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Este trabalho avaliou o transporte de solo, água e nutrientes via escoamento superficial em solo com elevada fertilidade e submetido a diferentes doses de dejeto líquido de suínos e gesso, sob chuva simulada. Os objetivos específicos incluíram a avaliação da perda de água e solo, a concentração de nutrientes na água e sedimentos transportados, a perda de nutrientes do solo para a água, o efeito do gesso na redução da solubilidade do fósforo e a capacidade de manutenção do efeito do gesso e do dejeto líquido de suínos no transporte de água, solo e nutrientes com aplicação de chuvas sucessivas.
O que você vai aprender
Tipologia: Notas de estudo
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Dissertação apresentada como requisito parcial à obtenção do grau de Mestre em Ciência do Solo, Programa de Pós- Graduação em Ciência do Solo, Setor de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Paraná. Orientador: Profª. Nerilde Favaretto, PhD. Co-orientador: Profº. Antônio Carlos Vargas Motta, PhD.
I
LISTA DE QUADROS .......................................................................................... IV LISTA DE TABELAS ........................................................................................... IV LISTA DE FOTOS ................................................................................................ V LISTA DE GRÁFICOS ......................................................................................... VI RESUMO .............................................................................................................. VII
IV
QUADRO 1 – PADRÕES DE QUALIDADE DE ÁGUA PARA CLASSE 1........................................ QUADRO 2 – PADRÕES DE QUALIDADE DE ÁGUA PARA CLASSE 2........................................ QUADRO 3 – PADRÕES DE QUALIDADE DE ÁGUA PARA CLASSE 3........................................
TABELA 1 – (^) PARÂMETROS QUÍMICOS DO SOLO E GRANULOMETRIA................................. TABELA 2 – DENSIDADE, POROSIDADE, CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA E DISTRIBUIÇÃO DOS AGREGADOS DO SOLO.................................................................................. TABELA 3 – TEORES DE NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO NA FORMA TOTAL E SOLÚVEL, TEOR DE MATÉRIA SECA E pH DO DEJETO LÍQUIDO DE SUÍNOS...................................................................................................................... TABELA 4 – QUANTIDADE DOS FERTILIZANTES MINERAIS, GESSO, E DEJETO LÍQUIDO DE SUÍNOS DE ACORDO COM OS TRATAMENTOS POR BANDEJA DE EROSÃO.................................................................................................................... TABELA 5 – QUANTIDADE, POR BANDEJA DE EROSÃO E POR HECTARE, DE NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO TOTAL VIA FERTILIZANTE MINERAL E DEJETO LÍQUIDO DE SUÍNOS DE ACORDO COM OS TRATAMENTOS............................. TABELA 6 – (^) QUANTIDADE, POR BANDEJA DE EROSÃO, DE NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO SOLÚVEIS VIA FERTILIZANTE MINERAL E DEJETO LÍQUIDO DE SUÍNOS DE ACORDO COM OS TRATAMENTOS................................................... TABELA 7 – PERDA DE ÁGUA (mm h-1) E SOLO (Mg ha-1) PELO ESCOAMENTO SUPERFICIAL CONFORME A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1)............................................... TABELA 8 – PERDA DE ÁGUA (mm h-1) E SOLO (Mg ha-1) PELO ESCOAMENTO SUPERFICIAL CONFORME 1 O EVENTO DE CHUVA E A DOSE DE GESSO (Mg ha- )................................................................................................................................. TABELA 9 – (^) PERDA DE ÁGUA (mm h-1) E SOLO (Mg ha-1) PELO ESCOAMENTO SUPERFICIAL CONFORME O EVENTO DE CHUVA....................................................................... TABELA 10 – (^) CONCENTRAÇÃO DE N-NH 4 (mg L-1) CONFORME A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1) E GESSO (Mg ha-1).................................................................................... TABELA 