1.100 ºC com N purificado ocorrendo a seguinte reação: 
CaCO CaO CO3 2∆ → + ; 
 
CaO CaC COC220 2º ; → + 
 
CaC N CaCN CC2 2 1100 2+  → +º . 
4.3.3. Síntese de Amônia 
Para a produção de amônia três componentes são necessários: gás natural 
(metano - CH4), vapor e ar. O método atual de produção de amônia é uma combinação 
dos métodos de Harber e Claude, daí a denominação Claude-Harber. Por este 
Nitrogênio 
 16 
processo, o N reage com o H na presença de catalizadores (ósmio ou ferro) sob alta 
temperatura (400 - 500ºC) e pressão (200 - 1000 atmosferas). A reação é a seguinte: 
3 H2 + N2 → 2 NH3 
O processo que vem sendo utilizado atualmente pela Fábricas de Adubos e 
Fertilizantes Nitrogenados - FAFEN (antiga NITROFERTIL, pertencente ao grupo 
PETROBRAS) apresenta pequenas variações do processo anterior, mas basicamente o 
princípio é o mesmo, ou seja, parte da reação de gás natural (basicamente o metano - 
CH4) com a água: 
3 4 74 2 2 2 4 2CH H O CO H CO CH H O+  → + + + + 
Os produtos dessa reação recebem a injeção de ar quente (N2 + O2) sob pressão 
(1000 ºC e 27 atm) para formar a amônia: 
N H NH2 2 33 2+  → 
A amônia pode ser usada para produzir vários fertilizantes nitrogenados, 
notadamente a ureia, sulfato de amônia, monoamônio fosfato (MAP) e diamônio fosfato 
(DAP), bem como para a formulação de rações para animais. 
4.4. Mineralização de N 
O N é absorvido pelas plantas nas formas de NH4+ e NO3-, assim o N da matéria 
orgânica, para se tornar disponível para as plantas, tem que ser convertido para NH4+, 
NO3- pelo processo de mineralização. A velocidade com que a mineralização do N 
ocorre depende de fatores tais como o tipo de matéria orgânica e condições ambientais, 
que condicionam a atividade dos microrganismos decompositores. 
Quanto às condições ambientais, pode-se dizer, de modo geral, que: 
Uma vez que os microrganismos decompositores de maior atividade são 
aeróbios, 
• a decomposição será rápida se o solo apresenta bom arejamento e bom teor 
de umidade (próximo à capacidade de campo). 
• a decomposição será rápida em regiões ou solos com temperatura mais 
elevadas, pois os microrganismos decompositores são, em maioria, 
termófilos. 
Nitrogênio 
 17 
• a mineralização é acelerada quando o solo é cultivado, facilitando a oxidação 
da matéria orgânica. 
Devido a formação de complexos argilo-húmicos, 
• o teor de matéria orgânica tende a ser maior em solos argilosos do que em 
arenosos (para uma mesma condição climática). 
A uréia, que tem o seu N na forma orgânica, quando aplicada ao solo 
rapidamente se decompõe e o elemento assumea forma NH4+, segundo a reação: 
 
CO(NH2)2 + 2 H2O urease → (NH4)2CO3 →→→→ 2 NH4
+ + CO32- 
 
A mineralização de compostos orgânicos nitrogenados ocorre essencialmente 
por meio de três reações sucessivas: - aminação, amonificação e nitrificação, que 
levam o N até a forma nítrica (NO3-). As duas primeiras são promovidas por 
microrganismos heterotróficos que requerem carbono como fonte de energia, enquanto 
a terceira é executada por microrganismos autotróficos que obtém energia pela 
oxidação de sais inorgânicos e a carboxilação a partir do CO2 do ar. 
 
 A)- Aminação 
 
A população de microrganismos heterotróficos no solo é composta por 
numerosos grupos de bactérias e fungos que são responsáveis por uma ou mais etapas 
das inúmeras reações da decomposição da matéria orgânica. A quebra de proteínas em 
ambientes neutros e alcalinos é dominada por bactérias, com algum envolvimento de 
fungos e actinomycetos; sob condições ácidas predominam os fungos. Assim, grupos 
de bactérias e fungos atacam o material orgânico numa sequência, de modo que os 
produtos finais de uns servem como fonte de energia para outros. Um dos estágios 
finais da decomposição do material nitrogenado é a digestão enzimática de proteínas e 
compostos afins com liberação de aminas e amino-ácidos, conforme esquematizado a 
seguir: 
Proteínas 
e 
compostos afins 
 
digestão 
enzimática 
R-NH2 + CO2 + energia + outros produtos 
Nitrogênio 
 18 
 B) Amonificação 
 
 As aminas e aminoácidos liberados no processo de aminação são agora 
atacados também por microrganismos heterotróficos (bactérias, fungos e actinomicetos) 
que liberam, compostos amoniacais: 
 
R NH H O NH R OH energiahidrólise
enzimática
− +  → + − +2 2 3 
2 23 2 3 4 2 3 4 3
2NH H CO NH CO NH CO+  →  → ++ −( ) 
 
O NH4+ formado pode: 
a) ser convertido para NO2- e NO3- por meio da nitrificação. 
b) ser absorvido diretamente pelas plantas. 
c) ser utilizado (imobilizado) por organismos heterotróficos na decomposição de 
outros resíduos orgânicos. 
d) ser adsorvido por forças eletrostáticas na superfície de argila (1:1 e 2:1) 
tomando parte do complexo sortivo do solo ou fixado por certos tipos de 
argilas (2:1). 
 
