Lixiviação (agricultura) - Leaching (agriculture)

Na agricultura , a lixiviação é a perda de nutrientes vegetais solúveis em água do solo , devido à chuva e irrigação . A estrutura do solo , o plantio da safra, o tipo e as taxas de aplicação de fertilizantes e outros fatores são levados em consideração para evitar a perda excessiva de nutrientes. A lixiviação também pode se referir à prática de aplicar uma pequena quantidade de irrigação em excesso onde a água tem um alto teor de sal para evitar que os sais se acumulem no solo ( controle de salinidade ). Onde isso é praticado, a drenagem também deve ser normalmente empregada, para levar o excesso de água.

A lixiviação é uma preocupação natural do ambiente quando contribui para a contaminação das águas subterrâneas . Conforme a água da chuva, inundação ou outras fontes penetra no solo, ela pode dissolver produtos químicos e carregá-los para o abastecimento de água subterrâneo. São particularmente preocupantes os depósitos de resíduos perigosos e aterros sanitários e, na agricultura, excesso de fertilizantes , esterco animal armazenado incorretamente e biocidas (por exemplo , pesticidas , fungicidas , inseticidas e herbicidas ).

Lixiviação de nitrogênio

Formas de nitrogênio e caminhos dentro de um sistema de produção agrícola

O nitrogênio é um elemento comum na natureza e um nutriente essencial para as plantas. Aproximadamente 78% da atmosfera da Terra é nitrogênio (N 2 ). A forte ligação entre os átomos de N 2 torna esse gás bastante inerte e não pode ser usado diretamente por plantas e animais. À medida que o nitrogênio circula naturalmente no ar, na água e no solo, ele passa por várias transformações químicas e biológicas. O nitrogênio promove o crescimento das plantas. O gado então come as plantações produzindo estrume, que é devolvido ao solo, adicionando formas orgânicas e minerais de nitrogênio. O ciclo está completo quando a próxima safra usa o solo corrigido. Para aumentar a produção de alimentos, fertilizantes, como nitrato (NO 3 - ) e amônio (NH 4 + ), que são facilmente absorvidos pelas plantas, são introduzidos na zona da raiz da planta. No entanto, os solos não absorvem o excesso de íons NO 3 - , que então se movem para baixo livremente com a água de drenagem e são lixiviados para as águas subterrâneas, riachos e oceanos. O grau de lixiviação é afetado por:

  • tipo e estrutura do solo. Por exemplo, o solo arenoso retém pouca água, enquanto os solos argilosos apresentam altas taxas de retenção de água;
  • a quantidade de água utilizada pelas plantas / culturas;
  • quanto nitrato já está presente no solo.

O nível de óxido nitroso (N 2 O) na atmosfera da Terra está aumentando a uma taxa de 0,2 a 0,3% ao ano. As fontes antropogênicas de nitrogênio são 50% maiores do que as fontes naturais, como solos e oceanos. Os insumos agrícolas lixiviados, ou seja, fertilizantes e esterco, respondem por 75% da fonte antropogênica de nitrogênio. A Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO) estima que a demanda mundial por fertilizantes nitrogenados aumentará 1,7% ao ano entre 2011 e 2015. Um aumento de 7,5 milhões de toneladas. Espera-se que os aumentos regionais no uso de fertilizantes nitrogenados sejam de 67% na Ásia, 18% nas Américas, 10% na Europa, 3% na África e 1% na Oceania.

Lixiviação de fósforo

Fósforo (P) é um nutriente chave em relação à eutrofização das águas superficiais e demonstrou limitar o crescimento de algas em ambientes lacustres. A perda de P em campos agrícolas há muito é reconhecida como uma das principais ameaças à qualidade das águas superficiais. A lixiviação é uma via de transporte importante para as perdas de P de campos agrícolas em áreas predominantemente planas com solos arenosos ou com tendência a escoamento preferencial. Ao contrário do nitrogênio, o fósforo interage com as partículas do solo por meio de adsorção e dessorção . Os locais de adsorção potencial importantes para P em solos são superfícies de óxidos ou hidróxidos de alumínio e ferro, como gibbsita ou ferrihidrita . Os solos, especialmente aqueles ricos em tais minerais, têm, portanto, um potencial para armazenar P adicionado com fertilizantes ou esterco. O P adsorvido está em um equilíbrio complexo com o P na solução do solo, que é controlado por uma infinidade de fatores diferentes, tais como:

  • a disponibilidade de sites de adsorção;
  • a concentração de fósforo e outros ânions na solução de água do solo;
  • pH do solo;
  • potencial redox do solo .

O fósforo lixiviará quando este equilíbrio for alterado de forma que o P previamente adsorvido seja liberado na solução do solo ou o P adicional não possa mais ser adsorvido. Muitos solos cultivados têm recebido fertilizantes ou estrume P em quantidades frequentemente superiores à demanda da cultura e isso muitas vezes ao longo de décadas. O fósforo adicionado a esses solos lixivia simplesmente porque a maioria dos locais de adsorção em potencial são ocupados pela entrada de P do passado, o chamado “fósforo legado”. A lixiviação de P também pode ser causada por mudanças nas condições químicas do solo. Uma diminuição no potencial redox do solo devido à saturação prolongada de água pode levar à dissolução redutiva de minerais de ferro férrico, que são importantes locais de sorção de P. O fósforo adsorvido a esses minerais também é liberado na solução do solo e pode ser lixiviado. Este processo é de preocupação especial na restauração de áreas úmidas naturais que foram previamente drenadas para a produção agrícola

Impactos na saúde

Altos níveis de NO 3 na água podem afetar adversamente os níveis de oxigênio para humanos e sistemas aquáticos. Os problemas de saúde humana incluem metemoglobinemia e anoxia , comumente conhecidas como síndrome do bebê azul . Como resultado desses efeitos tóxicos, as agências reguladoras limitam a quantidade de NO 3 permissível na água potável a 45–50 mg1-1. A eutrofização , um declínio no conteúdo de oxigênio da água, dos sistemas aquáticos pode causar a morte de peixes e outras espécies marinhas. Finalmente, a lixiviação de NO 3 de fontes ácidas pode aumentar a perda de cálcio e outros nutrientes do solo, reduzindo assim a produtividade de um ecossistema .

Veja também

Referências

links externos

  • Painel Internacional sobre Mudanças Climáticas (IPCC) On line: [1]
  • RJOosterbaan, Equilíbrios de água e sal em hidrologia agrícola. Notas de aula, Curso Internacional de Drenagem de Terras, ILRI, Wageningen, Holanda. On-line: [2]
  • RJOosterbaan, 1997. " SaltMod : Uma ferramenta para entrelaçamento de irrigação e drenagem para controle de salinidade". In: WBSnellen (ed.), Rumo à integração de irrigação e gerenciamento de drenagem. Relatório especial do ILRI, p. 41–43. On-line: [3]