Fixação Biológica de Nitrogênio

Prévia do material em texto

Apresentação
1
Programa 
ABC Cerrado
Fixação Biológica de Nitrogênio
20 horas
2019 - Serviço Nacional de Aprendizagem Rural - SENAR
1a. Edição - 2019
TODOS OS DIREITOS RESERVADOS
A reprodução não autorizada desta publicação, no todo ou em parte, constitui 
violação dos direitos autorais (Lei nº 9.610).
A coleção ABC Cerrado é uma iniciativa do Senar com objetivo de manter disponível 
ao público rural os cursos elaborados no âmbito do Projeto ABC Cerrado e demais 
tecnologias sustentáveis de produção agropecuária preconizadas no Plano ABC.
 
Fotos
Banco de imagens do SENAR
Banco Multimídia Embrapa
iStock
Shutterstock
Informações e contato 
SENAR Administração Central 
SGAN 601 – Módulo K Edifício Antônio Ernesto de Salvo – 1º andar 
Brasília – CEP 70830-021 
Telefone: 61 2109-1300 
www.senar.org.br
Presidente do Conselho Deliberativo do SENAR
João Martins da Silva Junior
Diretor Geral do SENAR
Daniel Klüppel Carrara
Diretora de Educação Profissional e Promoção Social
Andréa Barbosa Alves
Coordenadora de Programas Especiais
Janei Cristina Santos Resende
Coordenadora do Núcleo de Educação a Distância
Ana Ângela de Medeiros Sousa
Coordenador Técnico do Projeto ABC Cerrado
Mateus Moraes Tavares
Equipe técnica Senar
Dyovanna Depolo de Souza Pinto
Larissa Arêa Sousa
Sumário
Apresentação ................................................................................................................. 4
Módulo 1 –O nitrogênio ............................................................................................... 16
Aula 1 – O Nitrogênio e sua importância para a vida na Terra .............................................. 18
Aula 2 – A transformação do Nitrogênio atmosférico para o Nitrogênio assimilável 
pelas plantas – O Ciclo do Nitrogênio ......................................................................................... 22
Aula 3 – A Fixação Biológica do Nitrogênio (FBN) .................................................................. 30
Atividade de aprendizagem ........................................................................................................... 39 
Módulo 2 – Inoculação ................................................................................................. 41
Aula 1 – Inoculante .......................................................................................................................... 43
Aula 2 – A tecnologia da inoculação para o agricultor ............................................................ 56
Atividade de aprendizagem ........................................................................................................... 64
Módulo 3 – Inoculante em outras culturas ............................................................... 66
Aula 1 – O uso do inoculante em outras culturas ..................................................................... 68
Aula 2 – A interação dos fixadores de nitrogênio com espécies vegetais .......................... 80
Atividade de aprendizagem ........................................................................................................... 87
Módulo 4 – Fixação Biológica ..................................................................................... 89
Aula 1 – Mudanças climáticas ....................................................................................................... 91
Aula 2 – Fixação Biológica do Nitrogênio................................................................................... 104
Considerações finais ....................................................................................................................... 109
Atividade de aprendizagem ........................................................................................................... 112
Encerramento ................................................................................................................ 114
Referências ..................................................................................................................... 115
Apresentação
4
Apresentação
Bem-vindo(a) ao curso de Fixação Biológica de Nitrogênio.
Neste curso, você verá a importância do nitrogênio para a vida na Terra, seu 
ciclo e benefícios para as plantações. Também conhecerá a importância da 
fixação biológica de nitrogênio, o processo de inoculação e como utilizar as 
suas técnicas em sua lavoura. Informações que se colocadas em práticas 
da forma correta trarão prosperidade para quem as utiliza, além de ajudar 
o meio ambiente. 
Módulo 1 – O Nitrogênio
Fonte: CNA Brasil / Foto: Adriano Brito
Para facilitar a sua aprendizagem, o curso está organizado em quatro 
módulos. Conheça as aulas que compõem cada um:
Aula 1 – O Nitrogênio e sua importância para a vida na Terra
Aula 2 – A transformação do Nitrogênio atmosférico para o Nitrogênio 
assimilável pelas plantas – O Ciclo do Nitrogênio
Aula 3 – A Fixação Biológica do Nitrogênio (FBN)
Apresentação
5
Aula 1 – Inoculante
Aula 2 – A tecnologia da inoculação para o agricultor
Módulo 2 – Inoculação 
Aula 1 – O uso do inoculante em outras culturas
Aula 2 – Fixadores de nitrogênio com espécies vegetais
Módulo 3 – Inoculante em outras culturas
Aula 1 – Mudanças climáticas
Aula 2 – Fixação biológica do nitrogênio
Módulo 4 – Fixação biológica 
Este curso faz parte da Coleção ABC Cerrado – Tecnologias Sustentáveis 
de Produção Agropecuária no Bioma Cerrado. Essa coleção, composta de 
7 cursos, é fruto do Projeto ABC Cerrado, que foi implementado durante os 
anos de 2014 e 2019. Vamos conhecer um pouco mais sobre esse projeto?
Apresentação
6
O Projeto ABC Cerrado
O Brasil ocupa um lugar de destaque entre os maiores produtores de 
alimentos do mundo, além de ser um dos países que mais preserva o 
meio ambiente – consegue produzir em 27,7% do seu território, enquanto 
mantém 61% coberto com vegetação nativa.
Mesmo assim, durante a 15ª Conferência das Partes (COP-15), em 2009, 
o País assumiu o compromisso de reduzir as emissões de gases de efeito 
estufa (GEE). De lá para cá, a agricultura de baixa emissão de carbono 
(ABC) passou a receber uma atenção maior por parte do governo e de 
diversas instituições, que criaram programas para incentivar o produtor 
rural brasileiro a adotar técnicas sustentáveis.
