O nitrogênio (N) é o nutriente mais requerido pelas plantas (Figura 1). Isso ocorre devido as suas importantes funções no crescimento das culturas, uma vez que é o constituinte principal de aminoácidos, proteínas e componentes celulares, como a clorofila (Taiz et al., 2017). Dessa forma, deficiências de N impactam fortemente a produtividade das culturas agrícolas. Seu ciclo na natureza é altamente complexo, sendo dependente de diversos fatores, já que é o elemento com o maior número de transformações bioquímicas no sistema solo-planta-atmosfera (Taiz et al., 2017).

Figura 1. Absorção de nutrientes pela cultura do milho (com produtividade de 12,2 t/ha) e arroz irrigado (produtividade de 11,8 t/ha). Adaptado de: Pilecco et al., 2024 – Ecofisiologia do milho visando altas produtividades.

No Brasil, a fonte de N mais utilizada na agricultura é a ureia. No entanto, as perdas por volatilização na adubação nitrogenada com ureia podem chegar a 50% da quantidade aplicada, de acordo com condições de temperatura e umidade (Silva et al., 2016). Na produção de milho nos Estados Unidos, a adubação nitrogenada, junto com a irrigação, foram as maiores responsáveis pelas emissões de CO₂ equivalente (Grassini; Cassman, 2012). O custo dos fertilizantes minerais, a baixa eficiência no seu uso e a poluição ambiental tornam o uso de fontes de N orgânico uma opção atrativa para a agricultura (Silva et al., 2010). A Tabela 1 mostra o aproveitamento de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) em fertilizantes minerais e organominerais.

Tabela 1. Porcentagem de aproveitamento de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) de acordo com o tipo de fertilizante. Adaptado de Polidoro (2013).

                Para entendermos melhor a dinâmica do nitrogênio orgânico no solo, vamos relembrar alguns conceitos importantes do ciclo biogeoquímico do nitrogênio (Figura 2). Isso é importante, uma vez que o N orgânico não está imediatamente disponível para as plantas, já que estas absorvem o N na forma inorgânica ou mineral. Para isso, é preciso que ocorra a mineralização, que é basicamente transformar o N que está na forma orgânica em suas formas minerais (amônio = NH₄⁺ ou nitrato = NO₃⁻). Isso ocorre quando são degradados compostos orgânicos com baixa relação Carbono/Nitrogênio (C/N), para que os microrganismos do solo utilizam esses compostos como fonte de energia e estrutura para crescer e se multiplicar. O N orgânico primeiro é convertido em amônia (NH₃), que reage com a água, formando o amônio (NH₄⁺). Este pode ser absorvido pelas plantas ou convertido em nitrito (NO₂⁻) e, então, em nitrato (NO₃⁻), no processo chamado de nitrificação. A forma que predominará depende de fatores como pH do solo, aeração e umidade, temperatura, quantidade de matéria orgânica e microbiota do solo. Basicamente, solos ácidos, compactados, baixa temperatura, baixa matéria orgânica e baixa atividade microbiana favorecem a presença de amônio, enquanto solos neutros a básicos, bem aerados, temperaturas entre 25 e 35°C, alta matéria orgânica e alta atividade microbiana favorecem a presença de nitrato.

Figura 2. Ciclo biogeoquímico do nitrogênio.

Vamos pensar de maneira simplificada. Para usar o C no seu metabolismo, os microrganismos precisam do N, que compõe proteínas, enzimas, aminoácidos e outros compostos essenciais para seu metabolismo e crescimento. Quando o material tem baixa relação C/N, quer dizer que tem N suficiente para o C presente neste composto. Assim, o N que “sobra” volta para o solo nas formas inorgânicas, absorvíveis pelas plantas. No entanto, quando o material tem alta relação C/N, ou seja, menos N do que o necessário para metabolizar aquele C, os microrganismos precisam de mais N do que o composto oferece, dessa forma, eles imobilizam, mesmo que temporariamente o N mineral do solo, usando este em seu próprio metabolismo. O AZOGEL, matriz orgânica dos produtos orgânicos e organominerais sólidos da ILSA, é rico em nitrogênio e carbono, apresentando baixa relação C/N (<20), sendo de 3,25.  

Além da matéria orgânica do solo, a umidade, temperatura, pH do solo e a própria microbiota do solo influenciam esse processo. Por isso, a disponibilização dos nutrientes provenientes de fertilizante orgânicos é mais lenta e gradual. Isso é um benefício, pensando em disponibilizar os nutrientes ao longo do ciclo da cultura. O milho, por exemplo, tende a absorver nitrogênio, fosforo, boro, cobre e zinco durante, praticamente, todo o seu ciclo de desenvolvimento (Bender et al., 2013). Ter adequada disponibilidade de N próxima ao momento crítico da cultura, que para culturas de grão, geralmente, é entre o florescimento e o enchimento de grãos, é fundamental para uma boa produtividade. Isso porque nesse momento são definidos o número e o peso de grãos. Por outro lado, no início do desenvolvimento das culturas, que também tende a ser um momento crítico para o componente número de plantas por área, essa disponibilização mais lenta do N pode ser um desafio. É por isso que o AZOSLOW, fertilizante da ILSA, é uma combinação de N orgânico e N mineral, disponibilizando nitrogênio de forma imediata pela fração mineral e de forma gradual pela fração orgânica, fornecendo assim uma adubação equilibrada e eficiente durante o ciclo de desenvolvimento das culturas.