 C) Nitrificação 
 
A oxidação biológica do amônio é conhecida como nitrificação. Por este 
processo, o NH4+ produzido na amonificação ou adicionado via fertilizantes é 
transformado para NO3-. Trata-se de um processo de duas etapas, onde inicialmente, o 
NH4+ é convertido para NO2-, principalmente por bactérias autotróficas denominadas 
Nitrosomonas. Em seguida, o NO2- é transformado para NO3- por bactérias do gênero 
Nitrobacter. As reações envolvidas são as seguintes: 
2 2 2 2 44 2 2 2NH O NO H O H
Nitrosomonas
Oxidação enzimática
+ − ++  → + +
 
O substrato onde o nitrito é produzido não é somente o amônio, mas também 
aminas e amidas. 
2 22 2 3NO O NO energia
Nitrobacter
Oxidação enzimática
− −+  → +
 
Nitrogênio 
 19 
Três aspectos devem ser ressaltados sobre a nitrificação para tornar claro o que 
ocorre quando o NH4+ da amonificação (entende-se N-orgânico mineralizado) ou de um 
fertilizante nitrogenado comercial na forma orgânica ou amoniacal é aplicado ao solo: 
1) A reação requer oxigênio molecular ⇒ a reação se dá mais rápidamente em 
solos bem aerados; 
2) A reação libera H+ (cada molécula de NH4+ libera 4H+) ⇒ produz acidez no 
solo; 
3) A reação é microbiológica ⇒ afetadas pelas condições ambientais. 
Nitrificação ótima ocorre entre 25 - 35 ºC, pH ligeiramente ácido e níveis 
intermediários de umidade. 
Normalmente existe uma correlação entre a concentração de NO3- no solo, ao 
longo do ano, e a pluviosidade. Durante o período seco, há baixa mineralização 
(nitrificação) mas com o início das chuvas a concentração de NO3- aumenta no solo. 
Em solo sob gramíneas, na Inglaterra, foram observadas taxas de mineralização da 
ordem de 0,02 a 1,90 kg N/ha, com valores mais altos relacionados aos períodos de re-
umidecimento do solo após a estação seca (Hatch, D.J. et al., 1990). Com a 
continuidade do período chuvoso, pode existir uma queda na concentração deste íon 
em decorrência da grande mobilidade de NO3- no solo, que pode então, ser lixiviado. 
O NO3- produzido pode ser absorvido pelas plantas; ser utilizado por 
microrganismos; ser perdido por lixiviação ou ser reduzido para compostos voláteis 
(desnitrificação). 
Dentre os principais fatores que afetam a nitrificação destacam-se os seguintes: 
• Suprimento de NH4+, já que é o substrato principal. Em condições 
desfavoráveis a amonificação não ocorre quebra das moléculas orgânicas 
nitrogenadas, e, por conseguinte, não há nitrificação. Se a relação C/N é 
muito larga, o amônio será imobilizado; 
• População de organismos nitrificantes. Sob mesmas condições ambientais, a 
capacidade de nitrificação dos solos pode ser diferente devido a uma 
variação na população; 
• Reação do solo - a nitrificação ocorre geralmente entre pH 5,5 a 10,0, com 
um ótimo em torno de 8,5. No entanto, pode-se verificar a presença de NO3- 
em pH 3,8 a 4,5. As bactérias nitrificantes requerem Ca, P e um balanço 
adequado de Fe, Cu, Mn e outros nutrientes; 
Nitrogênio 
 20 
• Aeração do solo - As nitrobactérias são aeróbicas autotróficas obrigatórias, 
não produzem NO3- na ausência de O2; 
• Humidade - a atividade das nitro-bactérias é sensível ao excesso ou à falta de 
umidade no solo; 
• Temperatura - A taxa de mineralização é alta quando a temperatura está na 
faixa de 30 a 35 ºC, caindo para valores acima ou abixo destes. 
Nitrogênio 
 21 
55.. PPeerrddaass ddee NNiittrrooggêênniioo nnoo SSiisstteemmaa SSoolloo--PPllaannttaa 
5.1. Perdas Gasosas 
Além das perdas por lixiviação e a exportação pelas culturas, o N pode ser 
perdido do solo na forma de gases como N2, NO, N2O e NH3, em decorrência de 
reações químicas e biológicas e queima de restos de plantas. A desnitrificação, que 
correponde à redução do NO2- ou NO3- a nitrogênio gasoso, é o processo pelo qual o 
N2 fixado por via biológica ou industrial, é retornado à atmosfera. Estima-se que 15 a 
18 x 107 t de N são perdidas do solo por esse processo, sendo que em solos agrícolas 
essas perdas podem atingir 70 % do N aplicado como fertilizante, embora na maioria 
dos casos, esses valores situem-se entre 25 e 30 %, podendo representar de 30 a 
200 kg/ha/ano, dependendo da cultura e do solo (Siqueira & Franco, 1988). 
Em países com elevado consumo de fertilizantes nitrogenados as perdas de N 
por volatização têm sido uma preocupação constante. A formação natural do óxido 
nitroso (N2O) por processos microbiológicos durante a desnitrificação e a nitrificação, 
tem sido relacionada com problemas de ordem global. Existem algumas evidências que 
o N2O pode estar relacionado com a destruição catalífica da camada de ozônio da 
estratosfera (Crutzen, 1976). A camada de O3 funciona como filtro de raios ultravioletas, 
emitidos pelo sol, evitando sua incidência na crosta terrestre. A destruição dessa 
camada poderá trazer conseqüências desastrosas e comprometer a vida no planeta. 
A produção e evolução do N2O do solo e de fertilizantes depende de uma série 
de fatores decorrentes de práticas de manejo agrícola e das condições ambientais. 
Após uma análise de 104 experimentos de campo entre 1979 e 1987, onde foram 
avaliadas as emissões de N2O, Eichner (1990) sumariza os principais fatores que 
afetam a emissão de N2O derivado do uso de fertilizantes nitrogenados. 
Nitrogênio 
 22 
 
