Aula 4, Texto 2 - Nitrogênio

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Nitrogênio e Adubos Nitrogenados 
_________________________
D
evido à multiplicidade de reações químicas e biológicas, à dependência
das condições ambientais e ao seu efeito no rendimento das culturas,
o N é o elemento que apresenta maiores dificuldades de manejo na
produção agrícola, mesmo em propriedades tecnicamente orientadas.
12.1 Formas e funções na planta
As formas preferenciais de absorção de N pelas plantas são o amônio
4 3(NH ) e o nitrato (NO ). Compostos nitrogenados simples, como uréia e
+ –
alguns aminoácidos, também podem ser absorvidos, mas são pouco
encontrados na forma livre no solo.
As plantas absorvem tanto o amônio como o nitrato com a mesma
eficiência e na proporção em que estes se encontram no solo. Em condições
de boa drenagem predomina o nitrato, formado pela nitrificação do amônio.
Nos solos alagados predomina o amônio, não ocorrendo a nitrificação.
Para fazer parte dos aminoácidos, o N deve estar na forma amoniacal.
O nitrato absorvido deverá, portanto, ser reduzido a amônio. Essa redução é
catalisada pela enzima nitrato-redutase nas células da raiz, embora as células
de outros tecidos da planta também possuam esta capacidade.
Nas plantas, a síntese da maior parte dos compostos orgânicos ocorre
nas folhas. Para chegar às folhas o N é previamente combinado em estruturas
carbonadas formando compostos com alto teor de N que são transportados
pelo fluxo de transpiração. Dentre esses compostos destacam-se a alantoína
(4N:4C), a arginina (4N:4C) e a citrulina (3N:6C).
A maior parte do N contido nas plantas é encontrado na forma de
4 3compostos orgânicos. A presença de altos teores de NH ou NO nos tecidos
+ –
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indica a existência de uma condição desfavorável, como excessivo suprimento,
insuficiente taxa fotossintética ou baixa capacidade de redução de nitratos.
O N é parte integrante de todos os aminoácidos, que são os
componentes das proteínas. Faz parte também da molécula de clorofila, das
aminas, amidas, enzimas, alcalóides, hormônios, etc.
Devido à sua condição de constituinte das proteínas, a deficiência de N
afeta todos os processos vitais da planta; a capacidade fotossintética diminui,
o crescimento é retardado e a reprodução é prejudicada.
12.1.1 Sintomas de deficiência de N
Sintomas visuais de deficiência ocorrem facilmente em plantas não
leguminosas, cultivadas em solos sob exploração agrícola continuada sem
adubação nitrogenada.
A deficiência de N é visualmente detectada por:
a) clorose (amarelecimento) geral da planta, devido à diminuição da
quantidade de clorofila. O amarelecimento é gradual, sendo no início
difícil de identificar. Como o N é um elemento muito móvel na planta,
à medida que a deficiência fica mais severa, há translocação do N
das folhas mais velhas para as mais novas; e
b) pouco desenvolvimento das plantas, devido à baixa formação de
proteínas e outros compostos nitrogenados que controlam o
crescimento.
A falta de molibdênio, constituinte da enzima nitrato-redutase, pode
causar sintomas de deficiência de N mesmo que a planta tenha bom
suprimento de nitrato; esta enzima reduz o nitrato a amônia, para formação
de aminoácidos e proteínas.
12.1.2 Excesso de N
O suprimento de N em excesso pode ocorrer facilmente, o que não é
comum com os outros nutrientes. Além disso, a resposta favorável à
adubação nitrogenada depende da variedade da planta utilizada. Por exemplo,
para as variedades comuns de arroz irrigado de porte alto (IRGA 406,
EMPASC 100, etc), não se recomendam quantidades maiores que 40 kg de
N/ha, enquanto as de porte baixo (IRGA 417, EMPASC 104, etc.) respondem
favoravelmente a até 120 kg de N/ha [15.9].
Nos cereais (trigo, aveia, arroz, etc.), o excesso de N favorece o
crescimento vegetativo, podendo ocorrer acamamento (as plantas crescem
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
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com fraca estrutura de sustentação), diminuição no rendimento (pequena
translocação de carboidratos para as sementes) ou retardamento da
frutificação. Pode ocorrer também aumento da infecção por fungos em cereais
devido ao aparecimento de falhas na camada protetora externa, com menor
cobertura de sílica, provocadas pelo crescimento acelerado do tecido vegetal.
Na beterraba açucareira e na cana-de-açúcar, o excesso de N reduz a
formação de açúcar.
As gramíneas forrageiras, por outro lado, dificilmente manifestam
efeitos de excesso de N. Aumentos de produção devidos à aplicação de até
800 kg de N/ha/ano podem ser obtidos.
12.2 A matéria orgânica e o N do solo
A maior parte do N do solo encontra-se em compostos orgânicos de
grande peso molecular, não sendo disponível para as plantas. O N inorgânico
presente no solo depende, portanto, dos teores relativos de C e de N, da
composição dos materiais carbonados presentes na matéria orgânica e da
atividade microbiana. Devido à inter-relação entre o N e o C orgânicos, o
estudo da matéria orgânica possibilita conhecer a dinâmica do N no solo e
avaliar a sua disponibilidade para as plantas.
O ciclo do carbono no sistema solo-planta pode ser resumido em dois
processos opostos, sendo o primeiro devido à fotossíntese, em que o carbono
2inorgânico (CO ) é transformado em carbono orgânico pelas plantas e outros
organismos fotossintetizadores, com a utilização da energia solar:
 l
2 2 n 2CO + H O + Energia solar (– C –) + O (12.1)
 Planta l
O segundo processo é constituído pela decomposição de resíduos
orgânicos tanto de vegetais ou animais, como industriais ou urbanos, com
2liberação de CO pela atividade respiratória dos microrganismos do solo:
 l
n 2 2 (– C –) + O CO 8 + Energia (12.1)
 l Microrganismos
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Tanto num sistema ecológico estável quanto numa área destinada à
produção agrícola, diversos materiais orgânicos, como folhas e raízes mortas
ou restos de culturas (resteva), são deixados no solo. Os organismos vivos do
solo reciclam estes produtos (deles retiram a energia necessária para o
crescimento), liberando os elementos nutritivos bloqueados nos restos
vegetais para uma nova população de plantas. Esta liberação de elementos
nutritivos pode requerer uma ou várias gerações de microrganismos,
dependendo da composição dos resíduos vegetais.
