Com a utilização dos biocombustíveis, grandes áreas estão sendo ocupadas com a cultura da cana-de-açúcar, o que acarreta o desgaste do solo. Para contrabalançar esse desgaste, tem-se iniciado o plantio alternado de cana-de-açúcar com algumas espécies de leguminosas, já que essa rotação dispensa a adubação nitrogenada.
Disponível em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br. Acesso em: 16 jun. 2011(adaptado).
Essa prática agrícola ocasiona o enriquecimento do solo, porque as leguminosas possuem bactérias em associação com suas raízes, que favorecem o processo de:
A) nitrosação, no qual a amônia não absorvida pelas plantas é oxidada e convertida em nitrito.
B) fixação, no qual o nitrogênio do ar é convertido em amônia e incorporado em compostos nitrogenados.
C) amonificação, no qual os decompositores devolvem ao solo os compostos minerais e liberam nitrogênio na forma de amônia.
D) desnitrificação, no qual o nitrato é oxidado em compostos orgânicos que retornam ao solo.
E) nitratação, no qual os nitritos formados são liberados no solo e oxidados, formando nitratos.
Resolução em Texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Ecologia (Ciclo do Nitrogênio, Relações Ecológicas – Mutualismo)
- Biologia (Botânica – Leguminosas; Microbiologia – Bactérias Fixadoras)
- Geografia Agrária (Técnicas Agrícolas – Rotação de Culturas)
🎯 Tema/Objetivo Geral: Análise do papel das leguminosas na fertilização do solo, com foco na etapa do ciclo do nitrogênio realizada pelas bactérias em suas raízes.
📊 Nível da Questão: Fácil.
- Por quê? A associação entre leguminosas, bactérias em suas raízes (nódulos) e a fixação de nitrogênio é um dos exemplos mais clássicos e importantes de relações ecológicas e ciclos biogeoquímicos ensinados no ensino médio.
✅ Gabarito: Alternativa B.
- Resumo: A prática de plantar leguminosas (como feijão, soja, amendoim) para enriquecer o solo, conhecida como adubação verde, funciona porque essas plantas vivem em uma relação de mutualismo com bactérias do gênero Rhizobium em suas raízes. Essas bactérias são capazes de realizar a fixação biológica do nitrogênio: elas capturam o gás nitrogênio (N₂), que é abundante no ar mas inutilizável pela maioria dos seres vivos, e o transformam em compostos nitrogenados, como a amônia (NH₃), que podem ser absorvidos e utilizados pelas plantas para produzir proteínas e outros compostos essenciais.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
Transcrição Essencial 📌
“Essa prática agrícola [plantio alternado com leguminosas] ocasiona o enriquecimento do solo, porque as leguminosas possuem bactérias em associação com suas raízes, que favorecem o processo de…”
O que está sendo pedido?
A questão pede para nomearmos o processo específico do ciclo do nitrogênio que é realizado pelas bactérias que vivem nas raízes das leguminosas.
Objetivo Cristalino
Nosso objetivo é lembrar as etapas do ciclo do nitrogênio e identificar qual delas é a responsável por transformar o nitrogênio atmosférico (N₂) em uma forma utilizável pelas plantas, um processo realizado por bactérias específicas.
🧠 Qual é o grande problema com o nitrogênio? Ele compõe quase 80% do ar que respiramos, mas as plantas não conseguem “respirá-lo”. Elas precisam de “intermediários” (as bactérias) para transformar esse gás em “comida”. Qual o nome desse processo de transformação?
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdo Necessários
Definição de Termos 🔖
- Adubação Nitrogenada: O nitrogênio é um macronutriente essencial para o crescimento das plantas. A agricultura intensiva (como a da cana-de-açúcar) esgota o nitrogênio do solo, exigindo a aplicação de adubos nitrogenados químicos, que são caros e podem poluir.
- Leguminosas: Família de plantas (feijão, soja, ervilha, amendoim, etc.) que têm a capacidade única de formar uma simbiose (mutualismo) com bactérias fixadoras de nitrogênio.
- Ciclo do Nitrogênio: É o ciclo biogeoquímico que descreve como o nitrogênio se move entre a atmosfera, o solo e os seres vivos. Suas principais etapas são:
- Fixação: É a etapa inicial e mais importante. É a conversão do gás nitrogênio (N₂) da atmosfera, que não é assimilável pela maioria dos seres vivos, em compostos nitrogenados, principalmente amônia (NH₃). Esse processo é realizado por cianobactérias e bactérias, como as do gênero Rhizobium que vivem nas raízes das leguminosas.
- Amonificação: Decomposição da matéria orgânica (plantas e animais mortos, excretas) por bactérias e fungos, liberando amônia (NH₃) no solo.
