Sistemas de Usos de Fertilizantes

Sistemas de Usos de Fertilizantes

• R. N. PRASAD (1997) afirmou: “Os objetivos finais de uma agricultura sustentável são desenvolver sistemas agrícolas que sejam produtivos e lucrativos, conservem a base de recursos naturais, protejam o ambiente e aumentem a saúde e a segurança a longo prazo. 

Sistemas agrícolas tradicionais considerados sustentáveis no passado não têm sido capazes de responder adequadamente ao crescimento atual na demanda por “commodities” necessárias ao crescimento da população humana e animal, bem como ao rápido declínio de terra cultivável de qualidade e de recursos hídricos. Os princípios básicos de manejo do solo em sistemas agrícolas sustentáveis são:

• Repor os nutrientes removidos
• Manter as condições físicas
• Evitar o aumento da incidência de plantas invasoras, pragas e doenças
• Evitar o aumento da acidez do solo e da concentração de elementos tóxicos
• Controlar a erosão de tal modo que essa seja igual ou menor que a taxa de pedogênese (formação do solo).”

Agricultura Integrada:

“Agricultura Integrada” ou em francês

• “Agriculture raisonnée “ é a combinação de práticas de manejo – incluindo o uso de rotações de culturas, práticas de cultivo, escolha de variedades adequadas, uso eficiente de fertilizantes e produtos protetores de plantas – com medidas para preservar e proteger o ambiente. A melhor combinação deve ser específica para cada propriedade.

O conceito é baseado no modelo alemão (FIP) desenvolvido em 1987. Na Inglaterra, o programa LEAF (Unindo o Ambiente e a Agricultura) tem apoio do governo, grupos de agricultores, instituições de pesquisa, indústria de fertilizantes, grupos ambientalistas e organizações de consumidores. Na França, o FARRE, “Fórum da Agricultura Integrada e Respeito ao Ambiente” está tendo amplo apoio.

• A “Agricultura Integrada” leva em conta, sistemática e simultaneamente, aspectos ambientais, a qualidade do produto e a rentabilidade da propriedade. Seu objetivo é desenvolver uma agricultura que seja sustentável mas que corresponda às necessidades dos agricultores e às expectativas da sociedade. Solo, recursos hídricos e biodiversidade são respeitados. São adotadas adubação e técnicas de proteção de plantas que minimizam os impactos ambientais adversos. Saúde animal e bem-estar, manejo dos efluentes e dos resíduos, otimização do uso dos recursos hídricos e controle da erosão são levados em conta. A “Agricultura 

Alternativa” tem conotação ideológica enquanto a “Agricultura Integrada” tem por objetivo fazer o melhor uso possível das melhores técnicas conhecidas.

• A. Leake (1999), do Grupo de Fazendas CWS na Inglaterra declarou “A Agricultura Integrada é um desenvolvimento recente, mas já está se mostrando promissora na sua habilidade para alcançar altas produtividades das culturas, eficiente em relação aos custos e com reduzido impacto ambiental. Esse sistema oferece uma alternativa real para a agricultura européia, comparado com sistemas convencionais de altos insumos e com agricultura orgânica de baixa produtividade”.

Planejamento de uso da terra:

• Existem exemplos em certas regiões da União Européia e em outras, particularmente em áreas de bacias de contenção de água, de sucesso na cooperação entre agricultores, autoridades reguladoras do uso da água e dos serviços de extensão agrícola no estabelecimento de metas locais a serem alcançadas. O programa “Landcare”, na Austrália, é um exemplo de sucesso na administração de terra. Existem programas semelhantes em outros países, tais como Brasil, Índia e África do Sul.

“Ferti-Mieux”:

• Em 1980, na França, o governo francês estabeleceu o COMIFER, o “Comitê Francês de Estudo e Desenvolvimento da Adubação Integrada”, cujo objetivo é promover uma adubação racional, fazendo uso de todos os meios científicos, técnicos e práticos. Esse comitê é composto de representantes de autoridades públicas e estabelecimentos educacionais, de organizações de agricultores, produtores e distribuidores de fertilizantes.

