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NITROGÊNIO

Prof. Volnei Pauletti

Departamento de Solos e Engenharia Agrícola vpauletti@ufpr.br

NitrogênioNutrição Mineral de Plantas

FREQUÊNCIA RELATIVA DA DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNCIO NO BRASIL

ATMOSFERA

Nitrogênio (N2)

Oxigênio (O2)

Outros gases

ExtraçãoElemento Milho Soja Feijão Trigo Aveia

Preta*Ervilha

ca**---------------------- kg/t ------------------------

N 23,7 79,4 102 28 16,5 20,2P 4,2 7,3 9 3,9 1 1,3K 20,0 32,1 93 19,9 16 21Ca 4,1 13,1 54 2,4 2,5 8,6Mg 4,9 7,1 18 2,3 1,7 2,7S 2,5 8,3 25 3,5 - -

--------------------- g t-1 ---------------------B 19,13 77 66,3 19,9 - -Fe 237,59 460 431,2 374 - -Mn 46,87 130 175,8 106,1 102 87Cu 13,02 26 19,9 6,2 7 9Zn 47,17 61 49,8 19,8 11 24Mo 1,00 6,5 - - - -

Nitrogênio nas plantas

Quantidade de N para a produção de 1 tonelada de

grãos, colmo ou matéria seca.

-16,5Aveia preta

0,91,4Cana

Cultura Extração Exportação

------ kg t-1 -----

Feijão 102 35

Soja 79 59

Milho 25 16

Trigo 28 20

Arroz (irrigado) 19 13

Ervilhaca 20,2 -

PROCESSOS DE AQUISIÇÃO DO N ATMOSFÉRICO

- Fixação Industrial- Fixação Biológica

1)FIXAÇÃO INDUSTRIAL (Processo Haber):

A partir da NH3 se produz todos os demais adubos nitrogenados.

N2 3H 2 NH3

200 atm

Ar Gás natural, gas de refinaria ou de Nafta

ESQUEMA DE PRODUÇÃO DOS PRINCIPAIS ADUBOS NITROGENA DOS (MALAVOLTA, 1981)

+H3PO4

(NH4)2SO4

(NH2)2CO

MAP, DAP

NH4NO3+ O2

Nitrato de amônio

Sulfato de amônio

Uréia

Fosfatos de amônio

Aqua Amônia

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.

RHIZOBIUMSoja

Feijão

QUANTIDADE MÉDIA DE N FIXADO PELAS LEGUMINOSAS

A fixação de nitrogênio pelas leguminosas é máxima quando o nível de N no solo estiver no mínimo.

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.

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.

Azospirillum: testes em culturas anuais

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.

AZOLLA

NITROGÊNIO NO SOLO

Estoque no solo: N inorgânico – 2%

N orgânico – 97-98%

FORMA % DO TOTALMineralAmônia, nitrito, nitrato 2

OrgânicaAlfa amínica 24 - 37

Ácidos Nucléicos e amino açúcares3 - 10

Produtos de condensação ou complexos com lignina

40 - 50

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.

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

• Relação C/N:

– Microorganismos: 8:1

– M.O.: > 30:1 (imobilização)� 20 – 30: 1 (n/ imobilização e nem mobilização)

� < 20:1 (liberação de N)

PERDAS DE NITROGÊNIO

1. Lixiviação

2. Retirada pelas Plantas

3. Volatilização do NH3

4. Desnitrificação:

-Redução biológica do NO3 sob condições anaeróbicas por microorganismos:

-Pseudomonas,-Micrococcus,-Spirillum,-Thiobacillus denitrificans

�Transporte: xilema ( nitrato e amônio)

�Redistribuição: móvel (aminoácidos e amidas)

NITROGÊNIO NA PLANTA

Absorção:

– NO3-: libera OH-

– NH4+: libera H+

– NH3+: parte aérea

CONCENTRAÇÃO E FORMAS DE NITROGÊNIO NA SOLUÇÃO DO S OLO E XILEMA DAS PLANTAS

Valores Médios

FormaConc. (µM)

1.500NO3

NH4+ 10.000

Aminon

Solução do Solo Xilema

Absorção do N

• Contato com a raiz: Fluxo de massa– 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

