DISPONIBILIDADE DE NITROGÊNIO E ADUBOS NITROGENADOS

Paulo Roberto Ernani, Ph.D.
Prof. da Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) e Pesquisador nível 1 do CNPq. Email: prernani@cav.udesc.br. Homepage: www.paginas.cav.udesc.br/pauloernani.


O nitrogênio (N) tem grande influência no desenvolvimento das plantas, na produtividade, e na qualidade dos produtos colhidos. A disponibilidade do N às plantas é mais complexa de ser avaliada do que a dos demais nutrientes, em função do grande número de reações que ocorrem com esse elemento no solo, da rapidez de algumas dessas transformações e da inexistência de análises laboratoriais rápidas e simples que quantifiquem com confiança os valores presentes no solo. Além disso, a disponibilidade de N é muito influenciada pelo tipo de solo e pelas condições climáticas.
Para que se possa entender a dinâmica do N no sistema solo-planta, a necessidade da aplicação de fertilizantes nitrogenados e o tipo de fertilizante mais apropriado para cada situação, é necessário conhecer as reações que ocorrem com esse nutriente no solo. A seguir serão descritas algumas delas.
1. Mineralização: consiste na transformação do N da matéria orgânica para a forma mineral, pela ação dos microrganismos. O N presente nos estercos animais e em resíduos vegetais mineraliza quase que completamente nos primeiros 2 a 3 meses após a adição desses materiais ao solo. Por outro lado, a mineralização do N da matéria orgânica estável do solo é bem mais lenta e a taxa dificilmente ultrapassa valores de 5% ao ano. A quantidade de N mineralizada do solo aumenta com o aumento do teor de matéria orgânica e com o pH do solo, e é muito influenciada pela temperatura e umidade do solo, e pela atividade dos microrganismos. Sendo assim, em períodos prolongados de estiagem, em solos com baixos teores de matéria orgânica, em solos pouco profundos ou com grande quantidade de pedras, a quantidade de N mineralizada é pequena, sendo necessária a adição de maiores quantidades de fertilizantes nitrogenados. Por outro lado, solos com médios a altos teores de matéria orgânica podem suprir completamente o N necessário para espécies pouco exigentes, principalmente muitas frutíferas perenes, não sendo necessário a adição de fertilizantes minerais.
2. Nitrificação: consiste na transformação do N amoniacal (N-NH4+) em N nítrico (N-NO3-) por bactérias estritamente aeróbias, em duas etapas [2NH4++ 3O2  2NO2- + 2H2O + 4H+ e 2NO2- + 3O2  2NO3-]. A nitrificação é indesejável porque os solos possuem carga elétrica negativa e, assim, não consegue reter o nitrato que também tem carga negativa. Ele permanece totalmente na solução do solo e pode ser perdido por lixiviação, caso ocorram chuvas de grande intensidade. O amônio (N-NH4+), por ter carga positiva, é retido pelas cargas negativas do solo, e não lixívia. Devido à nitrificação, dependendo da dose de N a ser aplicada ao solo e da cultura, recomenda-se aplicar os fertilizantes nitrogenados em várias vezes. Atualmente existem alguns fertilizantes nos quais são incorporados inibidores dessa reação, como será abordado no final deste artigo.
3. Volatilização de amônia: é uma reação na qual o N gasoso migra do solo para a atmosfera [NH4+ + OH- = NH3  + H2O]. Essa reação pode assumir grande importância quando se adicionam adubos amoniacais a solos com pH alcalino, e principalmente em algumas situações quando a uréia é aplicada sobre a superfície do solo.
A uréia, quando aplicada sobre a superfície, sem ser misturada ao solo, pode ocasionar volatilização de amônia que vão desde valores insignificantes até quantidades extremamente altas, dependendo das condições de solo e clima. Baixa umidade no solo, baixa capacidade de troca de cátions (CTC), temperaturas altas e aplicação de calcário sem incorporação com o solo, são fatores que acentuam as perdas de amônia a partir da aplicação de uréia não incorporada ao solo.
A hidrólise da uréia [CO(NH2)2] é intermediada pela enzima urease, e resulta na formação de carbonato de amônio [CO(NH2)2 + 2H2O  (NH4) 2CO3] que se decompõe rapidamente, originando amônio, bicarbonato e hidroxila [(NH4) 2CO3 + H2O  2NH4++ OH- + HCO3-] com a elevação do pH ao redor dos grânulos do fertilizante. Dessa forma, parte do amônio se converte em amônia [NH4++ OH- = NH3 + H2O] que pode se perder para a atmosfera. Quando a uréia é incorporada ao solo, essas perdas praticamente não ocorrem porque a amônia, ao difundir para a atmosfera, encontra regiões de solo com pH menor do que 7,0 e a reação acima acontece no sentido contrário, com a formação de amônio. A volatilização de amônia é maior e mais rápida em solos arenosos de baixa CTC do que em solos argilosos, principalmente quando existem resíduos vegetais (vivos ou mortos) sobre a superfície do solo. A perda de amônia por volatilização ocorre essencialmente na primeira semana após a aplicação da uréia sobre a superfície do solo. Atualmente estão sendo incorporados inibidores desta reação em alguns fertilizantes nitrogenados, como será abordado no final deste artigo.
