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Nitrato (NO3-) versus amônia (NH4+)

Processos de conversão do nitrogênio no solo


As três principais fontes de nitrogênio utilizadas na agricultura são ureia, amônia e nitrato. A oxidação biológica de amoníaco em nitrato é conhecida como a nitrificação. Este processo consiste em várias etapas, como demonstrado na Figura 1, e é mediada por bactérias autotróficas, obrigatoriamente aeróbicas. Em solos alagados, a oxidação de NH44+ é, assim, limitada. A ureia é decomposta pela enzima urease ou quimicamente hidrolisada em amoníaco e CO2. No processo de amonificação, o amoníaco é convertido por bactérias amônio-oxidantes em amônia. No passo seguinte, a amônia é convertida por bactérias nitrificantes em nitrato (nitrificação).

A taxa de conversão do nitrogênio depende das condições presentes no solo para as bactérias nitrificantes. A nitrificação do NH44+ a NO3- preferencialmente ocorre nas seguintes condições:

  • Na presença de bactérias nitrificantes.
  • Temperatura do solo > 20 °C.
  • pH do solo entre 5,5 - 7,5.
  • Umidade e oxigênio suficientemente disponíveis no solo.


Amônia pode acumular-se no solo, desde que a conversão de nitrogênio esteja limitada ou completamente nula quando uma ou mais das seguintes condições de solo estiverem presentes (Mengel e Kirkby, 1987):

  • Condições de baixo pH no solo diminuem substancialmente a oxidação  microbiana de NH4+.
  • Falta de oxigênio (solos alagados).
  • Falta de matéria orgânica (como uma fonte de carbono para as bactérias).
  • Solos secos.
  • Baixas temperaturas no solo diminuem a nitrificação devido à baixa atividade dos micro-organismos no solo.
  • A nitrificação tem sua temperatura ótima à 26 °C, ao passo que a amonificação tem sua temperatura ótima à 50 °C. Logo, em solos tropicais, mesmo sob condições de pH neutro, ocorre o  acúmulo de amônia devido aos baixos níveis de nitrificação. 


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Figura 1. Processos de conversão de N no solo. (Clique na figura para ampliar, Clique aqui para abrir e imprimir a figura)


Vantagens do nitrato sobre fertilizantes que contem amônia


Nitratos são a fonte preferencial de nitrogênio:

  • Não volátil: ao contrário da amônia, nitratos não são voláteis, portanto, não há necessidade de incorporá-los ao solo quando aplicado por cobertura à lanço ou de forma localizada, o que o torna uma fonte conveniente para a aplicação.
  • Móvel no solo – absorvido diretamente pelas plantas, alta eficiência.
  • Sinergicamente os nitratos promovem a absorção de cátions, como K, Ca e Mg, enquanto a amônia compete na absorção com estes cátions.
  • Os nitratos podem ser facilmente absorvidos pelas plantas e não precisam ser submetidos a qualquer conversão adicional, como é o caso da ureia e da amônia, antes de serem absorvidas pelas plantas.
  • Não há acidificação no solo se todo o nitrogênio for aplicado na forma nítrica.
  • Nitratos limitam a absorção de elementos nocivos, como o cloro, em grandes quantidades.
  • A conversão dos nitratos à aminoácidos ocorre na folha. Este processo é alimentado pela energia solar, o que o torna um processo eficiente em termos energéticos. A amônia tem que ser convertida em compostos orgânicos de N nas raízes. Este processo é alimentado por carboidratos, que são consumidos, em detrimento à outros processos vitais, tais como o crescimento da planta e o enchimento de frutos.


A maior eficiência na absorção do nitrogênio como nitrato, em comparação com a fertilização amoniacal, foi claramente demonstrada por Legaz et al (1996). Eles descobriram que a maior eficiência na absorção do N (isótopo marcado N-15) em árvores de citros, em função do tipo de fertilizante (KNO3, sulfato de amônia) aplicado, em um solo arenoso e em um solo argiloso, medido ao longo de um período de seis meses, foi obtida com nitratos. As diferenças na absorção de N foram maiores no solo arenoso, onde se obteve 60% de eficiência na absorção do N quando este foi aplicado como nitrato de potássio, e apenas 40% de eficiência na absorção do N, quando este foi aplicado como sulfato de amônia.


