Aula 03 - Nitrogênio no solo

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Nitrogênio no solo
Atmosfera 78%
Fixação Biológica 
Entrada secundária Fixação Industrial
Atmosfera 78%
Fixação Biológica 
Entrada secundária Fixação Industrial
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Difusão
N– Fertilizantes
N-Atmosférico
NH4+
N – Planta 
Absorção
Nitrificação
NH4+ 
Trocável
Volatilização
 NO3- 
NH3
Lixiviação
Desnitrificação
NO2 N2
Zona Anóxica
N Orgânico
MOS
Mineralização
Imobilização
N – Planta - Dna rna - contem Nitrogênio 
N2 – na atmosférica – os raios tem força para quebrar a ligação e colocar NH4 na solução. 
Nitrato ou amônio NH3 - forma gasosa 
Nitrificação – formação de nitrato 
Zona anóxica sem oxigênio 
Oxido nitroso – gás do efeito estufa – bem negativo ou lixiviar 
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Forma Orgânica
Forma Inorgânica
95% do N total do solo
(AA, amidos, ácidos nucleicos, etc.)
Nitrato NO3-
Nitrito NO2- 
Amônio NH4+ 
Formas Gasosas
N2 - atmosférico
N2O – oxido nitroso
Forma Orgânica
NH4+ amônio 
NH3 – amônia gás 
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Fixação biológica de Nitrogênio
Mineralização – imobilização de N
Nitrificação
Deposições atmosféricas
Fixação industrial de N
Transformações do N no solo
Desnitrificação
Lixiviação N
Exportação pelas culturas
Volatilização de NH3
Transformações do N no solo
Fixação biológica de Nitrogênio
Mineralização – imobilização de N
Nitrificação
Deposições atmosféricas
Fixação industrial de N
Desnitrificação
Lixiviação N
Exportação pelas culturas
Volatilização de NH3
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Imobilização --- Mineralização
Fontes orgânicas de N:
Lábeis – Ciclagem rápida;
Moléculas muito humificadas e bastante recalcitrantes;
Mineralização --- Imobilização – Mediada por microrganismos heterotróficos 
Proteína + H2O R – NH2 + CO2+ energia
protease
R – NH2 + H2O R – NH3 + energia
R – NH3+ H+ NH4+
Fontes de N dentro da MO 
Esse processo tira energia da MO 
Fonte de energia -- - agua --- liberando protease -- 
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Imobilização --- Mineralização
Condições ótimas para mineralização:
Ph 6 – 7 
Condições aeróbicas;
Umidade 50 – 70 % da CC;
Temperatura 25 – 60°C;
Imobilização X Mineralização: Ocorrência simultânea;
Predominância de uma e detrimento da outra depende da relação C/N
Alta relação C/N – Imobilização;
Baixa relação C/N – mineralização;
Resulta no acúmulo ou redução de N no solo.
Nitrificação
Transformação da Mineralização:
Processo de oxidação de N amoniacal a nitrato. 
Realizados por bactérias quimioautotróficas
Ocorre em duas etapas: 
Nitritação Nitrossomas
NH4+ ½ O2 ------- NO2-+ H2O +2H-
Nitrtação Nitrobacter
NO2- + ½ O2 ---------- NO3-
NH4+
NO2- nitrito 
NO3- nitrato pode ser absorvido pelas plantas 
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Desnitrificação
Processo de transformação de N nítrico em formas gasosas de N. 
Ocorre na ausência de O2 onde óxido de N atuam como receptores finais de elétrons;
Realizada por bactérias anaeróbicas facultativas
NO3-+ 5H2+2H+ ------- N2 + 6H2O
NO3- ------- NO2- ------ NO ---- N2O---- N2
N em forma liquida não recomendável em lugares que alaga .. Pois a pera em forma de gás 
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Fixação industrial de N
Processo de captura de N2 atmosférico - NH3-
Forma de produção dos principais adubos nitrogenados no mundo 
Elevadas temperaturas e pressão - Haber-Bosch
Captura do N at amônia gás - depois convertido outras formas. 