12.2.1 Níveis de equilíbrio da matéria orgânica no solo
Parte apreciável do carbono orgânico adicionado ao solo na forma de
2resíduos é reciclada para a atmosfera por volatilização, na forma de CO .
Pequena quantidade, porém, permanece no solo em forma orgânica, fazendo
parte dos microrganismos, ou de outros compostos orgânicos, constituindo
a matéria orgânica do solo (M.O.). Na fração matéria orgânica estão incluídos
todos os compostos de carbono nas diversas fases de decomposição. Podem-
se facilmente distinguir três etapas na decomposição dos resíduos orgânicos:
a) resíduos não decompostos, compreendendo o material orgânico
recém adicionado (raízes mortas, folhas, resteva, etc.). A
característica desta fração é a sua fácil identificação pelo exame
visual;
b) matéria orgânica fresca, compreendendo os resíduos orgânicos em
decomposição ativa, que não podem ser identificados visualmente;
e
c) matéria orgânica humificada, constituída de resíduos da atividade
microbiana. Esta fração é muito estável, devido à forma química em
que se encontra (compostos cíclicos polimerizados, como os
polifenóis) e à associação com as argilas. Por isto, a decomposição
desta fração pelos microrganismos é muito lenta.
Um sistema biológico é dinâmico, e a todo o momento material orgânico
está sendo formado por alguns organismos vivos, enquanto outros
organismos decompõem produtos orgânicos.
Nestas condições, as adições e as perdas de compostos orgânicos se
equivalem, não havendo, portanto, modificação no teor total de matériaorgânica do solo. O nível de equilíbrio depende principalmente do clima, da
vegetação e do solo.
A Figura 12.1 mostra os efeitos da temperatura e da umidade no teor
de nitrogênio do solo. Com o aumento da temperatura, a decomposição dos
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
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resíduos orgânicos é maior (diversos organismos podem manter metabolismo
ativo até mais de 30ºC) em relação à formação de material orgânico
(crescimento das plantas), ocorrendo então menor valor de equilíbrio da
matéria orgânica do solo. O aumento da umidade do solo favorece a
acumulação da matéria orgânica. Em condições de alagamento podem se
formar solos orgânicos (turfeiras). 
O equilíbrio dinâmico entre a adição e a decomposição de resíduos
orgânicos e a matéria orgânica do solo pode ser assim representado:
Representação esquemática do equilíbrio dinâmico
da matéria orgânica do solo.
O valor de equilíbrio da matéria orgânica de um solo (na camada de 0
a 20 cm de profundidade) é maior quando este se encontra sob pastagem do
que em vegetação de floresta (Figura 12.1). Isto se deve principalmente à
renovação mais intensa da vegetação (raízes e parte aérea).
O solo afeta o teor de matéria orgânica de diversas maneiras. Devido
às ligações químicas existentes entre a superfície das argilas e os compostos
do húmus, a fração mineral do solo tem efeito protetor da matéria orgânica
contra o ataque dos microrganismos, ocasionando, portanto, maior
acumulação de matéria orgânica à medida que aumenta o teor de argila do
solo. A topografia, pela influência que exerce na drenagem e na
suscetibilidade à erosão, afeta o teor de matéria orgânica; nas baixadas, em
geral, os solos possuem teores mais altos de matéria orgânica do que nas
encostas.
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FIGURA 12.1
Efeitos do clima e da
vegetação no teor de N em
solos dos EUA [12.2].
12.2.2 Decomposição dos resíduos orgânicos
A decomposição de resíduos orgânicos é um processo biológico e, por
isto, depende das peculiaridades do desenvolvimento e atuação dos
microrganismos. A decomposição dos resíduos propicia a manutenção do
equilíbrio da matéria orgânica no solo. Os mesmos fatores que atuam neste
processo são responsáveis pela decomposição de restos de culturas (resteva
ou adubo verde).
Muitos microrganismos podem decompor os resíduos orgânicos do solo.
Em solos ácidos predominam os fungos, enquanto próximo à neutralidade as
bactérias são mais eficientes. Sob condições de alagamento há dominância de
pequeno número de bactérias, que, por não atacar a lignina, propiciam a
acumulação de depósitos orgânicos (turfa).
A relação carbono:nitrogênio (C/N) do material em decomposição
indicará qual o destino imediato do N dos resíduos orgânicos. Se esta relação
4for baixa, em geral menor que 25 a 30, há liberação rápida de NH , que pode
+
ser absorvido pelas plantas. Acima destes valores de C/N, ocorre imobilização
temporária do N pelos microrganismos.
A presença de material orgânico facilmente decomponível propicia uma
boa disponibilidade de energia para os microrganismos, cuja população
tenderá a crescer. Além de compostos orgânicos, estes necessitam de
nitrogênio e outros elementos minerais. Se o material em decomposição tiver
pouco N (alta relação C/N), este será o fator limitante do crescimento da
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
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população microbiana, que apresenta em média uma relação C/N igual a 10.
Isto é, para cada 10 átomos de C utilizados pelos microrganismos para a
constituição de sua biomassa, há incorporação (imobilização) de um átomo
de N.
