Nitrogênio Nutrição Mineral de Plantas NITROGÊNIO. Prof. Volnei Pauletti. Departamento de Solos e Engenharia Agrícola

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1 NITROGÊNIO Prof. Volnei Pauletti Departamento de Solos e Engenharia Agrícola vpauletti@ufpr.br

2 FREQUÊNCIA RELATIVA DA DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNCIO NO BRASIL

3 ATMOSFERA 21% 1% Nitrogênio (N2) Oxigênio (O2) Outros gases 78%

4 nas plantas Extração Elemento Milho Soja Feijão Trigo Aveia Preta* Ervilha ca** kg/t N 23,7 79, ,5 20,2 P 4,2 7,3 9 3,9 1 1,3 K 20,0 32, , Ca 4,1 13,1 54 2,4 2,5 8,6 Mg 4,9 7,1 18 2,3 1,7 2,7 S 2,5 8,3 25 3, g t B 19, ,3 19,9 - - Fe 237, , Mn 46, ,8 106, Cu 13, ,9 6,2 7 9 Zn 47, ,8 19, Mo 1,00 6,

5 Quantidade de N para a produção de 1 tonelada de grãos, colmo ou matéria seca. Cultura Extração Exportação Cana Aveia preta 1,4 16, kg t Feijão Soja Milho Trigo Arroz (irrigado) Ervilhaca 20,2-0,9 - Nitrogênio

6 - Fixação Industrial - Fixação Biológica PROCESSOS DE AQUISIÇÃO DO N ATMOSFÉRICO Nitrogênio 1)FIXAÇÃO INDUSTRIAL (Processo Haber): NH 3 é o Produto Chave Para Obtenção de Adubos Nitrogenados.

7 ESQUEMA DE PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES NITROGENADOS CARBONATO NITRATO DE CÁLCIO ÁCIDO NÍTRICO KCl AMÔNIA NITRATO DE POTÁSSIO NITRATO DE AMÔNIO AMÔNIA CO2 URÉIA URAN ÁGUA AQUAMÔNIA ÁC. FOSFORICO FOSFATOS DE AMÔNIO ÁC. SULFÚRICO SUFATO DE AMÔNIO

8 2) FIXAÇÃO BIOLÓGICA: Principais Sistemas Fixadores de Nitrogênio (Epstein, 1975): A)Associação Simbiótica 1)Nódulos radiculares: - Leguminosas com bactérias em nódulos radiculares ( Rhizobium), ervilha, feijão, trevo, soja, etc. - Não leguminosas com organismos em nódulos radiculares (Alnus, Ceanothus, Casuarina, etc). - Não leguminosas com algas azuis verdes em nódulos radiculares. Árvores tropicais da ordem Cycadales.

9 Nitrogênio RHIZOBIUM Soja Feijão

10 ALNUS Nitrogênio

11 2) Nódulos foliares: - Angiospermas não leguminosas com bactérias em nódulos foliares. Árvores tropicais. Psychotria, Ardesia, etc. - Angiospermas não leguminosas com algas azuis verdes em glândulas foliares. Espécies herbáceas em habitats tropicais úmidos. Gunnera spp.

12 B) Associação Menos íntima 1. Bactérias nas superfícies de árvores da floresta tropical úmida. 2. Bactérias nas superfícies de árvores de florestas da zona temperada. 3. Organismos na superfície das raízes de gramíneas (arroz, cana-de-açúcar, Paspalum, milho). Ex. Azospirillum 4. Algas azuis verdes.

13 Nitrogênio Azospirillum: testes em culturas anuais

14 C) Vida Livre 1.Algas azuis verdes (Cyanophyta, Nostoc), etc. 2. Fungos, leveduras, actinomicetos, algas (Azolla). 3. Bactérias: - aeróbicas: Azotobacter, Beijerinckia, etc. - facultativos: Aerobacter aerogenes, etc. - anaeróbicas: -não fotossintéticas: Clostridium pasteurianum, etc. -fotossintéticas: Rhodospirillum rubrum, etc.