O Serviço Nacional de Aprendizagem Rural (SENAR) participa dessas 
iniciativas que contribuem com a meta nacional de redução de emissão 
de gases de efeito estufa pela atividade agropecuária. É o caso do Projeto 
ABC Cerrado, que disseminou práticas de agricultura de baixa emissão 
de carbono e estimula o produtor a investir na sua propriedade, para 
impulsionar a produtividade e a renda, ao mesmo tempo em que preserva 
o meio ambiente.
Oito estados do bioma Cerrado participaram do projeto: Bahia, Distrito 
Federal, Goiás, Maranhão, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Piauí e 
Tocantins.
O projeto foi desenvolvido em parceria com o Ministério 
da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) 
e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária 
(Embrapa), com recursos do Programa de Investimento 
em Florestas (FIP) e o Banco Mundial. 
O SENAR atuou como responsável pela transferência de tecnologias aos 
produtores rurais do bioma Cerrado por meio de capacitação, pela formação 
de instrutores e de técnicos de campo, além de fornecer assistência técnica 
e gerencial à atividade rural, com foco em tecnologias preconizadas pelo 
Plano de Agricultura de Baixa Emissão de Carbono (Plano ABC).
Apresentação
7
Sistema Plantio Direto
Carga horária: 30 horas
Florestas Plantadas
Carga horária: 30 horas
Integração Lavoura-Pecuária-Floresta
Carga horária: 30 horas
Recuperação de Pastagens Degradadas
Carga horária: 20 horas
Desde a sua criação, o SENAR levou aos agricultores e pecuaristas 
brasileiros os avanços da ciência e da tecnologia. Com este curso, espera 
contribuir para o crescimento do seu empreendimento e da produção de 
alimentos com sustentabilidade.
Os cursos
A coleção ABC Cerradoé composta de um conjunto de sete cursos:
Apresentação
8
Tratamento de Dejetos Animais
Carga horária: 20 horas
Fixação Biológica de Nitrogênio
Carga horária: 20 horas
Mudanças Climáticas e Agricultura
Carga horária: 20 horas
Esses cursos foram desenvolvidos com o objetivo de 
levar a você e aos demais produtores do bioma Cerrado 
a atualização sobre novas técnicas que favorecem 
a redução na emissão de gases de efeito estufa que 
promovem o aquecimento global, ao mesmo tempo que 
entregam ao produtor maior produtividade e retorno 
econômico na atividade.
No ambiente virtual de aprendizagem (AVA), você poderá 
assistir ao vídeo que conta a história de sucesso do Senhor 
Alcides e de sua família que foram beneficiados pelo Projeto 
ABC Cerrado.
Vale a pena conferir!
Apresentação
9
Fazenda Rio Novo
Para facilitar sua compreensão dos assuntos e das técnicas abordadas nos 
sete cursos, apresentaremos o caso fictício da fazenda Rio Novo. Ela é de 
propriedade da família do Sr. Antônio e da Sra. Teresa e fica no estado de 
Goiás, em uma região onde predomina o bioma Cerrado.
Todos dessa família vão se empenhar em adotar práticas sustentáveis 
na propriedade, que trarão maior produtividade e ainda contribuirão para 
reduzir a emissão dos GEE. Cada membro será o responsável por uma 
ação específica na fazenda e acompanhará os participantes dos diferentes 
cursos. Conheça um pouco dessa família.
Antônio
76 anos
Teresa
72 anos
João
49 anos
Carmen
47 anos
Rogério
28 anos
Natália
24 anos
Mariana
20 anos
Apresentação
10
Antônio
76 anos
Ensino fundamental completo
No final da década de 1960, o Sr. Antônio herdou um pedaço de terra no interior 
de Goiás, região de Cerrado, e lá iniciou um discreto plantio de milho. Alguns 
anos mais tarde, passou também a criar gado na mesma propriedade.
Sem muito estudo, viu sua propriedade crescer, fruto de seus esforços e de sua 
esposa, Dona Teresa. No entanto, junto com o crescimento da propriedade, 
também veio a degradação das pastagens pelo gado e pelo manejo incorreto 
da própria pastagem.
Hoje, o Sr. Antônio quer reintegrar as áreas degradadas pela pastagem ao 
processo de produção de alimentos. Com isso, quer evitar a abertura de novas 
áreas para a pastagem, o que é benéfico ao meio ambiente, além de trazer 
economia para o próprio bolso.
Para isso, pretende aplicar práticas que recuperem a capacidade produtiva do 
solo degradado na fazenda Rio Novo.
Você pode acompanhar essa empreitada do Sr. Antônio no curso Recuperação 
de Pastagens Degradadas.
Teresa
72 anos
Ensino fundamental completo
Ao lado do Sr. Antônio, Dona Teresa plantou as primeiras sementes de milho 
na fazenda Rio Novo ainda na década de 1960. Juntos, trabalharam duro para 
que essa propriedade crescesse e fosse produtiva.
Ela é uma pessoa muito observadora e gosta de conversar com outros 
produtores da região. Sempre em contato com os vizinhos e “antenada” em 
tudo que acontece por ali. 
Apesar de não ter tido a oportunidade de estudar além do ensino fundamental, 
viu que seus vizinhos utilizavam uma técnica muito interessante para proteger 
o solo e evitar erosões. Quem sabe a técnica não daria certo na fazenda Rio 
Novo? Resolveu testar e... deu!
Agora, Dona Teresa quer aprimorar ainda mais a aplicação da técnica para 
resolver os problemas de conservação de água e solo, como a erosão na 
fazenda Rio Novo. Você pode conferir mais sobre a técnica e os resultados que 
ela obteve no curso Sistema Plantio Direto.
