DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO AMBIENTE AGRÍCOLA

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1 DINÂMICA DO NITROGÊNIO NO AMBIENTE AGRÍCOLA Introdução O Nitrogênio (N) está entre os principais elementos demandados pelos vegetais, juntamente com o carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Este elemento também faz parte dos macronutrientes primários, sendo o mais utilizado, o mais absorvido e o mais exportado pelas plantas. Nas plantas o N tem a função de promover o crescimento, onde são formadas novas células e tecidos, ocasionando o crescimento da planta e conseqüentemente maior produtividade. Também promove a Fotossintese, que captura a energia do sol para suprir sua demanda energética, alem de participar da estrutura dos aminoácidos e proteínas. Este elemento sofre varias transformações no solo, sendo estas controladas única e exclusivamente pelos microrganismos contidos no solo. Destacadas as importâncias do nitrogênio, é importante ter muita atenção e cuidado na realização de seu fornecimento para as plantas. Quando aplicado via solo pode ser absorvido por todas as culturas sem nenhuma restrição. Os processos de transformação do nitrogênio fazem parte do seu ciclo, sendo que, este ciclo vai desde a retirada do Nitrogênio do ar na forma gasosa (N 2), até a assimilação pelas plantas. Ciclo do Nitrogênio O nitrogênio apresenta uma dinâmica complexa no solo, podendo ser encontrado em diversas formas dentro do sistema. Devido a sua dinâmica durante os processos de transformação no solo, podem ocorrer perdas deste nitrogênio que antes estava presente no solo. As reações ocorridas no N fazem parte do seu ciclo, aonde irão se transformando em formas químicas que podem ou não serem absorvidas pelas plantas. As formas químicas não absorvidas pelas raízes se perdem no sistema, fazendo com que este N perdido necessite ser reposto. As plantas absorvem o nitrogênio nas formas Amoniacal (NH 4 +), Nítrica (NO 3 -) e Gasosa (N 2). (NH 4 +): A forma amoniacal pode ser encontrada no solo em decorrência de dois processos diferentes, sendo eles: Transformação do nitrogênio das formas orgânicas para as formas minerais, este processo é realizado pelos microrganismos do solo. Fixação do N presente no ar, através de uma reação que ocorre com o hidrogênio do solo e forma Amônia (NH 3 +). Esse processo é realizado pelas bactérias fixadoras de N que estão associadas às raízes das plantas leguminosas. Após o acumulo de NH 3 + nas plantas com a decomposição das matérias orgânicas, podem ocorrer duas reações muito importantes para o ambiente agrícola, sendo estas: Reação entre o NH 3 + e o H + presente na solução do solo formando o Amônio (NH 4 +). Com isso o NH 4 + ira ficar retido nos colóides do solo, devido a esses colóides ser de carga negativa, ficando assim disponíveis para as raízes das plantas absorverem, ou ser convertido em NO P á g i n a Editorial: Edição: Ariel Rossett; Revisão: Igor Neves; Victor Hugo da Silveira; Vivian Gatelli e Lucas Hegele. Periodicidade Trimestral; Contato: sac@unifertil.com.br

2 O NH 3 +, presente no solo devido ao fornecimento de Uréia, pode reagir com o H 2O presente no solo e ocorrer à volatilização (redução de um componente sólido para a forma de gás), fazendo com que o nitrogênio se perda na atmosfera. Esse processo pode ser acelerado por uma enzima catalisadora presente no solo, que é a Urease. A aceleração do processo desta enzima provoca perdas de grande expressão nos investimentos dos produtores durante o ciclo da cultura, pois ira ocorrer maiores perdas por volatilização. Diversos trabalhos avaliam a quantidade de N (Amídico) que se perde por volatilização devido à aplicação de Uréia, abaixo temos 10 trabalhos publicados que comprovam que a perda do N pode causar grande prejuízo para o produtor. Em relação a estes trabalhos se observa que a média da volatilização foi de 55%, ou seja, mais da metade do N aplicado pode ser perdido, fazendo com que a cultura não consiga completar o seu metabolismo e se desenvolver