Mineralização e Imobilização de Nutrientes

Mineralização e imobilização são processos microbianos opostos que convertem nutrientes entre formas orgânicas e inorgânicas, governando a quantidade do conjunto de nutrientes disponível para as plantas a qualquer momento.

Definition

Mineralização é a conversão microbiana de nutrientes contidos na matéria orgânica em formas inorgânicas solúveis, como amônio e fosfato; imobilização é a absorção desses nutrientes inorgânicos pela biomassa microbiana, removendo-os temporariamente do conjunto disponível.

Scope

Este tópico aborda a conversão microbiana de nutrientes orgânicos em formas minerais disponíveis para as plantas (mineralização) e a assimilação inversa de nutrientes minerais na biomassa microbiana (imobilização), o papel controlador da relação carbono-nitrogênio dos resíduos e a liberação líquida de nitrogênio e outros nutrientes. Ele conecta a decomposição ao suprimento de nutrientes.

Core questions

• Como os microrganismos convertem nutrientes orgânicos em formas disponíveis para as plantas?
• O que é imobilização e quando ela predomina?
• Como a relação carbono-nitrogênio dos resíduos controla a liberação líquida?
• Como a mineralização e a imobilização determinam o momento da disponibilidade de nutrientes?

Key concepts

• Mineralização de nitrogênio e fósforo
• Imobilização na biomassa microbiana
• Mineralização líquida e imobilização líquida
• Relação carbono-nitrogênio dos resíduos
• Decomposição e liberação de nutrientes
• Renovação da biomassa microbiana

Key theories

Ciclo de mineralização-imobilização

A mineralização e a imobilização ocorrem simultaneamente, e seu balanço líquido, se os nutrientes são liberados ou retidos, depende do conteúdo de energia e nutrientes do substrato que os microrganismos estão decompondo.

Controle pela relação carbono-nitrogênio

Quando os resíduos têm uma alta relação carbono-nitrogênio, os microrganismos retiram nitrogênio mineral do solo para construir biomassa (imobilização líquida); quando a relação é baixa, o nitrogênio excedente é liberado (mineralização líquida), de modo que a qualidade do resíduo governa o momento da disponibilidade de nutrientes.

Mechanisms

À medida que os microrganismos decompõem resíduos orgânicos para obter energia, eles quebram as ligações que retêm os nutrientes, liberando o excesso de nitrogênio, fósforo e enxofre como íons minerais quando o substrato contém mais nutrientes do que os microrganismos necessitam. Se o substrato é rico em carbono, mas pobre em nutrientes, os microrganismos buscam nutrientes minerais da solução do solo para construir sua biomassa, imobilizando-os temporariamente; os nutrientes são liberados novamente quando esses microrganismos morrem e são decompostos. A relação carbono-nitrogênio do resíduo é o principal controle sobre qual processo domina.

Clinical relevance

A mineralização e a imobilização explicam por que a incorporação de resíduos com alto teor de carbono, como a palha, pode temporariamente privar uma cultura de nitrogênio, enquanto resíduos com baixo teor de carbono e estercos liberam nutrientes rapidamente; o manejo da qualidade e do momento da aplicação dos resíduos é fundamental para sincronizar o suprimento de nutrientes com a demanda da cultura e reduzir as perdas.

History

O reconhecimento de que a decomposição pode tanto liberar quanto reter nutrientes, controlada pela relação carbono-nitrogênio dos insumos orgânicos, tornou-se um princípio fundamental da fertilidade do solo e do manejo de nutrientes à medida que a bioquímica do solo se desenvolveu ao longo do século XX.

Key figures

• Eldor A. Paul
• Nyle C. Brady
• Ray R. Weil

Seminal works

• paul2015
• brady2016

Frequently asked questions

Por que a adição de palha ao solo pode reduzir temporariamente o nitrogênio para as culturas?

A palha tem uma alta relação carbono-nitrogênio, então os microrganismos que a decompõem precisam de mais nitrogênio do que a palha fornece e retiram nitrogênio mineral do solo para sua biomassa; essa imobilização reduz temporariamente o nitrogênio disponível para as plantas até que os microrganismos morram e o liberem novamente.

Qual é a diferença entre mineralização e imobilização?

A mineralização converte nutrientes da matéria orgânica em formas inorgânicas disponíveis para as plantas, enquanto a imobilização faz o inverso, retendo nutrientes inorgânicos na biomassa microbiana; ambos ocorrem ao mesmo tempo, e seu balanço líquido determina se os nutrientes são liberados ou retidos.