NÚCLEO GERADOR: URBANISMO E MOBILIDADE. Tema: A Agricultura

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1 NÚCLEO GERADOR: URBANISMO E MOBILIDADE Tema: A Agricultura

2 A agricultura Um dos principais problemas da humanidade é conseguir fornecer a todas as pessoas alimentação suficiente e adequada. Crescimento da população humana

3 A agricultura Desde tempos históricos que o Homem tem procurado melhorar a capacidade produtiva dos terrenos. No início, utilizava adubos naturais como o estrume. Mas foi a introdução dos adubos sintetizados industrialmente que permitiu um aumento espectacular da produção agrícola.

4 Porque precisam as plantas de adubos? Contêm substancias (elementos químicos) utilizadas pelas plantas na síntese de matéria orgânica vegetal. Elementos químicos mais importantes para os seres vivos: Carbono (C) Azoto (N) Oxigénio (O) Hidrogénio (H) Fósforo (P).

5 Ciclos Biogeoquímicos A circulação da matéria na natureza é cíclica. Os elementos químicos descrevem ciclos nos ecossistemas, ora fazendo parte dos seres vivos (BIO), ora fazendo parte da terra (GEO).

6 Ciclos Biogeoquímicos Ciclo do Carbono Ciclo do Oxigénio Ciclo do Azoto Ciclo da Água

7 Ciclo do Azoto Representa cerca de 79-90% do total dos gases atmosféricos. É um componente essencial à vida (É o 4º elemento mais abundante nos tecidos vivos), participando na constituição: das proteínas do ADN (Ácido Desoxirribonucleico), do ARN (Ácido Ribonucleico), da clorofila e de outras importantes moléculas orgânicas

8 Azoto N 2 A maioria dos seres vivos não possui a capacidade de utilizá-lo directamente na forma molecular. Em vez disso, eles esperam que o azoto seja fixado, puxado da atmosfera e ligado ao oxigénio e hidrogénio por determinados microrganismos (bactérias, fungos), muitas vezes associados simbioticamente às plantas, formando compostos que elas podem usar nas suas sínteses podendo ser disponibilizado a todos os níveis tróficos das cadeias alimentares.

9 Ciclo do Azoto Processos associados Fixação do azoto atmosférico Humificação Amonificação Nitrificação Desnitrificação

10 Ciclo do azoto

11 A fixação é o processo através do qual o azoto é capturado da atmosfera em estado gasoso (N 2 ) e convertido em formas úteis para outros processos químicos, tais como amoníaco (NH 3 ), nitrato (NO 3 -) e nitrito (NO 2 -). Esta conversão pode ocorrer através da ajuda de bactérias que existem no solo ou em raízes de plantas (leguminosas) Fixação

12 Nitrificação A oxidação do amoníaco, conhecida como nitrificação, é um processo que produz nitratos(no 3 -) e nitritos(no 2 -) prontos a ser assimilados pelas plantas a partir do amoníaco (NH3). Este processo é levado a cabo por bactérias (bactérias nitrificantes)

13 Desnitrificação A desnitrificação é o processo pelo qual o azoto volta à atmosfera sob a forma de gás quase inerte (N 2 ). Este processo ocorre através de algumas espécies de bactérias em ambiente anaeróbico. Estas bactérias utilizam nitratos alternativamente ao oxigénio como forma de respiração e libertam azoto em estado gasoso (N 2 ).

14 Fontes de alterações do ciclo do Azoto Fertilizantes azotados Utilização de culturas fixadoras de azoto Mobilização de azoto armazenado

15 Fertilizantes azotados Cerca de metade das quantidades utilizadas não chega a contribuir para a construção de novos tecidos nas plantas, pois é perdido por : evaporação, escorrência infiltração Provoca contaminação das água

16 Utilização de culturas fixadores de azoto Cultivo de monoculturas de leguminosas em grandes áreas. Fontes biológicas de azoto facilmente disponíveis

17 Mobilização: azoto armazenado queima de combustíveis fósseis, que ocorre nos veículos e indústrias, liberta para a atmosfera azoto armazenado nas formações geológicas durante milhões de anos e que assim teria permanecido se não fossem as actividades humanas. queima de florestas, desflorestações para preparação de terras agrícolas. a utilização de madeira como combustível.

18 Efeitos da alterações antropogénicas do ciclo do Azoto Óxido Nitroso Óxidos de azoto e amónia Nitratos Excesso de nutrientes - Eutrofização Redução da biodiversidade

19 Óxido Nitroso Apesar das atenções terem estado centradas na redução das emissões de dióxido de carbono, devido ao seu papel no aquecimento global do planeta, o N 2 O, libertado essencialmente pela combustão, é também um importante gás de efeito de estufa, 200 vezes mais potente que o CO 2 (embora por cada 3000 moléculas de CO2 libertado, apenas uma molécula de N 2 O chegue à atmosfera).

20 Óxido Nitroso Para 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.

21 Óxidos de azoto e amónia Os óxidos de azoto (NOx), particularmente o monóxido e dióxido de azoto emitidos pelos processos de combustão e como produtos de reacções do N 2 O, 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.

22 Nitratos A ingestão de água contaminada com nitratos (NO 3 -) pode conduzir a sérias disfunções, após este ião ser reduzido a iões nitrito (NO 2 -) no tracto gastrointestinal. Uma vez no sangue, estes iões impedem que a hemoglobina transporte o oxigénio, ao transformarem-na em metahemoglobina.

23 Excesso de nutrientes Existem 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.

24 Redução da biodiversidade Acompanhando 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.

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