Relação nitrato / amônia ideal no solos


Em condições de solo, Knight et al (2000) concluíram que a nutrição com alto teor de NO3- se opõe à com alto teor de NH4+ resultando a primeira ser mais benéfica em relação à produtividade da batata, características de qualidade e maior retorno financeiro para o agricultor. O estudo foi conduzido em Sandveld of Western Cape, África do Sul, em solos com pH ácido, e a falta de argila e matéria orgânica nos solos desfavorecia a nitrificação. Foram comparadas três diferentes relações de amônia:nitrato, 80:20, 50:50, 20:80, para três diferentes níveis de N. Os melhores resultados em termos de retorno ao produtor foram alcançados quando 80% do N exigido foi aplicado como NO3- e 20% como NH4+.


Em situações parecidas onde as relações NO3- : NH4+ foram comparadas, foram obtidas conclusões similares em muitas outras culturas em relação ao aumento do desempenho (azevém – Cunningham, 1963; citros - Van der Merwe, 1953; tomate - Kafkafi et al, 1971).


Relação nitrato / amônia ideal em hidroponia


Em hidroponia, as quantidades normais de NH4+ adicionadas nas soluções nutritivas estão entre 5 a 10% do fornecimento total de N e raramente serão superiores à 15%. Em rosas estes níveis podem chegar à 25% durante a fase vegetativa, enquanto que para melão tende a 0% durante o desenvolvimento dos frutos. O ajuste da adição de NH4+ ocorre durante o ciclo de crescimento da cultura, em relação ao pH no meio ambiente da zona radicular. A adição de NH4+ diminui o pH na zona radicular, devido a uma ativação na absorção do cátion (NH4+) e uma redução na absorção do ânion (NO3-). Quando NH4+ é absorvido, a planta liberta H+, a fim de manter a neutralidade eléctrica da planta, o que promove um pH mais baixo no entorno das raízes. O pH ótimo nas soluções de substrato variam de 5 a 6, para quase todas as culturas (Sonneveld e Voogt, 2009).


A adição de NH4+ como um substituto de NO3- em sistemas de substrato pode reduzir a absorção de outros cátions, como K+, Ca2+ e Mg2+, o que pode ser explicado pela competição catiônica entre o cátion NH4+ e os outros cátions. A intensidade destes efeitos depende de vários fatores como cultura, condições de crescimento e os ajustes feitos no equilíbrio iônico dos nutrientes. Por conseguinte, uma utilização cuidadosa de NH4+ é recomendada para as culturas que são sensíveis à deficiência de Ca. Isto é especialmente verdadeiro quando essas culturas são cultivadas sob condições climáticas que reduzem o transporte de Ca para os frutos. Bons exemplos disso são a produção de tomate e pimentão em condições secas e quentes. Ambas as culturas são sensíveis à podridão apical, causada por deficiência de Ca no fruto, que é estimulada por um clima quente e seco. Sob estas condições qualquer redução na absorção de cálcio pode ser perigosa assim como o uso de NH4+.


Referências:

Cunningham, R.K. 1963. Cation-anion relationships in crop nutrition. Rothamstead Exp. Sta., 1962 Report, p. 65.

Kafkafi, U., I. Walerstein and S. Friegenbaum. 1971. Effect of potassium nitrate and ammonium nitrate on the growth, cation uptake and water requirement of tomato grown in sand culture. Israel J. Agr. Res. 21:13-20.

Knight, F.H., P.P. Brink, N.J.J. Combrink and C.J. van der Walt. 2000. Effect of nitrogen source on potato yield and quality in the Western Cape. FSSA Journal 2000, pp. 157-158.

Legaz Paredes F., B. Martín Olmo, M.D. Serna Guirao and N. Muñoz Enrique. 1996. Dinámica de nutrientes y mejora de las técnicas de fertilizacion en cítricos. Instituto Valenciano de Investigación Agrária (IVIA). Valencia. 233-239.

Mengel K. and E.A. Kirkby. 1987. Principles of plant nutrition. 4th ed. IPI, Bern. 687 pp.

Sonneveld, C. and W. Voogt. 2009. Plant nutrition of greenhouse crops. Springer Dordrecht Heidelberg London New York. 431 pp.

Van der Merwe, A.J. 1953. Nitrogen nutrition of citrus in the nitrate and ammonium form. S. Afr. Dep. Agric. Sci. Bull. 299, p. 158.


 

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