Decorrentes de práticas de manejo: Tipo de fertilizante 
 Taxa de aplicação 
 Modo de aplicação 
 Tempo de aplicação 
 Práticas de cultivo 
 Uso de outros produtosquímicos 
 Tipo de cultura 
 Irrigação 
 Teor residual de C e N de culturas e fertilizantes 
 
Decorrentes de fatores ambientais: Temperatura 
 Precipitação 
 Umidade do solo 
 Teor de C orgânico do solo 
 Disponibilidade de oxigênio 
 Porosidade 
 pH 
 Microbiota do solo 
 
Diferentes reações químicas podem resultar em perdas de N na forma de gases, 
no entanto, a principal reação é a volatilização do amônio em condições alcalinas: 
 
NH OH NH H Og4 3 2
+ −+  → +( ) . 
 
Assim, em solos com elevados valores de pH ou que sofreram uma calagem 
excessiva, a existência de N-NH4+ ou sua aplicação como fertilizante resultará em 
considerável perda de N. Dados apresentados por Terman (1979) mostraram, por 
exemplo, que a porcentagem de perda de NH3 a partir de uréia variou de 10 %, quando 
o pH do solo era 5,0, a 50 %, quando o pH foi elevado para 7,5. Esta perda será 
particularmente acentuada se o fertilizante é aplicado à superfície de solos secos e sob 
alta temperatura. A perda de NH3 no mesmo experimento citado por Terman (1979) foi 
de 16 % quando a uréia foi aplicada à superfície do solo contra 6 % com a localização 
a 3,8 cm de profundidade. No que se refere à temperatura do solo, a perda de NH3 
passou de cerca de 6 % a 25 % quando a temperatura variou de 7 a 32 ºC. Perdas 
bastante mais acentuadas de amônia foram detectadas por Rodrigues & Kiehl (1986), 
em estudo conduzido em casa de vegetação, onde se testaram três doses de ureia 
aplicadas de cinco modos a um Podzólico Vermelho Amarelo, de textura areia franca e 
pH = 7,1 (PV) e a um Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, de textura franco arenH = 
Nitrogênio 
 23 
5,8 (LVd) (Quadro 6). A volatização da amônia foi maior quando a aplicação foi 
realizada na superfície do solo e menor ao se aplicar a uréia à profundidade de 5 cm. A 
menor perda observada no PV, apesar de seu pH mais elevado, foi atribuída à sua 
maior CTC. 
Quadro 6 - Perdas de amônia por volatização, em função de doses e modos de 
aplicação de uréia a dois solos (PV e LVd)a 
Dose Modo de aplicação 
de ---- Superfície ---- ----- 0 - 2 cm ----- ----- 0 - 5 cm ----- ----- a 5 cm ----- 
N PV LVd PV LVd PV LVd PV LVd 
kg / ha ---------------------------------------------- % ------------------------------------------------- 
 
120 94,5 80,0 65,8 70,1 18,1 65,2 1,4 34,7 
180 92,1 86,6 76,3 81,0 37,0 65,8 - 14,1 53,7 
240 86,8 83,2 71,9 81,4 43,9 70,7 - 9,8 62,0 
 
Adaptado de Rodrigues & Kiehl (1986) 
 
A volatização da amônia é influenciada por fatores do solo como pH, teor de 
carbonato de cálcio, CTC, concentração de cátions trocáveis, textura, temperatura, 
umidade e espécies contendo amônia ou sais que formam amônia, além de aspectos 
de manejo de adubação como taxa de aplicação de NH4+ e profundidade de 
incorporação. 
Perdas gasosas de NO3- como ácido nítrico têm sido detectadas em solos com 
elevada acidez trocável. 
A utilização de fertilizantes como a ureia podem condicionar maiores perdas de 
N, especialmente se aplicado na superfície do solo, por meio da volatilização da amônia 
resultante da reação do fertilizante com enzimas do solo. conforme a seqüência de 
reações abaixo; 
CO NH H O NH COUREASE( ) ( )2 2 2 4 2 32+  → Hidrólise da uréia pela urease 
 
( )NH CO H O NH OH HCO4 2 3 2 4 32+  → + +
+ − − Hidrólise do carbonato amônio 
 
Com a liberação de hidroxilas o pH ao redor do grânulo aumenta, promovendo a 
volatilização da amônia: 
 
Nitrogênio 
 24 
As perdas por reações biológicas são conhecidas como desnitrificação, que é a 
redução bioquímica do NO3- sob condições anaeróbicas. A desnitrificação é realizada 
por microrganismos desnitrificantes heterotróficos que em sua maioria são anaeróbios 
facultativos, usam preferencialmente o oxigênio como receptor de elétrons, mas 
também podem utilizar nitrato e nitrito como substitutos. Ou seja, certos organismos 
anaeróbios facultativos envolvidos na decomposição de matéria orgânica têm a 
capacidade de obter o seu oxigênio do NO3- e do NO2-, resultando na liberação de N e 
óxido nitroso. 
Portanto, este processo se dá quando há falta de oxigênio,em condições de 
excesso de água, sendomais acentuado em solos alagados. Nas reações de 
desnitrificação tem que se considerar os seguintes passos intermediários: 
 