- Nitrificação: Processo em duas etapas, realizado por bactérias nitrificantes no solo:
- Nitrosação: Bactérias (ex: Nitrosomonas) oxidam a amônia (NH₃) em nitrito (NO₂⁻).
- Nitratação: Bactérias (ex: Nitrobacter) oxidam o nitrito (NO₂⁻) em nitrato (NO₃⁻), que é a principal forma de nitrogênio absorvida pelas plantas.
- Desnitrificação: Bactérias desnitrificantes convertem o nitrato (NO₃⁻) de volta a gás nitrogênio (N₂), que retorna para a atmosfera, fechando o ciclo.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
Contextualização Simplificada 💬
A situação é a seguinte: plantar cana sem parar empobrece a terra, tirando todo o nitrogênio dela. Para consertar isso sem gastar dinheiro com adubo, os agricultores plantam leguminosas no meio. O segredo das leguminosas são umas bactérias “amiguinhas” que moram nas suas raízes. Essas bactérias fazem algo incrível: elas “pegam” o nitrogênio do ar e o transformam em “adubo” (amônia) para a planta. A questão é: qual o nome desse “superpoder” da bactéria de transformar nitrogênio do ar em adubo?
Estratégia Geral 🗺️
- Identificar a relação: Leguminosas + Bactérias → Enriquecimento do solo com nitrogênio.
- Lembrar que o nitrogênio está principalmente na atmosfera (N₂).
- Concluir que o processo realizado pelas bactérias é a captura do N₂ atmosférico e sua conversão em uma forma utilizável.
- Identificar o nome dessa etapa no ciclo do nitrogênio.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
Passo a Passo Detalhado 👣
- O Problema: A cana esgota o nitrogênio do solo.
- A Solução: Plantar leguminosas.
- O Mecanismo: As bactérias nas raízes das leguminosas “dispensam a adubação nitrogenada”.
- A Lógica: Para dispensar a adubação, as bactérias devem estar fornecendo nitrogênio ao solo de alguma forma. A maior fonte de nitrogênio do planeta é a atmosfera (gás N₂).
- O Processo Chave: O processo que converte N₂ atmosférico em compostos nitrogenados (como amônia) é, por definição, a fixação do nitrogênio.
- Conclusão: As bactérias nas raízes das leguminosas são famosas por realizar a fixação biológica do nitrogênio.
Análise das outras etapas:
- Amonificação, nitrosação e nitratação são processos importantes que ocorrem no solo, mas eles transformam compostos de nitrogênio que já estão no solo. A fixação é o único processo que traz novo nitrogênio para o ecossistema a partir da atmosfera. É por isso que ela “dispensa a adubação”.
Passo 5: Análise das Alternativas
🔴 A) nitrosação, no qual a amônia não absorvida pelas plantas é oxidada e convertida em nitrito.
Incorreta. Esta é uma etapa da nitrificação.
🟢 B) fixação, no qual o nitrogênio do ar é convertido em amônia e incorporado em compostos nitrogenados.
Correta. Descreve com precisão o processo de fixação biológica do nitrogênio realizado pelas bactérias do gênero Rhizobium em simbiose com as leguminosas.
🔴 C) amonificação, no qual os decompositores devolvem ao solo os compostos minerais e liberam nitrogênio na forma de amônia.
Incorreta. Este processo é realizado por decompositores em geral, e não especificamente pelas bactérias simbiontes das leguminosas.
🔴 D) desnitrificação, no qual o nitrato é oxidado em compostos orgânicos que retornam ao solo.
Incorreta. A desnitrificação remove o nitrogênio do solo, devolvendo-o para a atmosfera como N₂. E é um processo de redução, não oxidação do nitrato.
🔴 E) nitratação, no qual os nitritos formados são liberados no solo e oxidados, formando nitratos.
Incorreta. Esta é a segunda etapa da nitrificação.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
Resumo do Raciocínio 📝
A prática agrícola de rotação de culturas com leguminosas é uma forma de adubação verde que enriquece o solo com nitrogênio, dispensando o uso de fertilizantes químicos. Isso ocorre devido a uma relação de mutualismo entre as plantas leguminosas e bactérias do gênero Rhizobium que vivem em nódulos em suas raízes. Essas bactérias realizam a etapa fundamental do ciclo do nitrogênio conhecida como fixação biológica, na qual o gás nitrogênio (N₂) da atmosfera é convertido em amônia (NH₃), uma forma de nitrogênio que pode ser utilizada pelas plantas para sintetizar suas proteínas e ácidos nucleicos.
Gabarito Reafirmado 🏅
A alternativa correta é a B.
Resumo Final para Revisão
Lembre-se da “mágica” das leguminosas: Fixação de Nitrogênio. Elas, com a ajuda de suas bactérias parceiras, são as únicas plantas que conseguem “fertilizar” o solo pegando o principal nutriente diretamente do ar.
