AVALIAÇÃO DO POTENCIAL DE REDUÇÃO DE LIXIVIAÇÃO
DE NITRATOS NA ZONA VULNERÁVEL Nº1
Agostinho, J.1; Fernando, R.2; Cameira, M.R.2 1
Escola Superior Agrária de Ponte de Lima, Refoios do Lima. jorgeagostinho@esa.ipvc.pt
2
Instituto Superior de Agronomia, Tapada da Ajuda. ruimarcal@isa.utl.pt;
roscameira@isa.utl.pt
Resumo
O problema da contaminação das águas subterrâneas por nitratos de origem agrícola na Zona Vulnerável nº 1, em Portugal, é abordado na perspectiva de avaliar o potencial de redução da lixiviação de azoto resultante da aplicação de técnicas simples de controlo da rega e da fertilização. Na abordagem utilizada conjugou-se actividade experimental em parcelas de hortícolas e forrageiras com a utilização do modelo RZWQM. Na ocupação cultural consideraram-se diversas sucessões de culturas hortícolas ao ar livre e em estufa, nos Arenossolos das “masseiras”, e a sucessão forrageira milho-azevém, nos Cambissolos.
No cenário actual de ocupação, foi estimada a lixiviação de N considerando as actuais práticas de fertilização e rega. Identificou-se uma lixiviação média anual de 306 kg ha-1 de N-NO3 na horticultura de ar livre, de 193 kg ha-1 de N-NO3 na horticultura de estufa e de 136 kg ha-1 de N-NO3 no sistema forrageiro, sendo neste sistema o azevém responsável por 77% da lixiviação. A aplicação das técnicas de redução da lixiviação permite reduzir as quantidades de azoto aplicado através das fertilizações e da rega e as perdas de azoto por lixiviação e volatilização, mantendo os níveis de extracção (níveis de produção) semelhantes aos verificados na situação de referência. A redução média anual de perdas de azoto por lixiviação foi de 229 kg ha-1 de N-NO3 (75%) nas hortícolas de ar livre e de 82 kg ha-1 de N-NO3 (60%) no sistema forrageiro. Nas estufas a aplicação dessas técnicas permite anular praticamente os fluxos de lixiviação.
Contudo, os sistemas culturais de ar livre (hortícolas e forrageiras) continuam a apresentar níveis potenciais de perdas por lixiviação de 77 kg ha-1 de N-NO3, nas hortícolas de ar livre e de 54 kg ha-1 de N-NO3, no sistema forrageiro. Estes fluxos de lixiviação são dependentes da aleatoriedade da precipitação e difíceis de controlar com as técnicas analisadas.
Abstract
Groundwater contamination by nitrates from agriculture in the Vulnerable Zone nº1 in Portugal, is approached to evaluate the potential leaching reduction resulting from the application of simple techniques to control fertilization and irrigation. The approach conjugates field observations with the use of model RZWQM to simulate observed values in horticulture and forages fields. Land use considered several horticulture rotations, installed in Arenosols, in open-air and in greenhouses, while in the Cambisols a maize-reygrass rotation was considered. In the actual land use scenario, N leaching was estimated considering actual irrigation and fertilization practices. An average annual leaching of 306 kg ha-1 of N-NO3 was found in open air horticulture, 193 kg ha-1 of N-NO3 in greenhouse and 136 kg ha-1 of N-NO3 in forages,
The use of techniques to reduce leaching allow a reduction of the amounts of N applied in fertilizations and irrigation and on N losses by leaching and volatilisation, maintaining the levels of N extraction (levels of production) similar to the actual ones. Annual average reduction on N losses by leaching was 229 kg ha-1 of N-NO3 (75%) in open-air horticulture and 82 kg ha-1 of N-NO3 (60%) in the forage system. In greenhouses those techniques almost reduce leaching to zero. However, open-air systems still present potential values of leaching losses of 77 kg ha-1 of N-NO3 in horticulture and 54 kg ha-1 of N-NO3, in forages. Those leaching fluxes are dependent on the random of precipitation and are difficult to control with the techniques analysed.
Introdução
Zona Vulnerável n.º 1 (ZV1), constituída pela área de protecção do aquífero livre entre Esposende e Vila do Conde ocupava, com base na Portaria 1037/97 de 1 de Outubro, uma superfície total de 55,2 km2. Era delimitada a Norte pelo rio Cávado, a Este pelo Itinerário Complementar nº 1 (IC1), a Sul pelo rio Ave e a Oeste pela orla costeira. A Portaria 833/2005 de 18 de Setembro, alargou os limites da ZV1, abrangendo parte da bacia do rio Cávado.
