Qual a forma que o nitrogênio e absorvido pelas plantas?

O nitrogênio (N) é o macronutriente mais importante para as plantas. O que o distingue dos demais elementos é que pode ser absorvido tanto na forma de cátion (NH4+) como de ânion (NO3–). De acordo com Bredemeier & Mundstock (2000), muitos sistemas de produção, a disponibilidade de nitrogênio é quase sempre um fator limitante, influenciando o crescimento da planta mais do que qualquer outro nutriente.

Dada a sua importância e a alta mobilidade no solo, o nitrogênio tem sido intensamente estudado, no sentido de maximizar a eficiência do seu uso. Para tanto, tem-se procurado diminuir as perdas do nitrogênio no solo, bem como melhorar a absorção e a metabolização do N no interior da planta (BREDEMEIER & MUNDSTOCK, 2000). Uma característica importante da disponibilidade de N é a sua ampla flutuação no solo durante o tempo de permanência das lavouras no campo (PURCINO et al., 2000).

O nitrogênio encontra-se no solo essencialmente na forma orgânica (aproximadamente 98%). A outra pequena parte encontra-se nas formas minerais de amônio, nitrato e nitrito (ALFAIA, 2006). Ainda de acordo com este autor, a mineralização é a transformação biológica do nitrogênio orgânico do solo em nitrogênio inorgânico, executada pelos microrganismos heterotróficos do solo. A imobilização refere-se ao processo inverso, ou seja, é a transformação do nitrogênio inorgânico em orgânico. Os microrganismos do solo assimilam as formas inorgânicas de nitrogênio para formar os constituintes orgânicos de suas células e tecidos. Os compostos sintetizados pelos microrganismos podem ser parcialmente mineralizados e tornar-se disponíveis para as plantas.

Todo o nitrogênio orgânico encontra-se na forma de N-NHx (aminas, amidas, imidas) e, no processo de mineralização, o primeiro produto dessa transformação no solo é o amônio (NH4+), que posteriormente sofre oxidação através da ação dos microrganismos e se torna nitrato (NO3–). Uma vez nessa forma, o N ficará disponível para ser utilizado pelas plantas (HUTZINGER, 1982).

Segundo Stanford & Smith (1972), citado por Fonseca (2001), a quantidade de nitrogênio mineralizada no solo em um determinado período depende da temperatura, disponibilidade de água, taxa de reabastecimento de oxigênio, pH, quantidade e natureza dos resíduos vegetais.

A falta de nitrogênio nas plantas

O N é o mineral que mais limita crescimento, desenvolvimento, produtividade e produção de biomassa da maioria das culturas.

Está associado a diversas funções nos vegetais, como crescimento e desenvolvimento, por ser componente de proteínas e estar associado a todas as funções enzimáticas; atua diretamente na fotossíntese, por ser parte constituinte da clorofila; responsável pela coloração verde-escura das folhas e tecidos vegetativos e atua diretamente no desenvolvimento pleno do sistema radicular.

Plantas que se desenvolvem em ambientes mais equilibrados, e que estão bem nutridas fabricam os aminoácidos, mas rapidamente os ligam um ao outro, transformando-os em proteínas, que são substâncias mais complexas (OLIVEIRA et al, 2009). Na produção de proteínas, a amônia associa-se com os açúcares, formando aminoácidos e, na falta de N, o açúcar se acumula na planta, impedindo o desenvolvimento pleno, reduzindo produtividade e atraindo pragas.

Oliveira et al (2009), estudando sobre a influência de nitrogênio e potássio no ciclo de vida de B. tabaci, afirma que muitas reações químicas que ocorrem nas plantas, devem ser catalisadas ou aceleradas por enzimas. Entretanto, esses componentes só poderão agir quando forem ativadas pela presença de determinados minerais. Se faltar um mineral ativador, o processo químico se realiza muito devagar, a substância se acumula, circulando na seiva sem poder ser aproveitada pela planta. Azeredo et al (2004), em um trabalho sobre impactos de nutrientes sobre a população de pragas em batata, constatou que em relação ao acúmulo de teores de açúcar solúvel em tubérculo, o nitrogênio propiciou uma redução na concentração de açúcar solúvel e consolidação de amido. Este acúmulo pode atrair insetos às plantas pelo teor de açúcar disponível, causando perdas na produtividade.

A deficiência de nitrogênio será percebida primeiramente nas folhas mais velhas, em função da alta mobilidade do N na planta. Sintomas como amarelecimento (aparecendo, principalmente, em V), necrose, redução de crescimento e queda no teor de proteína dos grãos são os mais observados.