4. Lixiviação: consiste no movimento vertical do N no perfil do solo para profundidades abaixo daquelas exploradas pelas raízes. É a reação mais importante do N em áreas com alta precipitação pluviométrica. Ela é preocupante porque os solos possuem cargas elétricas negativas e a quase totalidade do N mineral do solo se encontra na forma de nitrato (NO3-), que também tem carga negativa. Para diminuir a chance de lixiviação, os fertilizantes nitrogenados têm que aplicados em várias vezes. Na primavera-verão da última safra agrícola e também da atual, a precipitação pluviométrica foi extremamente alta, resultando em grandes perdas de N do solo por lixiviação. Doses adicionais de N tiveram que ser aplicadas ao solo, mesmo em situações onde normalmente não seria preciso aplicar fertilizantes nitrogenados.
A avaliação da disponibilidade de N no solo depende, portanto, de todos os fatores que afetam as reações descritas anteriormente. Estes fatores variam com o tipo de solo, com a espécie cultivada e principalmente com as condições climáticas. Caso o solo não consiga fornecer a quantidade de N necessária para a cultura, é preciso fazer a suplementação por meio de fertilizantes nitrogenados, orgânicos ou minerais. Todos os adubos nitrogenados minerais existentes são completamente solúveis em água e, portanto, dissolvem imediatamente na solução do solo. Eles diferem na forma química em que o N se encontra (amoniacal, nítrica, ou amídica), na concentração e nos demais cátions e ânions presentes em suas fórmulas. Em função da limitação de espaço, abordaremos apenas os 4 mais importantes e um grupo novo que tem sido lançado recentemente.
1. Uréia [CO(NH2)2]. A uréia é o fertilizante nitrogenado mais usado no Brasil, principalmente em função do baixo custo por unidade de N e da alta concentração (45% de N), o que diminui os custos com transporte. O principal aspecto negativo da uréia é a possibilidade de parte de seu N se perder por volatilização quando ela é aplicada sobre a superfície do solo, sem incorporação. Para minimizar este tipo de perda, ela deve ser aplicada com solo úmido ou no dia que antecede uma chuva, desde que esta não seja extremamente volumosa. O uso de formas líquidas pode ser extremamente vantajoso, especialmente com existe muita cobertura vegetal sobre o solo.
2. Nitrato de amônio (NH4NO3). É um fertilizante que vem ganhando mercado no Brasil, principalmente em função da diminuição progressiva de seu custo. Ele possui 33% de N, sendo metade na forma amoniacal e metade na forma nítrica. A parte amoniacal pode se ligar às cargas elétricas negativas do solo, ser absorvida pelas raízes ou ser nitrificada. O nitrato migra diretamente para a solução do solo, de onde pode ser absorvido ou ser lixiviado. A vantagem do nitrato de amônio em relação à uréia é que sua dissolução não altera o pH nas imediações dos grânulos e com isso não promove volatilização de amônia em solos com pH menor que 7,0, independente se o fertilizante for aplicado sobre a superfície ou incorporado com o solo. A desvantagem dele relativamente à uréia, além do custo por unidade de nitrogênio, é que metade do N (a parte nítrica) migra para a solução do solo imediatamente após a aplicação ao solo, podendo ser lixiviado rapidamente caso existam condições favoráveis para isto.
3. Nitrato de cálcio [Ca(NO3) 2]. É um fertilizante pouco usado para aplicações no solo devido seu alto preço por unidade de N e por ter todo o N na forma nítrica, mais susceptível de ser lixiviada. Ele tem sido usado algumas vezes como fonte de cálcio para frutíferas, através de pulverizações foliares. Em algumas situações específicas, essa prática pode ser vantajosa, principalmente para áreas que necessitam de N. Para as variedades com frutos de coloração vermelha, as pulverizações com N devem se restringir aos períodos iniciais de desenvolvimento dos frutos, pois o excesso desse nutriente pode prejudicar o desenvolvimento da coloração vermelha e a conservação dos mesmos.
4. Nitrato de potássio (KNO3). É um fertilizante misto que possui 13% de N e 44% de K2O. Apesar de possuir dois nutrientes, esse fertilizante é bem mais caro que a compra individual de N e K a partir de outras fontes e, por isso, sua aplicação ao solo não se justifica, mesmo em atividades agrícolas com alto retorno do capital investido.
5. Uréia com inibidor da urease ou uréia com inibidor da nitrificação. Esses adubos foram lançados recentemente no Brasil, com diversos nomes comerciais. Esses dois grupos têm características bem distintas e devem ser utilizados, quando for conveniente, em situações específicas. Ambos são produzidos a partir da uréia convencional, na qual são misturados compostos químicos que têm a habilidade de inibir, respectivamente, a ação da urease ou das bactérias que realizam a nitrificação.
A uréia com inibidor da urease deve ser usada quando se pretende, portanto, evitar a volatilização de amônia a partir da aplicação do adubo sobre a superfície do solo, pois retarda-se a hidrólise da molécula da uréia e, com isso, sua passagem para a forma gasosa. A uréia com inibidor da nitrificação, por outro lado, só deve ser utilizada quando se pretende diminuir a lixiviação de nitrato, pois neste adubo a nitrificação é retardada.
O que poucos sabem é o fato de que a estabilidade das moléculas presentes nestes fertilizantes, responsáveis pela inibição da urease ou da nitrificação, tem vida extremamente curta, de dias. Sendo assim, essas duas reações serão retardadas em duas semanas apenas. Após este período, estes fertilizantes terão o mesmo comportamento da uréia convencional.
Esses novos adubos são mais caros do que a uréia e nem sempre a aplicação dos mesmos se justifica. Inúmeros aspectos de solo e de clima têm que ser considerados conjuntamente por ocasião da tomada de decisão sobre o uso ou não dos mesmos em determinada cultura em substituição aos adubos nitrogenados convencionais. Vários grupos de pesquisa do Brasil, dentre os quais o nosso, estão avaliando a eficiência desses novos adubos em comparação com a uréia tradicional.