adequadamente, devido a sua demanda de N. Quantidade de perda de N por volatilização Autor do trabalho 27% Bôas et al. (2005) 62,30% Cantarella (2003) 78% Lara-Cabezas et al. (1997) 70% Scherer et al. (1996) 30% Cantarella et al. (1999) 40% Oliveira et al. (1997) 36% Costa et al. (2003) 44% Mattos Junior et al. (2002) 72 a 79% Duarte (2007) 90% Rocha & Miyazawa (2004) Média = 55,3 % (NO 3 -): A forma Nítrica pode ser absorvida pelas plantas após o NH 4 + ser convertido rapidamente em NO 3 - pelas bactérias nitrificantes (Nítrosomonas e Nítrobacter) presentes no solo. Em comparação entre as formas NH 4 + e NO 3 - a maioria das plantas tem preferência em absorver o NO 3 -. Na forma nítrica as perdas podem ocorrer por lixiviação e por desnitrificação: A lixiviação do NO 3 - ocorre quando a umidade do solo excede a capacidade de campo e a precipitação excede a evapotranspiração, fazendo com que o NO 3 - se mova para locais onde as plantas não consigam absorve-lo através de suas raízes. Com isso as culturas que necessitam de inundação do solo (Ex. Arroz) são os casos que mais ocorrem perdas de NO 3 - por lixiviação. Segundo comentário de Sangoi et al., (2003), o principal processo de perda de N do solo é a lixiviação, principalmente na forma de nitrato. O autor também cita que, se tem muita dificuldade de medir estas perdas devido à percolação do N para locais mais profundos do solo. As perdas do N por lixiviação podem passar de 17% da quantidade aplicada, em solos que possuem excesso de irrigação. Em solos sem irrigação essa perda não passou de 3%, conforme trabalho realizado por Andrade et al., (2002). A desnitrificação é o processo que transforma o NO 3 - em gás nitrogênio (N 2) pela ação das bactérias desnitrificantes (Pseudomonas denitrificans), essas bactérias são anaeróbicas e na ausência de oxigênio atmosférico utilizam o nitrato para oxidar compostos orgânicos. Devido a esse processo o nitrato retorna para a atmosfera, fechando assim o ciclo. A perda do N pela desnitrificação esta ligada a cinco condições favoráveis no solo, sendo elas: ph do solo, quando estiver com muita acidez; solos em condições de 2 P á g i n a

3 inundação; temperaturas acima de 30ºC; solos com pouca aeração e grandes quantidades de resíduos de culturas favorecem a ação das bactérias desnitrificadoras. Porem em solos utilizados sob condições agronômicas ideais esses problemas são de baixa ocorrência, pois eliminam as condições favoráveis a desnitrificação. Exceto em cultivo de arroz irrigado que necessita de alagamento para realizar seu desenvolvimento. (N 2): Algumas plantas leguminosas têm a capacidade de interagir com bactérias (Rhizobacter) fixadoras biológicas de nitrogênio (FBN), retirando diretamente o nitrogênio do ar (forma gasosa), sendo transformado em formas absorvíveis, através dos nódulos que são formados nas raízes, podendo assim aproveitar o N no metabolismo da planta. Fornecimento de Nitrogênio em fertilizantes A disponibilidade do N no solo esta diretamente ligada com o fornecimento do N através dos fertilizantes. Nos fertilizantes nitrogenados as formas de N são variáveis entre si, devido à quantidade de N presente em cada uma, sendo elas: Nítrica (Nitrato), Amoniacal (Sulfato de amônio), Amídica (Uréia) e Fosfatada (MAP e DAP). Nitrato de amônio (NH 4NO 3): possui de 32à 34% de N, sendo metade na forma Nítrica e metade na forma Amoniacal. Sulfato de amônio [(NH 4) 2SO 4]: apresenta 21% de N e 24% de enxofre (S) solúvel em água. Uréia (CO(NH 2) 2): possui de 45 à 46% de N solúvel em água, sendo que absorve facilmente umidade do ar, com isso seus grânulos são revestidos para diminuir essa absorção de umidade. No solo a uréia pode se transformar na forma gasosa (NH 3) e Nitrato (NO 3). Fosfato Monoamônico (NH 4H 2PO 4): Também conhecido como MAP, apresenta de 10 à 12% de N e 46 à 54% de fósforo (P 2O 5), solúveis em água. Fosfato Diamônico [(NH 4) 2HPO 4]: Conhecido por DAP, apresenta 18% de N e 46% de fósforo (P 2O 5), solúveis em água. Perdas por volatilização As maiores taxas de perdas