15 AZOLLA Nitrogênio

16 NITROGÊNIO NO SOLO Nitrogênio

17 Estoque no solo: N inorgânico 2% N orgânico 97-98% FORMA % DO TOTAL Mineral Amônia, nitrito, nitrato 2 Orgânica Alfa amínica Ácidos Nucléicos e amino açúcares Produtos de condensação ou complexos com lignina

18 TRANSFORMAÇÕES DO N NO SOLO 1. Amonificação: transformação do N orgânico em amoniacal. 2. Nitrificação: oxidação do amônio em nitrato e nitrito. 3. Mineralização do N: transformação do N orgânico em mineral, geralmente NH4. 4. Imobilização do nitrogênio: mudança do N mineral em N orgânico, principalmente por microorganismos do solo. 5. Desnitrificação: produção de formas gasosas de N a partir de nitrito e nitrato. 6. Fixação do N: conversão do N elementar em forma combinada.

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20 Dados Genéricos: M.O. 58% C C% x 1,72 = M.O. M.O. 5% N N% x 20 = M.O.

21 Relação C/N: Microorganismos: 8:1 M.O.: > 30:1 (imobilização) 20 30: 1 (n/ imobilização e nem mobilização) < 20:1 (liberação de N)

22 PERDAS DE NITROGÊNIO 1. Lixiviação 2. Retirada pelas Plantas 3. Volatilização do NH 3 4. Desnitrificação: -Redução biológica do NO 3 sob condições anaeróbicas por microorganismos: -Pseudomonas, -Micrococcus, -Spirillum, -Thiobacillus denitrificans

23 NITROGÊNIO NA PLANTA Absorção: NO 3 -: libera OH - NH + 4 : libera H + NH + 3 : parte aérea Transporte: xilema ( nitrato e amônio) Redistribuição: móvel (aminoácidos e amidas)

24 Absorção do N Nitrogênio

25 Absorção: Fluxo de massa Nitrogênio Boa drenagem: Nitrato (nitrificação)- Oxidação Má drenagem: Amônio Incorporação nos aminoácidos: Na forma de amônio direta Redução assimilatória do nitrato Catalizada pela enzima nitrato-redutase (redução do nitrato (absorvido) para amoniacal (reduzido) >> incorporação aa Falta de Mo pode gerar deficiência de N

26 Nitrato redutase Nitrogênio

27 FUNÇÕES E COMPOSTOS EM QUE O NITROGÊNIO PARTICIPA NA PLANTA (HEWITT & SMITH, 1975) Funções: Importante no metabolismo como Composto Compostos: - Aminoácidos - Proteínas - Aminas - Amidas - Aminoaçúcares - Purinas - Pirimidinas - Alcalóides - Coenzimas - Vitaminas - Pigmentos

28 FUNÇÕES DO NITROGÊNIO NA PLANTA 1. Componente da molécula de clorofila 2. Componente de aminoácidos e proteínas 3. Essencial para a utilização de carboidratos 4. Componente de enzimas 5. Ajuda a absorção de outros elementos 6. Estimula o desenvolvimento e atividade das raízes Nitrogênio

29 FÓRMULA ESTRUTURAL DA MOLÉCULA DE CLOROFILA a

30 TEORES MÍNIMOS ADEQUADOS (NÍVEIS CRÍTICOS) DE MACRONUTRIENTES (g kg -1 ) EM ALGUMAS CULTURAS Cultura N P K Ca Mg S g Kg -1 Abacaxi 15 1,2 30 5,0 3,0 - Algodão 32 1, ,0 5,0 4,0 Arroz 30 1,2 20 6,0 3,0 - B anana 26 2,2 28 6,0 3,0 2,0 B atata 50 3, ,0 3,0 - C afé 28 1, ,0 3,5 2,0 C ana 16 1,2 10 4,0 2,0 2,0 C itros 22 1, ,0 3,0 2,0 F eijão 30 3, ,0 5,0 2,0 Maça 22 1,8 13 9,5 3,5 2,0 Milho 30 2,0 20 4,5 2,5 2,0 P inus s pp. 13 2,0 10-2,0 2,0 S oja 45 2, ,0 4,0 2,5 S orgo 30 5,0 22 3,5 2,5 - T omateiro 40 4, ,0 5,0 - V ideira 25 2,0 15 4,0 4,0 -

31 NÍVEIS ADEQUADOS DE MACRONUTRIENTES PARA ALGUMAS HORTALIÇAS (TEORES EM FOLHAS g kg -1 ) Cultura N P K Ca Mg S g Kg -1 Alho ,0-4, ,5 4,0-7,0 Alface 28 4, ,0 3,0 Batata ,0-4, ,0-10,0 3,0-4,0 B erinjela 48 4, ,0 2,0 C enoura 29 2, ,0 4,0 C ouve-f lor , ,0 15,0 C ebola 31 3, ,0 8,0 E s pinafre 37 3, ,0 3,0 E rvilha 36 5, ,0 - Morango ,0-4, ,0-4,0 1,0-3,0 P imentão 31 2, ,0 4,0 Q uiabo 37 4, ,0 3,0 R epolho - 7, ,0 7,0 T omate , ,0 3,0