11 – (^) PERDAS PERCENTUAIS DE N-NH 4 E N-NO 3 (kg ha-1) EM RELAÇÃO AO N APLICADO NA FORMA SOLÚVEL E TOTAL, DE ACORDO COM AS DOSES DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1) E GESSO (Mg ha-1)......................................................... TABELA 12 – CONCENTRAÇÃO DE N-NO 3 (mg L-1) CONFORME O EVENTO DE CHUVA E A DOSE DE GESSO (Mg ha-1)..................................................................................... TABELA 13 – CONCENTRAÇÃO DE NITROGÊNIO TOTAL (mg L-1) CONFORME O EVENTO DE CHUVA E A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m^3 ha-1).................................................... TABELA 14 – CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO SOLÚVEL E TOTAL (mg L-1) CONFORME A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1)......................................................................... TABELA 15 – CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO SOLÚVEL, PARTICULADO E TOTAL (mg L-1) CONFORME O EVENTO DE CHUVA E A DOSE DE GESSO (Mg ha-1)................. 50 TABELA 16 – CONCENTRAÇÃO DE FÓSFORO PARTICULADO (mg L-1) CONFORME A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1) E GESSO (Mg ha-1)................................................... TABELA 17 – PERDAS DE P (kg ha-1) EM RELAÇÃO AO P APLICADO NA FORMA SOLÚVEL E TOTAL, DE ACORDO COM AS DOSES DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1) E GESSO (Mg ha-1).................................................................................................................... TABELA 18 – CONCENTRAÇÃO DE CÁLCIO (mg L-1) CONFORME O EVENTO DE CHUVA..... TABELA 19 – PERDAS PERCENTUAIS DE K (kg ha-1) EM RELAÇÃO AO K APLICADO NA FORMA SOLÚVEL DE ACORDO COM AS DOSES DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1) E GESSO (Mg ha-1)...................................................................................................... TABELA 20 – (^) CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (μS cm -1) E TRANSMITÂNCIA (%) CONFORME A DOSE DE DEJETO SUÍNO (m 3 ha-1)........................................................................ TABELA 21 – (^) CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (μS cm -1) E TRANSMITÂNCIA (%) CONFORME O EVENTO DE CHUVA E A DOSE DE GESSO (Mg ha-1)...........................................
VI
GRÁFICO 1 – PERDAS DE ÁGUA (mm h-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................................... GRÁFICO 2 – PERDAS DE SOLO (Mg ha-1^ h-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)................................................................ GRÁFICO 3 – PERDAS DE N-NH 4 (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................................... GRÁFICO 4 – PERDAS DE N-NO 3 (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................................... GRÁFICO 5 – PERDAS DE N particulado (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................... GRÁFICO 6 – PERDAS DE N total (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................................... GRÁFICO 7 – PERDAS DE P solúvel (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)................................................................ GRÁFICO 8 – PERDAS DE P particulado (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................... GRÁFICO 9 – PERDAS DE P total (kg ha-1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)......................................................................... GRÁFICO 10 – pH EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)................................................................................................................. GRÁFICO 11 – CONDUTIVIDADE ELÉTRICA (μS cm -1) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos).......................................... GRÁFICO 12 – TRANSMITÂNCIA (%) EM FUNÇÃO DA APLICAÇÃO DE GESSO (Mg ha-1) E O TEMPO DE CHUVA (minutos)................................................................................
