O nitrogênio é o nutriente mais essencial para a produção agrícola, mas também um dos mais difíceis de regular. Este composto é vital para a produção agrícola global. No entanto, o excesso de nitrogênio dos fertilizantes é lixiviado para o meio ambiente, levando a efeitos prejudiciais.
Neste artigo vamos falar sobre o importância do nitrogênio na agricultura e como certas culturas podem ser alimentadas com nitrogênio do ar.
Qual é a importância do nitrogênio para o crescimento das plantas?
O nitrogênio desempenha um papel crucial tanto nas plantas quanto nos humanos, pois é utilizado para sintetizar aminoácidos que geram as proteínas responsáveis pela construção celular e constitui um dos componentes fundamentais do DNA. Além do mais, O nitrogênio é vital para o crescimento das plantas, pois é um elemento principal da clorofila, o composto que permite às plantas aproveitar a energia da luz solar para converter água e dióxido de carbono em açúcares.
O ciclo do nitrogênio é baseado em uma série de processos pelos quais o nitrogênio passa da atmosfera para o solo, passa pelo solo e finalmente retorna à atmosfera.
O processo começa com a fixação biológica do nitrogênio, um fenômeno no qual bactérias fixadoras de nitrogênio que residem nos nódulos das raízes das leguminosas transformam matéria orgânica em amônio, que é então convertido em nitrato. As plantas podem absorver nitrato do solo e metabolizá-lo no nitrogênio necessário ao seu crescimento, enquanto as bactérias desnitrificantes facilitam a conversão do excesso de nitrato em nitrogênio inorgânico, que é posteriormente liberado na atmosfera.
O excesso de nitrato, ou aquele perdido por lixiviação (quando nutrientes essenciais são dissolvidos pela chuva ou irrigação), tem o potencial de infiltrar e contaminar as fontes de água subterrânea.
Qual é o papel dos fertilizantes nitrogenados?
Durante milénios, a humanidade não se preocupou em grande parte com o azoto. Contudo, no início do século XX, Tornou-se claro que as práticas agrícolas intensivas estavam a esgotar os níveis de nitrato do solo, levando a apreensões relativamente ao aumento da população global e à ameaça iminente de uma crise alimentar.
Após a industrialização da produção, a introdução de fertilizantes azotados sintéticos desempenhou um papel crucial na dinamização da Revolução Verde, levando a um aumento substancial na produção agrícola global a partir do final da década de 1960. Durante este período, tanto o México como as nações da Índia e do Paquistão alcançaram a auto-suficiência na produção de trigo, apesar de estarem à beira da fome.
Nas práticas agrícolas intensivas contemporâneas, a importância dos fertilizantes azotados sintéticos tem crescido acentuadamente. No momento, A produção global excede 100 milhões de toneladas métricas desta commodity anualmente, e as projeções da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura indicam que a procura deverá aumentar de forma constante, especialmente em regiões como a África e o Sul da Ásia.
É viável a longo prazo?
Com o aumento da procura global, o desafio da gestão do azoto reside no fornecimento de azoto suficiente para satisfazer as necessidades globais de segurança alimentar, reduzindo ao mesmo tempo a libertação do excesso de azoto, 300 vezes mais prejudicial ao meio ambiente que o dióxido de carbono.
Em certas áreas, a deficiência de azoto dificulta a obtenção da segurança alimentar e nutricional. Em contrapartida, noutras regiões, quase cinquenta por cento dos fertilizantes azotados utilizados na agricultura escapam para o ambiente, provocando efeitos adversos como aumento dos riscos ambientais, degradação irreversível dos solos e contaminação dos recursos hídricos.
Esta questão pode ser resolvida melhorando a eficiência da utilização do azoto, que se baseia num cálculo multifacetado que muitas vezes requer uma comparação entre a biomassa das culturas (principalmente o rendimento económico) ou o teor/absorção de azoto (rendimento) e o azoto aplicado (insumo) através de estrume ou sintético. fertilizantes. Ao optimizar esta relação, não só aumenta a produtividade das culturas, como também se reduzem as perdas ambientais através de uma gestão agronómica meticulosa, contribuindo para a melhoria a longo prazo da qualidade do solo.
Atualmente, a eficiência média global de utilização de nitrogênio não excede 50%, bem abaixo dos 67% estimados como necessários para atender à demanda alimentar global em 2050, assegurando ao mesmo tempo que o excesso de azoto permanece dentro de limites aceitáveis para a qualidade do ar e da água.
Embora estejam a surgir soluções tecnológicas avançadas para a gestão do azoto, os agricultores podem obter melhorias imediatas na eficiência da utilização do azoto através de uma variedade de métodos, incluindo aplicação de fertilizantes, utilização de fertilizantes azotados de libertação lenta, o uso de ferramentas de aplicação de nitrogênio de precisão (como Green Seeker) ou implementando fertirrigação por microirrigação.
Tecnologia ideal
Foram feitos progressos significativos no desenvolvimento de tecnologias destinadas à gestão eficiente do azoto, que, em combinação com práticas agronómicas adequadas, demonstraram o potencial para melhorar o rendimento das culturas. Esta abordagem melhora a eficiência da utilização do azoto e minimiza o excedente de azoto nas culturas.
Os pesquisadores estão examinando o vantagens da inibição biológica da nitrificação, mecanismo pelo qual as plantas liberam substâncias que afetam o ciclo do nitrogênio no solo. Este fenómeno natural, observado em certas gramíneas e parentes selvagens do trigo, desempenha um papel crucial na redução significativa das emissões de azoto.
Em 2007, os investigadores identificaram características biológicas de nitrificação num parente do trigo e, em 2018, transferiram com sucesso essas características para uma variedade de trigo de primavera chinês. Embora os resultados preliminares indiquem baixa produtividade e ainda estejam nas fases iniciais de desenvolvimento, os cientistas estão interessados em avaliar a possível aplicação deste processo a variedades comerciais de trigo no futuro. Se for bem-sucedida, esta tecnologia terá o potencial de impactar significativamente o cumprimento das metas globais de eficiência no uso do nitrogênio.