O Programa de Acção para esta zona limita as épocas de aplicação de correctivos orgânicos, chorumes de bovinos e adubos azotados para diferentes sistemas culturais, determina as quantidades máximas de azoto a aplicar às culturas, refere a necessidade de executar planos e balanços de fertilização, impõe restrições à utilização de fertilizantes orgânicos e determina um procedimento de monitorização de nitratos nas águas subterrâneas e no solo.
Na área agrícola da ZV1 identificam-se dois sistemas culturais dominantes, que ocupam 45% da área total: o sistema hortícola intensivo, com elevada utilização de fertilizantes azotados, (72% da área agrícola: 65% com culturas de ar livre e 7%, com culturas hortícolas de estufa) e o sistema forrageiro, associado à pecuária intensiva com produção de grandes quantidades de resíduos orgânicos animais (28% da área agrícola). A vulnerabilidade intrínseca do aquífero é elevada, dada a pequena profundidade do nível freático e a ocorrência de solos de média-alta permeabilidade, onde se destacam os
Arenossolos, que ocupam 29% da área agrícola e onde se pratica, fundamentalmente, a
horticultura ao ar livre (83%) e de estufa (11%) em “campos de masseira”. Nos Cambissolos (40% da área agrícola) e nos Regossolos (21% da área agrícola) a horticultura de ar livre representa 60% da área, as estufas 6% e as forrageiras 34%. A pequena dimensão das explorações agrícolas e a diversidade de culturas praticada são factores que induzem à intensificação do sistema produtivo como forma de manter níveis de rendimento sustentáveis. No entanto, as práticas tradicionais de condução da rega e de planificação das fertilizações azotadas, sem critérios técnicos racionais, são causas que induzem níveis elevados de poluição com nitratos na ZV1. O regime pluviométrico, principalmente durante o semestre húmido, origina, devido ao seu carácter aleatório, grandes fluxos de lixiviação de nitratos; os fluxos tomam maior importância no sistema hortícola de ar livre devido à elevada condutividade hidráulica dos Arenossolos. O aumento da área de estufas, do número de animais e da concentração da produção pecuária e forrageira e as deficientes estruturas ao nível das
instalações e sistemas de remoção, armazenamento e tratamento de resíduos sólidos e efluentes, são indicadores que revelam uma situação de grande dimensão de lixiviação de nitratos.
Os dados do RGA de 1999, indicam claramente que a actividade agrícola na ZV1 representa mais de metade do rendimento das famílias. Este indicador indicia que impor meramente restrições às quantidades de azoto sem aumentar a sua eficiência de uso pode causar repercussões negativas no rendimento familiar. Coloca-se, então, a seguinte questão: é possível implementar na ZV1 técnicas capazes de aumentar a eficiência do uso do azoto, reduzir os níveis de contaminação do aquífero e manter o rendimento das famílias?
O objectivo deste trabalho foi avaliar o potencial das técnicas capazes de manter um nível de produção e diminuir os riscos de lixiviação na ZV1.
Figura 1 – Carta de solos agregados e Carta de Uso do solo da ZV 1 em 2003
Materiais e métodos
O potencial de redução da lixiviação de N resultante da aplicação de técnicas de controlo da rega e da fertilização foi avaliado comparando as estimativas dos valores de lixiviação actuais, para um cenário de referência e considerando um ano hidrológico médio (série 1975-1994, Viana do Castelo), com os possíveis de obter com a aplicação de técnicas de controlo de lixiviação.
Dada a variabilidade de condições e a interdependência dos factores que determinam a lixiviação de N, apenas um modelo de simulação que considere simultaneamente todos os subsistemas – transformações da matéria orgânica e do azoto do solo, movimentos da água e do azoto, extracção de azoto e produção da cultura – poderia ajudar a compreender as causas e mecanismos responsáveis pela lixiviação de azoto, estimar as cargas poluentes com nitratos de uma dada zona e, assim, avaliar eventuais soluções técnicas para a resolução do problema de poluição. Dadas as características específicas da ZV1, a escolha do modelo recaiu no RZWQM98. Este modelo holístico tem permitido, através de uma boa calibração, obter bons resultados na análise dos movimentos da água e do azoto no solo em diversos sistemas agrícolas (Cameira et al., 2005 e 2006).