VII
O escoamento superficial em áreas agrícolas com intensa adubação tem se mostrado um grave problema, pois transporta, entre outros, sedimentos, carbono orgânico e nutrientes comprometendo a qualidade das águas superficiais. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar as perdas de solo, água e nutrientes via escoamento superficial, em LATOSSOLO BRUNO Distrófico típico com elevada fertilidade e submetido a diferentes doses de dejeto líquido de suínos (0, 30, 60 e 90 m^3 ha -1) e gesso (0 e 5 Mg ha -1) sob chuva simulada com intensidade de 60 mm h -1. Amostras do escoamento superficial foram coletadas a cada 30 minutos em três eventos de chuva, com duração de 60 minutos cada, intercalados por um intervalo de duas horas. Separou-se a fração solúvel por filtragem com membrana de éster de celulose 0,45 μm e procederam-se às análises dos nutrientes na forma solúvel e total. Em relação à água analisaram-se pH, condutividade elétrica (CE), transmitância, DQO, nitrogênio (N) total e nas formas de amônio (N-NH 4 ) e nitrato (N-NO 3 ), fósforo (P) solúvel, particulado e total, cálcio (Ca), magnésio (Mg) e potássio (K). No solo e sedimentos, avaliaram-se N-NH 4 , N-NO 3 , P, Ca, Mg, K e, no solo, ainda: pH CaCl 2 , pH SMP, Al, H+Al e carbono (C). De maneira geral, as maiores doses de dejeto suíno ocasionaram as maiores perdas de solo e água bem como as maiores concentrações de N e P em todas as formas analisadas do escoamento superficial. A aplicação de gesso elevou as perdas de solo e água, mas reduziu a concentração de P, N-NO 3 e N-NH 4 solúvel. Com relação aos eventos de chuva, observou-se uma maior perda total de água, solo e nutrientes no terceiro evento; no entanto, de maneira geral, a concentração dos nutrientes foi maior no primeiro evento. As perdas médias de N total e P total em relação ao total aplicado foram de 23,86 e 2,01%, respectivamente. Em relação aos sedimentos e ao solo coletado após as simulações de chuva, as maiores concentrações de nutrientes, de maneira geral, foram encontradas com a aplicação de dejeto suíno e gesso, e foram observadas por ocasião da terceira chuva, com exceção do P e do Ca. A taxa de enriquecimento dos nutrientes N-NH 4 , N-NO 3 , P, Ca, Mg e K variou de 12,43 a 0,43, sendo que o N-NO 3 e o P apresentaram os maiores valores. Palavras-chave: escoamento superficial, chuva simulada, fósforo, amônio, nitrato.
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A erosão causada pela água, também denominada erosão hídrica, é considerada em grande parte do nosso planeta a mais importante forma de erosão. No Brasil, essa forma de erosão é também a mais preocupante, principalmente em regiões de clima úmido, onde seus efeitos são ainda mais drásticos. A erosão hídrica tende a elevar os custos de produção devidos, entre outros fatores, ao aumento do uso de corretivos e fertilizantes, pois além das partículas de solo em suspensão, o escoamento superficial transporta nutrientes e matéria orgânica, o que também compromete a qualidade das águas superficiais. Em razão disso, é importante entender os mecanismos e as formas de saída da água e sedimentos das lavouras por meio do escoamento superficial, em decorrência do impacto que este fenômeno vem causando ao ambiente. Por meio do escoamento superficial, os sedimentos das áreas agrícolas podem chegar aos mananciais de água superficiais, ocasionando a chamada poluição não pontual ou difusa. Esse problema vem se agravando uma vez que a água e os sedimentos perdidos com o escoamento superficial mostram-se enriquecidos em nutrientes e, com isso, a qualidade das águas de superfície fica progressivamente mais comprometida. Apesar de o Brasil possuir uma grande reserva de água superficial, algumas regiões estão enfrentando a escassez hídrica, ocasionada pela degradação dos mananciais de água. Essa deterioração da qualidade da água faz com que esse recurso renovável seja limitado, uma vez que a qualidade da água pode reduzir sua disponibilidade. A água vem sendo utilizada de diversas formas para atender às necessidades domésticas, lazer, recreação e necessidades econômicas como irrigação, geração de energia elétrica e navegação. No entanto, novas tecnologias incorporadas a todos os setores de produção não dispensam atenção adequada aos impactos negativos que vêm causando ao solo e aos recursos hídricos. A contaminação das águas superficiais por nutrientes é considerada um dos principais impactos que a agricultura vem causando ao meio ambiente (PARRY, 1998). Questionamentos envolvendo a qualidade da água em áreas com intensiva aplicação de resíduo animal têm sido levantados em função do grande potencial