A decomposição dos resíduos orgânicos pelos microrganismos pode ser
assim visualizada:
Na decomposição aeróbia dos resíduos, sempre ocorre volatilização de
2parte do CO . Para melhor entendimento do mecanismo de decomposição, o
processo (12.2) pode ser reescrito assim:
z n 2 2 z-x n-y M (C) + O yCO + M (C) + xM + energia (12.3)
 microrganismos
nonde (C) representa o C orgânico e M um elemento mineral qualquer (N, S,
P, Ca, Mg, etc.).
z nEsta equação indica que na decomposição do material orgânico M (C) ,
2 2há liberação de uma fração do C na forma de CO (yCO ) ficando uma 
n-yfração (C) no solo, incorporada no tecido celular dos microrganismos ou
como material orgânico residual. Esta fração do C que fica no solo compõe a
matéria orgânica humificada.
Em clima temperado, os dados de pesquisa indicam que, em média,
para cada três átomos de C orgânico adicionados no resíduo, dois são
2 perdidos para a atmosfera na forma de CO e um fica no solo. Em clima
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2 tropical a perda de CO é maior, e os solos contêm portanto menores teores
de M.O.
Combinando-se então as proporções entre o C perdido e o que fica no
solo (em condições temperadas) com a C/N média da biomassa
decompositora de resíduos no solo, tem-se que para cada 30 átomos de C
2adicionados, 20 são volatilizados na forma de CO e 10 permanecem no solo.
A retenção destes 10 átomos de C pelos microrganismos requer um átomo de
N. Portanto, a decomposição de um resíduo com C/N igual a 30 fornece
exatamente a quantidade de N necessária aos microrganismos neste
processo. Se a C/N for menor, haverá sobra de N, sendo este disponível para
as plantas a curto prazo. Se for mais alta, haverá falta de N em relação à
quantidade de energia disponível e os microrganismos competem com as
4 3plantas pelo N, podendo imobilizar também o N mineral (NH e NO ) que
+ –
houver no solo, induzindo assim uma deficiência temporária de N para as
plantas.
A população microbiana inicial não se mantém crescendo
indefinidamente. Alguns microrganismos são atacados por outros,
constituindo-se então em resíduo orgânico, repetindo-se o ciclo e perdendo-se
2mais CO . A partir do ponto em que o sistema em decomposição tiver a C/N
menor que 30, começa a ocorrer liberação de N para as plantas.
No processo de decomposição dos resíduos vegetais, a relação C/N é
um dos fatores mais importantes na liberação de N. Esta relação varia com
a espécie vegetal e com a idade da planta, como é exemplificado na Tabela
12.1.
TABELA 12.1 Relação C/N de diversos materiais e plantas
Material Relação C/N Material Relação C/N
Feno de alfafa 13 Serragem de madeira 300
Trevo doce (florescimento) 15 Aveia (perfilhamento) 17
Trevo doce (velho) 26 Aveia (espigamento) 27
Lupinus 20 Aveia (maturidade) 41
Palha de trigo 84 Aveia (palha) 74
Resteva de milho 50
A velocidade de decomposição dos resíduos é também um fator
importante na imobilização do N. Esta velocidade é determinada
principalmente pela composição do resíduo (teores de celulose e de lignina),
temperatura, pH, teores de nutrientes e umidade do solo. A decomposição é
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
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rápida no caso de plantas jovens, folhas, etc., enquanto resíduos com altos
teores de lignina são decompostos muito lentamente. Por isso, a adição ao
solo de resteva com relação C/N maior que 70, geralmente não provoca
deficiência de N. A maior parte deste material se decompõe lentamente. As
folhas, com C/N menor, são decompostas mais rapidamente do que os caules,
suprindo o N necessário para o processo de decomposição da resteva [12.14].
2Devido à perda do C orgânico em excesso na forma de CO , a relação
C/N dos solos varia muito pouco, embora sejam adicionados materiais
orgânicos com relações C/N muito diferentes. Assim, solos bem drenados e
com a boa fertilidade, em geral apresentam uma relação C/N entre 10 e 12.
Solos ácidos ou com baixo suprimento de cálcio geralmente apresentam
valores de C/N maiores, devido à menor taxa de decomposição dos resíduos
orgânicos pelas bactérias.
12.2.3 Modificações do equilíbrio provocadas pelo cultivo
Na utilização agrícola, parte apreciável dos nutrientes é retirada do solo
pelas culturas. Por outro lado, as práticas culturais de manejo e os corretivos
e fertilizantes aplicados afetam diversas propriedades do solo, como aeração,umidade, pH e suprimento de nutrientes.
O teor de matéria orgânica tenderá a se ajustar a um novo nível de
equilíbrio, que dependerá da intensidade de manejo do solo utilizado. Como
estas modificações são lentas, o novo nível de equilíbrio somente será
atingido depois de alguns anos. Um experimento conduzido na estação
experimental de Rothamsted (Inglaterra) ilustra este fato (Figura 12.2). Nas
condições de equilíbrio para este local, os solos contêm aproximadamente
0,11% de N nas áreas de lavoura e 0,23% de N nas pastagens naturais. A
adubação mineral da lavoura de trigo não afetou muito o teor de N do solo,
mas permitiu a obtenção de boas colheitas. É interessante observar que o
cultivo continuado do solo não provoca o decréscimo do teor de N e
conseqüentemente de matéria orgânica, abaixo do nível de equilíbrio. A
adição de 35 t/ha de esterco bovino curtido por ano elevou o teor de N para 
0,24%.
Na mesma estação experimental foi estudado o efeito da pastagem
natural sobre o teor de N do solo que estava sob cultivo, portanto com o teor
de M.O. inferior ao equilíbrio natural (Figura 12.3). O ganho de N foi pequeno
e cumulativo nos primeiros anos, estabilizando finalmente no valor
equivalente ao dos campos não cultivados. Este processo ocorre nas terras
em pousio.
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A Tabela 12.2 mostra outro exemplo da influência do manejo do solo
sobre o teor de N. A cultura do milho, de alta produção, mas também
exigente em nutrientes e práticas culturais, após 49 anos de cultivo contínuo,
provocou uma redução de 43% do N do solo quando não foi feita adubação;
com calagem, adubação
orgânica e mineral, esta
redução foi de somente
21%. Com a inclusão de
uma leguminosa na rotação,
acompanhada de adubação
e calagem a redução do teor
de N foi ainda menor.