“Ferti-Mieux” define os passos a serem dados para se obter, em determinada área de uma microbacia, uma mudança progressiva nas práticas agrícolas que minimizaria o risco de poluição da água. A participação é voluntária.

• Tem como base um consenso, de âmbito nacional, entre o Ministério de Agricultura, as associações dos agricultores, as associações de fabricantes de fertilizantes, outros Ministérios, etc., e em âmbito local, entre agricultores, conselheiros, consumidores, agências de recursos hídricos, etc.

Uma operação de “Ferti-Mieux” aprovada e que respeita as diretrizes é reconhecida por uma identificação que é atribuída durante um ou dois anos, através de três diferentes organizações nacionais. A identificação provê uma garantia, para agricultores, conselheiros, agências financeiras e o público em geral. 

Sistemas integrados de nutrição de plantas, SINP

• Em 1996, a IFA publicou um documento preparado por R. Dudal intitulado “Nutrientes de Plantas e Segurança Alimentar”, chamando a atenção da importância do manejo eficiente de nutrientes de plantas como um componente principal do desenvolvimento agrícola. Uma parte significativa do documento trata dos sistemas integrados de nutrição de plantas (SINP) e assuntos relacionados. Ele definiu a Nutrição Integrada de Plantas como: “uma abordagem que adapta a nutrição de plantas a um sistema específico de agricultura e um objetivo de rendimento em particular, à base de recursos físicos, às fontes disponíveis de nutrientes de plantas e à estrutura sócio-econômica”.

As fontes de nutrientes de plantas podem ser fertilizantes minerais e, ou, a fixação biológica de nitrogênio e, ou, os materiais orgânicos, dependendo das circunstâncias.

As recomendações do Seminário:

• Internacional Sobre Sistemas Integrados de Nutrição de Plantas para o Desenvolvimento Sustentável, promovido pela: FAO-IFFCO (Cooperativa de Fertilizantes e Agricultores da Índia), e levado a efeito em Nova Deli, Índia, em Novembro de 1997 foram as seguintes:

O desenvolvimento do SINP requer um serviço melhorado aos agricultores na forma de orientação técnica, insumos, crédito, facilidades de mercado, investimento público em agricultura.

O SINP deve:

• Almejar, tanto o aumento na produtividade como o aumento da renda dos agricultores, com atenção especial à diminuição da pobreza em áreas rurais;
• Integrar a manutenção de recursos naturais e a reabilitação desses, quando necessário, e promover o aumento da produtividade agrícola;
• Ser orientado para sistemas e, em particular, levar em conta as interações entre o suprimento de nutrientes de plantas e água, entre nutrientes de plantas e o controle de pragas e doenças;
• Melhorar a disponibilidade de energia para a população rural, com a finalidade de economizar madeira e materiais orgânicos utilizados como combustíveis na geração de energia;
• Basear-se em ciências, associando agronomia, ecologia e ciências sociais;
• Usar um “Sistema Agrícola” que não seja, somente, baseado em sistemas de culturas. 10.5. Plantas leguminosas como fonte de N

Plantas leguminosas fornecem uma quantidade significativa de nitrogênio ao ecossistema. Tem sido estimado que a fixação biológica de nitrogênio fornece 30 a 40 milhões de toneladas nitrogênio aproximadamente, por ano, em comparação com aproximadamente 80 milhões de toneladas partindo de fertilizantes nitrogenados. A contribuição das plantas leguminosas na nutrição das culturas é conhecida e tem sido usada há muito tempo em sistemas tradicionais.

• Culturas leguminosas têm uma alta exigência de fósforo e de potássio, os quais têm que ser fornecidos. Os microrganismos, vivendo em simbiose, recebem sua energia das plantas em troca do nitrogênio que eles produzem. Eles não são conversores eficientes e a energia usada no processo de fixação natural se dá às custas do rendimento da cultura, i.e., as produtividades das plantas leguminosas tendem a ser baixas.

