Adubação Nitrogenada Leonardo de Oliveira Machado 1 - Introdução O nitrogênio é, em geral, o elemento que as plantas necessitam em maior quantidade. Porem, devido à multiplicidade de reações química e biológica, à dependência das condições ambientais e ao seu efeito no rendimento das culturas, o N é o elemento que apresenta maiores dificuldades de manejo ma produção agrícola mesmo em propriedades tecnicamente orientadas. As formas preferenciais de absorção de n pelas plantas são a amônia (NH + 4 ) e o nitrato (NO - 3 ). Compostos nitrogenados simples, como uréia e alguns aminoácidos, também podem ser absorvidos, mas são poucos encontrados na forma livre no solo. Dentro da planta o nitrogênio faz parte de muitos compostos principalmente das proteínas. Para fazer parte de aminoácidos (formadores de proteínas), o N deve esta na forma de amônio. O nitrato absorvido deverá, portanto ser reduzida a amônia. Essa redução é catalisada pela enzima nitrato-redutase nas células das raiz, embora as células de outros tecidos das plantas também possuam esta capacidade. A síntese da maior parte dos compostos orgânicos ocorre nas folhas. As plantas, de modo geral, respondem bem a adubação nitrogenada, o efeito externo do nitrogênio mais visível é a vegetação verde e abundante. Porem, o excesso de N e prejudicial, sendo assim, a dose deste elemento, fornecida à cultura, deve ser bem equilibrada em relação a quantidade do outro elemento de que a planta necessita, principalmente, fósforo e potássio. 2 Ciclo do Nitrogênio O nitrogênio é o elemento mais abundante da Terra. Ele chega ao solo através de compostos orgânicos (restos vegetais e animais) e/ou inorgânicos, fixação biológica (simbiotica ou não) e fixação por descargas elétricas. No solo o N se encontra na forma orgânica ou inorgânica, podendo se mudar de forma (ou vice-versa) pelo fenômeno da mineralização ou imobilização. No solo o nitrogênio pode ser perdido de varias formas, dentre elas, a volatilização, a lavagem (ou erosão), a lixiviação e/ou extraído pelas culturas. 3 Nitrogênio como Fertilizante
Apesar de ser o nutriente mais abundante da atmosfera terrestre (78% da atmosfera terrestre), o N não figura como constituinte de qualquer rocha terrestre. Talvez, seja por este motivo ele é o elemento mais caro dos fertilizantes, pois, para sua formação é necessária diversa reação química, as quais necessita de muita energia. Tal afirmação e justificada pelo fato da difícil síntese e alto custo energético da formação do NH. 3 (16800 Kcal/Kg contra 2100 Kcal/Kg do K 2 O). A difícil reação de síntese é ratificada, em parte, pela ração de transformação do gás N 2 (um composto super estável) em 2N. a molécula de N 2 contem uma tríplice ligação covalente muito estável é são necessários 2,2 x 10 5 Kcal/Kmol para quebrá-la. Alem dessa, a reação de formação da amônia (NH 3 ), composto mais importante para a produção de adubos nitrogenados, também requer um alto custo energético, como mostra a reação: 6e - N 2 + 3H 2 2NH 3 Por fim, o custo energético de fabricação de NH 3 depende da utilização de H eletrolítico, originado do gás natural, nafta, gás residual ou resíduo asfaltico. 4 Classificação dos Principais Adubos Nitrogenados. O nutriente nitrogênio é um macronutriente primário ou nobre, além de ser o mais utilizado, mais extraído e mais exportado pelas culturas. Sendo assim, a sua utilização na agricultura é essencial para as plantas cumprirem seu ciclo de vida. Contudo, a adubação nitrogenada é a maio responsável pela disponibilidade do N no solo. As formas em que o N se apresenta nos adubo nitrogenados são: Nítricas (Ex. Nitrato de Cálcio), amoniacal (Ou ambas como e o caso do Nitrato de Amônia), orgânica e amídica (Uréia). A concentração de N nos adubos podem variar desde 82% na amônia anidra até alguns décimo de 1% nos adubos orgânicos. Neste contexto, podemos observar um grande número de adubos nitrogenados, dentre os quais: Uréia CO(NH 2 ) 2 Apresenta 45% de nitrogênio (N) solúvel em água; absorve com facilidade a umidade do ar (hidroscopidade), razão por que seus grânulos são revestidos com material protetor para diminuir a hidroscopicidade. No solo, o nitrogênio da uréia transformase em amônia (NH 3 ) gasosa e nitrato (NO 3 ).