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Fixação Biológica de N
Transformação de N2 atmosférico em N Amoniacal – bactérias especializadas
Enzimas nitrogenase – capaz de reduzir o N2 para a forma inorgânica combinada NH3+
Fixadores de N – BFN ou Diazotróficos 
Fixação Biológica de Nitrogênio 
N2 + 8H+ + 16 ATP + 8e----------- 2NH3+ H2+16ADP+16 Pi
nitrogenase
Diazotroficos microrganismos fixadores de N 
NH3 – amônia 
Libera fosforo inorgânico – com gasto muito alto de energia . 
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Fixação Biológica de N
Simbiose
Associações
Vida livre
Grupos principais de fixadores de N
Simbiose – intimas e organizadas – formação dos nódulos - dentro da raiz 
Associações - intimas e não organizadas – superfície das raizaes 
Vida livre – sem contato com a raiz – estão no solo sem contato com a raiz 
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Fixação Biológica de N
Simbiose
Associações
Vida livre
metabólitos produzidos pela planta hospedeira 
exsudatos radiculares – extrai energia da planta 
Resíduos vegetais heterotróficos / fotossíntese - autotróficos
Bem sucedido alta eficiência
Possível 
com menor eficiência 
Difícil 
contribuição indireta
Grupos principais de fixadores de N
Simbiose – metabólitos produzidos pela planta hospedeira 
Bem sucedido alta eficiência – soja / feijão 
Associações - exsudatos radiculares – extrai energia da planta
Possível com menor eficiência - graminhas - cana de açúcar 
Vida livre – Resíduos vegetais heterotróficos / fotossíntese – autotróficos
Difícil contribuição indireta - 
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Fixação Biológica de N
Simbiose mutualista – formação de nódulos
Hipertrofias especializados originadas do córtex da raiz;
Interior composto por Leghemoglobina – alta afinidade com O2 - transporte de O2 para os microrganismos.
Formado por bactérias fixadores de N nodulíferas - BFNN
Diazotroficos microrganismos fixadores de N 
NH3 – amônia 
Libera fosforo inorgânico – com gasto muito alto de energia . 
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Fixação Biológica de N
Etapas fundamentais para estabelecimento 
Planta - Sinais moleculares no solo – bactéria 
Planta não reconhece a bactéria com fitopadogenica 
Nitrogenage 
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Fixação Biológica de N
Presença de estripes eficientes no solo;
Umidade;
Temperatura.
pH acidez – efeito no hospedeiro 
pH baixa acidez - aumento da diversidade de BFNN
Deficiência nutricionais
Excesso de N mineral
Capacidade de nodulação;
Eficiência de cada espécie;
Fatores limitantes da simbiose. 
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Fixação Biológica de N
Quando inocular?
Ausência de espécie hospedeira no passado imediato;
Nodulação pobre da hospedeira em cultivos anteriores;
Após rotação com espécies não leguminosas;
Em solos degradados. 
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Lixiviação do N
Infiltração de água no perfil do solo;
Baixa interação NO3- com os coloides minerais do solo;
Predominância de cargas – nas camadas superficiais
Baixa CTC - N-NH4+
Textura do solo;
Teor de MOS.
Agua carrega ions para parte mais baixa do perfil indisponibilizando para planta. 
Nitrato mais disponível na solução do solo – deixando mais 
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Volatilização do NH3
Perda amônia nH3 amônia gasosa 
NH4 – amoniacal 
Aumento do PH vai para direta 
Baixo ph vai para esquerda. 
Ureia libera Oh- hidroxila no meio deixando menos acido rapidamente. Com isso a equação vai para direta aumentando a perda 
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Desnitrificação do N
Solos alagados 
Perda por redução respiradora nitrato 
Nitrato – nitrito – No – forma iônica para gasosa 
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