A possibilidade de usar leguminosas como fonte de nitrogênio é de interesse particular para pequenos produtores que não podem dispor de recursos para compra de fertilizantes nitrogenados. Entretanto, isso não é gratuito. Se a produção das leguminosas não for econômica, ela ocupa área de solo que poderia ser posta para um melhor uso. M. E. Summer (1998) chama a atenção de experimentos na África nos quais rotação que incluiu dois ou três anos de pousio com Sesbania, seguindo-se a cultura do milho, propiciou um aumento espetacular na produção de milho comparada com a parcela com milho contínuo, sem adubação. Ele mostra, porém, que ainda é necessário aplicar fosfato. Entretanto, a produção de milho era menos da metade da que poderia ser alcançada com uma pequena aplicação de fertilizante nitrogenado.

• O nitrogênio fornecido por plantas leguminosas não é mais “amigável” em termos ambientais do que o que é fornecido pelos fertilizantes minerais; na realidade, é provável que ele seja menos “amigável”. A quantidade, a taxa e a época de liberação do nutriente são difíceis de controlar. Em experimentos com pousios de gramínea/trevo na Inglaterra (Johnston et al 1994), após a aração das áreas sob pousio, foi plantado trigo de inverno, seguindo-se amostragem do solo durante o inverno e a primavera. Foi calculado que entre 110 e 250 kg de N por ha foram lixiviados quando o período de pousio aumentou de 1 para 6 anos. Na média, pela drenagem do solo, a quantidade de N aumentou a concentração de nitrato na água de drenagem de cerca de 200 mg/L para 400 mg/L, oito vezes o limite aceito pela União Européia para o teor de nitrato na água potável.

Adubos verdes, particularmente de plantas leguminosas fixadoras de nitrogênio, são fontes importantes de nitrogênio. Entretanto, elas podem não ser atraentes sob o ponto de vista do agricultor, se não produzirem um produto palatável e comestível. Pequenos produtores não podem dar-se ao luxo de usar uma parte da já pequena propriedade de forma não produtiva. 

• Adubos verdes exigem muito trabalho. Eles fornecem quantidades significativas de nitrogênio, mas requerem a aplicação de fosfato e outros nutrientes. Eles também não são mais “amigáveis” em termos ambientais do que os fertilizantes minerais; por exemplo, existem evidências de que áreas previamente plantadas com leguminosas emitem óxido nitroso em quantidades semelhantes àquelas de áreas adubadas com fertilizante mineral. A liberação do nitrogênio fixado por plantas leguminosas é difícil de ser controlada. Azolla, uma samambaia aquática flutuante associada com algas azuis-verdes que fixam nitrogênio, é usada como fonte de nitrogênio para arroz inundado (FAI, 1994). 

Usada como adubo verde, a dose ótima de aplicação chega a várias toneladas por hectare. Essa planta requer uma quantidade considerável de água e de fósforo e não pode resistir a altas temperaturas. Adubos verdes, como a Sesbania, têm sido usados por muito tempo na China (veja o relatório de uma excursão de estudo na China, FAO, 1977), mas desde a época dessa excursão o uso de fertilizantes nitrogenados na China aumentou de 8 para 23 milhões de toneladas de N.

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Balanço de Nutrientes:

• O uso de comparações entre adição e remoção de nutrientes, nas publicações científicas, como ferramenta mestra para o equilíbrio ambiental em relação às práticas de adubação, começou durante os anos 1980’s.

Diferentes tipos de equilíbrio nas adubações entraram em uso. O mais comum é uma comparação entre adição e remoção de nutrientes a nível da propriedade (a alternativa “equilíbrio na superfície do solo” é mais complicada). Essa comparação examina a relação entre nutrientes aplicados na cultura e removidos na colheita.

• Considera todos os nutrientes que podem ter sido aplicados, se de origem mineral ou orgânica. O sistema, idealmente, deveria considerar também mudanças nos níveis de nutrientes no solo, e, em alguns casos, as perdas admissíveis.

O balanço de nutrientes está sendo desenvolvido pela Organização para Cooperação de Desenvolvimento Econômico (OCDE) como um indicador ambiental. Estes são indicadores nacionais (K. Parris e L. Reille, 1999) e exigem uma interpretação cuidadosa. Por exemplo, um país pode ter um excesso a nível nacional quando se observa poluição de nitrato em algumas áreas e depleção de nutrientes em outras. O indicador de equilíbrio de nutrientes precisa ser usado em conjunto com indicadores de manejo de nutrientes na propriedade, qualidade do solo e qualidade da água.