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poluidor. A aplicação de resíduo animal em áreas agrícolas é normalmente baseada na necessidade de nitrogênio. Como conseqüência, o uso intensivo desses resíduos aumenta os níveis de fósforo no solo acima das necessidades agronômicas e, consequentemente, eleva o potencial de perdas de fósforo, o que acelera o potencial de eutrofização de mananciais hídricos. A eutrofização, causada pelo excesso de nutrientes na água, resulta em alto crescimento da biota aquática, sendo principalmente limitada pelo fósforo em água doce. O nitrogênio também está associado com o processo de eutrofização, mas como a fixação biológica do nitrogênio atmosférico pode ser realizada por algumas plantas aquáticas, maior atenção está sendo dada ao fósforo. Outro problema de poluição da água por nutrientes está relacionado com a concentração de nitratos na mesma, o qual é prejudicial à saúde humana. O nitrogênio é considerado um elemento essencial ao crescimento e à produção das plantas, razão pela qual fertilizantes nitrogenados, tanto na forma mineral quanto orgânica, são adicionadas em grandes quantidades ao solo, constituindo-se fonte potencial de poluição ambiental. A quantidade de nitrato na água, por exemplo, deve obedecer ao critério determinado pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA. Quantidades excessivas de N-NO 3 na água podem causar a metahemoglobinemia: uma alteração na oxigenação do sangue que, em caso extremo, pode ocasionar a morte humana. Para contornar esse problema torna-se necessário que os agricultores façam uso dos adubos nitrogenados de forma a manter a boa produtividade das culturas e, ao mesmo tempo, reduzir ao mínimo possível os teores de NO 3 -^ e NH 4 +^ no solo (FERREIRA et al., 2003), diminuindo assim a lixiviação de nitrogênio e perdas por escoamento superficial. A morte dos organismos aquáticos que se desenvolvem excessivamente devido ao processo de eutrofização causa outro grave problema, que é a alta demanda de oxigênio para a decomposição desses organismos, causando a escassez desse elemento no meio. A alta demanda de oxigênio em áreas sob aplicação de dejetos pode também ocorrer em função da entrada de material orgânico via poluição não pontual, principalmente por erosão e escoamento superficial. Isso pode gerar um desequilíbrio na flora e fauna dos mananciais, por ocasionar dificuldades para a manutenção de espécies com maior nível de demanda de oxigênio.
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A erosão hídrica pode ser considerada um dos mais importantes problemas ambientais da atualidade, sendo o principal mecanismo de perda de nutrientes, solo e água, causando o empobrecimento dos solos de forma gradual e conseqüente redução da produtividade agrícola (CORRÊA, 2001; CARVALHO et al., 2002; NUNEZ et al., 2003; SILVA et al., 2005a). Os nutrientes existentes no solo, especialmente na sua camada superficial, são transportados tanto adsorvidos aos sedimentos do solo quanto solubilizados na água, o que faz com que este processo se torne uma das maiores fontes de poluição difusa da água (SCHAEFER et al., 2002; BERTOL et al., 2003). A estimativa prévia da quantidade de sedimentos e de nutrientes que podem ser transportados pelo escoamento superficial pode ser um indicativo dos danos que estão sendo ocasionados pela erosão hídrica ao solo (PELLEGRINI et al., 2002). A erosão hídrica é tida como responsável por 80% dos problemas de alteração da qualidade da água em pequenas bacias hidrográficas como no Vale do Paraíba, estado de São Paulo, Brasil (RANZINI & LIMA, 2002). Em média, cerca de 30% dos sedimentos perdidos por erosão hídrica chegam aos mananciais, podendo causar o comprometimento da qualidade da água e assoreamento (HERNANI et al., 2002). Os sedimentos são, provavelmente, o mais significativo de todos os poluentes em termos de sua concentração na água, seus impactos no uso da água e seus efeitos no transporte de outros poluentes (MACHADO & VETTORAZZI, 2003). BERTOL et al. (2004a e 2004b), com base em revisão bibliográfica, afirmam que as perdas de nutrientes por erosão hídrica são influenciadas pela sua concentração na água e nos sedimentos e pela perda total de água e de sedimentos por erosão. A concentração de nutrientes na água e nos sedimentos, por outro lado, varia com sua concentração no solo, a qual é influenciada pelas adubações e pela cobertura e manejo do solo. Assim, as concentrações de nutrientes no material transportado, mesmo que relativamente pequenas para alguns nutrientes, podem representar grandes quantidades de adubos perdidos em decorrência da erosão, e