FIGURA 12.2
Efeito da adubação no teor de
N em solo cultivado com trigo
a n u a l m e n t e ( E s t a ç ã o
Experimental de Rothamsted,
Inglaterra) [12.1].
FIGURA 12.3
Acumulação de N na camada arável de um solo cultivado ao ser deixado sob
pastagem perene (Estação Experimental de Rothamsted, Inglaterra) [12.1].
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
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O cultivo com lavração e gradagem (sistema convencional) geralmente
provoca uma redução do teor de M.O. do solo. Preparos reduzidos de solo ou
cultivo de pastagem com manejo adequado da fertilidade podem aumentar
o teor de M.O., a longo prazo. Assim, após a correção da acidez, fertilização
mineral e implantação de pastagem perene com baixa intensidade de pastejo,
foi possível constatar um aumento do teor de M.O. após sete anos de cultivo
em solo arenoso do município de Tupanciretã, RS [12.3].
Em experimento de campo conduzido num Argissolo Vermelho distrófico
típico (unidade de mapeamento S. Jerônimo) na Estação Experimental
Agronômica da UFRGS, no período de 1985 a 2003, foi observado um
decréscimo no teor de matéria orgânica do solo de 1,2% ao ano, com a
sucessão de culturas de aveia (inverno) e milho (verão), em plantio
convencional, sem adubação nitrogenada; a inclusão de leguminosas em
consorciação (ervilhaca no verão e caupi no inverno) reduziu estas perdas
para 0,4% ao ano [12.15]. Em sistema plantio direto (sem preparo do solo),
entretanto, foi determinada uma redução de somente 0,5% com a sucessão
das culturas de milho e aveia, mas um aumento de 0,5% ao ano com a
inclusão das leguminosas. A utilização das leguminosas foi essencial, portanto,
para o aporte de N, que possibilita o aumento do carbono no solo. 
TABELA 12.2 Quantidade de N na camada arável do solo, após 49 anos de diversos
cultivos (Morrow plots, Illinois, EUA) [12.2]
Sucessão de cultivos Tratamentos % de N remanescente
Milho Nenhum 57
Milho-aveia Nenhum 73
Aveia- aveia- trevo Nenhum 76
Milho Esterco + calcário + fósforo 79
Milho-aveia-trevo Esterco + calcário + fósforo 93
Milho-aveia-trevo-trevo Esterco + calcário + fósforo 100
12.3 Principais transformações do N no solo
As rochas e o magma contêm a maior parte (98,0%) do N do globo
terrestre, na forma de nitretos metálicos [12.2]. Esta fração do N, na escala
de tempo compatível com o desenvolvimento das plantas, pode ser ignorada
devido à lenta decomposição das rochas e à baixa concentração do N nas
mesmas (.50 mg/kg).
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No sistema solo-planta são mais importantes o N do ar (1,9% do total
contido no planeta), que pode ser utilizado pela fixação biológica e o N
imobilizado na matéria orgânica do solo (<0,1%). Somente pequena parte
4 3 2está na forma mineral (NH , NO e NO ), que é preferencialmente absorvida
+ – –
pelas plantas.
N o s
sist ema
s natu
rais e m
e q uilíbr
i o , a s
m o dif ic
açõ e s
n ã o
são perc
ept íveis
por q u e
h á u m
e q uilíbr
i o d inâ
mic o
entre as adições e as perdas. Nos solos agrícolas, entretanto, parte apreciável
do N fixado é retirada pelas culturas, sendo também maiores as perdas por
erosão e por lixiviação. Como resultado, o nível de equilíbrio do N no solo
(compartimento da M.O.) diminui. As principais transformações do N no
sistema solo-planta são mostradas no esquema abaixo.
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
157
Representação esquemática das principais transformações
de N no sistema solo-planta.
A imobilização do N mineral do solo pode ocorrer pela adição de
resíduos com alta relação C/N, como foi visto anteriormente. O processo
inverso é a mineralização, pela qual o solo pode suprir às plantas parte do N
contido na matéria orgânica.
A transformação do N amoniacal em nítrico (nitrificação) é um processo
que ocorre naturalmente nos solos bem drenados, mas não é desejável que
todo o nitrogênio seja nitrificado rapidamente, por dois motivos:
a) o nitrato é muito solúvel, não é retido por cargas negativas do solo, 
sendo facilmente lixiviado se houver percolação de água no 
perfil; e
b) o nitrato pode ser desnitrificado se houver excesso de umidade no
solo.
A capacidade de utilização do N do ar por bactérias fixadoras de N (ou
diazotróficas) é fundamental nos primeiros estágios da formação dos solos.
Justifica-se, portanto, o uso da adubação verde como um meio natural de
melhorar a fertilidade do solo. Além disso, há grande economia de fertilizante
nitrogenado mineral para a maioria das leguminosas cultivadas.
2 A transformação do N do ar em N combinado com outros elementos
4 2 2 3(ex.: NH , NO, NO , N O, NO ) pode ocorrer em pequena escala na
+ -
atmosfera por descargas elétricas ou por oxidação fotoquímica. Estes
compostos podem atingir o solo dissolvidos na água da chuva, em quantidade
de até 5 kg/ha/ano.
12.3.1 Mineralização do N
Para ser absorvido pelas plantas, o N orgânico presente na M.O. do solo
4deve ser antes transformado para a forma mineral, isto é, para NH . Este
+
processo de mineralização é feito por diversos microrganismos que
decompoem a M.O., a maior parte deles aeróbios. Como, em geral, a matéria
orgânica está na faixa em que há liberação de N (C/N <30), o amônio é
produto de excreção dos microrganismos.
A decomposição de matéria orgânica do solo se processa muito
lentamente devido principalmente à:
Carlos Alberto Bissani et al.