• Excrementos animais contêm quantidades significativas de nutrientes de plantas. É então evidente que todas as fontes de nutrientes deveriam ler levadas em conta na determinação das doses de adubação mineral.

Sistemas de balanço de nutrientes baseados na contribuição de nutrientes aplicados e removidos pela produção das culturas são usados em alguns países da Europa, como uma medida para avaliar o desempenho ambiental de propriedades rurais, particularmente em países com problemas de onde aplicar os estercos animais.

• Na Dinamarca, desde 1994, os agricultores têm que preparar um plano de adubação, uma vez que a quantidade de nitrogênio que pode ser aplicada em cada tipo de cultura é regulamentada.

Outra exigência é que 65% da área cultivada devem ser cobertos por uma cultura de cobertura no inverno. As multas são pesadas no caso de infração. Na Alemanha, um “Regulamento Federal de Uso de Fertilizantes” entrou em efeito em janeiro de 1996. O modelo deve ser implementado agora nos estados da federação alemã. Na Noruega, planos de fertilizantes são agora compulsórios. Na Holanda, um esquema compulsório de avaliação de nutrientes começou em 1998. Aplicações de nutrientes acima do máximo serão multadas. Ver O. L. H. Möller-Hansen et al. (1999).

• O balanço de nutrientes pode indicar um déficit ou um excesso. O exercício poderia ser, então, também útil em países em desenvolvimento onde estão sendo exauridas as reservas de nutrientes dos solos. 

Uma proporção significativa dos nutrientes que são fornecidos ao gado e são excretados no esterco nas criações intensivas, tem origem de alimentos que foram importados de outras regiões do mundo, e, assim, estão exaurindo os nutrientes dos solos das regiões exportadoras. Mas em muitos países em desenvolvimento, os solos estão também sendo exauridos pelo processo de apenas fornecer subsistência a quem os cultiva.

Saúde humana:

Nitrato:

• A água potável normalmente provê de 10 a 30% do nitrato ingerido, sendo o restante proveniente de legumes, frutas e carne. A proporção de nitrato convertida a nitrito também varia amplamente, mas aproximadamente 7% são típicos.

Nitrato na água potável é considerado um problema de saúde pública porque o nitrato é reduzido rapidamente a nitrito no corpo. O nitrito oxida o hemoglobina do sangue que não pode, então, transportar o oxigênio para os tecidos; isto pode se manifestar em bebês de até seis meses de idade, causando a síndrome do bebê-azul. Isso é normalmente causado pela conversão microbiana de nitrato a nitrito dentro das mamadeiras como resultado de higiene inadequada. A ocorrência dessa síndrome é agora um fato raro, embora, por alguma razão, ainda ocorram casos na Hungria e Romênia.

• Outra preocupação é que o nitrito pode reagir com compostos no estômago produzindo compostos com N-nitroso, particularmente nitrosaminas, que foram testadas positivamente como carcinogênicos em experimentos com animais. O nitrato ingerido é absorvido rapidamente na porção superior do trato gastrointestinal, sendo a maior parte desse subsequentemente eliminada na urina.

Aproximadamente 25% do nitrato no sangue são secretados pelas glândulas salivares, e a flora microbiana da cavidade oral reduz parte do nitrato a nitrito.

• Nunca é possível provar risco zero, mas deve-se levar em conta que as doses de nitrosaminas que foram provadas como carcinogênicas aos animais excedem, em muito, as doses às quais os seres humanos são expostos. Nenhuma ligação com câncer em seres humanos foi demonstrada.

Na realidade, existem evidências atuais de que algum nitrato é benéfico. Muitos patógenos são suscetíveis a nitrito sob condições ácidas (T. M. Addiscott, 1996; M. Golden e C. Leifert, 1997; C. Leifert et al., 1999). Fósforo e potássio não têm nenhum efeito adverso conhecido na saúde humana. Ambos são componentes importantes dos organismos vivos.

• Além de não ter qualquer efeito prejudicial, a ingestão de potassa pode ter um efeito benéfico na saúde humana, reduzindo a hipertensão.