Sulfato de Amônio (NH 4 ) 2 SO 4 Apresenta 21% de nitrogênio (N) e também 23% de enxofre (S) solúvel em água; é cristalizado e pouco hidroscopico. Nitrato de Sódio (Salitre do Chile) NaNO 3 Apresenta 16% de nitrogênio (N) solúvel em água. Pode ser obtido industrialmente ou provir de jazidas existentes no Chile. Nitrato de Potássio KNO 3 Apresenta 13% de nitrogênio (N) e 44% de potássio (K 2 O), solúvel em água. Nitrato de Sódio e Potássio ou Salitre duplo Pótassico NaNO 3 + KNO 3 Apresenta 15% de nitrogênio (N) e 14 % de potássio (K2O), solúvel em água. Nitrato de Amônia NH 4 NO 3 apresenta 33,5% de nitrogênio (N) solúvel em água, metade no forma nítrica e metade na amoniacal. Nitrocálcio NH4NO3 + calcário Apresenta 27% de nitrogênio (N) solúvel em água, alem de 2,8% a 3,5% de cálcio (Ca) e 1,2% a 1,8% de magnésio (Mg). Sulfonitrato de amônio NH 4 NO 3 + (NH 4 ) 2 SO 4 Apresenta 26% de nitrogênio (N) e também 15% de enxofre (S), solúveis em água. Solução nitrogenada Obtida pela dissolução de fertilizantes nitrogenados com uréia, nitrato de amônio e outros, em água; apresenta 21% de nitrogênio (N). Água Amoniacal NH 3 Dissolvido em água; apresenta 10% de nitrogênio. Amônia Anidra É um gás á temperatura ordinária, liquefazendo-se quando comprimido. Apresenta 82% de nitrogênio, sendo por isso o adubo nitrogenado mais concentrado que se conhece. Uram E uma mistura entre Nitrato de amônia e uréia.
Fosfato Monoamônico NH 4 H 2 PO 4 Também conhecido por MAP. Apresenta 10% de nitrogênio (N) e 46 a 50% de fósforo (P 2 O 5 ), solúveis em água; apresenta ainda 2 a 5% de fósforo (P 2 O 5 ) solúvel em solução neutra de citrato de amônio. Fosfato Diamônico (NH 4 ) 2 HPO 4 Também conhecida por DAP; apresenta 16% de nitrogênio (N) e 38% a 40% de fósforo (P 2 O 5 ) solúveis em água; apresenta ainda 4% a 6% de fósforo (P 2 O 5 ) solúvel em solução neutra de citrato de amônio. Fertilizantes Orgânicos O principal nutriente vegetal dos fertilizantes orgânicos é o nitrogênio, que infelizmente se apresenta com teores baixos. Os materiais orgânicos com teores mais elevados de nitrogênio, como as tortas de semente de algodão, mamona e amendoim, com 4% a 7% de nitrogênio (N), são empregados com maior lucro na alimentação animal. Restam como fertilizantes os estercos bovinos e de galinha, borra de café, turfa, linhito e composto orgânicos, estes produzido a partir de restos vegetais ou do lixo urbano; nestes materiais orgânicos o nitrogênio (N) não ultrapassa 1% exceto no esterco de galinha, onde pode atingir 1,5% a 2%. O nitrogênio dos materiais orgânicos é insolúvel em agua mas é aproveitado pelas plantas após a decomposição do material no solo. 5 Sintomas de Deficiência de N Os sintomas visuais de deficiência ocorrem facilmente em plantas não leguminosas, cultivadas em solos sob exploração agrícola continuada sem adubação nitrogenada. A deficiências de N é visualmente detectada por:! Clorose (amarelecimento) geral da planta (em forma de V invertido em algumas plantas), devido à diminuição da quantidade de clorofila. O amarelecimento é gradual, sendo no inicio difícil de identificar. Como o N é um elemento móvel na planta, á medida que a deficiência fica mais severa, há translocação do N das folhas mais velhas para as mais novas;! Pouco desenvolvimento das plantas, devido à baixa formação de proteínas e outro 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.