158
a) presença de compostos constituindo cadeias cíclicas polimerizadas,
muito estáveis e resistentes ao ataque dos microrganismos; e
b) proteção pelas argilas dos radicais que as enzimas podem atacar
2 facilmente (por exemplo radical -NH das proteínas); a carga destas
partículas possibilita a formação de um complexo argila-húmus com
grande estabilidade, principalmente em solos com alto teor de Ca.
Nos primeiros cultivos, a taxa de mineralização da matéria orgânica é
alta, decrescendo com o passar dos anos, até atingir um nível de equilíbrio em
que a mineralização e a imobilização se equivalem. Isto pode ser observado
na Figura 12.4. Comparando-se estes valores com os dados da Tabela 12.2.
observa-se que a redução do teor de matéria orgânica com o cultivo em solos
do RS é mais intensa em relação ao meio-oeste americano, devido às
condições ambientaisfavoráveis à mineralização e também pelas perdas de
solo por erosão.
Além do tempo de cultivo, outros fatores como temperatura, aeração,
umidade e pH do solo afetam a mineralização. As maiores taxas ocorrem em
temperaturas entre 25 a 30ºC, com boa aeração e com teor de umidade do
solo próximo à capacidade de campo.
A contribuição da matéria orgânica no suprimento de N para as culturas
é difícil de ser avaliada com exatidão devido à ação destes fatores sobre a
mineralização. Pode-se, entretanto, fazer um cálculo aproximado supondo-se
que:
a) 5% de matéria orgânica é constituída de N; e
b) 2% da matéria orgânica é mineralizada anualmente.
Desta forma, um solo que apresenta um teor de 3,5% de matéria
orgânica poderá suprir à cultura (por exemplo milho, com um período de
absorção de 4 meses):
N disponível=2.000.000 x 0,035 x 0,05 x 0,02 x 4/12=23,3 kg de N/ha.
(Obs.: considerando-se uma camada de solo de zero a 20 cm, com
densidade de 1,0 g/cm ou 2,0 x 10 kg/ha)3 6
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
159
FIGURA 12.4
Redução do teor de M. O. pelo cultivo em sistema conven-cional em solos do Rio
Grande do Sul [12.9].
Esta avaliação muitas
vezes não expressa a
r e a l i d a d e , d e v i d o
principalmente à ação de
um ou mais dos seguintes
fatores:
a) a mineralização da
matéria orgânica é
mais intensa nos
primeiros anos de
c u l t i v o ; p o r
exemplo, no solo
da unidade de
mapeamento Vila
(Chernossolo), com
2,7% de matéria
orgânica, o N
suprido à cultura
do milho foi 2,9
vezes maior no
primeiro que no
segundo ano de
cul t ivo [12.4 ;
12.5];
b) a calagem estimula a mineralização da matéria orgânica devido ao
estabelecimento de um ambiente favorável à ação dos
microrganismos no solo, principalmente bactérias, pela elevação do
Carlos Alberto Bissani et al.
160
pH, neutralização de elementos tóxicos e suprimento de nutrientes
Ca e Mg; por exemplo, num experimento conduzido na Estação
Experimental Agronômica da UFRGS, a calagem aumentou a
mineralização em 40% no primeiro ano e 30% no segundo e terceiro
anos de cultivo de Paspalum guenoarum [12.6]; e
c) a mineralização é mais intensa no verão devido à alta temperatura;
por exemplo, no solo da unidade de mapeamento São Jerônimo
(PVd), com 2,4% de matéria orgânica, cultivado com sorgo, a
mineralização da M.O. foi de 6,2% num período de 5 a 6 meses
[12.7].
Devido à existência de microrganismos que podem se desenvolver numa
gama muito grande de condições de solo, a mineralização ocorre, embora
com pequena atividade, mesmo na presença de fatores adversos, como baixa
umidade do solo, alagamento e altas temperaturas.
12.3.2 Nitrificação
O N amoniacal pode ser absorvido pelas plantas, mas em solos bem
drenados é preferencialmente transformado em nitrato por ação microbiana.
Este processo é chamado de nitrificação, ocorrendo em duas etapas:
 
4 2 2 22NH + 3O 2NO + 2H O + 4H (12.4)
+ – +
 Nitrosomonas sp 
 
2 2 32NO + O 2NO (12.5)
– – 
 Nitrobacter sp 
A primeira transformação é provocada por Nitrosomonas sp e a
segunda por Nitrobacter sp, que são bactérias autotróficas. Estas equações
permitem duas conclusões importantes:
a) para a nitrificação, há necessidade de oxigênio molecular, sendo
2estas bactérias estritamente aeróbias; em condições de falta de O ,
como em solos alagados, a nitrificação não ocorre; e
4b) na nitrificação, há formação de dois íons H para cada íon NH ,
+ +
nitrificado; a adição de adubos amoniacais ou de outros que
4originam NH , acidifica o solo; pode-se verificar abaixamento do pH
+
se as doses de adubo forem elevadas, principalmente em solos com
baixo poder tampão (arenosos).
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
161
2O NO é tóxico para as plantas, mas dificilmente se acumula no solo,
–
2pois a Nitrobacter sp é mais ativa que a Nitrosomonas sp, e todo o NO
–
3formado é imediatamente transformado em NO . Em solos alcalinos, a adição
–
3 de adubo amoniacal propicia a formação de NH (amônia) no solo (reação
12.7) que é mais tóxica para a Nitrobacter sp do que para a Nitrosomonas
2sp, podendo ocorrer, então, o acúmulo de NO .
–
A elevação do pH do solo pela calagem favorece a nitrificação. Outros
fatores que influem na nitrificação, além do pH do solo e do suprimento de
2 4O , são a temperatura, a umidade e o teor de NH presente.
+
Em condições adversas para o desenvolvimento dos microrganismos, a
nitrificação é mais afetada do que a mineralização da M.O. devido à
especialização dos nitrificadores. Em clima seco ou em baixo pH, por exemplo,
a nitrificação pode parar bem antes da mineralização.