Qualidade do produto:

• Alguns afirmam que plantas cultivadas com “fertilizantes artificiais” têm menos sabor e são menos saudáveis do que, por exemplo, produtos da agricultura orgânica. Na realidade, a planta não distingue entre a fonte original, mineral ou orgânica, de seus nutrientes - eles são todos absorvidos na mesma forma química.

Porém, de acordo com uma revisão de literatura por K. Woese et al. (1995), plantas hortícolas convencionalmente produzidas ou adubadas podem ter um teor de nitrato mais alto quando comparadas a plantas produzidas “organicamente” ou não adubadas, especialmente aquelas verdes e de raízes exploráveis que são nitrofílicas. Legumes de origem orgânica também tendem a ter um conteúdo mais alto de matéria seca. Em relação a todos os outros parâmetros que determinam valores nutricionais e avaliação sensorial, os autores notaram que as diferenças entre os dois sistemas não eram significativas ou que os resultados eram contraditórios de forma que não puderam ser feitas conclusões.

• As adubações em excesso devem ser evidentemente evitadas, mas adubações corretas podem ter um impacto positivo na qualidade de produto agrícola. Por exemplo, o conteúdo de minerais, proteínas e vitaminas das culturas pode ser melhorado se uma adubação adequada corrige um nível inadequado de nutriente disponível, previamente existente. 

A qualidade para panificação do trigo, a qualidade para fermentação da cevada e a cor, o caráter crocante e a textura de vários legumes se beneficiam de uma adubação adequada, assim como o tamanho e o sabor das frutas. O potássio melhora a qualidade de tubérculos de batata e o conteúdo de açúcar da cana-de-açúcar. O enxofre aumenta o conteúdo de proteína nos grãos e o teor de óleo de sementes oleaginosas. E assim por diante.

Saúde das plantas:

• O uso de fertilizantes em doses excessivas tem efeitos prejudiciais ao crescimento das culturas. Exemplos disso são o acamamento de cereais e o baixo conteúdo de açúcar na beterraba açucareira como resultado de quantidades excessivas de nitrogênio; as desordens nutricionais envolvendo micronutrientes, como a deficiência de zinco induzida por excesso de fertilizante fosfatado ou de calcário; o impedimento na germinação de sementes e dano às mudas por excesso de sais solúveis de fertilizantes adjacentes à linha de plantio; a ação acidificando de fertilizante nitrogenado ao solo, e aumentos na incidência de doenças e pragas com o uso de excesso de fertilizantes nitrogenados. Se a aplicação de nitrogênio conduz à acidificação do solo, isso pode induzir à toxidez de alumínio e manganês, caso o calcário não seja aplicado para reduzir esse efeito.

Em relação a doenças de plantas, o impacto mais importante do nitrogênio é no vigor e crescimento da planta. Esses dois fatores têm um impacto importante na suscetibilidade das plantas a muitas doenças. Plantas vigorosas com crescimento rápido são geralmente mais sensíveis a parasitas obrigatórios e algum patógenos são especificamente mais agressivos nas plantas vigorosas. Porém, a maioria dos patógenos que causam necrose atacam plantas menos vigorosas com deficiência de nitrogênio. Fertilização equilibrada fornece excelente proteção. A época de aplicação de fertilizantes é importante. Uma época de aplicação errada pode induzir a crescimento exagerado da parte foliar das plantas e manter umidade alta, condições que são favoráveis ao desenvolvimento de doenças.

• A aplicação de fósforo parece favorecer a proteção das plantas contra doenças, seja pela correção de deficiência desse nutriente no solo, consequentemente induzindo um melhor crescimento das plantas, ou por acelerar o processo de maturação, não favorecendo alguns patógenos, como míldios, que afetam os tecidos jovens.

O potássio pode aumentar a eficiência de uso de outros nutrientes pelas plantas, particularmente de N. O potássio tem um efeito benéfico na qualidade de uma gama extensiva de culturas, especialmente em termos de melhoria na quantidade e qualidade da proteína. O potássio pode diminuir a incidência de doenças de plantas e reduzir estresses abióticos, particularmente causados pelo frio. 