 
Para cada passo é necessária a presença de enzimas. A velocidade da 
desnitrificação depende dos fatores edafoclimáticas. Muitas das bactérias denitrificantes 
são sensíveis a baixo pH (< 5,0), sendo o pH ótimo entre 8 - 8,6. Em condições 
anaeróbias, o pH do solo tende a subir porque as reações de redução consomem H+. 
5.2. Perdas por Lixiviação 
Em solos com boas condições de drenagem, a predominância da forma nítrica 
traz importantes implicações para o manejo de adubação e controle da poluição local. A 
forma aniônica (NO3-) apresenta grande mobilidade no perfil do solo, e com isso, as 
perdas de N por lixiviação podem ser muito intensas. A movimentação de amônio e 
nitrato em colunas de solo após a aplicação de diferentes doses de P e de gesso foi 
estudada por Dias (1992). 
Após a incorporação de calcário, P, gesso, K e 314 mg de N (36 % N-NO3- e 64 
% N-NH4+) colunas de solo receberam o equivalente a 700 mm de chuva durante um 
período de 70 dias, sendo o lixiviado coletado a cada aplicação de água. De acordo 
com os resultados obtidos com os três solos em estudo (Quadro 16) observa-se 
Nitrogênio 
 25 
claramente a maior movimentação de NO3- em relação ao amônio. Essa diferença de 
magnitude é intensa principalmente em função da calagem do solo, que proporciona 
aumento na capacidade de retenção de cátions e redução na de ânions. Nota-se, ainda, 
que as quantidades encontradas na solução lixiviada são bem superiores às aplicadas, 
indicando que provavelmente os tratamentos aplicados proporcionaram, também, 
mineralização do N orgânico do solo. 
Em função do NH4+ ser retido junto às cargas negativas na superfície dos 
colóides, a sua movimentação no solo é muito menor que a de NO3-. 
Em termos de manejo de adubação nitrogenada, devem evitar adubações 
pesadas em períodos de baixa exigência do nutriente pela cultura. Um exemplo clássico 
é a adubação de cobertura aos 45 dias após o plantio que tradicionalmente é realizada 
para a cultura do milho. Uma adubação mais pesada de N no plantio aumenta muito o 
potencial de perdas do elemento, pois, além de não existir sistema radicular para sua 
absorção, o pico de demanda do nutriente é observado a partir dos 45 dias de cultivo. 
Em países onde existe um grande consumo de fertilizantes nitrogenados tem 
sido uma preocupação constante o monitoramento da concentração de NO3- em águas 
subsuperficiais (Weil et al., 1990; Milburn et al., 1990; Roth & Fox, 1990; Medalie et al., 
1994). O acúmulo de NO3- em manancias aquíferos pode acarretar sérios problemas 
ambientais resultantes da eutrofização e a conseqüente aumento da demanda biológica 
de oxigênio (DBO). A mortalidade repentina de peixes em lagos é um exemplo comum 
que tem sido observado como conseqüência da escassez de oxigênio na água devido 
ao aumento da DBO. 
 
Quadro 7 - Quantidades médias de NO3- e NH4+ encontradas na solução lixiviada 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) 
Nitrogênio 
 26 
5.3. Exportação por Culturas 
A quantidade de N absorvida e exportada da área via produção agrícola varia 
com uma série de fatores tais como, produtividade da cultura, tipo de colheita (se 
manual ou mecanizada), tipo de produto, condições ambientais (solo, clima)etc. 
Considerando-se valores médios, a exportação de N em algumas culturas, em oito anos 
ou ciclo de cultivo, é a seguinte, em kg/ha: cana-de-açúcar - 1025; milho - 910; café - 
256; feijão - 807; soja - 2360; eucalipto - 282. 
Nitrogênio 
 27 
66.. FFaattoorreess qquuee aaffeettaamm oo tteeoorr ddee NN ddoo ssoolloo 
Ao longo das diferentes reações e transformações em que o N toma parte no 
solo, este nutriente encontra-se numa concentração que expressa um equilíbrio entre 
as reações decorrentes da ação da microbiota e das condições ambientais. Os fatores 
que atuam na disponibilidade de N são: 
• Clima: Por intermédio do binômio temperatura-umidade, o clima exerce grande 
influência no teor de N do solo. Algumas estimativas reportam que para cada 
aumento de 10 ºC na temperatura do solo, ocorre uma diminuição de duas a três 
vezes na concentração de N. 
• Tipo de vegetação: A vegetação pode exercer grande influência na 
concentração de N no solo. Plantas que possuem um sistema radicular 
volumoso, como o observado para as gramíneas, fornecem mais matéria 
orgânica ao solo, e, conseqüentemente, maior será a concentração de N no solo. 
Esse comportamento torna-se evidente quando se comparam as quantidades 
existentes do nutriente, na camada de 0 a 30 cm de profundidade, em solos sob 
mata e sob pastagem natural, por exemplo. 
• Topografia: A topografia pode exercer influência nas concentrações de N no 
solo por meio da formação de micro-climas que podem condicionar o regime de 
evapotranspiração local. A declividade do terreno que rege o escoamento 
superficial de água e a posição do lençol freático podem atuar na dinâmica de 
água do solo, principalmente na geração de ambientes redutores que podem 
estimular as perdas do nutriente. 
• Características físicas e químicas do solo: A grande reserva de N do solo 
encontra-se na matéria orgânica, que para se tornar disponível para a planta é 
necessário que ocorra a amonificação e, posteriormente, a nitrificação. Conforme 
relatado por Siqueira & Franco (1988) esses processos devem ser maximizados 
nos solos agrícolas quando houver raízes crescendo para absorver o NO3-. Do 
contrário, eles devem ser reduzidos para evitar danos ambientais e o 
empobrecimento do solo. A formação de complexos orgâno-minerais é um 
importante fator que contribui para preservar o N do solo. É muito difícil predizer 
a quantidade de N a ser mineralizada, porque o potencial de mineralização do 
Nitrogênio 
 28 
solo depende, além do ambiente, da natureza química da matéria orgânica, e 
não somente do seu conteúdo. A maioria dos estudos indica que de 2 a 4 % do 
N-orgânico total do solo é mineralizado por ano. Ainda de acordo com os mesmo 
autores, um solo de cerrado que contém em média 0,09 % de N, o que equivale 
a 2.700 kg/ha na camada de 0 a 30 cm, liberaria entre 50 a 100 
kg/ha/ano, que seriam suficientes para suprir grande parte das exigências das 
culturas. Em estudo realizado por Coelho (1987), verificou-se que um solo de 
cerrado foi capaz de fornecer 54 kg/ha durante o ciclo tura de milho (Quadro 8 
inaçã). Os minerais de argilas também exercem importante papel na preservação 
do nitrogênio por meio da CTC, que retém o cátion amônio por forças 
eletrostáticas, e, no caso de argilas do tipo 2:1, por meio da fixação inter-laminar 
do amônio. Mecanismos que agem com menor intensidade, mas igualmente 
importantes na conservação de N no solo, devem ser considerados, tais como a 
adsorção de aminoácidos e proteínas pelas argilas. As perdas por lixiviação 
tendem a ser mais intensas em solos arenosos, fato que deve ser considerado 
num programa de adubação. 
 