12.3.3 Desnitrificação
No processo de respiração aeróbia (de macro e microrganismos) o
2oxigênio é o receptor de elétrons. Na falta de O , alguns microrganismos
3possuem um sistema enzimático que possibilita utilizar o NO como receptor
-
de elétrons:
3 2 2 2NO 6 NO 6 NO8 6 N O8 6 N 8 (12.6)– –
Estes microrganismos são chamados desnitrificadores, sendo muito
comuns no solo. Dentre eles podemos citar Thiobacillus denitrificans,
Thiobacillus thioparus e espécies dos gêneros Pseudomonas, Micrococcus e
Achromobacter.
2As condições de solo que propiciam a falta de O , como o alagamento
ou a presença de grande quantidade de material orgânico facilmente
decomponível por microrganismos, induzem à desnitrificação no solo. Como
exemplo prático, deve-se portanto evitar a utilização de adubos com nitrato
na fertilização do arroz irrigado por alagamento (item 15.3 - p. 206).
12.3.5 Volatilização
O amônio pode ser transformado em amônia, que é volátil. A equação
de equilíbrio da amônia é dependente do pH:
4 3 2NH + OH 6 NH 8 + H O (12.7)+ –
Carlos Alberto Bissani et al.
162
Em solos alcalinos a concentração de OH é elevada, sendo o equilíbrio–
3 deslocado para a direita, com perda de NH por volatilização.
A uréia aplicada ao solo é transformada pela urease (enzima presente
no solo) em carbonato de amônio, que provoca a elevação do pH ao redor do
3 grânulo, podendo haver perda de NH por volatilização (reação 12.7) quando
este adubo é aplicado superficialmente. A reação simplificada deste processo
é:
2 2 4 2 3 2 4 2CO (NH ) 6 (NH ) CO + H O 6 2NH + 2OH + CO 8 (12.8)+ -
 Urease
Perdas de N de até 35,5 kg/ha foram determinadas num experimento
conduzido na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, com a aplicação
superficial de 240 kg/ha de N na forma de uréia; o enterrio do adubo evitou
estas perdas [12.8].
12.4 Adubos e adubação nitrogenada
O N dos adubos nitrogenados, tanto orgânicos como minerais, é obtido
2 inicialmente pela fixação de N do ar. As formas em que se apresenta são:
nítrica, amoniacal (ou ambas), orgânica e amídica (uréia). A concentração de
N nos adubos pode variar desde 82% na amônia anidra até alguns décimos
de 1% nos adubos orgânicos.
Os adubos nitrogenados manufaturados são inicialmente produzidos por
fixação do N do ar por processos industriais. Como todos os adubos minerais
nitrogenados são muito solúveis, a permanência do N no solo à disposição das
culturas depende da quantidade de chuva e da capacidade do solo reter água.
Para diminuir as perdas do fertilizante por lixiviação ou desnitrificação,
a adubação nitrogenada deve ser feita em cobertura e na época em que a
planta começa a absorver intensamente os nutrientes (Figura 12.5). Para os
cereais, o N é aplicado 30 a 40 dias após a emergência (Figura 12.5a). No
caso de culturas que exigem grandes quantidades de N, como o milho, é
vantajoso fracionar o fertilizante em duas aplicações. Para as forrageiras
deve-se fazer uma pequena adição de N após cada corte (Figura 12.5b).
As quantidades de adubo nitrogenado a utilizar são muito variáveis,dependendo da cultura, variedade e produtividade esperada. As
recomendações das tabelas de adubação expressam os resultados dos
experimentos com as espécies e variedades cultivadas numa mesma região.
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
163
Pode-se observar nas tabelas de adubação [1.7] que:
a) no arroz irrigado, a quantidade a adicionar é maior para as
variedades adaptadas morfo-fisiologicamente para altas respostas a
N, como as de porte baixo (efeito da variedade);
b) as recomendações para o trigo e a cevada são baixas, devido à
possibilidade de acamamento que facilmente ocorre nestas culturas;
devido à dificuldade de fazer a adubação de cobertura nestas
culturas, pode-se adotar a opção de aplicar todo o N no plantio em
maior quantidade para compensar as perdas que podem ocorrer por
lixiviação e desnitrificação;
c) como o milho pode responder favoravelmente a até 150-200 kg de
N/ha, as quantidades recomendadas variam conforme o nível de
manejo da cultura, isto é: levando em conta os outros fatores de
produção, como cultivar, época de plantio, região climática, cultura
anterior e rendimento esperado;
d) para as gramíneas forrageiras são recomendadas grandes
quantidades, pois estas apresentam resposta linear à adição de N até
400-500 kg de N/ha; não é recomendado, entretanto, utilizar doses
maiores que as indicadas nas tabelas, para evitar a acumulação de
3 3NO na planta; o NO no rúmen dos animais é transformado em
– –
2NO que ao passar à corrente sanguínea oxida a hemoglobina para
–
2methemoglobina, impedindo assim o transporte de O , podendo
causar a morte dos animais; e
e) para a silagem de gramíneas são também recomendadas grandes
quantidades de N, para obter um grande rendimento de massa
verde, a qual é totalmente removida da lavoura (pouco resíduo
permanece no solo); por estes motivos há necessidade também de
maiores adições de P e de K (ver exemplos de recomendações no
Anexo 5).
12.4.1 Adubos de fixação industrial
Os adubos nitrogenados mais utilizados são relacionados na Tabela
12.3. Os teores de N no produto comercializado podem variar conforme o
processo industrial utilizado (presença de impurezas). A uréia, o nitrato de
amônio e o sulfato de amônio são os adubos nitrogenados minerais mais
utilizados atualmente no Brasil. Apesar da possibilidade de uso direto, a
amônia anidra é mais utilizada como matéria-prima de outros adubos
nitrogenados.
Carlos Alberto Bissani et al.