A necessidade de calibrar e validar o modelo RZWQM98 para a ZV1 implicou uma caracterização biofísica detalhada da zona, de forma a avaliar os principais factores de vulnerabilidade associados a cada sistema de produção agrícola e a implementação de unidades experimentais em parcelas de agricultores, de forma a recolher todo um conjunto de informação necessária e referente a cada subsistema do modelo. Os subsistemas hidrológico, de desenvolvimento da cultura e de nutrientes do modelo foram calibrados e validados para os dois sistemas de produção dominantes na ZV1: hortícola e forrageiro.
Cenário da situação de referência
A metodologia utilizada para a avaliação da “situação de referência” na ZV1, baseou-se: i) na caracterização das rotações culturais dominantes e das práticas tradicionais de fertilização azotada e de rega na ZV1, através de observação directa, da recolha de informação em Cooperativas e Associações de Produtores e em inquéritos aos agricultores; ii) na utilização do modelo RZWQM98 para simular os balanços de azoto e de água no solo e assim estimar os níveis de contaminação, por lixiviação de nitrato e volatilização da amónia, produzidos pelas práticas tradicionais de fertilização e de rega. As rotações culturais estabelecidas constam dos Quadros 1, 2 e 5, respectivamente para o sistema de hortícolas em ar livre, para a horticultura em estufa e para o sistema forrageiro.
O planeamento das regas em hortícolas foi realizado do seguinte modo: i) adopção dos tempos e dos intervalos entre regas praticados tradicionalmente na ZV1; ii) cálculo dos volumes a aplicar em cada rega, com base no tempo tradicional de rega e na pluviometria horária média (15 mm h-1) dos sistemas de rega dominantes (aspersão nas culturas de ar livre, nebulização na alface e no nabo em estufa e gota-a-gota nas restantes hortícolas de estufa); iii) adaptação dos intervalos entre regas tradicionais com a condição de não realização de qualquer rega nos dois dias subsequentes a chuvadas significativas (> 2mm).
As datas de rega no milho-forragem foram obtidas a partir do balanço hídrico do solo simulado pelo modelo ISAREG (Teixeira, 1991) e assumiram-se dotações de rega constantes de acordo com as práticas regionais.
Relativamente à fertilização azotada adoptaram-se os planos tradicionais de fertilização e os tipos de fertilizantes mais utilizados na região. As quantidades totais de fertilizante azotado aplicado nas diferentes rotações culturais constam dos Quadros 3, 4 e 5. Para a cultura do milho é prática na região fazer apenas uma adubação à sementeira, em muitos casos com um adubo de libertação lenta. O azevém recebe uma adubação de fundo à sementeira e duas aplicações de cobertura, no final do inverno e na primavera. Nas culturas hortícolas o fraccionamento da adubação é uma prática estabelecida, mas com elevadas aplicações em fundo e aplicações de cobertura adicionais após períodos chuvosos, para compensar a lixiviação do N. Em estufas é prática realizar fraccionamentos da adubação, utilizando-se em muitos casos a fertirrega com equipamentos simples, de fabrico local. A quantidade de fertilizante em cada aplicação não é geralmente pesada, o que, considerando a pequena dimensão das parcelas, resulta na aplicação de quantidades excessivas de adubo. Os valores das aplicações adoptados na simulação do cenário são valores médios resultantes de medições efectuadas na prática tradicional dos agricultores.
Para cada rotação cultural, as simulações dos balanços de azoto do solo foram efectuadas considerando: i) como condições iniciais do solo da primeira cultura da rotação (Inverno-Primavera), os valores médios de matéria orgânica, humidade e azoto mineral observados nas unidades de experimentação realizadas para a calibração e validação do modelo RZWQM98; ii) como condições iniciais do solo das culturas seguintes, os valores residuais da cultura precedente; iii) nas rotações de culturas hortícolas, as características hidrodinâmicas dos Arenossolos, uma vez que é sobre este tipo de solo que se pratica, de modo dominante, a horticultura na ZV1; iv) na rotação forrageira, as características hidrodinâmicas dos Cambissolos; v) um teor médio de nitrato na água de rega de 100 mg L-1, de acordo com os registos efectuados nas unidades experimentais.