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que devem ser adicionados ao solo para que a sua capacidade produtiva se mantenha em níveis adequados (CASSOL et al., 2002). A erosão hídrica ocorre basicamente pelos processos de desagregação e transporte de sedimentos pela energia da chuva e do escoamento superficial, os quais são responsáveis por grandes perdas de água, sedimentos e nutrientes associados (SILVEIRA & SALVADOR, 2000; BERTOL, 2005). O solo cultivado, exposto às chuvas, recebe a maior parte da energia cinética da precipitação, quebrando os agregados e iniciando o processo de erosão. Com a destruição dos agregados, as partículas menores são transportadas e, juntamente com elas, nutrientes como o fósforo, nitrogênio, potássio, cálcio e magnésio (SCHAEFER et al., 2002). O transporte de elevados teores de nutrientes pelo escoamento superficial se tornou cada vez mais comum, em virtude das grandes quantidades de adubos que vêm sendo aplicados, durante um longo período, na camada superficial do solo das lavouras (SCHICK et al., 2000b; LEITE, 2003; BERTOL et al., 2004).
2.1.1. A chuva e a perda de nutrientes do solo
As precipitações pluviais são, em grande parte, as responsáveis pela geração das cargas difusas de poluição no meio rural, ou seja, aquelas geradas em extensas áreas, a partir de solos agrícolas e que chegam aos corpos de águas superficiais de forma intermitente, sendo associada aos sedimentos, carregados quando há erosão do solo, aos nutrientes (nitrogênio e fósforo), aos defensivos agrícolas e aos resíduos da criação animal (MANSOR, 2005). A chuva pode ser considerada um dos fatores de maior importância no processo erosivo, sendo a intensidade da chuva o parâmetro de maior destaque, pois locais onde ocorrem chuvas torrenciais concentradas, de grande intensidade, são mais propicias à ocorrência dos processos erosivos que em locais de chuvas freqüentes e de baixa intensidade (MARTINS, 2005). Além da intensidade, o volume e a velocidade do escoamento superficial, bem como a duração e a freqüência das chuvas afetam o processo de erosão hídrica. A duração da chuva e a intensidade estão diretamente relacionadas, e a combinação destes dois fatores determina a chuva total. A freqüência das chuvas e a umidade do solo têm efeito combinado, pois se o intervalo entre as chuvas for curto, ou seja, se
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impacto das gotas aumenta com o tamanho e velocidade terminal das gotas e com a intensidade da chuva (OLIVEIRA et al., 2005). A segunda fase da erosão hídrica é caracterizada pela remoção de camada superficial do solo, sendo esta associada ao escoamento superficial. Em contraste com o impacto das gotas, o escoamento superficial tem pequena capacidade de desestruturação e alta capacidade de transporte (OLIVEIRA et al., 2005). Desta forma, o processo erosivo é o resultado do impacto das gotas da chuva aliado ao volume e velocidade do escoamento superficial (BERTONI & LOMBARDI NETO, 1990). A perda de nutrientes pode ser influenciada pela intensidade da chuva, pela seqüência de chuvas e pelo intervalo de tempo entre a aplicação do adubo e a incidência da chuva. SHARPLEY et al. (2001) verificaram a redução nas perdas de fósforo com o aumento do intervalo de tempo entre a aplicação do adubo e a ocorrência da primeira chuva, principalmente após a aplicação do adubo orgânico. Estes resultados podem ser explicados pelo maior tempo de reação do fósforo com o solo e a diluição do fósforo aplicado que, ao infiltrar-se no solo, não se perde pelo escoamento superficial. As primeiras chuvas após a aplicação de adubos no solo são as responsáveis pelas maiores perdas de nutrientes em relação às chuvas subseqüentes (CASSOL et al., 2002). BADELUCCI (1997) verificou que houve uma significativa redução da concentração de fósforo no escoamento superficial com o avanço no tempo de duração da chuva. O mesmo ocorreu para o cálcio e magnésio, o que se deve à maior concentração dos nutrientes na superfície do solo na fase inicial das chuvas simuladas. Quanto ao potássio, o autor observou uma grande variação nos teores devido às variações no teor de potássio existentes no solo. A concentração de nutrientes varia ainda dentro de uma mesma chuva, sendo que a concentração de nutrientes tende a ser maior nos minutos iniciais de chuva (CASSOL et al., 2002).