Apresentação
11
Carmen
47 anos
Técnica agrícola
Carmen conheceu seu marido ainda na adolescência, no colégio onde 
estudavam. Ao se casar com João, mudou-se para a fazenda Rio Novo, de 
propriedade de seu sogro, Sr. Antônio.
Fizeram juntos o mesmo curso técnico agrícola, onde tiveram a ideia de plantar 
espécies florestais na propriedade.
Para fazer a ideia dar ainda mais certo, Carmen tem se empenhado em integrar 
a lavoura e as pastagens à nova área florestal.
Sempre cuidadosa, quer aumentar a renda da propriedade, mas sem descuidar 
da legislação ambiental vigente.
Você pode acompanhar o passo a passo de suas ações no curso Integração 
Lavoura-Pecuária-Floresta.
João
49 anos
Técnico agrícola
João cresceu vendo seus pais, Antônio e Teresa, darem duro na fazenda Rio 
Novo e presenciou o grande crescimento da propriedade.
Inspirado pela dedicação e amor dos pais pela terra, nunca passou pela sua 
cabeça deixar o campo para exercer outra atividade... Queria fazer a diferença 
no campo!
Assim, ao terminar o Ensino Médio, matriculou-se em um curso técnico 
agrícola. Lá teve a ideia, junto com Carmen, hoje sua esposa, de plantar 
árvores comerciais de rápido crescimento na fazenda, como uma alternativa 
de renda para a família.
Acompanhe o João no curso Florestas Plantadas.
Apresentação
12
Rogério
28 anos
Engenheiro agrônomo
Rogério é o filho mais velho do casal João e Carmen, primeiro neto de Antônio 
e Teresa.
Apaixonado pela terra, formou-se engenheiro agrônomo.
Durante a graduação, percebeu que o dejeto de animais pode se tornar uma 
potencial fonte de energia e até mesmo de renda.
Por isso, tem se empenhado em tratar esses dejetos da forma correta na 
propriedade Rio Novo.
Você pode aprender a técnica utilizada pelo Rogério no curso Tratamento de 
Dejetos Animais.
Natália
24 anos
Bióloga
Natália é filha do casal João e Carmen e neta de Antônio e Teresa. Sempre 
muito curiosa, desde criança desejava ser “cientista”.
Influenciada pelo ambiente em que cresceu, e enxergando uma oportunidade 
para colocar em prática toda a sua curiosidade sobre plantas e animais, tornou-
se bióloga.
Seu Trabalho de Conclusão de Curso foi sobre o ciclo do nitrogênio na natureza. 
Com base nos amplos conhecimentos obtidos em seus estudos, tem defendido 
o plantio, na fazenda Rio Novo, de propriedade da família, de espécies que 
possibilitem a fixação de nitrogênio no solo. Isso permitirá uma melhora na 
fertilidade do solo da propriedade.
Você também pode ter acesso a esses conhecimentos da Natália realizando o 
curso Fixação Biológica de Nitrogênio.
Apresentação
13
Mariana
20 anos
Estudante de Engenharia Ambiental
Filha mais nova do casal João e Carmen, Mariana defende o meio ambiente 
com unhas e dentes, mas sem se descuidar do setor produtivo da fazenda!
Está no terceiro ano da faculdade de Engenharia Ambiental e deseja especializar-
se na área de sustentabilidade no campo.
Quer permanecer na propriedade da família, adaptando a produção às mudanças 
climáticas e fiscalizando a adoção de práticas sustentáveis por todos!
O curso Mudanças Climáticas e Agricultura fala sobre esse assunto e apresenta 
as práticas sustentáveis defendidas pela Mariana.
A família do Sr. Antônio contará com a ajuda do Marcos, 
técnico do SENAR que atende a região. Você perceberá que, 
em diferentes momentos dos cursos, o técnico Marcos enviará 
dicas e orientações por meio de áudios. Portanto, ao se 
deparar com o ícone ao lado nos cursos, não deixe de ouvir 
suas valiosas dicas!
Mas aqui na apostila vamos facilitar para você e colocar a 
transcrição dos áudios.
Por isso que é tão importante você acessar o ambiente virtual 
de aprendizagem e passar por essa experiência de interação 
com o conteúdo.
Apresentação
14
Recursos educacionais e interativos
Ao longo do curso, você encontrará imagens, áudios e vídeos. O objetivo 
é tornar seu aprendizado mais interessante e prazeroso. Além disso, 
também se deparará com recursos interativos que ajudarão a aplicar da 
melhor forma os novos conhecimentos.
 No AVA, sempre que você vir um ícone com alguma 
animação, principalmente com setas, significa que uma 
informação será exibida ao clicar sobre ele. Não deixe 
de conferi-la, pois esses elementos fazem parte de uma 
experiência de aprendizagem completa! 
Outro exemplo de recurso interativo são as palavras destacadas, que 
exibirão sua definição ou uma explicação extra quando forem acionadas. 
Veja como vai aparecer lá no AVA.
A maioria dos solos no cerrado é muito antiga, 
bastante modificadapela ação de processos 
químicos e físicos, e possui baixa fertilidade, 
com sérias limitações à produção.
Processos químicos e físicos
Também chamados de 
intemperismo. Trata-se 
de modificações sofridas 
pelo sol, chuva, vento 
entre outros fatores.
Durante todo o curso, você terá a companhia da Natália. 
Como você já viu, ela é filha do casal João e Carmen e 
neta de Antônio e Teresa.
Seu Trabalho de Conclusão de Curso foi sobre o 
ciclo do nitrogênio na natureza. Com base nos 
amplos conhecimentos obtidos em seus estudos, 
tem defendido o plantio, na fazenda Rio Novo, de 
propriedade da família, de espécies que possibilitem a 
fixação de nitrogênio no solo, que permite uma melhora 
na fertilidade do solo da propriedade.
