Figura 3 : Formação do nódulo (Buchmam et al 2000)
Figura 4: Assimilação do Nitrogênio por organismo fixador
do N2
O nitrogênio gasoso pode ser oxidado pelos relâmpagos e arrastado para o solo através da chuva. A água pluvial pode carrear algumas vezes, amônia que escapou na atmosfera. As medições realizadas numa estação experimental na Inglaterra, durante um período de 5 anos, mostraram que a água da chuva levou 7,1 quilogramas de nitrogênio por hectare por ano.
Os elementos essenciais ao crescimento das plantas constituem apenas uma pequena proporção dos solos mais férteis, conforme podemos observar no Quadro 1. Os minerais mais comuns dos solos derivam do alumínio e do silício, mas estes, embora desempenhem um papel na manutenção dos elementos essenciais, não contribuem diretamente para a nutrição dos vegetais.
Quadro 1 - Concentrações e quantidades dos elementos essenciais
em solos agrícolas representativos.
Em situações normais, os elementos presentes no solo recirculam, tornando-se novamente disponíveis para o crescimento das plantas. Conforme discutimos anteriormente, as partículas de argila de carga negativa são capazes de ligar íons positivamente carregados, tais como, por exemplo Ca2+, Mg2+ e K+. Os íons são removidos das partículas pelas raízes da planta, quer diretamente, quer após passar na solução do solo. Em geral, os cátions exigidos pelas plantas estão presentes em grandes quantidades nos solos férteis e as quantidades removidas por culturas simples são pequenas. Entretanto, quando uma série de culturas cresce num determinado campo e quando os nutrientes são continuamente removidos do ciclo pela sua colheita, alguns cátions (comumente o potássio) podem esgotar-se a tal ponto que se torna necessário adicionar fertilizantes contendo o elemento ausente.
O nitrogênio e o fósforo podem constituir também fatores limitantes sob condições de agricultura devido, em grande parte, à colheita das plantas. Por conseguinte, o nitrogênio, o fósforo e o potássio são os três elementos mais comumente incluídos nos fertilizantes comerciais. Os fertilizantes são geralmente rotulados com uma fórmula que indica a percentagem de cada um destes três elementos. Por exemplo, um fertilizante 10-5-5 é um fertilizante que contém 10% de nitrogênio, 5% de ácido fosfórico e 5% de potássio.
Outros elementos essenciais são por sua vez limitante em solos cultivados, embora sejam necessários em quantidades muito pequenas.
A terra é formada de cerca de 90 elementos de ocorrência natural, sendo os mais comuns o oxigênio, silício, alumínio e ferro. Os elementos são encontrados sob a forma de minerais. Um mineral é uma substância inorgânica que ocorre naturalmente, cuja composição química é definida. As rochas são misturas de minerais. O solo é formado pela desagregação das rochas e consiste de uma porção inorgânica e uma porção orgânica. O horizonte A do solo contém a maior parte da matéria orgânica, tanto viva quanto morto, bem como as partículas minerais mais altamente desagregadas. No horizonte B observa-se a presença de fragmentos minerais, com pouca matéria orgânica. O horizonte C é composto de rocha relativamente pouco decomposta.
Sabe-se que as plantas superiores requerem um total de 16 elementos para seu crescimento normal. Destes, o carbono, o hidrogênio e o oxigênio provêm do ar e da água. O restante é absorvido pelas raízes sob a forma de íons. Estes 13 elementos são algumas vezes classificados em macronutrientes e micronutrientes. Os macronutrientes são o nitrogênio, potássio, cálcio, fósforo, magnésio e enxofre. Os micronutrientes são o ferro, cloro, cobre, manganês, zinco, molibdênio e boro.
O sódio é necessário para algumas plantas, e o cobalto é indiretamente essencial para outras.
Os elementos minerais desempenham numerosas funções importantes nas células. Regulam a osmose e afetam a permeabilidade celular. Alguns servem como receptores de elétrons, como componentes estruturais das células e como fatores acessórios para os catalisadores ou como componentes estruturais de enzimas.
Os minerais tornam-se disponíveis na solução edáfica para as plantas sob a forma de íons. Estas utilizam a energia metabólica para concentrar os íons de que necessitam. Alguns dos íons são captados por processos de transporte ativo, ao passo que outros fluem aparentemente de modo passivo, devido aos gradientes eletroquímicos criados pelos íons que se movem ativamente e suas bombas.
Numa comunidade natural, os elementos são retirados do solo pelas plantas e, a seguir, retornam a ele quando as plantas ou os animais que delas se alimentam morrem. As associações do tipo micorriza entre fungos e raízes de plantas são importantes no funcionamento deste sistema e na mediação direta da captação dos íons.
Sob condições agrícolas, o nitrogênio, o fósforo e o potássio tornam-se, mais comumente, fatores limitantes para o crescimento vegetal; portanto estes elementos são comumente fornecidos ao solo nos fertilizantes.
A circulação do nitrogênio através do solo, através dos organismos vegetal e animal e, novamente através do solo, é conhecida como Ciclo do Nitrogênio. Envolve várias etapas. O nitrogênio alcança o solo sob a forma de material orgânico de origem vegetal e animal. Estas substâncias são decompostas por organismos que vivem no solo. A amonificação, que é a liberação de amônio (Nh2+) de compostos nitrogenados é efetuada por bactérias e fungos que vivem no solo. A nitrificação é a oxidação do amônio, com formação de nitritos e nitratos; estas são realizadas por dois tipos diferentes de bactérias. O nitrogênio entra nas plantas quase que totalmente sob a forma de nitratos. No interior delas, os nitratos reduzem-se a amônio. Os aminoácidos são formados pela combinação de amônio com um cetoácido (aminação) ou através da transferência de um grupamento amino (-NH2) de um aminoácido para um cetoácido, dando origem a outro aminoácido (transaminação). Estes compostos orgânicos retornam subseqüentemente ao solo, completando o Ciclo do Nitrogênio.
O solo perde o nitrogênio por remoção das culturas nele instaladas, erosão, fogo, lixiviação e ação das bactérias desnitrificantes. O nitrogênio é fornecido ao solo pela fixação do nitrogênio que consiste na incorporação de nitrogênio elementar em componentes orgânicos. A fixação biológica deste gás é totalmente efetuada por microrganismos. Estes incluem bactérias (Rhizobium), que são simbiontes das leguminosas, bem como bactérias e algas azuis de vida livre nos solos. Na agricultura, as plantas são removidas do solo. Em conseqüência, o nitrogênio e outros elementos não são reciclados, como na natureza, e, portanto, devem ser freqüentemente repostos sob forma orgânica ou inorgânica.
Fonte: www.ciagri.usp.br
O nitrogênio é um elemento que entra na constituição de duas moléculas orgânicas extremamente importantes: as proteínas e os ácidos nucléicos. Embora esteja presente em grande porcentagem no ar atmosférico, na forma de N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas. Como conseqüência, os demais seres vivos dependem daqueles organismos para a fixação do nitrogênio ambiental.
As bactérias que fixam o nitrogênio diretamente da atmosfera vivem próximo à superfície do solo. Ao morrer e ser degradadas, essas bactérias liberam seu nitrogênio no solo, na forma de moléculas de amônia. Outros tipos de bactérias transformam a amônia em nitratos e é, nessa forma, que as plantas absorvem o nitrogênio do solo, por meio de suas raízes. Os herbívoros obterão nitrogênio ao comerem as plantas. Certas bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão. Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas. A rotação de culturas é uma prática recomendável, porque as planta leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para outras culturas.
A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas denitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.
Fonte: www.coladaweb.com