6 Transformação e Dinâmica do N no Solo Alguns conceitos fundamentais sobre as transformações do N no solo devem ser conhecidos para o entendimento e implementação de um manejo adequado em função dos diferentes sistemas de produção agrícola. Nos sistemas naturais em equilíbrio, as modificações não são perceptíveis, porque há um equilíbrio dinâmico entre as adições e perdas. Nos solos agricultáveis, entretanto, parte apreciável do N fixado é retirada pelas culturas, sendo também maiores as perdas por erosão e por lixiviação. Com resultado, o nível de equilíbrio de N no solo e desigualado, causando um esgotamento do nitrogênio no solo. " Mineralização Para se absorvido pelas plantas, o N organico presente na matéria orgânica do solo deve ser antes transformado para a forma mineral, isto é, para NH 3. Este processo de mineralização é feito por diversos microorganismos que decompõe a matéria orgânica, a maior parte deles aeróbicos. A mineralização de N pode ser dividido em dois processos: Aminação: Proteínas + Digestão R NH 2 + CO 2 + energia + Outros Compostos Afins Enzimática Produtos Amonificação: Hidrolise Enzimática R-NH 2 + H 2 O NO3 + R-OH + energia A imobilização do N mineral do solo é o prcesso inverso da mineralização, ela ocorre com a adição de resíduos com alta relação C/N. De modo geral, a imobilização e a mineralização depende da relação C/N da matéria orgânica, sendo assim uma relação C/N acima de 30 ocorre imobilização do N, quando esta relação for inferior a 30 ocorre imobilização. Alem da relação C/N outros fatores com aeração, tempo de cultivo ( com o passar dos anos de cultivos há um equilíbrio entre mineralização e imobilização), umidade e temperatura, dentre outras. " Nitrificação
O N amoniacal pode ser absorvido pelas plantas, porem em solos bem drenados é preferencialmente transformado em nitrato por ação microbiana. Este processo é chamado de nitrificação, ocorrendo em duas etapas: Nitrosomona 2NH 4 + 3O 2 2NO - + 2H2O + 4H + 2NO 3 - Nitrobactyer + O 2 2 NO 3 - A primeira transformação é provocada por Nitrosomona sp e a segunda por Nitrobacter sp que são bactérias aeróbicas, sendo assim, este processo ocorre em locais de boa drenagem. A nitrificação é um processo que acidifica o solo, com isso e de suma importância o domínio destes processos para que não seja ameaçada a produtividade do empreendimento. " Desnitrificação No processo de respiração aerobica (de macro e microorganismos) o oxigênio é o receptor de eletrons. Na falta de O 2 alguns microorganismos possuem um sistema enzimatico que possibilita - utilizar o NO 3 como receptor de eletrons: NO 2 - NO 2 - NO N 2 O N 2 Estes microorganismos são chamados de desnitrficadores, e são muito comum no solo. As condições de solo que proporciam a falta de O 2, como o alagamento ou a presemça de grandes quantidade de matéria orgânica facilmente decomponível por microrganismos, induzem a desnitrificação no solo. Como por exemplo práticos, deve-se portanto evitar a utilização de adubos com nitrato na fertilização do arroz alagado. " Volatinização A amônia pode ser transformada em amônia que e volatio. A equação de equilibrio da amônia é dependente do ph. NH 4 + OH NH 3 + H 2 O
Em solos alcalinos a concentração de OH - é elevado, sendo o equilibrio deslocado para a direita, com perda de NH 3 por volatinização. O adubo nitrogenado que mais sofre com a volatinização é a ureia. A ureia aplicada ao solo é transformado pela urease (enzima presente no solo) em carbonato de amônia, que provoca a elevação do ph ao redor do granulo, podendo haver perda de NH 3 por volatinização quando este adubo é aplicado superficialmente. Algunas tecnicas podem ser utilizadoas para pelo menos minimizar a volatinização, com: utilização com mistur sais e aplicação na forma líquida. UREASE Eq. 1 CO(NH 4 ) 2 + 2H 2 O (NH 4 ) 2 CO 3 Eq. 2 (NH 4 ) 2 CO 3 CO 2 + 2NH 3 Eq. 3 2NH 3 + H 2 O NH 4 + OH No SPD a volatinização da ureia é mais acentuada, devido