32 NÍVEIS EM FOLHA ANEXA A ESPIGA DO MILHO (MENGEL & KIRKBY, 1987) Nível N P K C a Mg g kg -1 Deficiente < 20 < 1 < 10 < 1 < 1 Baixo Adequado Alto > > 10 > 10 Toxidade > 8 > 55 Nível Mn Fe B Cu Zn mg kg -1 Deficiente < 10 < 10 < 2 < 2 < 15 Baixo Adequado Alto Toxidade > 350 > 55 > 70 > 150

33 ADUBAÇÃO NITROGENADA Nitrogênio

34 ADUBAÇÃO NITROGENADA Não se pode fazer uma análise em laboratório que possibilite determinar um índice de fertilidade para esse nutriente. As recomendações para a adubação nitrogenada normalmente são realizadas com base em curvas de resposta, histórico da área e produtividade esperada. E algumas vezes com base no teor de matéria orgânica do solo.

35 DOSE DE NITROGÊNIO Nitrogênio Arapoti /05 DMET 192 kg ha -1 03/04 DMET 200 kg ha -1 05/06 DMET 285 kg ha -1 Prod - kg ha Pro d 0 3 /0 4 = ,9 7Do sen-0,075do sen 2 R 2 = 0,9 1 Pro d 0 4 /0 5= ,14 Do sen-0,08 9 Do sen / / / R 2 = 0,9 4 Pro d 0 5/06 = ,52 Do sen-0,08 5Do sen 2 0 R 2 = 0, Dose N - Kg ha -1

36 DOSE DE NITROGÊNIO Castro 04/05 DMET 187 kg ha -1 Nitrogênio 05/06 DMET 213 kg ha -1 03/04 DMET Prod - kg ha Prod 03/04= ,4Do sen-0,072do sen 2 R 2 = 0,9 7 Pro d 04/0 5= ,6DoseN-0,093DoseN 2 R 2 = 0,97 Pro d 05/06= ,5Do sen-0,123dosen 2 R 2 = 0, Dose N - kg ha kg ha / / /06

37 DISTRIBUIÇÃO DO NITROGÊNIO Perfil da Distribuição - 18m - Distribuidor 3 (adaptação) Kg/ha Dist. Eixo (m) Gimenes, dados não publicados, F.ABC

38 Principais adubos nitrogenados Adubos N total % N Nítrico % N Amoniacal % N Amídico % Higroscopi cidade Solubili dade Amônia Anidra Sulfato de Amônio ,2 75 Nitrato de Amônio ,4 192 Uréia ,5 105 Fosf. Monoamônico (MAP) ,6 38 Fosfato Diamônico (DAP) ,5 70

39 FRANGO CORTE Nitrogênio Amostra --- Frango corte --- Média Variação Umidade % 33,2 20,1 47,2 Densidade g/litro 293, kg ton -1 kg m -3 kg ton -1 MS , Resíduo mineral 63,7 18,7 37,7 106,2 CaO 13,9 4,1 8,8-19 N 17,2 5, ,1 P 2 O 5 12,6 3,7 8,5 23,8 K 2 O 8,4 2,5 4,3 10,8 Adaptado de PAULETTI e DEMOGALSKI, 2002.

40 Excesso de N: Favorece crescimento vegetal Nitrogênio Acamamento, retardamento frutificação, maior suscetibilidade a fungos, menor produção de açúcar. 200 kg ha -1 de N Cevada - PG 200 kg ha -1 de N Trigo - PG

41 DEFICIÊNCIAS DE NITROGÊNIO Nitrogênio

42 DEFICIÊNCIAS DE NITROGÊNIO Nitrogênio

43 Deficiência de N em milho

44 DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO MILHO Nitrogênio

45 TOXIDEZ DE NITROGÊNIO Nitrogênio

46 NITROGÊNIO - REVISÃO Forma Absorvida: NO 3- e NH 4 + Mobilidade de Redistribuição: Móvel Teores Médios: g kg -1 Funções nas Plantas: Proteína, Enzimas, Clorofila Características de deficiência: Amarelecimento generalizado das folhas velhas, redução do crescimento, baixa produção