• O elemento pode ter uma ação direta na penetração do patógeno, tamanho da lesão e na densidade do inóculo. Um efeito indireto do potássio no desenvolvimento de doenças é estimular o processo curativo (interação com os parasitas de cicatrizes), aumentar a resistência ao frio e também atrasar a maturidade e senescência das frutas. Não existe nenhuma poluição conhecida ou periculosidade à saúde pelo uso de fertilizantes potássicos na agricultura. Porém, a aplicação de cloreto de potássio para culturas sensíveis a cloreto deve ser evitada, assim como o uso desse fertilizante em certos solos salinos.

O cálcio pode ter um efeito na parede celular das plantas tornando-as mais resistentes à penetração de patógenos. Uma deficiência em cálcio aumenta a sensibilidade de plantas a muitos fungos.

Biodiversidade:

• Comunidades de plantas e de animais podem ser afetadas diretamente por mudanças nos seus ambientes por variações na qualidade de água, ar, solo e sedimentos e por perturbação por barulho, luz estranha e mudanças na cobertura vegetal. Tais mudanças podem afetar diretamente a biosfera, por exemplo o “habitat”, o suprimento de alimentos e de nutrientes, áreas de criação, rotas de migração, vulnerabilidade aos predadores, ou mudanças nos padrões de pastoreio dos herbívoros, que, por sua vez, podem ter um efeito secundário nos predadores.

Perturbação do solo e remoção da vegetação e efeitos secundários como erosão e deposição afetam diretamente as comunidades e também levam a efeitos indiretos transtornando o equilíbrio de nutrientes e a atividade microbiana no solo.

• Um efeito comum de longo prazo é a perda do “habitat” que afeta as comunidades da fauna e da flora e induz a mudanças na composição das espécies e ciclos primários de produção. Por exemplo, em alguns países, a pressão da população está levando ao cultivo de terras inadequadas, frágeis. Florestas tropicais, que se desenvolvem em solos que normalmente são altamente intemperizados, estão sendo desmatadas. Uma grande proporção da Floresta Amazônica, por exemplo, se desenvolve em solos pobres que se deterioram rapidamente após o desmatamento. Existe um amplo cenário para melhorar a produtividade agrícola em solos mais adequados no Brasil, evitando a abertura de novas áreas da floresta amazônica e até mesmo permitindo que algumas áreas degradadas revertam a floresta natural.

Na Indonésia, esquemas de assentamentos agrícolas envolveram a derrubada da floresta tropical, seguindo-se a deterioração rápida do solo. Com adubação adequada e boas práticas de manejo, tem sido demonstrado que estes solos podem ser reabilitados, evitando-se, conseqüentemente, a necessidade de desmatar áreas adicionais de florestas e, com isso, prevenindo a erosão adicional do solo e a degradação.

• O superpastejo é uma das principais causas da erosão do solo e a população de gado está tendendo a aumentar. Um aumento na produção de forragem, com práticas adequadas de adubação, é uma excelente maneira de reduzir a pressão do gado sobre as áreas de pastagens.

Uma redução indiscriminada no uso de fertilizantes exigiria que os agricultores usassem mais hectares cultivados para manter, ou aumentar, os níveis atuais de produção. Isto poderia requerer o uso de solos menos produtivos e frágeis.

• A urbanização aumenta as emissões de carbono, ao passo que as plantas absorvem carbono. Mannion (1997) observou, entretanto, que, com esse processo, as áreas agrícolas estão tendendo a diminuir, em muito, nos países desenvolvidos, com correspondentes aumentos, por exemplo, da área florestada. Isto representa um aumento líquido no estoque de carbono. Mas nos países em desenvolvimento, a área agrícola está tendendo a aumentar, as florestas tropicais estão sendo transformadas em terras agrícolas, e as terras agrícolas estão sendo perdidas à urbanização. Esse desenvolvimento, claramente, reduz o estoque vegetativo de carbono, resultando, também, em uma perda da biodiversidade e nos recursos genéticos.

Progressos recentes têm sido obtidos em muitas regiões do mundo pela implementação de práticas de conservação do solo que são “amigáveis” do ponto de vista da diversidade, retirando áreas marginais do processo produtivo, controlando o arrastamento superficial de nutrientes e outros produtos químicos, desenvolvendo novas variedades de plantas cultivadas que são geneticamente resistentes a doenças, pragas e estresses abióticos.