164
Uma característica comum destes fertilizantes é a grande solubilidade
em água. Atualmente estão sendo pesquisados fertilizantes nitrogenados de
solubilização lenta, que poderiam ser aplicados no plantio, sem o risco de
perdas excessivas por lixiviação (ver item 12.5.6).
FIGURA 12.5 Absorção de nitrogênio por culturas anuais (a) e pastagens (b) e a
melhor época de adição de fertilizante nitrogenado.
TABELA 12.3 Principais adubos nitrogenados produzidos industrialmente [19.1].
Nome Fórmula % de N
2 2Uréia CO(NH ) 45
4 2 4Sulfato de amônio (NH ) SO 20
4Cloreto de amônio NH Cl 25
4 3Nitrato de amônio NH NO 34
3Amônia anidra NH 82
Os adubos amoniacais têm reação ácida, devido à nitrificação que
ocorre no solo (reação 12.4). Em solos arenosos, com baixo poder tampão,
o pH pode diminuir sensivelmente após a aplicação de uma quantidade
elevada de fertilizante amoniacal. Na Tabela 12.4 são dadas as quantidades
de calcário necessárias para corrigir o efeito ácido de vários adubos
amoniacais.
12.4.2 Adubos verdes e manejo de culturas
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
165
A adubação verde é feita pelo cultivo e incorporação (enterrio) de
qualquer espécie de planta, principalmente leguminosas, com o objetivo de
melhorar a fertilidade do solo. Na adubação verde deve-se considerar os
princípios estabelecidos para a decomposição dos resíduos orgânicos (item
12.2.2), sendo fatores importantes a relação C/N, a composição do material,
a atividade microbiana e os teores de umidade, temperatura e nitrogênio do
solo. A forma de utilização da cobertura vegetal depende do manejo do solo,
relacionado principalmente ao sistema de preparo.
TABELA 12.4 Calcário necessário (PRNT = 65%) para neutralizar o efeito ácido de
1 kg de N na forma de adubos amoniacais
Adubo Calcário (kg) Adubo Calcário (kg)
Sulfato de amônio 4,8 Amônia anidra 4,8
Diamônio fosfato 9,5 Nitrato de amônio 3,9
Uréia 4,8
Na adubação verde deve-se:
a) utilizar leguminosas (com inoculação); e
b) incorporar na época do florescimento (baixa relação C/N).
A adubação verde é atualmente uma prática não rentável em si,
considerando-se apenas a adição do N ao solo, pois outros adubos
nitrogenados são mais baratos. Num sistema racional de uso do solo com
rotação de culturas, a adubação verde se justifica por:
a) propiciar a cobertura do solo durante períodos de não utilização,
reduzindo a possibilidade de erosão do solo;
b) melhorar a permeabilidade dos solos utilizados com culturas anuais
e mecanização intensa por vários anos, pelo cultivo de espécies com
sistema radicular adequado a esta finalidade;
c) aumentar a aeração e a capacidade de armazenamento de água do
solo; e
d) aumentar o teor de N na fração facilmente decomponível da M.O. do
solo, no caso de cultivo de leguminosas.
Estas contribuições são difíceis de quantificar economicamente, mas
devem ser consideradas no uso racional do solo, principalmente com vistas
à conservação do recurso natural.
Na Tabela 12.5 é mostrado o rendimento da cultura do milho obtido no
5º ano de cultivo em diferentes sistemas de culturas. Com o cultivo da aveia
consorciada com trevo subterrâneo no inverno, o rendimento do milho sem
Carlos Alberto Bissani et al.
166
adubação nitrogenada no verão foi de 4,11 t/ha de grãos com uma
contribuição de 19 kg de N/ha pela cultura de inverno (a média de rendimento
no estado do RS foi de 2,28 t/ha). A consorciação com leguminosas (lablab
e caupi) também favoreceu a cultura do milho [12.13].
A adubação verde não propicia um aumento imediato da M.O. do solo
porque grande parte do carbono adicionado é reciclado para a atmosfera pela
decomposição no solo (reação 12.2). Com a utilização de culturas com teor
alto de fibras (lablab e guandu) o aumento do teor de N do solo já foi
evidente após cinco anos de utilização do sistema [12.13].
12.4.3 Adubos orgânicos
A adubação orgânica foi a primeira prática empírica utilizada visando à
melhoria da capacidade de produção do solo. Sua importância foi reconhecida
pelas civilizações grega e romana, tendo-se constituído na base de
manutenção da fertilidade de solos cultivados durante milhares de anos. O
aumento da área cultivada, a possibilidade de obtenção de fertilizantes
minerais a baixo custo e o elevado valor da mão-de-obra, que se acentuaram
com a revolução industrial até nossos dias, restringiram o uso da adubação
orgânica a hortas, pomares e pequenas propriedades. O adubo orgânico de
origem animal ou vegetal se caracteriza por:
a) ter baixo teor de nutrientes N, P e K (Tabela 12.6);
c) ter a necessidade de pré-tratamento (elaboração de composto); e
d) apresentar dificuldade de manuseio mecânico (recolhimento,
preparação e aplicação no campo).
A utilização de adubo orgânico em grandes lavouras não é muito viável
devido:
a) à dificuldade de obtenção de adubo orgânico em quantidade
suficiente para se observar efeito positivo sobre o rendimento das
culturas (aplicações maiores que 2.000 kg/ha/ano);
b) ao elevado custo da mão-de-obra e maquinaria para preparação e
aplicação; e,
c) à não disponibilidade de máquinas para aplicação de grandes
quantidades de adubo orgânico nas lavouras.
Qualquer resíduo de origem animal ou vegetal pode ser preparado para
uso como fertilizante ou aplicado diretamente na lavoura. No estudo da
utilização é necessário considerar em cada caso:
a) a relação C/N do material: a decomposição dos resíduos por
microrganismos, necessária para a liberação dos nutrientes para a
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
167
forma mineral,obedece aos princípios discutidos no item 12.2.2; as
variáveis que podem ser controladas são temperatura, umidade, e
2suprimentos de O e de nutrientes;
b) a velocidade de decomposição do material, depende principalmente
dos teores de lignina (fibra) e de compostos resistentes à
decomposição microbiana, como ceras e resinas; e
c) a presença de compostos que inibem o crescimento dos
microrganismos, como polifenóis (responsáveis pela resistência à
decomposição da madeira).