de N ocorrem quando é realizada a aplicação da Uréia. A aplicação de Uréia na superfície do solo favorece a perda por volatilização do N com o auxilio da enzima catalisadora Urease, que acelera a ação da volatilização, causando mais perdas do N. A técnica de incorporação do adubo reduz as perdas do nitrogênio para a atmosfera. Porem sabe-se que o manejo do plantio direto (sem revolvimento do solo) auxiliou no aumento da produção de praticamente todas as culturas, devido a isso a incorporação da Uréia não se torna a mais viável para reduzir as perdas do N. Uma ferramenta de manejo muito eficiente é a utilização de NBPT (N-(n-butil) tiofosfórico triamida) adicionado em produtos a base de N, principalmente com fonte Amídica (Uréia). Este produto é um inibidor da Urease, que faz com que diminuam as perdas por volatilização através da inibição desta enzima. Segundo Viero et al. (2012) as perdas por volatilização com utilização de uréia + NBPT foram reduzidas em 57% quando comparada com a uréia convencional, mostrando assim a eficiência deste produto. A Unifertil possui em sua linha de produtos a uréia N MAX, que é um produto com N na forma Amídica, que une duas tecnologias para diminuir as perdas por volatilização. A primeira tecnologia é uma ação competitiva, sendo utilizada a molécula de NBPT que é adicionado na uréia e faz com que ocorra uma competição entre o NBPT 3 P á g i n a

4 que é adicionado na uréia e faz com que ocorra uma competição entre o NBPT e a uréia pela enzima Urease diminuindo a ação da enzima, deixando a uréia no solo para ser transformada e absorvida pelas raízes das plantas. A segunda tecnologia é uma ação não-competitiva, onde ocorre ação catiônica, na qual os cátions se ligam a molécula da enzima Urease tornando a inativa para realizar a sua função. A utilização da irrigação também diminui as perdas por volatilização da uréia, provocando a incorporação mecânica no perfil do solo, evitando as perdas por volatilização para atmosfera. A aplicação da uréia antes do momento de ocorrer precipitação também se torna uma técnica de sucesso, porem se não ocorrer precipitação ira acontecer à hidrólise com a umidade presente no solo e no ar, fazendo com que esta uréia volatilize drasticamente com o passar das horas. Portanto esta técnica não se torna tão eficaz devido às variações climáticas interferir na previsão de precipitação. Outro cuidado muito importante que o produtor deve ter no momento de aplicar, é a umidade do solo. Se a uréia for aplicada em solo úmido (após irrigação ou precipitação) o produto ira começar a reagir com a umidade ali presente, acelerando a reação de quebra da uréia provocando elevada volatilização e, conseqüentemente, perda do N. A aplicação de Nitrato como fertilizante nitrogenado é uma forma, que em condições normais do solo, não provoca grandes perdas do N aplicado. Porem este produto é fortemente oxidante e pode causar diversos danos aos maquinários, as plantas (queima de folhas) e a saúde humana. Diversos cuidados devem ser tomados no armazenamento e transporte deste produto, desde evitar a absorção de umidade, que pode gerar reação e forma um gás explosivo, tanto como armazenamento em temperaturas altas que também pode provocar explosão. A utilização de Sulfato de amônio em fertilizantes nitrogenados é uma técnica que visa à redução das perdas por volatilização, devido a este nutriente já estar na forma NH 4 +. O sulfato de amônio esta em forma solúvel em água e pode ficar disponível para as plantas absorverem rapidamente. Este produto também fornece no nutriente Enxofre (S). A dificuldade encontrada é que o Sulfato de amônio possui a relação N/S superior para o S indo ao contrário do que as culturas necessitam. Portanto pode-se avaliar que as duas técnicas mais viáveis para serem implantadas na redução de perdas de N são: aplicação de Uréia + NBPT e a utilização de Sulfato de Amônio como fontes de adubação Nitrogenada. Com esse propósito a empresa Unifertil oferece para os seus clientes o FULL NMAX. Que é uma linha de fertilizantes contendo