Quadro 8 - 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) 
 
• Organismos do solo: Em função do que já foi apresentado ao longo desse 
módulo, torna-se evidente a importância da microbiota do solo na dinâmica do N 
no solo. A transformação biológica do N, por meio dos processos de 
mineralização e imobilização, ocorre simultaneamente, e se constitui no 
processo-chave do ciclo do N no sistema solo-planta. Outros processos como a 
nitrificação e desnitrificação são igualmente importantes, principalmente no que 
se referem a disponibilidade do nutriente para as plantas e às suas perdas. 
Nitrogênio 
 29 
77.. AAnnáálliissee QQuuíímmiiccaa ddoo NN ddoo SSoolloo ccoommoo AAuuxxíílliioo nnaa RReeccoommeennddaaççããoo ddee 
AAdduubbaaççããoo 
Em função da dinâmica do N no solo, a sua quantificação para recomendação de 
adubação, não tem sido muito utilizada. Resultados obtidos em condições de campo, 
mostram, muitas vezes, não haver correlação entre as quantidades de NO3-
encontradas no solo e a produção obtida, ou mesmo com o conteúdo interno de 
nitrogênio na planta. Dentre os principais problemas com a interpretação dos resultados 
obtidos com essa determinação, destacam-se: 1) Amostragem - devido alta solubilidade 
NO3- em água, a chuva pode arrastar o NO3- para camadas mais profunda além 
camada amostrada; 2) A atividade microbiológica na amostra deve ser paralisada 
imediatamente após amostragem, a fim de se evitar a nitrificação; 3) O NO3- medido 
num dia pode ser perdido no outro; 4) O NO3- de um determinado dia pode não se 
correlacionar com o NO3- disponível no ciclo de uma cultura. No entanto, não se pode 
descartar a avaliação do teor de nitrato como uma ferramenta útil no processo de 
recomendação de adubação. Esse método é especialmente útil para culturas de ciclo 
curto e de rápido crescimento (Dahnke & Johnson, 1990), principalmente em cultivos 
em regiões climáticas onde não ocorrem excessivas perdas por lixiviação antes do 
plantio e durante a fase de crescimento da cultura (Raij, 1981). 
A determinação de amônio tem sido mais utilizada para solos que apresentam 
características que determinam maior acúmulo dessa forma, ou sejam, alta umidade e 
temperatura, baixo pH e ambiente redutor, condições que favorecem a amonificação 
mas não a nitrificação. 
Como, a forma orgânica de N é aquela que se apresenta em maior quantidade 
no solo, alguns métodos microbiológicos tem sido utilizados para predizer o potencial de 
fornecimento de N pelo solo. Esses métodos baseiam-se na incubação do solo em 
condições de temperatura, pH, umidade e tempo padronizados, na presença de 
populações capazes de mineralizar o N-orgânico. 
Nitrogênio 
 30 
Na incubação aeróbica, as amostras são mantidas de uma a quatro semanas em 
condições ótimas para a decomposição da matéria orgânica. Esse método fornece boa 
avaliação do potencial de diferentes solos em fornecer N às plantas, entretanto, sua 
utilização em análise de rotina torna-se inviável pelo longo tempo de duração. 
O método de incubação anaeróbica consiste na incubação de amostras de solo 
sob condições de inundação. Nesse método a quantidade de N-NH4+ produzida é 
avaliada sob condições de submergência por 14 dias a 30 oC ou durante 7 dias a 
40 oC (Kiehl, 1987). 
Em solos do Rio Grande do Sul foram encontradas altas correlações entre o N 
mineralizado por incubação aeróbica e aquele mineralizado em condições anaeróbicas 
(Potker & Tedesco, 1979). 
Assim como os métodos biológicos, os métodos químicos também são utilizados 
como estimativas do potencial de disponibilidade de N. De acordo com Kiehl (1987) a 
intensidade de extração de N pelos métodos químicos varia em função do extrator e 
das condições nas quaiso mesmo é utilizado. Dessa forma, a extração pode ser: 
• Suave: O N é extraído por meio de água fervente; CaCl2 0,01 mol/L em fervura; 
autoclavagem com CaCl2 0,01 Mol/L e tratamento a frio com HCl diluído, 
hidróxido de bário diluído e NaHCO3 0,01 Mol/L. 
• Intensa: O N é extraído por meio da fervura da amostra em HCl 6 N ou em 
NaOH 4,5 N por várias horas; oxidação da matéria orgânica com K2Cr2O7 e 
H2SO4; ou por meio da digestão pelo método Kjeldhal. 
Da mesma forma que os mecansimos que regem a disponibilidade de outros 
nutrientes no solo são avaliados quanto aos fatores Intensidade, Quantidade e 
Capacidade Tampão, para o N esses fatores podem ser quantificados por meio dos 
métodos anteriormente citados, ou sejam: 
• Fator Intensidade (I): ⇒ Medido pelo teor de nitrato e de amônio após a 
extração com água. 
• Fator Quantidade (Q) ⇒ Medido pelo teor de N orgânico do solo pelo 
método Kjeldahl, onde o N orgânico é oxidado a N amoniacal e em 
seguida destilado em meio alcalino e titulado com NaOH 0,5 N, após o 
NH4+ liberado ser recebido em H2SO4 ou ácido bórico. Outra maneira de 
Nitrogênio 
 31 
estimar Q é a determinação da matéria orgânica do solo. Sabe-se que 5 
% da matéria orgânica é N orgânico. 
• Fator capacidade (poder tampão para N) ⇒ Avaliado pela produção de 
nitrato após incubação por duas semanas (pouco prático), ou estimado a 