Além dessa disponibilização gradual do N, o AZOGEL é benéfico à saúde do solo em geral, pois como já vimos, a composição da microbiota do solo influência na disponibilidade de nutrientes. Com sua baixa relação C/N, o AZOGEL auxilia no aumento das populações de microrganismos do solo, promovendo a melhoria na saúde do solo, sem ocasionar a imobilização de N para as culturas.

Estudos realizados com alface mostram que quando a cultura recebeu fertilizantes orgânicos foram encontradas maiores concentrações de N, P, K, Ca, Mg e S nas plantas em comparação com aquelas que receberam adubação nitrogenada mineral, através de ureia (Lobo et al., 2023). Isso ocorre devido ao efeito sinérgico entre os nutrientes. Na solução do solo, os nutrientes estão na forma de íons livres, que podem ter cargas positivas ou negativas. Essas cargas fazem com que os nutrientes interajam de forma distinta na solução do solo, podendo facilitar (sinergia) ou dificultar (antagonismo) sua absorção pelas plantas (Tabela 2). De forma simplificada, elementos de cargas opostas tendem a estabelecer um sinergismo durante o processo de absorção, enquanto elementos com cargas semelhantes podem prejudicar a absorção do outros. Na prática, é importante compreendermos essas interações para manejar a nutrição de plantas da forma mais adequada, visando aproveitar ao máximo cada nutriente aplicado, já que este é um dos principais custos de produção das lavouras.

Tabela 2. Forma absorvível pelas plantas dos principais macro e micronutrientes.

          Além disso, o uso de fertilizantes orgânicos, que proporcionam uma melhor saúde do solo e estimulam as populações de microrganismos benéficos, é uma importante estratégia no manejo do fósforo. Isso porque microrganismos do solo desempenham papel essencial na mineralização e solubilização do P (Pavinato et al., 2020). Diferente do que ocorre com as bactérias fixadoras de N, os microrganismos solubilizadores de fosfato aparentemente não possuem especificidade com plantas, o que dificulta o sucesso da inoculação (Mendes, Junior, 2003). Para minimizar esse problema algumas estratégias devem ser adotadas, entre elas a introdução dessas bactérias em solos com alta disponibilidade de substratos orgânicos.

Em resumo, a dinâmica do nitrogênio orgânico no solo está diretamente ligada ao metabolismo dos microrganismos, já que estes irão decompor a matéria orgânica para obter carbono e nitrogênio. A relação C/N da matéria orgânica influencia a disponibilidade de N para as plantas. Baixa relação C/N resulta em mineralização do nitrogênio, que então pode ser absorvido pelas plantas. Além da relação C/N da matéria orgânica, fatores como temperatura, umidade, pH e atividade microbiana determinam se o N estará disponível na forma de amônio (NH₄⁺) ou nitrato (NO₃⁻). O uso de fertilizantes orgânicos, como os compostos pela matriz orgânica AZOGEL, podem melhorar a eficiência da nutrição nitrogenada, promovendo uma liberação gradual do nutriente, sincronizando a liberação do N com a demanda das culturas, favorecendo a saúde do solo e absorção de outros nutrientes. Compreender essas interações é essencial para um manejo eficiente da adubação, garantindo o suprimento adequado de N ao longo do ciclo das culturas e maximizando a produtividade agrícola.

Referências bibliográficas

Bender, R. R. et al. Nutrient uptake, partitioning, and remobilization in modern, transgenic insect-protected maize hybrids. Agronomy Journal, Madison, WI, v. 105, n. 1, p. 161-170, 2013

Grassini, P., Cassman, K. G. High-yield maize with large net energy yield and small global warming intensity. PNAS, v. 109, p. 1074–1079, 2012.

Lobo, T. F. et al. Avaliação do nitrogênio orgânico e mineral em quatro ciclos sucessivos da cultura da alface. Revista Ciência Agrícola, v. 21, p. e11877, 2023.

Mendes, I. C.; Junior, F. B. R. Microrganismos e Disponibilidade de Fósforo (P) nos Solos: uma análise crítica. Embrapa, 2003. 24 p.

‌Pavinato, P. S. et al. Revealing soil legacy phosphorus to promote sustainable agriculture in Brazil. Scientific Reports, v. 10, n. 1, 2020. ‌

Pilecco, I. B. et al. Ecofisiologia do milho visando altas produtividades. Santa Maria, 2ª edição, 2024. 400p.

Polidoro, J. C. Fertilizantes organominerais: potencial para a cafeicultura. Rio de janeiro: Embrapa Solos, 2013. Apresentação em slides.

‌Silva, F. A. M. et al. Resposta da alface  a  adubação  nitrogenada  com  diferentes  compostos  orgânicos  em  dois  ciclos  sucessivos.  Acta Scientiarum Agronomy, 2010, 32, 131-137.

Silva, A. G. B. et al. Urease Inhibitor NBPT on Ammonia Volatilization and Crop Productivity: A Meta‐Analysis. Agronomy Journal, v. 109, n. 1, p. 1–13, 2016.

‌Taiz, L. et al. Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 888 p.

Autores:

Eng. Agr. Msc. Isabela Bulegon Pilecco
Eng. Agr. Msc. Thiago Stella de Freitas
Eng. Agr. Tuíra Barcellos