Apresentação
15
As atividades de aprendizagem têm o objetivo de verificar 
se você teve um bom aproveitamento em relação ao 
conteúdo do módulo.
Por isso é tão importante acessar o AVA e responder à 
atividade para liberar o módulo seguinte.
Atividades de aprendizagem
A navegação pelo conteúdo deste curso é sequencial e linear. Isso significa 
que você deve acessar o primeiro módulo e conferir todas as aulas. Ao 
final, você realizará a atividade de aprendizagem para, então, liberar o 
módulo seguinte.
Canais de comunicação
Este é um curso autoinstrucional, isso quer dizer que, diferente de outros 
cursos no formato a distância, neste não temos a figura do tutor, pois ele 
foi construído para que o aluno aprenda de forma autônoma, mas isso não 
significa que você está sozinho nesta jornada!
Durante seus estudos, você poderá utilizar os canais de comunicação 
disponibilizados no seu Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA) para 
esclarecer dúvidas técnicas com a monitoria do curso.
Os monitores dão o suporte necessário às dúvidas 
de cunho mais técnico relacionadas ao AVA e às 
regras de conclusão do curso.
Siga em frente e bom estudo!
Módulo 1 – O Nitrogênio
16
Módulo 1: 
O nitrogênio
Bem-vindo ao Módulo 1 – O Nitrogênio. É importante que você preste 
atenção ao conteúdo que preparamos, pois ele lhe ajudará na realização 
de suas atividades.
Neste primeiro módulo do curso, falaremos sobre a importância do 
nitrogênio, o ciclo do nitrogênio e a importância da fixação biológica com 
foco no bioma Cerrado.
Veja o que preparamos para cada uma das aulas do módulo:
Módulo 1 – O Nitrogênio
17
Aula 1 - O 
Nitrogênio e sua 
importância para 
a vida na Terra
• Aplicações do 
nitrogênio
Aula 2 - A 
transformação 
do Nitrogênio 
atmosférico para 
o Nitrogênio 
assimilável pelas 
plantas – O Ciclo 
do Nitrogênio
• Aplicações do 
nitrogênio
Aula 3 - A Fixação 
Biológica do 
Nitrogênio (FBN)
• Diversidade e 
ocorrência dos 
organismos 
fixadores de 
nitrogênio
• A importância 
da FBN
Você pode buscar mais conhecimentos com a Embrapa!
Visite a Unidade da Embrapa mais próxima de sua 
propriedade. Todas elas possuem biblioteca com muitas 
publicações disponíveis para leitura, além de pesquisadores 
para poder conversar.
No site da Biblioteca da Embrapa, também é possível 
encontrar muitas informações. Acesse:
• https://www.embrapa.br/biblioteca
O serviço Informação Tecnológica em Agricultura 
(Infoteca-e) dá acesso a informações técnicas na forma de 
cartilhas, livros para transferência de tecnologia, programas 
de rádio e de televisão editados com linguagem adaptada 
de modo que produtores rurais, extensionistas, técnicos 
agrícolas, estudantes e professores de escolas rurais, 
cooperativas e outros segmentos da produção agrícola 
possam assimilá-los com maior facilidade. Visite:
• https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br
Você também poderá comprar livros publicados pela 
Embrapa diretamente no site de comunicação. Acesse:
• http://vendasliv.sct.embrapa.br/liv4/principal.
do?metodo=iniciar
Pronto(a) para começar a primeira aula? 
https://www.embrapa.br/biblioteca
https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br
http://vendasliv.sct.embrapa.br/liv4/principal.do?metodo=iniciar
http://vendasliv.sct.embrapa.br/liv4/principal.do?metodo=iniciar
Módulo 1 – O Nitrogênio
18
Aula 1: 
O Nitrogênio e sua 
importância para a 
vida na Terra
O ar atmosférico é formado por gases, vapor de 
água, poeira e micróbios e é de conhecimento 
de todos que o gás oxigênio é vital para a nossa 
existência. No entanto, existem outros gases 
que são tão importantes para o homem, para os 
vegetais e para todos os seres vivos, um desses 
é o nitrogênio. 
O gás nitrogênio (N₂) é o mais abundante na atmosfera terrestre, 
representando aproximadamente 80% do volume do ar, porém sua 
disponibilidade em formas assimiláveis aos organismos vivos é um dos 
fatores mais limitantes no planeta (VIEIRA, 2017).
Analise o infográfico a seguir com os gases atmosféricos e suas 
representações no ambiente.
Módulo 1 – O Nitrogênio
19
Gases atmosféricos
Nitrogênio (N)
78%
Gás carbônico, vapor
de água e outros gases
Vapor de água (H2O)
Dióxido de carbono (CO2 )
Metano (CH4 )
Óxido de diazoto (N2O)
Ozono(O3 )
Clorofluorcarbonetos (CFC)
1%
Oxigênio
(O2 )
21%
Composição da 
atmosfera terrestre
Fonte: http://profissaobiotec.com.br/fixacao-biologica-de-nitrogenio-e-biotecnologia-favor-das-plantas/
O nitrogênio é usado pelos seres vivos para a produção de moléculas 
complexas necessárias ao seu desenvolvimento. Podemos dizer que 
ele é essencial à vida, sendo utilizado, por exemplo, na constituição das 
proteínas e do DNA que contêm as informações genéticas. 