partir da taxa mineralização da matéria orgânica, que varia em torno de 1 - 
2 %. Como exemplo, um solo com 2 % de matéria orgânica teria 0,10 % 
de N-total (estima-se o teor de N-total com base na relação % M.O. ÷ 20 = 
% N-total) ou seja, 2000 kg/ha na camada arável. Dessa forma a 
mineralização forneceria de 20 a 40 kg/ha/ano de nitrogênio. 
Por causa destas dificuldades a recomendação de adubação com nitrogênio tem 
sido baseada principalmente no teor de matéria orgânica do solo, na economicidade, na 
necessidade da cultura e no histórico da área. 
Nitrogênio 
 32 
88.. AAdduubbaaççããoo NNiittrrooggeennaaddaa 
Embora o teor de N total do solo seja relativamente elevado, somente uma 
porção muito reduzida deste total se acha na forma inorgânica e, portanto, disponível 
para as plantas. Para um mesmo solo, a quantidade de N disponível pode ser muito 
variável pois ela depende de todos os fatores determinantes da mineralização da 
matéria orgânica. As formas de N no solo, ao contrário de elementos como o fósforo, 
não estão em equilíbrio estável e as formas inorgânicas apresentam grande mobilidade 
no perfil, o que leva à não observação do efeito residual. 
Em razão desse comportamento geral, não existe até o momento um critério 
adequado para a recomendação de adubação nitrogenada com base em análises do 
solo. Por isso, a recomendação é feita levando-se em conta os resultados de 
experimentos, ou o tipo de cultura, histórico de uso da área etc. Assim, por exemplo, em 
áreas recém-desmatadas a quantidade de adubo nitrogenado a ser aplicado deverá ser 
menor do que em área já cultivadas por algum tempo, em razão da rápida 
decomposição dos resíduos ou da matéria orgânica deixada pela floresta. Com o 
passar do tempo, a taxa de decomposição diminue e tende a se estabilizar em níveis 
muito baixos. 
Em Minas Gerais, a quantidade de N recomendada é variável (COMISSÃO DE 
FERTILIDADE DO SOLO DO ESTADO DE MINAS GERAIS, 1978) e vai de 20 kg/ha, 
por exemplo para a cultura do amendoim, que também utiliza a simbiose com rizóbio 
como fonte, a 300 kg/ha para a cultura do pimentão. Normalmente, da quantidade total 
recomendada, uma parte é aplicada na época do plantio e o restante parcelado em uma 
ou mais vezes de acordo com o ciclo da cultura. Diante dos conhecimentos hoje 
disponíveis, a maneira mais segura para a recomendação de N seria a condução, para 
cada local e cultura, de experimentos, por dois ou três anos, para a definição da melhor 
fonte, dose e época de aplicação ou parcelamento do elemento. 
Um aspecto muito importante do comportamento do N, é que à medida que a 
disponibilidade dos outros nutrientes é elevada, a sua demanda passa a ser mais 
Nitrogênio 
 33 
acentuada. Exemplos desse comportamento podem ser observados com a cultura do 
milho e para pastagens. Para milho, a obtenção de uma produtividade em torno de 
5.000 kg/ha, talvez sejam necessários 100 - 150 kg/ha de N, desde que os níveis dos 
demais elementos estejam satisfatórios. No entanto, quando se quer produtividades em 
torno de 9000 kg/ha, o "input" de N terá que ser, relativamente aos demais nutrientes, 
muito maior, algo por volta de 250 a 300 kg/ha. O mesmo raciocínio pode ser utilizado 
para pastagens de alta produtividade. As adubações nitrogenadas com base no 
potencial de ganho proteico dos animais exigem valores significativamente mais altos 
que aqueles que, por tradição, são utilizados. 
As interações do N na planta com elementos como o P e o S são fatores que 
também devem ser considerados num programa de adubação nitrogenada. A 
concentração de N solúvel (NO3-) internamente em plantas é aumentada em função de 
uma deficiência de enxofre. A sintese proteica é realizada com base num equilíbrio 
entre os aminoácidos nitrogenados e sulfurosos. Alterações nesse equilíbrio conduzem 
à menor sintese proteica e, conseqüentemente, ao acúmulo das formas solúveis. 
O bom manejo da adubação nitrogenada é de extrema importância para que as 
plantas obtenham o máximo do elemento. Em trabalho realizado com algodoeiro, Kiehl 
et al. (1985) demonstraram que o modo de aplicação da uréia influenciou a composição 
nitrogenada da planta (Quadro 18). A porcentagem de N nas plantas tendeu a ser maior 
quando o fertilizante foi incorporado ao solo. 
A recomendação geral de parcelamento do adubo nitrogenado é determinada 
pela dinâmica do N no solo e pela época em que ele é requerido pela planta. Um bom 
exemplo desse fato são os dados obtidos por Pereira et al. (1981) que estudaram a 
assimilação e a translocação de nitrogênio na cultura de milho. Houve uma forte relação 
entre a redução de N no colmo e folhas e a formação de espiga, o que ocorre em torno 
de 60 dias após a germ (Figura 2). 
Nitrogênio 
 34 
Quadro 9 - Produção (t/ha) e porcentagem de nitrogênio em algodoeiro cultivado em 
Latossolo Vermelho Amarelo, de Piracicaba, SP 
Dose Modo de aplicação 
de ---- Plantio ---- -------------- Cobertura ------------ -------------- Parcelado ------------ 
N - sem incorp.- -- com incorp.- - sem incorp.- -- com incorp.- 
(kg/ha) Prod. % N Prod. % N Prod. % N Prod. % N Prod. % N 
 
