As Reações dos Fertilizantes Nitrogenados e o Solo

A principal ideia quando se aplicam fertilizantes é que eles vão adicionar nutrientes ao solo e que este, através das raízes, proverá a planta dos nutrientes necessários ao seu desenvolvimento vegetativo e à produção de grãos. Entretanto, quando aplicamos fertilizantes, inúmeras reações ocorrem entre os seus compostos e o solo. No caso dos fertilizantes nitrogenados, as reações mais importantes serão descritas a seguir:

AMONIAÇÃO

É a conversão biológica, como as proteínas em NH4, sob ação de bactérias.
Proteína + água (ação de bactéria) = aminoácidos + água (bactéria) = NH4+
O processo que converte a ureia - CO(NH2)2 - em N-amoniacal é também enzimático (urease).
CO(NH2)2 + H2O (sob ação da urease) = NH4+
Na hidrólise da ureia, o processo básico é ação da enzima urease sobre o fertilizante. Em solos úmidos e com temperaturas adequadas, a uréia converte-se em N-nítrico que é tóxico para algumas plantas.

ADSORÇÃO DE AMÔNIA

Ocorre rapidamente quando se aplica amônia anidra (NH3) ou quando a ureia é hidrolisada. Toda a amônia é convertida em NH4 que é adsorvido pelo solo como acontece com os outros cátions. Esta adsorção é responsável pelo fato do N-amoniacal ser resistente à lixiviação. O processo de formação do íon amônia produz outros íons hidroxilas OH- que são responsáveis pelo aumento rápido do pH do solo, logo após aplicação do produto. Mas, a medida que se verifica a nitrificação o pH do solo cai rapidamente.

NITRIFICAÇÃO
É a conversão bacteriana de N-amoniacal em N-nítrico sob a ação de bactérias dos gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter. É a oxidação da amônia em nitratos com a formação intermediária de nitritos.

Na primeira fase, as nitrosomonas oxidam o N-NH4 em N-NO2 (nitrito). Na segunda fase, as nitrobactérias oxidam o nitrito para o N-NO3. Por sua vez, o N-NO2, que pode ser tóxico para algumas plantas, existe apenas durante um curto espaço de tempo. Os íons H+, resultantes do processo de nitrificação, contribuem para acidificarem o solo, quando da aplicação de N-amoniacal, porque a nitrificação tem um efeito acidificante: isto requer uma aplicação de tantos quilos de carbonato de cálcio para neutralizar a acidez provocada por 1 kg de N-amoniacal. O sulfato de amônio, que apresenta o N na forma amoniacal, necessita 5 kg de carbonato de cálcio para cada quilo de N-amoniacal aplicado. A nitrificação é favorecida por temperaturas amenas, solos bem aerados e com um pH ao redor de 6,5 ou mais. Em solos que apresentam uma Capacidade de Troca de Cátions (CTC) baixa, as aplicações de N-amoniacal devem ser feitas com temperaturas muito baixas. A nitrificação pára à temperatura de 0º C. Enquanto o N-amoniacal ficar adsorvido aos coloides do solo, não há perdas de N por lavagem. Os íons NO3 provenientes da nitrificação serão usados na desnitrificação.

DESNITRIFICAÇÃO
É o processo biológico de redução do N mineral até N2. Este processo ocorre tanto em solos com baixa capacidade de oxigênio (O2) como em solos drenados. É o final do ciclo do nitrogênio. O N2 fixado da atmosfera, seja por via industrial ou biológica, é devolvido à natureza sob condições aeróbias, com o N2O sendo intermediário deste processo. Até 1980, a desnitrificação era considerada a principal fonte de N2O; mas a nitrificação também é uma fonte de N2O. Solos inundados (faltando oxigênio), condições anaeróbias, temperaturas relativamente médias, relação C/N alta, e grande população de bactérias no solo favorecem a desnitrificação. Apenas o N-NO3 pode ser desnitrificado. O N-NH4 não pode ser desnitrificado: é por este motivo que se usam fertilizantes nitrogenados com N na forma amoniacal em solos inundados, como a cultura do arroz irrigado. Nos solos alagados, existem duas camadas: uma superficial oxidada (aeróbica) e uma reduzida (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 desnitrificado. O maior produto resultante da desnitrificação é o nitrogênio elementar (N2), que constitui 90% do produto.

VOLATILIZAÇÃO

Quando se aplica o fertilizante nitrogenado ureia, ao cabo de poucos dias ela é hidrolisada por meio da enzima "urease", e inicia-se o processo de perda de amônia. A urease é produzida por fungos, bactérias e actinomicetos. Na reação, há formação de carbonato de amônio que se desdobra em NH3, gás carbônico CO2) e água. Uma parte do NH3 reage com os íons H+, presentes na solução do solo, resultando em NH4+. 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. Quando a ureia é aplicada em cobertura, as perdas podem atingir de 50 a 80% do total de N aplicado. Por ser um produto de melhor custo benefício (baixo custo da unidade de N) e muito usada em cobertura, a ureia apresenta grandes perdas de N por volatilização, que compromete a sua eficiência agronômica; principalmente em solos com baixa CTC, cobertos com palhada, baixa umidade e temperaturas altas.

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