2.2. PERDA DE NUTRIENTES PELO ESCOAMENTO SUPERFICIAL
2.2.1. Concentração de nutrientes na camada superficial do solo
A perda de nutrientes através do escoamento superficial é favorecida pela aplicação de dejetos animais na superfície do solo se comparada à sua
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incorporação, devido à interação que ocorre com a água da chuva (PIERSON et al., 2001). O início da perda de nutrientes pelo escoamento superficial se dá pelos processos de dessorção e dissolução dos nutrientes, originários da adubação orgânica e mineral e dos restos culturais. Estes dois processos são responsáveis pela extração dos nutrientes do solo e ocorrem a partir da interação da chuva com a superfície do solo, antes do início do escoamento superficial. As partículas finas ou colóides presentes na água do escoamento superficial podem adsorver estes nutrientes dissolvidos na água e reduzir sua concentração na forma solúvel reativa e, consequentemente, elevar sua concentração na forma particulada, principalmente de nutrientes com elevada capacidade de retenção no solo, como por exemplo o fósforo. Desta forma, a reação de adsorção favorece a presença do elemento na forma particulada e a reação de dessorção a presença do elemento na forma dissolvida (SHARPLEY et al., 1994). A água, quando se infiltra ao longo do perfil do solo, faz com que quantidades significativas de nitrato sejam lixiviados, o que reduz sua concentração nas camadas superficiais do solo (SCHULTZ, 1987). O fósforo, ao contrário do nitrogênio, se movimenta muito pouco ao longo do perfil do solo, principalmente em solos argilosos, ácidos e com altos teores de ferro e alumínio, ocorrendo um maior acúmulo deste elemento nos primeiros cinco a dez centímetros do solo, o que eleva a concentração de raízes nesta camada se as inferiores estiverem carentes deste nutriente (MUZILLI, 1981). Desta forma, a perda de fósforo em sistemas agrícolas está associada com o escoamento superficial devido à sua baixa mobilidade no solo, enquanto a perda de nitrogênio, especialmente na forma de nitrato, está relacionada com a percolação ao longo do perfil do solo devido à alta mobilidade desta forma no solo (FAVARETTO, 2002). O fósforo é um elemento muito reativo quimicamente, não sendo possível encontrá-lo em seu estado puro na natureza (LOPES, 1998). De acordo com LOPES (2004), o acúmulo de fósforo no solo ocorre porque o não revolvimento do solo reduz o contato entre os colóides e o íon fosfato, o que diminui as reações de adsorção, e a lenta mineralização dos resíduos orgânicos leva ao desenvolvimento de formas orgânicas de fósforo menos suscetíveis às reações de adsorção. Na presença de alumínio, ferro e cálcio forma compostos de baixa solubilidade, fenômeno este chamado de fixação por precipitação (FANCELLI, 2000).