• Nos E. U. A., a Lei Agrícola de 1996 criou novos programas como o Programa de Incentivos à Qualidade Ambiental, o Programa de Incentivos ao Habitat da Vida Selvagem e o Programa de Proteção da Propriedade Agrícola. Várias outras opções de políticas que pretendem promover sustentabilidade se encontram em várias fases de adoção. Em 1996, as Medidas de Acompanhamento Agrícolas/Ambientais da União Européia responderam por mais de 2 bilhões de euros, ou cerca de 1,8 bilhão de dólares em investimentos.

Até recentemente, a biologia do que acontece na região da raiz - a rizosfera - era relativamente negligenciada. M. J. Swift (1998) escreve “O manejo do solo foi dominado pelo que pode ser chamado de um paradigma de “manejo ambiental”. A produção das culturas é vista como sendo regulada por seu ambiente físico-químico que pode ser alterado e manejado por meios físicos e pela introdução de substâncias químicas inorgânicas para atender as necessidades da cultura. Em anos recentes um conceito alternativo de “manejo biológico” tem emergido e aborda a manipulação de populações biológicas e processos do solo, assim como as suas propriedades físico-químicas. Em nenhum local na superfície da terra foi possível avaliar a completa diversidade biológica da comunidade de organismos do solo.....O sistema convencional de manejo agrícola busca evitar ou até mesmo inibir estes reguladores biológicos e frequentemente rompe ou destrói a estabilidade e a capacidade de recuperação do ecossistema.

• Um sistema com enfoque biológico provê um conceito mais amplo e ecológico de manejo de solos que é traduzido, mais prontamente, pelas escalas que vão das parcelas experimentais ao ecossistema e paisagem. Isso não é apenas diferente do paradigma físico-químico da revolução verde mas também daquele da agricultura orgânica uma vez que não evita insumos químicos derivados do petróleo, mas sim enfoca a eficiência do uso desses produtos.

A ciência do ecossistema provê uma estrutura que integra os atributos funcionais de populações biológicas com os seus ambientes físicos e químicos”.

• Sabe-se que o uso de altas doses de fertilizantes nitrogenados inibe a atividade de organismos simbióticos que fixam nitrogênio, como as espécies de Rhizobium. Se uma planta leguminosa é bem provida de nitrogênio do solo e, ou, pelo fornecimento de fertilizante mineral, ela se torna menos eficiente na fixação do nitrogênio atmosférico; muitas leguminosas não nodulam na presença de um alto nível de nitrato no solo. Tem também sido muito discutido que o uso de fertilizantes, especialmente nitrogenados, pode inibir os microrganismos que mineralizam a matéria orgânica do solo. Invertebrados do solo (formigas, cupins, minhocas, centopeias, etc.) executam uma função importante na manutenção de fertilidade do solo.

Fertilizantes minerais têm sido apontados como tendo um efeito adverso na população de minhocas. É certamente possível demonstrar os efeitos letais de sais de fertilizantes e amônia anidra quando aplicados em contato com uma minhoca viva. Mas somente uma pequena porção do habitat do solo ocupado pelas minhocas entra em contato direto com os fertilizantes aplicados, e, por conseguinte, a proporção da população total afetada é pequena. Um possível impacto adverso na população de minhocas poderia ser o resultado da acidificação do solo pela aplicação de certos fertilizantes nitrogenados não neutralizados pela aplicação de calcário; as minhocas são inibidas pela acidez do solo.

• Entretanto, alguns pesquisadores estabeleceram que o maior suprimento de material orgânico fresco, obtido pela adubação, é da maior significância para as minhocas. O tamanho e número de minhocas invariavelmente aumentam à medida que os solos partem de uma fertilidade baixa para uma fertilidade alta através da adubação.

A evidência circunstancial dos experimentos nos quais fertilizantes minerais têm sido aplicados continuamente por um longo período de tempo, em um sistema completamente sustentável, indica, a priori, que o uso de práticas corretas de adubação não prejudica a flora e a fauna do solo essenciais para produção das culturas.

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