NITROGÊNIO
Prof. Volnei Pauletti
Departamento de Solos e Engenharia Agrícola [email protected]
NitrogênioNutrição Mineral de Plantas
FREQUÊNCIA RELATIVA DA DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNCIO NO BRASIL
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ATMOSFERA
78%
21%1%
Nitrogênio (N2)
Oxigênio (O2)
Outros gases
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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 -
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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.
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N2 3H 2 NH3
450oC
200 atm
Ar Gás natural, gas de refinaria ou de Nafta
+
ESQUEMA DE PRODUÇÃO DOS PRINCIPAIS ADUBOS NITROGENA DOS (MALAVOLTA, 1981)
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NH3
HNO3
H2SO4
+ CO2
+H3PO4
+ H2O
+ NH3
(NH4)2SO4
(NH2)2CO
MAP, DAP
NH4OH
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.
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RHIZOBIUMSoja
Soja
Feijão
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ALNUS
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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.
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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.
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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.
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Azospirillum: testes em culturas anuais
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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.
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AZOLLA
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NITROGÊNIO NO SOLO
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Estoque no solo: N inorgânico – 2%
N orgânico – 97-98%
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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.
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• Dados Genéricos:–M.O. ≈ 58% C–C% x 1,72 = M.O.–M.O. ≈ 5% N–N% x 20 = M.O.
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• Relação C/N:
– Microorganismos: 8:1
– M.O.: > 30:1 (imobilização)� 20 – 30: 1 (n/ imobilização e nem mobilização)
� < 20:1 (liberação de N)
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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
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�Transporte: xilema ( nitrato e amônio)
�Redistribuição: móvel (aminoácidos e amidas)
NITROGÊNIO NA PLANTA
Absorção:
– NO3-: libera OH-
– NH4+: libera H+
– NH3+: parte aérea
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CONCENTRAÇÃO E FORMAS DE NITROGÊNIO NA SOLUÇÃO DO S OLO E XILEMA DAS PLANTAS
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Valores Médios
FormaConc. (µM)
Forma
1.500NO3
-,
NH4+ 10.000
NO3-
Aminon
Solução do Solo Xilema
Absorção do N
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• 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
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TRANSFORMAÇÕES DO N NA PLANTA
REDUÇÃO ASSIMILATÓRIA DO NITRATO:
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NO3- + 8 e- + 8 H+ NH3 + 2H2O + OH-
Nitrato redutase
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INCORPORAÇÃO DO NH3 EM COMPOSTOS ORGÂNICOS
a)
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INCORPORAÇÃO DO NH3 EM COMPOSTOS ORGÂNICOS
b) Via desidrogenase glutâmica (GDH)
NAD(P)H = dinucleotídieo de adenina e nicotinamida fosfato|
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INCORPORAÇÃO DO NH3 EM COMPOSTOS ORGÂNICOS
c) Via sintetase da glutamina/sintetase do glutamato (GS/GOGAT)
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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
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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
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FÓRMULA ESTRUTURAL DA MOLÉCULA DE CLOROFILA a
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TEORES MÍNIMOS ADEQUADOS (NÍVEIS CRÍTICOS) DE MACRO NUTRIENTES (g kg -1) EM ALGUMAS CULTURAS
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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)
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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)
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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 ______________
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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.
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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)
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EXEMPLOS DE CURVAS MÉDIAS DE RESPOSTA A NITROGÊNIO PARA DIVERSAS CULTURAS
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Arapoti
8040
8469
5233
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
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 50 100 150 200 250
Dose N - Kg ha-1
Pro
d -
kg h
a-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
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Castro
6901
8846
5389
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
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0 50 100 150 200 250
Dose N - kg ha-1
Pro
d -
kg h
a-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
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Perfil da Distribuição - 18m - Distribuidor 3 (adaptação)
0
200
400
600
800
-18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18Dist. Eixo (m)
Kg
/ha
Gimenes, dados não publicados, F.ABC
DISTRIBUIÇÃO DO NITROGÊNIO
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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)
11
-
-
-
91,6
38
Fosfato Diamônico (DAP)
17
- - - 82,5 70
Principais adubos nitrogenados
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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.
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Aplicação esterco
517,5Relação planta
1,612,8Relação esterco
KPN
- Se aplicar pelo P = falta muito K
- Se aplicar pelo N = sobra muito P e falta K
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• 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
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DEFICIÊNCIAS DE NITROGÊNIO
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DEFICIÊNCIAS DE NITROGÊNIO
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Deficiência de Nem milho
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DEFICIÊNCIA DE NITROGÊNIO – MILHO
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MilhoSeca
Riversul 2004/05
DOSE DE NITROGÊNIO
TOXIDEZ DE NITROGÊNIO
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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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