Os animais necessitam do nitrogênio incorporado por micro-organismos 
em compostos orgânicos (aminoácidos e proteínas), enquanto plantas e 
algas necessitam do nitrogênio incorporado sob a forma de íons nitrato 
(NO3-) ou íons amônio (NH4+).
http://profissaobiotec.com.br/fixacao-biologica-de-nitrogenio-e-biotecnologia-favor-das-plantas/
Módulo 1 – O Nitrogênio
20
Aplicações do nitrogênio 
Nitrogênio líquido 
para conservação de 
sementes e sêmen
Nitrogênio na produção 
de adubos químicos
O nitrogênio gasoso, que é captado da atmosfera no mesmo processo que 
o gás oxigênio, tem uma larga aplicação nas indústrias química, alimentar, 
elétrica e metalúrgica, vejamos algumas delas:
A mais importante aplicação comercial do nitrogênio 
é na obtenção do gás amoníaco, que é usado para a 
fabricação de fertilizantes e ácido nítrico.
É usado em tanques de armazenamento de líquidos 
explosivos, durante a fabricação de componentes 
eletrônicos (transistores, diodos, circuitos integrados 
etc.) e na fabricação do aço inoxidável.
O nitrogênio líquido obtido pela destilação do ar 
líquido se usa em criogenia, já que na pressão 
atmosférica condensa a -196 ºC.
Módulo 1 – O Nitrogênio
21
Na medicina, utiliza-se nitrogênio líquido para 
preservar sangue, medula óssea, tecidos, órgãos e 
sêmen.
Na medicina nuclear, o 13N (lê-se nitrogênio 13), 
radioativo, é usado no exame PET para a detecção de 
tumores e suas metástases.
Na indústria automobilística, é utilizado para inflar 
pneus de alto desempenho.
Na indústria alimentar, ele pode ser usado para inibir 
o desenvolvimento de bolores e a ação de insetos.
Módulo 1 – O Nitrogênio
22
Aula 2: 
A transformação 
do Nitrogênio 
atmosférico para 
o Nitrogênio 
assimilável pelas 
plantas – O Ciclo do 
Nitrogênio 
Você sabia que o nitrogênio é um elemento químico de 
grande importância para a vida e que, mesmo estando 
disponível em grande escala na atmosfera, só alguns 
organismos podem consumi-lo assim?
As bactérias nitrificantes do solo convertem o nitrogênio e formam 
nitratos, permitindo que esse elemento seja absorvido pelas plantas 
e animais, de modo indireto. As bactérias desnitrificantes devolvem o 
nitrogênio à atmosfera na forma gasosa, realizando com esse processo o 
ciclo do nitrogênio (EVERT; EICHHORN, 2014).
Módulo 1 – O Nitrogênio
23
O ciclo do nitrogênio é um dos mais importantes e complexos ciclos 
globais e constitui o processo pelo qual o nitrogênio circula pelo solo e 
pelas plantas, a partir da ação de organismos vivos, sendo ele essencial 
para a manutenção dos ecossistemas.O nitrogênio é o nutriente do solo requisitado em maior quantidade pelas 
plantas, que o assimilam na forma inorgânica, como amônio (NH4+) 
ou preferencialmente na forma de nitrato (NO3-). A fonte primária de 
nitrogênio do solo é a matéria orgânica ou húmus, formando complexos 
orgânicos e, nesse caso, a mobilização ou mineralização do nitrogênio 
orgânico constitui o primeiro e importante passo para a sua disponibilidade 
para as plantas e micro-organismos do solo. Conforme relatado por Vieira 
(2017), dentro das duas formas de nitrogênio existentes no solo, ou seja, 
a orgânica e a inorgânica, algumas são:
• solúveis e outras são relativamente insolúveis; 
• algumas são móveis no solo e outras são imóveis; 
• algumas são disponíveis para absorção pelas plantas, enquanto outras não 
o são. 
Dessa forma, os processos de transformação do nitrogênio para a sua 
disponibilização podem variar de um ecossistema para outro, uma vez que 
são controlados por uma série de fatores abióticos (água, temperatura, 
oxigênio e solo) e bióticos (comunidade de plantas e micro-organismos, 
qualidade da matéria orgânica, disponibilidade de nutrientes) (RODRIGUES 
et al., 2017).
Módulo 1 – O Nitrogênio
24
De olho nos valores
Devemos considerar que também pode haver perdas 
de nitrogênio em um ecossistema devido à remoção 
de plantas, à erosão, à destruição da cobertura 
vegetal pelo fogo e à lixiviação. 
Os nitratos e os nitritos, formas do nitrogênio assimilado, são 
particularmente suscetíveis de 
serem retirados da zona radicular 
pela água que percola o solo. Se o 
nitrogênio que é removido do solo 
não fosse constantemente reposto, 
praticamente toda a vida neste planeta desapareceria aos poucos.
Podemos citar como exemplo as queimadas que aceleram a decomposição 
da matéria orgânica do solo liberam nutrientes, como o nitrogênio e o 
fósforo, para a solução do solo, deixando o nitrogênio susceptível a perdas 
por percolação e volatilização. 
Percola
O movimento descendente da água no 
interior do solo, de cima para baixo.
Podemos ressaltar também que tanto as 
queimadas como os desmatamentos eliminam a 
cobertura vegetal facilitando as perdas de solo e 
dos nutrientes por erosão hídrica.
Módulo 1 – O Nitrogênio
25
Erosão do solo
Queimadas
Desmatamentos
Módulo 1 – O Nitrogênio
26
E como o nitrogênio é reposto naturalmente no solo??
O nitrogênio é reposto naturalmente no solo por meio, principalmente, 
da fixação realizada pelas bactérias e uma 
quantidade muito menor é adicionada pela 
precipitação atmosférica e pelo intemperismo 
de rochas (EVERT; EICHHORN, 2014).