TABELA 12.5 Rendimento de grãos do milho com e sem adubação nitrogenada
obtido na safra de 1988, após cinco anos de diferentes manejos de
culturas [12.13] (1)
Culturas N adicionado pela
cultura anterior
Rendimento
Inverno Verão sem N com N (2)
kg/ha ---------- t/ha ------------
Solo descoberto
Pousio
Aveia
Aveia+trevo subterrâneo
Pousio
Aveia+vica
Milho
Milho
Milho
Milho
Milho+lablab
Milho+caupi
-
-
9
19
19
21
1,90
3,34
1,80
4,11
5,94
4,65
6,65
6,05
6,65
7,47
6,86
6,80
 Experimento conduzido na EEA da UFRGS, em solo São Jerônimo (PVd). (1)
 A adubação nitrogenada foi de 120 kg de N/ha em cobertura, na forma de uréia.(2)
Os resíduos da indústria de processamento animal (resíduos limpos),
como farinhas (de ossos, sangue, carne e peixe) são utilizados
preferencialmente na alimentação de animais pelo alto valor nutricional. O
mesmo ocorre com alguns resíduos de processamento de sementes como
tortas (de algodão, de soja, de amendoim e de mamona).
Um problema recente em relação ao manejo de dejetos animais é a
poluição do ar e da água observada nas áreas de grandes estabelecimentos
de terminação de animais. A movimentação e utilização do estrume
representa uma despesa de operação apreciável.
No capítulo 15 serão apresentadas mais detalhadamente a utilização de
adubos orgânicos e a agricultura orgânica.
12.4.4 Adubação orgânica e adubação mineral
Carlos Alberto Bissani et al.
168
A adubação inorgânica (fertilizantes industrializados) pode manter uma
alta produtividade das culturas. O teor de M.O. do solo depende do equilíbrio
entre os fatores climáticos, a intensidade de manejo e o sistema de cultivo.
A adição esporádica ou em pequenas quantidades de resíduos não influencia
o teor de M.O. do solo, porque a maior parte do carbono adicionado é
2volatilizado na forma de CO ; desse modo, a adição de M.O. ao solo deve ser
uma prática continuada.
TABELA 12.6 Produção e composição de alguns resíduos de origem animal e
vegetal [12.10; 12.11; 12.12 ] (1)
Material
Produção/1000
kg de peso vivo 2 2 5 2
H 0 N P 0 K 0
t/ano ------------------------- % ---------------------------- 
Estrume de boi 27,0 86 0,60 0,15 0,45
Estrume de porco 30,5 87 0,50 35 40
Estrume de galinha 9,5 55 2,50 1,8 150
Torta de cana - - 1,37 1,11 0,7
Torta de mamona - - 5 1,5 1,2
Torta de algodão - - 7 2,5 12
Torta de soja - 10 7 15 2,4
Palhas de cereais - 37975 0,4-0,8 0,2-0,3 0,5-1,1
Palhas de leguminosas - 37976 1,2-2,0 0,3-0,4 0,6-1,8
2 5 2 Teores de N, P 0 e K 0 no material seco.
(1)
Além do fornecimento de nutrientes às plantas pela M.O., são
importantes também os benefícios indiretos como:
a) aumento da retenção de umidade no solo;
b) melhoria da aeração e da agregação de partículas do solo;
c) aumento da retenção de cátions, pela alta CTC da M.O.; e
d) aumento da capacidade de retenção de nutrientes como S, B, Cu, Zn
e Mo.
A manutenção de alto teor de M.O. do solo em grandes áreas pode ser
conseguida na prática somente com a adoção de manejo conservacionista do
solo aliado ao bom desenvolvimento das plantas, inclusão de leguminosas no
sistema de culturas e controle da erosão do solo (item 12.2.3 - p. 155).
Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas
169
12.5 Você sabia ?
12.5.1 A quebra do poste
Qualquer campeiro sabe que o poste da cerca (de madeira) quebra ao
nível do solo. Porquê?
12.5.2 A “terra de mato”
Foi dito no item 12.2.1 que o solo de florestas contém menos M.O. que
o de pastagem. Por que então as floriculturas vendem bastante “terra de
mato”?
12.5.3 No banheiro
Qual a relação entre o mau cheiro dos banheiros (mal lavados) com a
perda de eficiência de adubos nitrogenados no solo?
12.5.4 Mineralização de M.O.
Qual é teoricamente a liberação de N pela decomposição da M.O. do
solo utilizado no experimento em vasos (Anexo 7), que possui 0,8% de M.O.?
Qual foi a liberação real de N para a aveia, contido na parte aérea e nas raízes
das plantas, nos dois cortes (tratamento 2: sem adição de N)? Por quê?
12.5.5 Eficiência de absorção
Mesmo não ocorrendo deficiência de outros nutrientes, a absorção de
N dos adubos pelas plantas em geral é menor que 100%. Calcule então a
eficiência de absorção do N (da uréia) pela aveia no experimento apresentado
no Anexo 7 (tratamento 4), considerando as quantidades contidas nas raízes
e na parte aérea dos dois cortes da aveia. Qual deve ter sido a principal forma
de perda de N?
12.5.6 Adubos nitrogenados de liberação lenta de N
Está sendo atualmente testado a campo um produto (tiofosfato de N-n-
butiltriamida - NBPT) que retarda a ação da urease por 3 a 4 dias, podendo
reduzir as perdas de N por volatilização de amônia, em média, até 50 a 60%
Carlos Alberto Bissani et al.
170
na cultura do milho, caso ocorra chuva entre 7 a 10 dias após a aplicação
superficial da uréia [12.16].
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