a tecnologia NMAX associada com o fornecimento de Enxofre. Esta linha auxilia o produtor no manejo através de um produto com baixas taxas de perdas de N e além do fornecendo do nutriente S no mesmo produto. Devido à grande variabilidade química e física dos solos, a Unifertil oferece produtos com diferentes concentrações de N, S e até, em casos de necessidade, com o fornecimento do nutriente Potássio (K 2O). Considerações Finais A adubação nitrogenada é fundamental para o desenvolvimento das plantas, fazendo com que ela desenvolva seu metabolismo e possa expressar o seu potencial genético. Necessitando ter cuidado com as perdas deste nutriente. As técnicas mais viáveis ao produtor para se reduzir ou evitar as perdas de Nitrogênio são com a utilização de produtos com a tecnologia NBPT (NMAX e FULL NMAX) e a utilização de Sulfato de amônio como fontes de adubação nitrogenada. Estas técnicas se tornam viáveis devido ao custo/beneficio que as aplicações destes produtos possuem. Se levarmos em consideração as perdas que se pode ter na aplicação de produtos convencionais ira aumentar o risco de perda, fazendo com que se torne necessário um novo fornecimento deste produto. 4 P á g i n a

5 REFERÊNCIAS: ANDRADE, C. L. T. et al. Dinâmica de água e soluto em um latossolo cultivado com milho irrigado Disponível em: Acesso em: 17/06/2015. BÔAS, R. L. V. et al. Recuperação do Nitrogênio da mistura de Uréia e Sulfato de Amônio por plantas de Milho. Revista Bragantia. Campinas-SP, v.64, n.2, p , CANTARELLA, H. et al. Perdas de nitrogênio por volatilização da amônia e resposta da cana-deaçúcar à adubação nitrogenada, em sistema de colheita de cana sem queima prévia. CONGRESSO NACIONAL DA STAB, 7., Londrina, p.82-87, CANTARELLA, H. Uréia- Perdas cumulativas de NH 3 após aplicação de uréia em milho Disponivel em: Acesso em: 17/06/2015. COSTA, M. C. G. et al. Volatilização de N=NH 3 de fontes nitrogenadas em cana-de-açúcar colhida sem despalha de fogo Acesso em: 17/06/2015. Disponível em: DUARTE, D. S. A. Perda de amônia por volatilização em solo tratado com uréia, na presença de resíduos culturais Acesso em: 17/06/2015. Disponível em: CFcQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.teses.usp.br%2Fteses%2Fdisponiveis%2F11%2F11140%2F tde %2fpublico%2fdailysorayaaquino.pdf&ei=t85lveljjzodgws5j4hodw&usg=afqjcnhai1joo WnRGx1jE_ErAgDbir1uxg. LARA-CABEZAS, W. A. R. et al. Volatilização de N-NH3 na cultura do milho: II. Avaliação de fontes sólidas e fluídas em sistema de plantio direto e convencional. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v.21, p , MATTOS JUNIOR, D. et al. Perdas por volatilização do nitrogênio fertilizante aplicado em pomares de citros Acesso em: 17/06/2015. Disponível em: &ved=0cdgqfjad&url=http%3a%2f%2fcitrusrt.centrodecitricultura.br%2fedicoes%2fdown.php %3Fidedicao%3D8%26arquivo%3Dv23%2520n1%2520art17.pdf&ei=t85lVeLjJZODgwS5j4HoDw& usg=afqjcneesejb_grtr59juw8phitew2v08w&bvm=bv ,d.exy. OLIVEIRA, M. W. et al. Volatilização de amônia proveniente da uréia (15N) aplicada em solo cultivado com cana-de-açúcar. In: ENCONTRO CIENTÍFICO DE PÓSGRADUANDOS DO CENA USP, v.3, Piracicaba, p.28, ROCHA, J. F., MIYAZAWA, M. Avaliação da perda de nitrogênio da uréia aplicada sobre resíduo vegetal em sistema de plantio direto Acesso em: 17/06/2015. Disponível em: SANGOI, L., et al. Lixiviação de nitrogênio afetada pela forma de aplicação da uréia e manejo dos restos culturais de aveia em dois solos com texturas contrastantes. Ciência Rural, Santa Maria, v.33, n.1, p.65-70, P á g i n a

6 SCHERER, E. E. et al. Avaliação da qualidade do esterco líquido de suínos da região oeste catarinense para fins de utilização como fertilizante. Florianópolis: Epagri, p.46, v.79, VIERO, F., et al. Redução de perdas de Nitrogênio por volatilização pelo uso de inibidor de Urease e Manejo da irrigação em Milho Disponível em: E/IAPage pdf. Acesso em: 17/06/2015. Unifertil Universal de Fertilizantes LTDA. Rua Gravataí, 245 Canoas - RS CEP Fone: (51) Fax: (51) unifertil@unifertil.com.br 6 P á g i n a