o alto teor de urease na palha. Com isso, ao se adicionar ureia no solo em SPD, elka deve ser incorporada ao solo. A temperatura tambem afeta a volatinização, já que o NH 3 é um gás que se expande com a temperatura, facilitando assim a volatinização. A presença de OH - na 3ª equação ffaz com que com que em solo alcalino haja deslocamento da reação para a esquerda e com isso, volatinização. Por fim, deve-se ter uma preucupação adicional com a umidade na aplicação da ureia, pois com umidade insuficiente a reação so acontece na primeira e segunda etapa e com isso, ocorre a volatinização. 7- Ureia Aplicada Via Foliar Por muito tempo acreditava-se que a ureia, mesmo em pouca quantidade, poderia causar fitotoxidez em plantas. Porem, com novos estudos tem provado o contrario. A ureia, quando aplicado em forma liquida, reduz sua perda por volatinização, alem do N facilitar a abertura de estomatos nas folhas. Sendo assim, a aplicação via foliar seria muito importante para maximizar as produtividades nas culturas. Esta forma amidica, quando aplicado em quantidade certa, via foliar, e altamente benefica à planta, pois dissolvida ela pode ser melhor absorvida. Em alguns casos a ureia potencializa a utilização de adubos foliares, pois com já foi dito, ela induz a abertura de estomatos na epiderme foliar e assim a melhor absorvição. 8- Caracteristicas dos Adubos Nitrogenados
" Todos os adubos nitrgenados são altamente solúveis " Os adubos nitrogenados não deixa efeito residual para a proxima safra. " Aumentam a acidez (processo de nitrificação aumentam consideravelmente a acidez). " Índice salinico relativamente alto " Isento de macronutrientes secundarios em sua formula (exceção do Sulfato de Amônia), 9- Metodos para Aumentar a Eficiência dos Adubos Nitrogenados " Parcelamento da adubação Em solos arenosos e argilosos com baixa CTC, o N na forma nitrica (ou ate mesmo na forma amoniacal), podem esta sufeito a perdas por lixiviação e erosão em terrenos com alta intensidade de chuva e areas irrigadas, sendo assim, é indicado que adubação nitrogenada seja parcelada em 3,4 ou mais vezes se preciso, porém sempre respeitando o periodo de necessidade de N do vegetal. " Reduzir as perdas com volatinização Como já foi visto, dependendo do modo de aplicação do adubo nitrogenado, perde-se bastante com volatinização. Sendo assim, deve-se evitar ao máximo as perdas com volatinização utilizando alguns manejos com incorporação (mesmo em SPD), aplicação na forma líquida, utilização junto com sais, entre outros. " Correção do solo Deve-se corrigir o solo para que se tenha um bom aproveitamento dos adubos nitrogenados, a calagem faz com que aumente a CTC efetiva e assim evitar ao máximo as perdas por lixiviação, além de, com a calagem há um maior crescimento radicular e assim o mecanismo de interceptar radicular se torna potencializado, favorecendo assim a maior absorção de N. " Espaçamento e Potencial de Produção É uma constante dizer que com a planta mais adesada, haverá um maior número de planta por área, e com uma maior necessidade de exportação de nutrientes pela cultura. Porém, não é necessário o aumento da dosagem de fertilizantes, pois com o aumento do dreno de N por parte das plantas, há um aumento da efeciência dos fertilizantes. Este mesmo raciocínio por ser aplicado quando se tem variedades com um maior potencial de produção, e assim a dosagem não deve ser aumentada.
" Uso de fertilizantes de solubilidade controlado Uma nova tecnologia vem sendo aplicada no auxílio dos produtores contra a perda de N. uma deles é a uréia revestida de enxofre que retira a 1 hidrólise da uréia, já que inibe a urease, outra arma e os inibidores de nitrificação, que inibe este processo favorecendo a forma NH + 4 e assim evitar a perda de N. " Tipos de cobertura vegetal Apesar do SPD conter uma cobertura de palhada que possua um alto teor de urease, solo nú perde 10 vezes mais de N que solos em rotação de cultura