Cenário de aplicação de técnicas de controlo da lixiviação
A avaliação da eficácia de redução da contaminação com azoto na ZV1 foi feita através da comparação dos balanços de azoto do solo obtidos: i) com a aplicação das técnicas tradicionais dos agricultores (TT) - situação de referência; ii) com a aplicação das “técnicas para redução da lixiviação” (TRL). Os balanços de azoto do solo foram simulados pelo modelo RZWQM98 em condições hidrológicas de ano-médio. Consideraram-se as mesmas rotações culturais da situação de referência, com excepção das rotações E4 e E7 de culturas em estufa por apresentarem características parecidas com as E5 e E6.
Quadro 1 – Rotações-tipo de culturas hortícolas de ar livre (AL) praticadas na ZV1 e respectivos valores de lixiviação de N-NO3 (Lix.) e de volatilização de N (Vol.).
Cultura 1 Cultura 2 Cultura 3 Total
Rotação Lix. Kg/ha Vol. Kg/ha Lix. Kg/ha Vol. Kg/ha Lix. Kg/ha Vol. Kg/ha Lix. Kg/ha Vol. Kg/ha AL1 Cebola (1/03-18/06) Couve-penca (5/07-22/10) Alho-francês (5/10-12/02) 88 103 103 128 161 151 352 382 AL2 Couve-penca (13/02-28/04) Alface (25/05-31/07) Alho-francês (15/08-22/12) 10 119 104 48 119 155 233 322 AL3 Cebola (1/03-18/06) Nabo (5/07-22/10) Alho-francês (5/10-12/02) 88 103 101 83 96 151 286 336 AL4 Cebola (1/03-18/06) Couve-repolhoC (20/07-27/10) Alho-francês (5/10-12/02) 88 103 86 127 181 151 355 380
Cultura 1: Primavera-Verão; Cultura 2: Verão; Cultura 3: Verão-Outono-Inverno
As “técnicas de redução da lixiviação” de azoto incidem sobre a fertilização azotada, a condução e programação da rega e a utilização de chorume. O desenvolvimento de cada técnica foi realizado tendo em conta a melhor adaptação a cada sistema cultural da ZV1 e a obtenção de procedimentos expeditos, de fácil utilização pelos agricultores e técnicos em extensão rural.
A determinação das necessidades de fertilização tem por base a equação do balanço de azoto do solo, simplificada atendendo às características de cada rotação cultural e modificada com a introdução do conceito de margem de segurança, que atende à eficiência de utilização do azoto, e que inclui a lixiviação, a volatilização e o N residual. A equação de fertilização azotada (EFA) tem a forma
) R A A S S ( MS N F= + − 1+ 2 + 1+ 2+
onde F representa o azoto a fornecer através da fertilização, N são as necessidades da cultura em azoto para um determinado nível de produção, S1 é o azoto resultante da mineralização da matéria orgânica (húmus) do solo, S2 é o azoto disponível no solo (azoto mineral) à data da instalação da cultura, A1 é o azoto fornecido através da água da chuva, A2 é o azoto fornecido através da água de rega, R é o azoto proveniente dos resíduos das culturas precedentes. O termo MS representa uma margem de segurança para a produção, que considera a eficiência de extracção de azoto pela cultura, devido nomeadamente à lixiviação do azoto das camadas de solo com raízes, à volatilização do azoto e ao azoto do solo, que não estando junto às raízes, não é extraído pela cultura. Para garantir um determinado nível de extracção é necessário que exista no solo um nível mínimo de N, superior ao potencialmente extraído pela cultura.
Dada a utilização frequente de chorumes de bovino na rotação forrageira da ZV1, aplicou-se um modo de quantificar o chorume a aplicar na instalação de cada cultura forrageira, em função da humidade do solo.
