Por que razão os ciclos do azoto descritos nos manuais estão desatualizados: a descoberta do azoto orgânico

Introdução: por que é que o ciclo do azoto é importante

O ciclo do azoto é um dos conceitos mais fundamentais da ecologia e da agricultura. Explica como o azoto circula entre aatmosfera, o solo, as plantas e os micróbios. Tradicionalmente, os manuais apresentam o azoto como passando por uma série de formas inorgânicas — amónio, nitrato, nitrito — antes de as plantas o poderem absorver.

No entanto, descobertas recentes demonstraram que este ciclo simplificado está incompleto. Graças à investigação pioneira do cientista sueco Torgny Näsholm, galardoado com o Prémio Marcus Wallenberg, sabemos agora que as plantas podem absorver azoto orgânico diretamente do solo sob a forma de aminoácidos, como a glicina e a arginina.

Isto altera a forma como encaramos a fertilidade do solo, a modelização de ecossistemas e até mesmo a agricultura sustentável.

O que os livros didáticos erram em relação ao azoto

Em quase todos os livros didáticos de biologia ou agricultura , o ciclo do azoto é apresentado da seguinte forma:

1. O azoto atmosférico é transformado por micróbios em amónio.

2. O amónio é transformado em nitrato através da nitrificação.

3. As plantas absorvem azoto apenas na forma de nitrato ou amónio.

4. Os micróbios desnitrificantes devolvem o azoto atmosférico à atmosfera.

O que falta? Azoto orgânico. Durante décadas, partiu-se do princípio de que as plantas não conseguiam absorver aminoácidos diretamente e que tinham de esperar que os micróbios «mineralizassem» a matéria orgânica, transformando-a em formas inorgânicas.

A descoberta de Näsholm: as plantas absorvem aminoácidos diretamente

Näsholm e os seus colegas refutaram esta ideia através de elegantes estudos com marcadores. Ao injetarem aminoácidos marcados isotopicamente nos solos das florestas boreais, demonstraram que:

• As árvores absorveram pelo menos 42% da glicina marcada na sua forma intacta.

• As gramíneas absorveram 64%.

• Os arbustos absorveram 91%.

Isto demonstrou que as plantas podem absorver aminoácidos diretamente, sem mineralização. Estudos posteriores confirmaram a absorção de outros aminoácidos, incluindo a arginina, em diferentes ecossistemas. A absorção de arginina pelas raízes é, de longe, a mais elevada quando comparada com a de outros aminoácidos. É a fonte preferida de azoto orgânico das plantas.

Esta descoberta provou que o ciclo tradicional do azoto estava incompleto e que os manuais escolares estavam a ignorar uma importante via de circulação do azoto.

Por que é que isto é importante para a ciência e a agricultura

1. Modelização de ecossistemas

A absorção de azoto orgânico altera a forma como modelamos os fluxos de nutrientes nas florestas, nas pastagens e nos solos agrícolas. As plantas e os micróbios não competem apenas pelo azoto inorgânico; também partilham ou competem pelos aminoácidos.

2. Agricultura e eficiência dos fertilizantes

A soja e outras leguminosas dependem da nodulação para obter azoto. Níveis elevados de fertilizantes sintéticos inibem a nodulação. No entanto, os fertilizantes à base de aminoácidos, como as formulações de arginina (por exemplo, Arevo®), fornecem azoto numa forma não microbiana e não competitiva que as plantas podem absorver, mantendo simultaneamente a atividade dos nódulos.

3. Resiliência às alterações climáticas

Em solos secos, a mobilidade do nitrato diminui e a mineralização microbiana abranda. A absorção de azoto orgânico permite que as plantas tenham acesso a uma fonte estável de azoto, mesmo emcondições de seca, aumentando a sua resiliência.

Um modelo atualizado do ciclo do azoto

O ciclo do azoto moderno deve incluir:

• Vias de fixação atmosférica → amónio → nitrato (clássicas).

• Fixação simbiótica por leguminosas.

• Reserva de azoto orgânico (aminoácidos, peptídeos).

• Absorção direta de aminoácidos pelas plantas, sem passar pela mineralização.

Esta visão atualizada reflete a verdadeira complexidade das interações solo-planta-micróbios e reconhece a descoberta revolucionária de Näsholm.

Perguntas frequentes sobre o ciclo do azoto atualizado

1. Todas as plantas absorvem aminoácidos diretamente?
   Sim, os dados indicam que a absorção ocorre em árvores, gramíneas, arbustos e culturas, embora a eficiência varie.

2. Porque é que os manuais escolares não incluíam isto antes?
   O conceito só foi amplamente aceite depois de as experiências com marcadores, realizadas na década de 1990, terem fornecido provas.

3. Isso significa que os fertilizantes sintéticos são desnecessários?
   Não totalmente — mas significa que as fontes orgânicas de azoto podem desempenhar um papel mais importante na gestão sustentável de nutrientes.

4. Quais são os aminoácidos mais estudados?
   A glicina e a arginina têm sido amplamente estudadas, mas é provável que as plantas absorvam uma vasta gama de aminoácidos.

5. De que forma esta descoberta ajuda os agricultores?
   Abre caminho para novas estratégias de fertilização (como a nutrição à base de aminoácidos) que complementam os micróbios em vez de competir com eles.

Conclusão: reformulação do ciclo do azoto

O trabalho de Torgny Näsholm obrigou os cientistas a redefinir um dos esquemas mais fundamentais da ecologia. O ciclo do azoto apresentado nos manuais escolares fica incompleto sem a absorção de azoto orgânico. Ao reconhecer os aminoácidos como uma fonte direta de nutrientes, obtemos uma visão mais precisa dos ecossistemas e abrimos novas oportunidades para a agricultura sustentável.

Referências e fontes

• Näsholm, T., et al. (1998). As plantas das florestas boreais absorvem azoto orgânico. Nature, 392, 914–916.

• Näsholm, T., et al. (2009). Absorção de azoto orgânico pelas plantas – Tansley Review. New Phytologist, 182(1), 31–48.

• Persson, J., et al. (2006). Absorção, metabolismo e distribuição do azoto orgânico e inorgânico pelas plantas. Journal of Experimental Botany, 57(11), 2651–2661.

• Salvagiotti, F., et al. (2008). Absorção e fixação de azoto e resposta ao azoto dos fertilizantes na soja: uma revisão. Field Crops Research, 108(1), 1–13.

• Prémio Marcus Wallenberg. (2007). Prémio atribuído a Torgny Näsholm pelas suas descobertas sobre a absorção de azoto pelas plantas.