É importante lembrar que, mesmo havendo sintomas característicos, as análises de solo e foliar são ferramentas essenciais para a correta detecção de deficiências e excessos minerais nas plantas, sendo, portanto, indispensáveis.

O excesso de nitrogênio nos vegetais

Apesar de ser altamente requerido, o excesso de nitrogênio pode causar danos irreversíveis às plantas. Esses danos podem se estender ao longo dos ciclos produtivos, prejudicando não só a safra em questão, como também as safras seguintes.

Por estar diretamente relacionado à síntese de proteínas e ao crescimento, as plantas apresentam crescimento anormal, com acúmulo de massa verde e provável estiolamento. De um lado, crescimento vegetativo acelerado e anormal, do outro, desenvolvimento reprodutivo lento e minimizado. Diversos estudos sugerem que o excesso de N pode ocasionar retardo no florescimento e menor “pegamento” de botões florais, redução da frutificação, atraso de maturação e a coloração dos frutos também pode ser prejudicada.

Além disso, quando se apresenta em excesso, o nitrogênio pode dificultar a absorção de outros nutrientes, como magnésio (Mg), cálcio (Ca) e potássio (K), por criar uma espécie de inibição competitiva. Este efeito antagônico ocorre em função da competição por sítios de ligação das raízes, onde o elemento que estiver disponível em maior quantidade acaba sendo absorvido mais rapidamente.

O uso em demasia ou a liberação imediata de nitrogênio em grandes quantidades também está associada a redução de resistência a ataques de patógenos e pragas. Elementos como K e Ca atuam no enrijecimento de parede celular, tornando-a mais resistente. Entretanto, como mencionado anteriormente, o nitrogênio tende a competir pelos sítios de ligação com esses elementos e, quando em excesso, torna esses tecidos vegetais mais suscetíveis. De acordo com Marschner (1995), “o dano causado pelo excesso de nitrogênio pode ser justificado pela redução na síntese de compostos fenólicos como as fitoalexinas e lignina, o que torna a planta mais tenra e menos resistente às infecções fúngicas”.

Estudando sobre os estresses causados pela falta ou excesso de nitrogênio em plantas de arroz, Nohatto et al. (2013) afirmou que “tanto a utilização de doses excessivas de nitrogênio quanto a limitação desse recurso podem provocar uma condição de estresse oxidativo em plantas de arroz”. Em um estudo sobre doses e formas de nitrogênio para nutrição de capim Tanzânia, Correr (2015) cita Magalhães et al (2006), e afirma que o fornecimento inapropriado de nitrogênio gera estresse ocasionado pela oxidação do óxido nítrico (NO–) por radicais de peróxido de hidrogênio (H2O2), que resultam na formação do radical hidroxila (OH–) e dióxido de nitrogênio (NO2) e a produção fotoquímica de O3, e que estes compostos podem promover alterações morfológicas.

 Formas de absorção do nitrogênio

A assimilação do nitrogênio compreende os processos de redução do nitrato a amônio e a incorporação do amônio em aminoácidos. A taxa e a quantidade de nitrogênio assimilado pelas plantas durante o seu ciclo dependem da atividade das enzimas envolvidas no ciclo do nitrogênio e da disponibilidade de energia necessária para os processos de assimilação (BREDEMEIER & MUNDSTOCK, 2000).

Segundo Andrade et al (2001), a concentração de nitrato e de amônio na solução do solo varia dentro de períodos relativamente curtos e o requerimento vegetal também varia dependendo da espécie, da idade, do estádio fisiológico e da disponibilidade de carboidratos.

De acordo com Brown et al. (1983a, b) e Blackmer (2000), citados por Heinrichs et al. (2006), de modo geral, no início do desenvolvimento das plantas, há preferência da absorção da forma amoniacal e, à medida que vai avançando o ciclo vegetativo, aumenta a absorção na forma nítrica.

Contudo, as duas formas devem ser oferecidas de maneira equilibrada. O fornecimento diferencial de nitrato e de amônio para a planta pode afetar os níveis das enzimas envolvidas no metabolismo do nitrogênio, resultando em alterações no crescimento e na produção vegetal (CARVALHO, 2012).