Etapas do Ciclo do 
Nitrogênio
Para Martins et al. (2003), as etapas do Ciclo do Nitrogênio são:
Fixação Assimilação Amonização Nitrificação Desnitrificação
Cada uma dessas etapas comporta transformações distintas do nitrogênio 
em seus diferentes estados e formas, favorecendo a absorção dele pelos 
animais e plantas.
Confira as etapas e conheça mais detalhes sobre elas.
Etapas do Ciclo do Nitrogênio
Fixação
A fixação é a transformação do N2 da atmosfera em outros 
compostos nitrogenados, como o nitrato, o amoníaco e o 
nitrito. Essa transformação do nitrogênio pode se dar de 
três formas: biológica, atmosférica e industrial. 
Assimilação
A assimilação é a absorção pelas plantas dos nitratos que 
são formados no processo de nitrificação e esses nitratos 
são usados na produção de aminoácidos e componentes 
orgânicos do nitrogênio. A incorporação do nitrogênio em 
compostos orgânicos ocorre em grande parte nas células 
jovens em crescimento das raízes.
Intemperismo
Transformação e desgaste 
das rochas e dos solos, por 
meio de processos químicos, 
físicos e biológicos.
Módulo 1 – O Nitrogênio
27
Amonização
A amonização ocorre por meio da mineralização, ou 
seja, a matéria orgânica morta é transformada no 
íon de amônio (NH4+) por intermédio de bactérias 
aeróbicas e anaeróbicas e alguns fungos. Parte da 
amônia é originada pela fixação biológica e a outra 
advém da decomposição da matéria orgânica morta, 
além dos excrementos – esta decomposição é feita 
por bactérias e fungos.
Nitrificação
A nitrificação é um processo que produz nitratos a 
partir do amoníaco (NH3). Este processo é realizado 
por bactérias nitrificantes em dois passos: primeiro, o 
amoníaco é convertido em nitrito (NO2-) e, em seguida, 
por meio de outro tipo de bactérias nitrificantes, os 
nitritos são convertidos em nitratos (NO3-) prontos a 
ser assimilados pelas plantas.
Desnitrificação
A desnitrificação é o processo pelo qual o nitrogênio 
volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte 
(N2). Este processo ocorre por meio de algumas 
espécies de bactérias (Pseudomonas e Clostridium) 
em ambiente anaeróbico. Essas bactérias utilizam 
nitratos alternativamente ao oxigênio como forma 
de respiração e liberam o nitrogênio em estado 
gasoso (N2) Dessa forma, o elemento é devolvido 
para a atmosfera, finalizando o caminho e tornando o 
processo cíclico, já que a próxima etapa seria a fixação. 
(SANTOS, 2019).
Módulo 1 – O Nitrogênio
28
Fixação biológica Fixação atmosférica Fixação industrial 
A fixação biológica 
acontece por meio 
da capacidade 
das bactérias de 
absorver o nitrogênio 
e transformá-lo em 
compostos úteis 
para os outros seres. 
Algumas bactérias, ao 
consumir o amoníaco 
que está presente 
no solo, criam uma 
relação chamada 
simbiose e essa 
relação é estabelecida 
com alguns tipos de 
plantas, sendo que o 
amoníaco absorvido é 
retirado da raiz dessas 
mesmas plantas.
A fixação atmosférica 
representa de 3% a 
4% de todo nitrogênio 
fixado. Ela ocorre 
utilizando energia 
proveniente de 
descargas elétricas 
que permitem a 
união do nitrogênio 
com o oxigênio, 
formando o monóxido 
de nitrogênio. Esse 
composto é levado 
ao solo por meio das 
águas das chuvas.
A fixação industrial 
ocorre quando o 
amoníaco é produzido 
por processos 
químicos.
Saiba como ocorrem as transformações biológicas de acordo com sua forma.
Veja o infográfico a seguir e entenda como funciona o Ciclo do Nitrogênio.
Módulo 1 – O Nitrogênio
29
Fonte: adaptação do site https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_do_nitrog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ciclo_do_nitrog%C3%AAnio
Módulo 1 – O Nitrogênio
30
Aula 3: 
A Fixação Biológica 
do Nitrogênio (FBN)
A fixação biológica do nitrogênio envolve uma sucessão de processos 
que começam com a adaptação da bactéria à planta e termina com a 
fixação do N2 atmosférico.
Lá na minha fazenda
Lá na fazenda, a gente percebeu que entre as 
simbioses de fixadores de nitrogênio com as 
plantas, as de rizóbio com leguminosas certamente 
se destacam por sua importância nos ecossistemas 
por causa de sua ampla distribuição geográfica e 
eficiência no processo, que é resultado eficiente 
da parceria entre vegetal e micro-organismo.
Diversidade e ocorrência dos 
organismos fixadores de nitrogênio
De todas as variáveis que apontam os micro-organismos como elementos-
chave no ciclo do nitrogênio, a mais importantes delas é a Fixação 
Biológica do Nitrogênio (FBN). A FBN é realizada pelos micro-organismos 
de vida livre e simbióticos sendo responsáveis por 97% de todo nitrogênio 
encontrado em ecossistemas terrestres.
Módulo 1 – O Nitrogênio
31
A maioria dos seres vivos não consegue utilizar o nitrogênio 
na forma molecular N2. Neste caso, algumas espécies 
de bactérias são capazes de utilizá-lo, incorporando os 
átomos de nitrogênio em suas moléculas orgânicas e 
disponibilizando-o em outras formas moleculares para o 
uso de diversas espécies (ROMAGNOLI, 2011).
As bactérias fixadoras de nitrogênio podem ser:
Bactérias fixadoras de nitrogênio de vida livre (BFNVL) – 
cianobactérias, pseudomonas, azospirillun, azotobacter. 
