NÚCLEO GERADOR: URBANISMO E MOBILIDADETema: A Agricultura

A agricultura

Um dos principais problemas dahumanidade é conseguir fornecera todas as pessoas alimentaçãosuficiente e adequada.

Crescimento da população humana

A agriculturaDesde tempos históricos que oHomem tem procurado melhorar acapacidade produtiva dos terrenos.

No início, utilizava adubos naturaiscomo o estrume.

Mas foi a introdução dos adubossintetizados industrialmente quepermitiu um aumento espectacularda produção agrícola.

Porque precisam as plantas de adubos?

Contêm substancias (elementosquímicos) utilizadas pelasplantas na síntese de matériaorgânica vegetal.Elementos químicos mais importantespara os seres vivos:

Carbono (C)Azoto (N)Oxigénio (O)Hidrogénio (H)Fósforo (P) ….

Ciclos Biogeoquímicos

A circulação da matéria nanatureza é cíclica.

Os elementos químicosdescrevem ciclos nosecossistemas, ora fazendo partedos seres vivos (BIO), orafazendo parte da terra (GEO).

Ciclos Biogeoquímicos

Ciclo do Carbono

Ciclo do Oxigénio

Ciclo do Azoto

Ciclo da Água

Representa cerca de 79-90% do totaldos gases atmosféricos.É um componente essencial à vida (Éo 4º elemento mais abundante nostecidos vivos), participando naconstituição:– das proteínas– do ADN (Ácido Desoxirribonucleico),– do ARN (Ácido Ribonucleico),– da clorofila– e de outras importantes moléculas

orgânicas

Ciclo do Azoto

A maioria dos seres vivos não possuia capacidade de utilizá-lodirectamente na forma molecular.

Em vez disso, eles esperam que o azoto sejafixado, “puxado” da atmosfera e ligado aooxigénio e hidrogénio por determinadosmicrorganismos (bactérias, fungos), muitasvezes associados simbioticamente àsplantas, formando compostos que elaspodem usar nas suas sínteses podendo serdisponibilizado a todos os níveis tróficos dascadeias alimentares.

Azoto – N2

Ciclo do Azoto

Processos associados

Fixação do azoto atmosférico

Humificação

Amonificação

Nitrificação

Desnitrificação

Ciclo do azoto

FixaçãoA fixação é o processo através do qual o azoto é capturado da atmosfera em estado gasoso (N2) e convertido em formas úteis para outros processos químicos, tais como amoníaco (NH3), nitrato(NO3-) e nitrito (NO2-). Esta conversão pode ocorrer através da ajuda de bactérias que existem no solo ou em raízes de plantas (leguminosas)

Nitrificação

A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz nitratos(NO3-) e nitritos(NO2-) prontos a ser assimilados pelas plantas a partir do amoníaco (NH3).

Este processo é levado a cabo por bactérias (bactérias nitrificantes)

Desnitrificação

A desnitrificação é o processo pelo qual o azoto volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N2). Este processo ocorre através de algumas espécies de bactérias em ambiente anaeróbico.

Estas bactérias utilizam nitratosalternativamente ao oxigénio como forma de respiração e libertam azoto em estado gasoso (N2).

Fontes de alterações do ciclo do Azoto

Fertilizantes azotadosUtilização de culturas fixadoras de azotoMobilização de azoto armazenado

Fertilizantes azotados

Cerca de metade das quantidadesutilizadas não chega a contribuirpara a construção de novostecidos nas plantas, pois éperdido por :

evaporação,escorrênciainfiltração

Provoca contaminação das água

Utilização de culturas fixadores de azoto

Cultivo de monoculturas de leguminosas em grandes áreas.Fontes biológicas de azoto facilmente disponíveis

Mobilização: azoto armazenadoqueima de combustíveis fósseis, queocorre nos veículos e indústrias, libertapara a atmosfera azoto armazenado nasformações geológicas durante milhõesde anos e que assim teria permanecidose não fossem as actividades humanas.queima de florestas, desflorestaçõespara preparação de terras agrícolas.a utilização de madeira comocombustível.

Efeitos da alterações antropogénicas do ciclo do Azoto

Óxido Nitroso Óxidos de azoto e amóniaNitratosExcesso de nutrientes - EutrofizaçãoRedução da biodiversidade…

Óxido NitrosoApesar das atenções terem estado centradas na redução das emissões de dióxido de carbono, devido ao seu papel no aquecimento global do planeta, o N2O, libertado essencialmente pela combustão, é também um importante gás de efeito de estufa, 200 vezes mais potente que o CO2 (embora por cada 3000 moléculas de CO2 libertado, apenas uma molécula de N2O chegue à atmosfera).

Óxido NitrosoPara além deste aspecto, ele é

pouco reactivo na troposfera,

podendo permanecer por mais de

150 anos a exercer os seus

efeitos. Quando sobe para a

estratosfera, e na presença das

energéticas radiações

ultravioleta, este gás pode

desencadear reacções que levam

à depleção da já fina camada

protectora de ozono.

Óxidos de azoto e amóniaOs óxidos de azoto (NOx), particularmente o monóxido e dióxido de azoto emitidos pelos processos de combustão e como produtos de reacções do N2O, podem ser transformados em ácido nítrico, um dos maiores componentes da chuva ácida, que destrói monumentos e acidifica solos e sistemas aquáticos, desencadeando profundas alterações na composição das suas comunidades bióticas.

Nitratos

A ingestão de água contaminada com nitratos (NO3-) pode conduzir a sérias disfunções, após este ião ser reduzido a iões nitrito (NO2-) no tracto gastrointestinal.

Uma vez no sangue, estes iões impedem que a hemoglobina transporte o oxigénio, ao transformarem-naem metahemoglobina.

Excesso de nutrientesExistem limites para o crescimento proporcionado pela adição de fertilizantes azotados.

Quando as deficiências naturais de azoto estão satisfeitas, e se atinge o máximo de produção de biomassa vegetal, o crescimento das plantas passa a ser controlado por outros factores, como o fósforo, o cálcio e a água – chegou-se ao ponto de saturação de azoto, situação que acarreta uma série de consequências nefastas para os ecossistemas.

As reacções químicas entre os compostos azotados, desencadeadas por acção bacteriana, conduzem e, arrastam consigo iões positivos de outros importantes nutrientes, como o cálcio, o magnésio e o potássio.

Ou seja, a fertilização excessiva conduz a uma perda de fertilidade do solo a longo prazo.

Redução da biodiversidadeAcompanhando os outros efeitos, os aportes de azoto para os ecossistemas causam, normalmente, um desequilíbrio na composição de espécies, ocorrendo uma alteração das espécies dominantes, conducente a uma redução da biodiversidade. Na Holanda, que ocupa um dos lugares cimeiros quanto à utilização de fertilizantes, todos os ecossistemas sofreram alterações, verificando-se que zonas de enorme riqueza biológica foram substituídas por florestas e pastagens de reduzida biodiversidade.

Apesar dos ecossistemas terrestres serem vulneráveis ao excesso de azoto, os sistemas aquáticos são os que sofreram mais até hoje, pois são os receptáculos finais do excedente deste elemento, que chega por ocorrência ou através de descargas directas de efluentes não tratados.