CICLOS BIOCÍMICOS BÁSICOS E SEU IMPACTO SOBRE OS SISTEMAS AGROSYLVOPASTER

INSTITUTO FEDERAL CATARINENSE – IFC

CAMPUS ARAQUARI

DISCIPLINA DE ECOLOGIA

PROF. ARTUR DE LIMA PRETO

ALUNA PAULINE RAQUEL KRIESE ZANETTE

OS PRINCIPAIS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS E SUA INFLUÊNCIA NOS SISTEMAS AGROSSILVOPASTORIS

ARAQUARI

SETEMBRO 2014

O princípio da sustentabilidade dos ecossistemas, segundo GOMES et al (2000), está no enunciado de ODUM (1971): “Quanto mais tempo os elementos puderem ser mantidos dentro de uma área e utilizados por sucessivas gerações de organismos, tanto menores serão as perdas e, portanto, menor será a necessidade de reposição desses elementos a partir de fontes externas”. E o funcionamento dos ecossistemas baseia-se na circulação dos nutrientes entre os diversos compartimentos, sendo, a ciclagem desses elementos por sucessivas gerações, constituída por fases em organismos vivos (bio) e fases sem vida (geo). Neste enunciado encontra-se fundamento para a colheita sem queima, do ponto de vista do gerenciamento dos ciclos biogeoquímicos para a sustentabilidade da produção de cana, pois na queimada ocorrem perdas de elementos para a atmosfera, seja por volatilização ou por arraste de partículas de elementos não voláteis. E ainda, as cinzas depositadas sobre o solo, na ausência da palhada, serão facilmente arrastadas pela água e perdidas do agroecossistema.

Segundo GOMES et al (2000), o equilíbrio dinâmico do sistema é alterado no momento em que elementos ou componentes estranhos interferem nos parâmetros físicos, químicos e biológicos do solo. O solo funciona como um reservatório com grande capacidade de reter e complexar elementos químicos, mas sua capacidade de suporte é limitada e esse limite precisa ser determinado para cada elemento estranho que está sendo introduzido. Segundo SIQUEIRA & FRANCO (1988), os resíduos orgânicos são componentes importantes dos ecossistemas naturais e agroecossistemas. Eles representam uma grande quantidade de carbono reduzido, um imenso reservatório de nutrientes minerais, importantes para os organismos heterotróficos que habitam o solo, bem como nutrientes minerais para as plantas. A atividade biológica do solo, que é dominada por organismos decompositores, transformam-no em um grande incinerador biológico; uma máquina decompositora operada pelos microrganismos que nele proliferam e que, por meio de suas atividades diversas, controlam o fluxo e ciclagem do carbono e dos elementos nutrientes essenciais. A qualidade da água do subsolo sob vários sistemas de cultivo foi analisada por SHAPLEY & SMITH (1991), e verificaram que a cobertura do solo proporcionou redução de perdas de nitrogênio por lixiviação e de fósforo por escorrimento superficial.

O nitrogênio é o elemento mais abundante na atmosfera, cerca de 78% do ar é nitrogênio (N2). No solo, mais de 95% do nitrogênio encontra-se na forma orgânica e pouco absorvida pelas plantas. Para ser absorvido, passa para a forma iônica, como nitrato, com carga negativa pode sofrer lixiviação, e como amônio, com carga positiva, pode ser adsorvido pelo complexo catiônico do solo. Constitui de 1 a 5% da matéria seca dos vegetais. (MELO et al., 2001). Sendo o nitrogênio (N2) um elemento pouco reativo, apesar de existir em abundância na atmosfera, cerca de 72% da composição do ar, a sua conversão em formas que possa ser utilizado por organismos vivos é uma função altamente especializada, num processo denominado “fixação do nitrogênio”. Portanto, é pelo processo de fixação que o nitrogênio é introduzido no seu ciclo biogeoquímico. A fixação pode ser física, química ou biológica. A fixação física acontece em vulcões e descargas elétricas atmosféricas, e representa quantidades muito pequenas. Segundos as teorias mais aceitas, as descargas elétricas e vulcões deram origem às primeiras formas de nitrogênio assimilável que permitiram o aparecimento dos primeiros organismos. A fixação industrial é realizada com alto custo energético, o nitrogênio do ar (N2) se liga a hidrogênio fornecido por gás natural, petróleo, nafta ou álcool, sob condições de elevada temperatura e pressão, dando origem à amônia (NH3) (GOMES et al, 2000). A fixação biológica é a forma natural mais relevante. É realizada por bactérias e algas. Bactérias do gênero Rhizobium, em simbiose com leguminosas, formando nódulos em sistema radicular, frequentemente excede 100 kg de N por hectare, alfafa pode fixar de 300 a 500 kg.ha-1, segundo RAVEN & JONHSON (1992). Em cultura de

arroz irrigado, a fixação é realizada em quantidade muito expressiva pela cyanobactéria Anabaena azollae. Em algumas plantas a fixação é por associação com a Actinomicetos.

O ciclo do nitrogênio pode ser entendido como as sucessivas transferências entre diferentes níveis tróficos e diferentes partes do ecossistema. Em um ecossistema ou numa cadeia alimentar, o nitrogênio é transferido de um nível para outro em diferentes formas. Quando essa transferência sofre interrupção ou um desvio, seja em quantidade ou em rota, surgem efeitos que podem ser denominados “poluição”. Por exemplo, quando a nitrificação ou uma fertilização excessiva predispõe a lixiviação do N para águas subterrâneas ou arraste por erosão para águas superficiais, pode ocorrer excessos de teores de N nessas águas, prejudicando organismos que nelas vivem ou a utilizam. Isto constitui uma forma de poluição.

Denomina-se nitrogênio disponível aquele que se encontra em formas que possam ser assimiláveis pelos vegetais. Segundo LÓPEZ (1998), existem estudos sugerindo que as plantas estimulariam a mineralização do N orgânico pela exudação de substâncias pelas raízes. Espécies com tal potencial teriam vantagens em obter N. A adição ao solo de material com alta relação C/N e facilmente decomponível resultará em imobilização de nitrogênio do solo (incorporação nos compostos nitrogenados constituintes dos microrganismos), ao passo que a mineralização ocorrerá quando o material adicionado tiver baixa relação C/N.

Nitrificação é o processo de oxidação do NH4 para nitrato NO3 por Nitrossomonas, Nitrobacter e Aspergillus. A nitrificação é um bom indicador da atividade biológica e da fertilidade do solo, é sensível às alterações do ambiente e pode ser medida com razoável precisão. É usada para avaliar efeitos de vários poluentes

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