Embora a maior parte da fixação do nitrogênio aconteça da associação das 
bactérias com leguminosas, a entrada do nitrogênio via BFNVL é muito 
importante para a manutenção da fertilidade em vários ecossistemas. A 
população dessas bactérias no solo éregulada por diversos fatores, como 
predação, disponibilidade de nutrientes, temperatura e umidade. A atividade 
fixadora dessas bactérias pode ser estimulada ou induzida pelo aumento da 
relação carbono-nitrogênio ou pela disponibilidade de fontes de carbono 
facilmente degradáveis, como restos vegetais e exsudatos de raízes. O 
estudo sobre a diversidade das bactérias de vida livre e os fatores que 
influenciam na sua diversidade são muito importantes para o entendimento 
do movimento do nitrogênio no nosso planeta (ROMAGNOLI, 2011).
Nos oceanos, a principal fonte de nitrogênio também é o gás nitrogênio 
atmosférico. A partir dele, as cianobactérias marinhas atuam como fixadoras 
de forma semelhante a que ocorre no ambiente terrestre, podendo estar 
associadas a algas. Essas cianobactérias possuem estrutura filamentosa 
e, muitas vezes, apresentam uma célula especializada na fixação de 
nitrogênio, chamada heterocisto, que contém enzimas nitrogenase. A 
atividade da nitrogenase, a enzima-chave no processo de fixação biológica 
de nitrogênio, é influenciada pela disponibilidade de oxigênio no meio. As 
Módulo 1 – O Nitrogênio
32
BFNVL das células em que esta enzima é expressa geralmente apresentam 
modificações que permitem o desenvolvimento de condições intracelular, 
como o espessamento da parede celular, a desativação do metabolismo 
aeróbico e o transporte ativo de oxigênio (EVERT; EICHHORN, 2014).
Cianobactérias
Cianobactérias
Imagens de cianobactérias e heterocistos
Módulo 1 – O Nitrogênio
33
Heterocistos
Assim como no ambiente terrestre, a fixação do nitrogênio no oceano tem 
um papel fundamental no equilíbrio do ecossistema, sendo um dos principais 
nutrientes limitantes da produção primária marinha (CAPONE, 2008).
Bactérias que vivem em simbiose com outros 
organismos
Essas bactérias fixadoras invadem 
e se reproduzem no interior das 
células das raízes das plantas, 
estimulando a multiplicação das 
células infectadas, o que leva 
ao desenvolvimento de tumores 
conhecidos como nódulos das 
raízes.
Essa relação oferece vantagens 
tanto para a bactéria, que se encontra protegida no interior das raízes e se 
alimenta dos compostos orgânicos produzidos pela planta, quanto para a 
planta que usufrui da fixação do nitrogênio.
As bactérias do gênero Rhizobium, capazes de fixar nitrogênio diretamente 
do ar, mantêm relação de estreita cooperação com planta da família 
das leguminosas. Estas possuem, em suas raízes, nódulos cujas células 
são repletas de bactérias Rhizobium, que captam gás nitrogênio (N2) 
do ar e com ele produzem compostos nitrogenados. Esses compostos 
Módulo 1 – O Nitrogênio
34
produzidos pelas bactérias fixadoras de nitrogênio são compartilhados 
pela planta hospedeira. Em troca, a planta leguminosa fornece açúcares e 
outros compostos orgânicos às suas hóspedes bactérias. Os compostos 
nitrogenados produzidos pelas bactérias dos nódulos das leguminosas 
fertilizam o solo, favorecendo também plantas não leguminosas 
(ROMAGNOLI, 2011).
As leguminosas são capazes de aproveitar a amônia produzida pela fixação 
de nitrogênio de suas bactérias simbióticas e, dessa forma, são capazes de 
conquistar ambientes com solo pobre em compostos nitrogenados, onde 
outras plantas não conseguem se desenvolver. Além disso, quando morrem, 
essas leguminosas são degradadas por bactérias decompositoras liberando 
no solo o nitrogênio de suas moléculas orgânicas na forma de amônia.
De olho nos valores
Embora muitas plantas ainda não consigam utilizar o 
nitrogênio na forma de amônia, bactérias nitrificantes 
do solo são capazes de transformá-lo em nitrito 
(NO2–) e em seguida em nitrato (NO3–). Este último é 
o composto nitrogenado mais facilmente assimilado 
pelos vegetais.
Formação de nódulos (Rhizobium) nas 
raízes das leguminosas A importância da 
Fixação Biológica de Nitrogênio
Módulo 1 – O Nitrogênio
35
A fixação do nitrogênio é o processo pelo qual o nitrogênio atmosférico 
(N2) é reduzido a amônia (NH4+) e assim fica disponível para ser transferido 
para compostos que contêm carbono e produzir aminoácidos e outras 
substâncias orgânicas que contêm nitrogênio.
A fixação de nitrogênio, que pode ser executada somente 
por certas bactérias, é um processo do qual todos os 
organismos vivos dependem, da mesma forma como a 
maioria dos organismos depende da fotossíntese como 
fonte de energia (ROMAGNOLI, 2011).
Segundo estimativas, a FBN contribui significativamente para os mais 
variados ecossistemas, sendo considerado o processo biológico mais 
importante para as plantas e a principal forma pela qual o nitrogênio é 
incorporado à biosfera. Se a associação entre os organismos fixadores e 
as plantas for eficiente, o nitrogênio fixado pode suprir as necessidades 
do vegetal, dispensando o uso de fertilizantes nitrogenados e oferecendo, 
assim, vantagens econômicas e ecológicas (RODRIGUES et al. 2017). 