 0 1,46 1,49 1,46 1,49 1,46 1,49 1,46 1,49 1,46 1,49 
30 1,44 2,16 1,93 2,72 2,61 2,83 2,11 2,45 1,93 2,92 
60 2,07 2,51 2,08 2,93 2,44 3,15 2,12 2,56 2,49 3,05 
120 2,56 2,77 2,44 3,22 2,72 2,94 2,26 2,68 2,87 3,11 
 
Adaptado de Kiehl et al. (1985). 
 
Figura 2 - Dinâmica do N em plantas de milho de acordo com a idade da planta. 
FONTE: Pereira et al., 1981. 
 
Mesmo para um nível de produtividade baixa o parcelamento do NaNO3 permitiu 
o incremento de produção maior absorção de N e maior porcentagem de proteínas 
pelas plantas (Quadro 19). 
 
Quadro 10 - Produção e composição nitrogenada e proteica do milho influenciadas por 
doses e parcelamento de nitrato de sódio 
 
Adubo nitrogenado N total absorvido Produção Proteína 
Kg N/ha ---------------------- kg / ha ------------------- % 
 
0 31,2 785 8,31 
401/ 44,8 1 - 175 8,31 
1201/ 60,0 1 - 378 8,44 
40 + 402/ 85,2 1 - 922 9,56 
40 + 40 + 403/ 80,8 1 - 994 9,19 
 
1/ - Todo N no plantio; 2/ - plantio e 40 dias; 3/ - plantio 40 e 60 dias após (NaNO3) PVA/R.J. 
FONTE: Pereira et al., 1981 
Nitrogênio 
 35 
No Quadro 20 são apresentados os resultados de um experimento conduzidopara verificar o efeito de fontes e doses de N para mudas de eucalipto cultivadas em 
dois tipos de solos. No solo argiloso a produção máxima de matéria seca foi alcançada 
com uma dose de N entre 50 e 100 ppm, enquanto que no solo arenoso houve um 
efeito linear positivo das doses testadas. Fica também evidente a tendência da 
superioridade do sulfato de amônio em relação às demais fontes, possivelmente pela 
presença do enxofre na sua constituição ou pela provável interação N-S no 
metabolismo das plantas. 
 
Quadro 11 - Produção de matéria seca da parte aérea das mudas de E. grandis em 
função da fonte e dose de N aplicada em dois latossolos vermelho-
amarelos-argiloso e arenoso 
 
Fonte Solo Dose de N CO(NH2)2 NaNO3 NH4NO3 (NH4)2SO4 
Média 
 ---- ppm --- ------------------------------------- g/planta1/ ------------------------------------ 
 
 0 0,4 0,5 0,3 0,3 0,4 
 50 1,2 1,0 1,2 1,2 1,2 
Argiloso 100 1,1 1,1 1,1 1,4 1,2 
 200 1,2 1,0 1,1 1,3 1,2 
 Média 1,0 0,9 0,9 1,1 1,0 
 
 0 0,8 0,8 1,0 0,8 0,9 
 50 1,8 1,9 1,9 2,1 1,9 
Arenoso 100 2,5 2,7 3,0 2,9 2,8 
 200 3,3 3,0 2,8 3,6 3,2 
 Média 2,1 2,1 2,2 2,4 2,2 
 