Quadro 2 – Rotações de culturas hortícolas tradicionais de estufa (E) mais praticadas na ZV1
Rotaç ão
Cultura 1 Cultura 2 Cultura 3 Cultura 4 Cultura 5 Cultura 6
E1 Alface 5/01-20/03 Alface 25/03 –18/05 Alface 25/05- 3/07 Alface 8/07 – 16/08 Alface 25/08 – 13/10 Alface 15/10 – 28/12 E2 Alface 5/01-20/03 Pepino 25/03 – 21/08 Alface 25/08 – 13/10 Alface 15/10 – 28/12 E3 Nabo 16/11 – 19/02 Tomate 10/03 – 17/08o Alface 25/08 – 13/10 E4 Nabo 16/11 – 19/02 Pepino 10/03 – 6/08 Alface 25/08 – 13/10 E5 Nabo 16/11 – 19/02 Meloa 15/03 – 10/09 Alface 15/10 – 28/12 Feijão verde E6 Nabo 16/11 – 19/02 20/03 – 16/08 Alface 25/08 – 13/10 Alface 15/10 – 28/12 Alface E7 Alface 16/12 – 28/02 5/03 – 8/05i Alface 12/05 – 20/06 Tomate 1/07 – 30/11
A aplicação da EFA adaptada a cada sistema cultural considerou: i) o fraccionamento do azoto em função da “curva de necessidades de azoto” de cada cultura; ii) como teor inicial de azoto do solo, para a primeira cultura da rotação, o valor utilizado nessa rotação na situação de referência e para as culturas seguintes, o valor residual resultante da simulação do balanço de azoto da cultura precedente; iii) o teor médio de matéria orgânica do solo de 1% nos Arenossolos e 3% nos Cambissolos, em igualdade das condições adoptadas para a situação de referência; iv) o teor de nitrato na água de rega utilizado nas simulações da situação de referência: 100 mg L-1; v) As necessidades prováveis de rega calculadas com base no balanço hídrico do solo simplificado; vi) que a quantidade total de azoto calculado pelas EFA não pode exceder o limite máximo imposto pelo Programa de Acção, para as culturas forrageiras e hortícolas de ar livre, enquanto que para as culturas hortícolas de estufa impôs-se essa condição apenas no caso da rotação E1, e sem qualquer limitação nas restantes rotações.
Na condução e programação da rega: i) a dotação de rega foi calculada em função da reserva de água facilmente utilizável do solo; ii) na oportunidade de rega considerou-se o esgotamento da reserva de água facilmente utilizável do solo; iii) adaptaram-se as regas das culturas de ar livre ao regime hidrológico de ano-médio com a condição de não realização de qualquer rega nos dois dias seguintes a uma chuvada significativa ( > 2 mm); iv) para a cultura da alface considerou-se a reposição diária da evapotranspiração nos primeiros cinco dias e, no restante período, uma rega de dois em dois dias para evitar o desenvolvimento de Botrytis.
Resultados e discussão
volatilização de azoto. No caso das culturas de Verão, a principal causa da lixiviação relaciona-se com a condução da rega ineficiente dos agricultores: dotações que, normalmente, excedem a capacidade de retenção do solo e volumes totais que excedem as necessidades hídricas das culturas. As elevadas perdas por volatilização estão relacionadas com a utilização de adubos amoniacais e a sua aplicação à superfície do solo em adubações de cobertura, ao aumento da temperatura ambiente, aos teores de humidade do solo próximos da capacidade de campo e à acção do vento que, nesta época do ano, se faz sentir na ZV1.
No caso das culturas de Outono e Inverno, as causas de lixiviação estão relacionadas com os valores elevados de precipitação e as de volatilização à conjugação de factores como a aplicação frequente de adubos amoniacais à superfície e às condições de humidade do solo elevada, muitas vezes próximas da saturação no caso da presença de toalha freática.
Na horticultura de ar livre, a lixiviação média anual de N-NO3 das 4 rotações tipo é de 306 kg N ha-1 (Quadro 3). Estima-se que a aplicação de técnicas para o controlo da lixivação permite reduzir a lixiviação para valores de 77 kg N ha-1 correspondente a um potencial de redução da lixiviação de 75%. A volatilização média anual de N corresponde a cerca de 355 kg N ha-1 e o controlo da fertilização reduz estas perdas para 119 kg N ha-1, correspondente a uma redução de 76%.
Quadro 3 – Dotações de rega e de fertilização para as rotações de hortícolas ao ar livre na ZV1 e respectivos valores de N adicionado pela água de rega (N rega), N-NO3 lixiviado (Lix.), N volatilizado (Vol.) e N extraído pelas culturas (Extr.) para a situação de referência e para a aplicação de técnicas para redução da lixiviação.