Uma vez no interior das células o NO3– (nitrato) pode seguir quatro rotas distintas: (1) nas raízes, é reduzido primeiramente a NO2– (nitrito), a seguir a NH4+(amônio), sendo finalmente assimilado na forma de aminoácidos, contribuindo para o crescimento das raízes; (2) o NO3– (nitrato) absorvido nas raízes é transportado para a parte aérea onde é reduzido a NH4+ (amônio) e assimilado como aminoácidos, promovendo o crescimento geral da planta; (3) uma quantidade significativa de NO3– (nitrato) pode ser armazenada como reserva nos vacúolos; (4) uma pequena parte do NO3– (nitrato) absorvido pode ser excretado de volta ao solo (PURCINO et al, 2000).

Problemas da adubação mineral de nitrogênio

A duração e permanência do nitrogênio mineral no solo é dependente de uma série de fatores, como absorção pelas plantas, mineralização de matéria orgânica, regime pluvial da região, perdas por volatilização, lixiviação e ação de bactérias desnitrificantes, que transformam compostos nitrogenados em N2 (nitrogênio atmosférico).

Muitos fertilizantes comercializados atualmente trabalham com compostos de rápida liberação e disponibilização do nitrogênio no solo, como a ureia o que, a priori parece ser algo interessante. Do ponto de vista agronômico, a ureia apresenta uma séria limitação nas aplicações à superfície do solo, em razão das chances de perdas por volatilização de NH3 (amônia) (FILHO, 2010). Neste caso, a amônia provém da redução do nitrito (NO2–) que, por sua vez, deriva da redução do nitrato.

Além disso, o uso descomedido destes adubos pode gerar salinidade no solo, dificultando a absorção de água e outros nutrientes. O mineral pode, inclusive, ser facilmente perdido por lixiviação se a época de aplicação coincidir com períodos chuvosos, o que ocasionará perda parcial ou total do investimento feito para fertilização.

Há relatos na cultura do milho em que, o nitrogênio aplicado em cobertura na forma de ureia e fornecida no estádio V3 a V5, é absorvida pela planta de forma rápida e em grande quantidade, a qual acaba desencadeando o processo de síntese e metabolismo de peróxido de hidrogênio (H2O2), substância altamente tóxica à planta. O que faz com que ela destine parte de sua energia para se “desintoxicar”, causando perdas na produtividade.

Fertilizantes minerais também podem se tornar um problema ambiental, pois parte dos minerais são perdidos e levados pela água das chuvas, contaminando rios e mananciais; ou se infiltra no solo, contaminando lençóis freáticos.

Importância do fornecimento gradual de nitrogênio

Fertilizantes de liberação gradual são aqueles que possuem tecnologias que permitem a liberação do N ao longo do ciclo produtivo, aumentando a eficiência do produto. Diversos estudos relatam que, o nitrogênio, quando liberado de forma contínua, oferece melhor rendimento, mais estabilidade, redução no acamamento, menor perda por lixiviação e favorecem o desenvolvimento de micro e macrofauna do solo.

O organomineral nitrogenado produzido pela ILSA Brasil, o AZOSLOW, apresenta esta característica, onde o fornecimento do nitrogênio orgânico presente no fertilizante se dá de forma gradual, pois será mineralizado através da ação de microrganismos. Diante deste fato e além de inúmeras outras vantagens, podemos dizer que esse tipo de adubação permite redução no número de aplicações, pois o mineral será disponibilizado naturalmente durante todo o desenvolvimento da planta, muitas vezes sem a necessidade de adubações posteriores.

Outra vantagem é o aumento da resistência a doenças e ao ataque de pragas. Isso se deve ao fato de o N não ser liberado em uma única etapa, mas sim ao longo do ciclo, evitando inibição competitiva de absorção de outros nutrientes responsáveis pela rigidez de tecidos vegetais.

Por apresentar matriz composta por aminoácidos naturais, os fertilizantes da ILSA Brasil são sustentáveis e seguros ao meio ambiente, podendo, inclusive, ser recomendados para cultivos orgânicos, apresentando certificado Ecocert® (consultar produtos com atestado em nosso site).

Lembre-se de sempre manter a análise de solo em dia e qualquer dúvida, entre em contato com a nossa equipe!

Autores:

• Eng. Agr. MSc. Aline Tramontini dos Santos
• Eng. Agr. Ana Elisa Velho
• Eng. Agr. MSc. Thiago Stella de Freitas

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Como as plantas conseguem absorver o nitrogênio do solo?

Quais as formas de absorção do nitrogênio pelas plantas e qual suas funções no desenvolvimento vegetal?

Qual a principal forma química que o nitrogênio é absorvido pelas plantas explique a mobilidade do N no solo com base nessa informação?

Porque o nitrogênio não pode ser absorvido pelas plantas?