Módulo 1 – O Nitrogênio
36
Outro dia, a minha mãe me encaminhou um 
áudio que o Marco, técnico do SENAR, enviou 
para ela falando sobre a inclusão do processo 
tecnológico da FBN no plano setorial de mitigação 
e adaptação às mudanças climáticas, além de 
outras informações interessantes. Isso quando 
ela ainda estava fazendo o curso de Sistema de 
integração Lavoura-Pecuária-Floresta. Confira 
a explicação dele.
Dica do Técnico
Olá, Carmen, tudo bem? 
Vi na internet uma informação importante sobre plantio direto e 
Fixação Biológica do Nitrogênio e quero compartilhar com você e 
todos aí na fazenda.
Segundo o site do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 
o processo tecnológico da FBN foi incluído no plano setorial de 
mitigação e de adaptação às mudanças climáticas com outras 
tecnologias, como o plantio direto, a integração lavoura-pecuária e 
a recuperação de pastos degradados, visando à consolidação de 
uma economia de baixa emissão de carbono na agricultura. Esse 
processo tecnológico é uma alternativa para aumentar a produtividade 
agropecuária e minimizar a emissão dos gases de efeito estufa (GEE), 
além de contribuir para atenuar os efeitos das mudanças climáticas. 
Mas você sabe como funcionam os benefícios da Fixação Biológica 
de Nitrogênio na prática?
Na prática, eles servem para:
• diminuir o uso do nitrogênio mineral, contribuindo para o 
autofornecimento do nitrogênio utilizado para a formação da 
planta; 
• reduzir o custo de produção e a emissão de gases de efeito estufa 
(GEE) que contribuem para o aquecimento global; 
• melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, 
devido ao uso de leguminosas, como adubos verdes eficientes na 
FBN disponibilizando o nitrogênio para a cultura seguinte; e 
Módulo 1 – O Nitrogênio
37
• aumentar a produtividade dos solos pobres (LOMBARDI, 1999). 
Essa era a informação, Carmen. 
Ah... lembre-se de acessar o site do SENAR para checar as novidades 
sobre cursos e outras informações pertinentes para vocês! 
Um abraço e até breve!
Dentro das áreas que têm recebido maior atenção dos pesquisadores do 
mundo todo, a microbiologia dos solos tem destaque na FBN, devido ao 
fato de a aplicação prática do processo estar ao alcance de importantes 
leguminosas já cultivadas em grande parte do mundo e principalmente aos 
benefícios econômicos, ambientais e sociais. Convém ressaltar que a FBN 
faz parte de um dos principais componentes para a sustentabilidade do 
planeta, pois o processo não desperdiça energia, não polui e principalmente 
enriquece o solo com nitrogênio, o qual será disponibilizado e aproveitado 
pela cultura seguinte (LOMBARDI, 1999).
Analise o infográfico a seguir e veja os benefícios que o ciclo da FBN 
proporciona para o ambiente.
Benefícios da FBN
Plantas e dejetos 
de animais
Para o subsolo
Relâmpago
Módulo 1 – O Nitrogênio
38
Chegamos ao final do Módulo 1. 
Lembre-se de acessar o AVA e realizar a atividade de aprendizagem 
obrigatória para seguir para o Módulo 2.
Boa sorte!
Módulo 1 – O Nitrogênio
39
Atividade de 
aprendizagem
Asatividades aqui na apostila servem apenas para você ler 
e respondê-las com mais tranquilidade. 
Entretanto, você deverá acessar o AVA e resolver lá as 
questões. Você terá duas tentativas para realizar cada 
questão e só desbloqueará o próximo módulo depois que:
1. acertar as questões; ou
2. usar todas as suas tentativas.
Questão 1
O gás nitrogênio (N2) está presente em grande quantidade na atmosfera 
e é um dos elementos químicos essenciais à vida e à sobrevivência na 
Terra. Ele é fundamental para a formação de compostos nitrogenados 
presentes nos seres vivos. Sobre esta afirmativa podemos dizer que o gás 
nitrogênio...
a) É absorvido por bactérias radiculares que utilizam a energia solar, 
formando compostos nitrogenados como o nitrato, que é utilizado 
pelos vegetais.
b) É absorvido diretamente da atmosfera por animais e vegetais e é 
utilizado na síntese de aminoácidos e nucleotídeos.
Módulo 1 – O Nitrogênio
40
c) Pode ser utilizado diretamente por leguminosas, sem a participação 
de micro-organismos, o que justificaria a biomassa do feijão e da 
soja, rica em proteínas.
d) Precisa ser transformado por micro-organismos em compostos 
nitrogenados, para assim serem assimilados por vegetais e então, 
entrarem na cadeia alimentar dos animais.
Questão 2
A Fixação Biológica do Nitrogênio é um processo que ocorre em 
diferentes etapas: fixação, assimilação, amonização, nitrificação e 
desnitrificação, sendo que cada uma delas comporta transformações 
distintas do nitrogênio em seus diferentes estados e formas, 
favorecendo a absorção dele pelos animais e plantas. Sobre essas 
etapas é correto afirmar:
a) Desnitrificação consiste na transformação de nitratos em gás 
nitrogênio. Esse processo devolve o nitrogênio para a atmosfera e é 
feito por bactérias desnitrificantes.
b) Fixação é a transformação do N2 da atmosfera em outros 
compostos nitrogenados como o nitrato, o amoníaco e o nitrito. Essa 
transformação do nitrogênio pode se dar de três formas: Biológica, 
química e física.
c) Assimilação é a absorção pelas plantas dos nitratos que são 
formados no processo de desnitrificação e esses nitratos são 
usados na produção de aminoácidos e componentes orgânicos do 
nitrogênio. A incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos 
ocorre em grande parte nas células já maduras.
d) Amonização é a etapa em que a amônia, produzida por bactérias e 
proveniente do processo de decomposição, é convertida em nitritos 
e, posteriormente, em nitratos.