TRANSFORMAÇÕES DO N NA PLANTA

REDUÇÃO ASSIMILATÓRIA DO NITRATO:

NO3- + 8 e- + 8 H+ NH3 + 2H2O + OH-

Nitrato redutase

INCORPORAÇÃO DO NH3 EM COMPOSTOS ORGÂNICOS

b) Via desidrogenase glutâmica (GDH)

NAD(P)H = dinucleotídieo de adenina e nicotinamida fosfato|

c) Via sintetase da glutamina/sintetase do glutamato (GS/GOGAT)

FUNÇÕES E COMPOSTOS EM QUE O NITROGÊNIO PARTICIPA NAPLANTA (HEWITT & SMITH, 1975)

Funções: Importante no metabolismo como Composto

Compostos:- Aminoácidos- Proteínas- Aminas- Amidas- Aminoaçúcares- Purinas- Pirimidinas- Alcalóides- Coenzimas- Vitaminas- Pigmentos

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

FÓRMULA ESTRUTURAL DA MOLÉCULA DE CLOROFILA a

TEORES MÍNIMOS ADEQUADOS (NÍVEIS CRÍTICOS) DE MACRO NUTRIENTES (g kg -1) EM ALGUMAS CULTURAS

N P K Ca Mg S

Abacaxi 15 1,2 30 5,0 3,0 -Algodão 32 1,7 15 20,0 5,0 4,0Arroz 30 1,2 20 6,0 3,0 -Banana 26 2,2 28 6,0 3,0 2,0Batata 50 3,0 30 10,0 3,0 -Café 28 1,2 18 10,0 3,5 2,0Cana 16 1,2 10 4,0 2,0 2,0Citros 22 1,2 10 30,0 3,0 2,0Feijão 30 3,0 20 25,0 5,0 2,0Maça 22 1,8 13 9,5 3,5 2,0Milho 30 2,0 20 4,5 2,5 2,0Pinus spp. 13 2,0 10 - 2,0 2,0Soja 45 2,5 17 10,0 4,0 2,5Sorgo 30 5,0 22 3,5 2,5 -Tomateiro 40 4,0 38 20,0 5,0 -Videira 25 2,0 15 4,0 4,0 -

Culturag Kg -1

NÍVEIS ADEQUADOS DE MACRONUTRIENTES PARA ALGUMAS HORTALIÇAS (TEORES EM FOLHAS – g kg -1)

N P K Ca Mg S

Alho 25 - 30 3,0 - 4,0 36 - 44 5 - 7 2,5 4,0 - 7,0Alface 28 4,0 62 13 4,0 3,0Batata 38 - 48 3,0 - 4,0 40 - 50 20 - 23 8,0 - 10,0 3,0 - 4,0 Berinjela 48 4,0 42 35 3,0 2,0Cenoura 29 2,0 22 - 35 25 3,0 4,0Couve-Flor 23 - 40 5,0 28 - 50 35 5,0 15,0Cebola 31 3,0 52 40 4,0 8,0Espinafre 37 3,0 60 10 9,0 3,0Ervilha 36 5,0 26 15 5,0 -Morango 25 - 30 3,0 - 4,0 16 - 19 10 - 14 3,0 - 4,0 1,0 - 3,0Pimentão 31 2,0 58 26 8,0 4,0Quiabo 37 4,0 20 37 8,0 3,0Repolho - 7,0 40 - 50 20 5,0 7,0Tomate 30 - 40 4,0 30 40 4,0 3,0

Culturag Kg -1

NÍVEIS EM FOLHA ANEXA A ESPIGA DO MILHO (MENGEL & K IRKBY, 1987)

Nível N P K Ca Mg

Deficiente < 20 < 1 < 10 < 1 < 1Baixo 20 - 25 1 - 2 10 - 15 1 - 2 1 - 2Adequado 25 - 35 2 - 5 15 - 30 2 - 10 2 - 10Alto > 35 5 - 8 30 - 55 > 10 > 10 Toxidade > 8 > 55

______________ g kg-1 ______________

Nível Mn Fe B Cu Zn

Deficiente < 10 < 10 < 2 < 2 < 15Baixo 10 - 20 10 3 - 5 3 - 5 15 - 20Adequado 20 - 300 10 - 300 6 - 40 6 - 50 20 - 70Alto 200 - 350 300 - 550 40 - 55 50 - 70 70 - 150Toxidade > 350 > 55 > 70 > 150

______________ mg kg-1 ______________

ADUBA ÇÃO 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.