1/ DMS (Tukey 5%) - dose/solo = 0,2; solo/dose = 0,2; dose/fonte = 0,3. 
FONTE: Locatelli, et al., 1984. 
8.1. Principais Adubos Nitrogenados 
Os adubos nitrogenados podem ser divididos em orgânicos naturais e químicos. 
8.1.1. Adubos Orgânicos Naturais 
As fontes naturais orgânicas de N contêm entre 1 e 13 % de N. Até pouco tempo 
pensava-se que estas fontes liberavam lentamente o N, evitando o consumo de luxo ou 
perdas excessivas por lixiviação ou desnitrificação. No entanto, isto não é totalmente 
correto, pois a mineralização depende das condições ambientais e da microbiota do 
Nitrogênio 
 36 
solo. As fontes orgânicas originam-se de materiais orgânicos de plantas e animais. 
Alguns exemplos são: 
Estêrco de curral = 0,5 % N; Torta de mamona = 6 % N 
Estêrco de galinha = 2 % N; Farinha de carne = 10 % N 
Torta de filtro de usina = 1,3 % N; Torta de amendoim = 8 % N 
Torta de algodão = 7 % N; Farinha de sangue = 8 a 14 % 
8.1.2. Adubos Químicos 
As fontes químicas de N apresentam maiores vantagens no que se referem à sua 
concentração, transporte, manuseio e aplicação, em relação as fontes orgânicas. A 
maior parte delas são derivadas da amônia (NH3). 
A - Amônia anidra - NH3 - (82 % N) - tem que ser armazenada sob pressão na forma 
líquida. Sua aplicação no campo exige o uso de tanque sob alta pressão e é 
injetada diretamente dentro do solo. As chances de perda do gás NH3 são 
elevadas. Este composto é tóxico e retarda a nitrificação e tem ação acidificante no 
solo. Muito comum em paízes de agricultura tecnificada como nos EUA, onde 
representa cerca de 40 % de todo o N utilizado. Seu uso é pouco difundido no 
Brasil, embora na região canavieira de São Paulo algumas usinas já façam uso 
dessa fonte de N. 
B - Nitrato de amônio - NH4NO3 - (33 % N) - é produzido pela reação do ácido nítrico 
com amônia. Tem metade do seu N na forma amoniacal e metade na forma nítrica, 
ou seja, formas prontamente disponíveis para as plantas. Como desvantagens 
para seu uso tem-se o difícil manuseio e armazenagem, devido sua elevada 
higroscopicidade; ao tomar contato com a umidade do ar ou qualquer fonte de 
carbono oxidável, forma mistura explosiva. 
C - Sulfato de amônio - (NH4)2SO4 - (20 % N) - pode ser obtido pela reação do NH3 
com H2SO4 ou pode-se reagir NH3 com CO2 para formar (NH4)2CO3, que é 
posteriormente combinado com gêsso, obtendo-se CaCO3 + (NH4)2SO4. O sulfato 
de amônio é pouco higroscópico e também boa fonte de enxofre, com 24 % do 
elemento. Sua reação no solo é ácida, sendo desaconselhável para solos que 
sofreram calagem, além de apresentar maior custo por kg de N, devido ao baixo 
teor do elemento. 
Nitrogênio 
 37 
D - Uréia - CO (NH2)2 - (45 % N) - é produzida pela reação do NH3 com CO2 sob 
pressão e temperatura elevadas. Para seu uso eficiente, é necessário o 
conhecimento de suas propriedades e de seu comportamento no solo. 
Após sua aplicação no solo, a uréia é atacada pela enzima urease e se hidroliza 
para a forma instável de carbonato de amônio, o qual se decompõem em NH3 e CO2, 
formando, por fim, NH4+. 
CO(NH2)2 + H2O → (NH4)2CO3 
 
(NH4)2CO3 → NH3 + CO2 + H2O 
 
(NH4)2CO3 + 4O2 → 2NO3- + 3H2O + 2H+ + CO2 
 
Sua hidrólise é rápida em condições favoráveis para o crescimento de plantas. 
Temperaturas maiores que 37 ºC favorecem a atividade da urease. Com sua reação 
alcalina, pode desenvolver microsítios em torno da partícula de grande alcalinidade (pH 
8 - 9,0), podendo criar condições desfavoráveis para a atividade da urease (acúmulo de 
NH3+ livre; pH > 7,0), e favorecendo a volatização da amônia. 
Alguns aspectos agronômicos: uréia seria mais interessante para solos ácidos, 
sua aplicação junto com a calagem pode aumentar a NH3 livre. Solos com maior CTC 
podem reter a amônia. 
Como o maior problema, tem-se a alcalinização após sua hidrólise. Para 
melhorar sua eficiência, a incorporação é recomendada ⇒ sua reação alcalina na 
superfície do solo permite a volatilização da amônia, sua incorporação minimiza. A sua 
forma granular seria mais eficiente. 
E - Mono - e diamônio fosfato - MAP e DAP (11-48-0 e 18-48-0) - são considerados 
mais como fontes de P do que de N, mas sob certas condições podem ser 
utilizados com vantagem para suprimento deste último elemento. 
F - Nitrato de sódio - NaNO3 - (16 % N) - existe uma fonte natural deste fertilizante 
no Chile e, por isso, é também conhecido como salitre do Chile. O produto químico 
é obtido pela reação do ácido nítrico com o cloreto de sódio ou carbonato de sódio. 
G - Nitrato de potássio - KNO3 - (13 % N e 44 % K2O) - pode ser obtido pela reação 
de cloreto de potássio com ácido nítrico ou nitrato de sódio. 
Nitrogênio 
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