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concentrações de nutrientes no material transportado, mesmo que relativamente pequenas, podem representar grandes quantidades de adubos perdidos e que devem ser adicionados ao solo para que a sua capacidade produtiva se mantenha em níveis adequados (CASSOL et al., 2002; BERTOL et al., 2004). O fósforo e o nitrogênio na água podem ser divididos em duas formas: solúvel ou reativa e a particulada. A metodologia padrão para separar estas duas formas é a filtragem utilizando um filtro de 0,45 μm. A forma solúvel é a fração do elemento que se encontra dissolvido na água e passa pelo filtro de 0,45 μm. Já a forma particulada corresponde à fração que se encontra adsorvida às partículas minerais mais finas do solo, ou fazendo parte da estrutura destes minerais, ou como um constituinte das partículas orgânicas do solo. O fósforo particulado pode representar de 75 a 95% do fósforo total transportado em sistemas de preparo convencional. No sistema de semeadura direta, pastagens ou florestas, o transporte de sedimento é menor, e o fósforo solúvel é a forma dominante (SHARPLEY et al., 1994). A ocorrência de fósforo em águas naturais e em águas residuárias se dá quase que exclusivamente sob a forma de fosfato. Os fosfatos são classificados como ortofosfatos, fosfatos condensados (pirofosfatos, metafosfatos e outros polifosfatos), e fosfatos organicamente ligados. Eles podem ocorrer em solução, em partículas ou detritos, ou nos corpos de organismos aquáticos (MANSOR, 2005). As formas solúveis do nitrogênio, nitrato (NO 3 -^ ) e amônio (NH 4 +), são encontradas geralmente em baixas concentrações. A forma particulada é a principal forma em que o nitrogênio é transportado via escoamento superficial, sendo representada pela forma NH 4 +^ mais o nitrogênio orgânico unido ao sedimento (FAVARETTO, 2002). O nitrato é de alta mobilidade no solo, principalmente na camada superficial, devido à adsorção não-específica a que o íon está sujeito e à predominância de cargas negativas no complexo coloidal do solo, decorrente principalmente da presença da matéria orgânica. Diante disso, a forma de NH 4 +^ pode ser mais eficientemente adsorvida às cargas negativas do solo quando comparada com a forma NO 3 -^ (MAIA & CANTARUTTI, 2004). O nitrato é um ânion que não se movimenta sozinho, há determinados cátions que são carregados juntos como, por exemplo, o cálcio, o qual se encontra em maiores quantidades na maioria dos solos agrícolas, porém também se perde em
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maiores proporções quando o nitrato se movimenta; elementos como o potássio e o magnésio se encontram em menores concentrações na maioria dos solos e, com isso, ocorre menor transporte dos mesmos (MUZILLI, 1981). O N-NH 4 tem maiores perdas pelo escoamento superficial do que por sub- superfície, uma vez que se encontra relativamente imobilizado no solo e está mais concentrado na superfície do solo. No caso do N-NO 3 , a maior perda ocorre por lixiviação, em razão da sua baixa reatividade com o solo (BERTOL et al., 2004). Com relação ao fósforo, ocorre maior transporte por meio do escoamento superficial do que por sub-superfície, devido a este elemento ser fortemente adsorvido pelas partículas do solo, o que o torna pouco móvel, sendo que o mesmo tende a se acumular na posição em que é aplicado (BERTOL et al., 2004). O material erodido difere da composição original do solo, sendo comumente encontrados teores mais elevados de nutrientes no sedimento perdido em relação à composição química original do solo. O estudo das perdas de nutrientes por escoamento superficial também mostra que a maior perda de nutrientes ocorre no sedimento, e que as perdas deste na foram solúvel são baixas (BADELUCCI, 1997). A matéria orgânica, geralmente rica em nutrientes, é transportada com os sedimentos mais finos do solo devido à sua baixa densidade e por estar em maior concentração na superfície do solo (BERTOL, 2005).
2.3. QUALIDADE DA ÁGUA
O escoamento superficial em zonas agrícolas contribui significativamente para o problema da qualidade da água em muitas bacias hidrográficas do mundo todo (LIMA et al., 2004). A qualidade da água está intimamente relacionada com o escoamento superficial, o qual fornece os materiais – sedimentos e nutrientes – que, ao serem transportados e depositados, darão origem aos processos de assoreamento e eutrofização das águas, respectivamente (SAUTINI et al., 2004). Os processos que controlam a qualidade da água de determinado manancial fazem parte de um frágil equilíbrio, motivo pelo qual alterações de ordem física, química ou climática, na bacia hidrográfica, podem modificar a sua qualidade (DONADIO et al., 2005).