ADUBA ÇÃO NITROGENADA

RELAÇÕES ENTRE RESPOSTAS DAS CULTURAS DE ALGODÃO E MILHO E OS TEORES DE MATÉRIA ORGÂNICA EM SOLOS (SILVA, 19 71; RAIJ ET

AL., 1981)

EXEMPLOS DE CURVAS MÉDIAS DE RESPOSTA A NITROGÊNIO PARA DIVERSAS CULTURAS

Arapoti

Prod 04 /05=8785+34,14DoseN-0,089DoseN2

R2 = 0 ,94

Prod 03 /04=8375+29 ,97DoseN-0 ,075DoseN2

R2 = 0 ,91

Prod 05/06=5249+48 ,52DoseN-0 ,085DoseN2

R2 = 0 ,99

0 50 100 150 200 250

Dose N - Kg ha-1

2003/04

2004/05

2005/06

DOSE DE NITROGÊNIO

05/06 DMET

285 kg ha-104/05 DMET

192 kg ha-1

03/04 DMET

200 kg ha-1

Castro

Prod 04 /05=8859+33,6DoseN-0 ,093DoseN2

R2 = 0 ,97

Prod 03 /04=7040+37,4DoseN-0 ,072DoseN2

R2 = 0 ,97

Prod 05/06=5553+52,5DoseN-0 ,123DoseN2

R2 = 0 ,99

0 50 100 150 200 250

Dose N - kg ha-1

2003/04

2004/05

2005/06

DOSE DE NITROGÊNIO

04/05 DMET

187 kg ha-1

03/04 DMET

267 kg ha-1

05/06 DMET

213 kg ha-1

Perfil da Distribuição - 18m - Distribuidor 3 (adaptação)

-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Dist. Eixo (m)

Gimenes, dados não publicados, F.ABC

DISTRIBUIÇÃO DO NITROGÊNIO

Adubos N total % N Nítrico %

N Amoniacal

N Amídico

Higroscopicidade

Solubilidade

Amônia Anidra 82 - 82 - - - Sulfato de Amônio 20 - 20 - 79,2 75 Nitrato de Amônio 34 17 17 - 59,4 192 Uréia 45 - - 45 72,5 105 Fosf. Monoamônico (MAP)

Fosfato Diamônico (DAP)

- - - 82,5 70

Principais adubos nitrogenados

FRANGO CORTE

Amostra --- Frango corte --- Média Variação Umidade % 33,2 20,1 – 47,2 Densidade g/litro 293,9 253 - 324 kg ton-1 kg m-3 kg ton-1 MS 668 196,7 528 – 799 Resíduo mineral 63,7 18,7 37,7 – 106,2 CaO 13,9 4,1 8,8 - 19 N 17,2 5,1 11 – 24,1 P2O5 12,6 3,7 8,5 – 23,8 K2O 8,4 2,5 4,3 – 10,8 Adaptado de PAULETTI e DEMOGALSKI, 2002.

Aplicação esterco

517,5Relação planta

1,612,8Relação esterco

- Se aplicar pelo P = falta muito K

- Se aplicar pelo N = sobra muito P e falta K

• Excesso de N:– Favorece crescimento vegetal

• 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

DEFICIÊNCIAS DE NITROGÊNIO

Deficiência de Nem milho

DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO – MILHO

MilhoSeca

Riversul 2004/05

DOSE DE NITROGÊNIO

TOXIDEZ DE NITROGÊNIO

NITROGÊNIO - REVISÃO

Forma Absorvida: NO3- e NH4

Mobilidade de Redistribuição: MóvelTeores Médios: 20 - 40 g kg-1

Funções nas Plantas: Proteína, Enzimas, ClorofilaCaracterísticas de deficiência: Amarelecimento generalizado das folhas velhas, redução do crescimento, baixa produção

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