Eficiência dos Fertilizantes - Parte I - perdas de Nitrogênio

Nesta Parte I vamos comentar os diversos processos que se verificam com aplicação do nitrogênio no solo e as perdas deste nutriente para que no final da Parte II (fósforo mais potássio) tenhamos os índices de aproveitamento médio dos fertilizantes NPK.

Nitrificação: é um processo biológico pela ação de bactérias, em condições aeróbias e presença do N amoniacal. É a oxidação da amônia em nitratos com a formação intermediária de nitritos.
As nitrossomonas oxidam o N-NH4 para o N-NO2 (nitrito)
As nitrobacter oxidam o nitrito para N-NOOs íons de hidrogênio (H) contribuem para a acidificação do solo quando da aplicação de N amoniacal porque a nitrificação tem um efeito acidificante. Isto requer a aplicação de 2 kg de carbonato de cálcio para neutralizar a acidez de 1 kg de N-amoniacal.. O sulfato de amônio, cujo N está na forma amoniacal, necessita mais carbonato, ou seja 5 kg por causa da presença do íon sulfato. Solos bem aerados, temperaturas amenas e um pH ao redor de 6,5 ou mais favorecem a nitrificação. Em solos com baixa capacidade de troca de cátions (CTC) as aplicações de N amoniacal deve ser feita em temperaturas muito baixas. A nitrificação pára à temperatura de zero grau. Enquanto o N amoniacal ficar adsorvido aos colóides do solo, não se perde N por lavagem. Na nitrificação, os íons NO3 serão usados na denitrificação.

Denitrificação: é o processo de redução biológica do N mineral até N2. Ocorre tanto em solos com baixo suprimento de oxigênio (O2) como em solos bem drenados. É o final do ciclo do nitrogênio. O N2 fixado do ar, por via industrial ou biológica, é devolvido à atmosfera sob condições aeróbias, sendo N2O o intermediário nesse processo. Até 1980 a denitrificação era considerada a principal fonte de N2O. Mas a nitrificação também é uma fonte de N2O. Solos inundados, condições anaeróbias, temperaturas médias, relação C/N alta, grande população de bactérias favorecem a denitrificação quando o oxigênio está faltando. Apenas o N-NO3 pode ser denitrificado. O N-NH4 não pode ser e por este motivo é que se usa nitrogênio na forma amoniacal em solos cultivados com arroz irrigado. Nos solos alagados existem duas camadas: uma superficial oxidada e uma reduzida ou anaeróbica. A difusão do NH4 da camada anaeróbica para a camada aeróbica é um mecanismo de perda de N em solos alagados. O NH4 se desloca para a superfície do solo onde é nitrificado e o NO3 retorna à camada anaeróbica onde é denitrificado. O maior produto da denitrificação é o nitrogênio elementar (N2) que constitui quase 90% do produto.

Volatilização do N: quando a uréia é aplicada ao solo, em poucos dias, ela é hidrolisa por meio da enzima urease e inicia-se o processo de perda de amônia. A urease é produzida por fungos, bactérias e actinomicetos. Há formação de carbonato de amônio que se desdobra em (NH3), gás carbônico (CO2) e água. Parte do NH3 reage com os íons H+, presentes na solução do solo, resultando em NH4+. Os íons H+ dissociáveis no complexo coloidal também reagem com o NH3. A hidrólise ocorre em vários teores de umidade e quanto mais rápida ela for maior serão as perdas de NH3. Por outro lado, a medida que aumenta o pH do solo, aumenta a volatilização de NH3. No caso de uréia aplicada em cobertura, as perdas podem atingir de 50 a 80% do total de N aplicado. A uréia, bastante usada em adubação de cobertura, pelo alto teor de nitrogênio e pelo menor custo de sua unidade, tem grandes perdas por volatilização, o que compromete a sua eficiência agronômica. Principalmente em solos com baixa CTC, cobertos com palhada, baixa umidade e temperaturas altas.

Lixiviação: é um grande problema pois acarreta perdas de nutrintes pela percolação da água, da zona das raízes para as áreas mais profundas do solo tornando-os indisponíveis para as plantas. A lixiviação depende, em maior ou menor grau, da textura, estrutura, profundidade e porosidade do solo.. Os solos que apresentam alta capacidade de troca de cátions (CTC) são menos suscetíveis à lixiviação, pois os cátions estão firmemente adsorvidos aos coloides. A medida que aumenta o pH do solo, aumenta a CTC e maior número de cargas positivas para adsorver os cátions do solo. Em condições normais, apenas 5% do N do solo se encontra sob a forma de íons NH4 (amônio) e NO3 (nitrato). O nitrato, por ser um íon muito móvel no solo e baixa energia de adsorção aos coloides, é facilmente perdido por lixiviação. Trabalhos de pesquisa têm demonstrado que as perdas de N por lixiviação são maiores no sistema de plantio direto do que no sistema convencional. Isto porque no sistema de plantio direto há uma maior infiltração de água devido à melhoria na estrutura do solo ocasionada pelas coberturas vegetais. Quando se aplica uréia no solo, ela é hidrolisada pois o NH3 com a água forma NH4 e libera oxidrilas (OH-) conforme a reação:
NH3 + H2O = NH4 + OH-
O cátion NH4 é adsorvido ao solo (adorção) como acontece com os outros cátions. Esta adsorção é reponsável pela resistência do N amoniacal à lavagem. A liberação de OH- é responsável pelo aumento do pH do solo. À medida que se verifica a nitrificação o pH cai rapidamente.

Queima da palhada: quando a queima da palhada é realizada, verifica-se perdas de nutrientes por volatilização do nitrogênio na forma elementar e do enxofre (S) na forma de óxido (SO2).

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