Rotação Rega mm Fertilização N kg/ha N rega N Kg/ha Lix. N-NO3 Kg/ha Vol. N Kg/ha Extr. N Kg/ha Situação de referência (Técnicas tradicionais)
AL1 503 1007 112 352 381 429 AL2 282 882 64 233 322 450 AL3 480 902 103 286 336 423 AL4 466 1008 103 355 380 421
Técnicas para redução da lixiviação
AL1 202 463 46 81 123 393 AL2 214 476 49 78 107 444 AL3 168 432 38 74 114 375 AL4 189 466 41 76 130 393
O fraccionamento da fertilização de acordo com a curva de extracção de N permite reduzir em cerca de 50% a quantidade aplicada e um rigoroso controlo das regas permitem reduzir até 60% a quantidade de água aplicada. Isto tem um impacto muito significativo na redução da lixiviação no Verão, mas menor impacto nos períodos chuvosos devido à aleatoriedade da precipitação.
Para a rotação E1 das culturas em estufa, com 6 culturas de alface por ano, a análise da aplicação das técnicas para redução da lixiviação considerou duas situações (Quadro 4): i) condição do azoto total a aplicar, através das fertilizações, não exceder o limite máximo imposto pelo Programa de Acção da ZV1 (c/LM); ii) sem limitações nas
quantidades de azoto das fertilizações (s/LM). Para as duas situações obtêm-se níveis de lixiviação iguais, mas a limitação de fertilização imposta reduz a extracção em cerca de 17%, afectando a produção. Não se justifica o actual nível máximo imposto à fertilização azotada, pois no caso da aplicação de técnicas que conseguem reduzir a lixiviação, torna-se uma limitante à produção.
No caso das outras rotações de culturas em estufa (Quadro 4) a aplicação das TRL, sem o condicionamento dos limites máximos de azoto imposto no Programa de Acção da ZV1 (Portaria 566/2003), conduz a: i) redução das quantidades de azoto aplicadas através das fertilizações e da rega; ii) redução das perdas de azoto por volatilização e quase eliminação dos fluxos de lixiviação; iii) manutenção dos níveis de extracção de azoto em 60% dos casos; nos restantes casos a redução da extracção, em relação às técnicas tradicionais, foi cerca de 13%.
Na situação actual, entre as diferentes rotações da horticultura de estufa, a perda média anual por lixiviação de N-NO3 é de 193 kg N ha-1 e a de volatilização de N é de 178 kg N ha-1 (Quadro 4). Embora se possam reduzir as fertilizações azotadas considerando as diferentes fontes de N, nomeadamente o N da água de rega, a principal causa da elevada lixiviação são as excessivas dotações de rega praticadas actualmente. As técnicas de redução da lixiviação indicam uma redução de rega da ordem de 50% e de 20% na fertilização azotada, esta última devido ao elevado fornecimento de N pela águ ade rega (cerca de 100 kg/ha). A ausência de precipitação coloca a rega como principal causa de lixiviação, indicando que os procedimentos de controlo da lixiviação devem incidri sobretudo na aplicação de boas práticas de rega.
O azoto armazenado no solo no final da cultura não constitui, no caso das culturas de estufa, um risco de lixiviação devido à anulação do factor precipitação. Deve ser considerado como uma fonte de azoto para a cultura seguinte.Há, no entanto, o risco de uma progressiva salinização da camada radical, pondo em causa a produtividade das culturas mais sensíveis. Este aspecto deve merecer particular atenção, nomeadamente na experimentação de soluções técnicas viáveis para a resolução do problema, que considerem, em igualdade, os objectivos de produção e de redução de lixiviação de N. Durante o ciclo do milho-forragem, normalmente, não ocorrem grandes perdas de azoto. As perdas por lixiviação correspondem a cerca de 32 kg N ha-1 enquanto que no azevém rondam os 104 kg N ha-1 (77% da lixiviação). A perda anual por volatilização de N é de 39 kg N ha-1 (Quadro 5). A lixiviação é resultado do N residual da cultura do milho e principalmente da adubação de cobertura do azevém. Esta adubação não se justifica, uma vez que durante as precipitações de Outono as raízes do azevém são muito superficiais, e o N é facilmente arrastado para as camadas de solo abaixo tornando-se indisponível para a extracção. É por esta mesma razão que o azevém apresenta pouca capacidade de recuperar o N residual da cultura do milho, que entretanto foi arrastado pela rega para camadas mais profundas.
Quadro 4 – Dotações de rega e de fertilização para as rotações de hortícolas de estufa na ZV1 e respectivos valores de N adicionado pela água de rega (N rega), N-NO3 lixiviado (Lix.), N volatilizado (Vol.) e N extraído pelas culturas (Extr.) para a situação de referência e para a aplicação de técnicas para redução da lixiviação.
Rotação Rega mm Fertilização N kg/ha N rega N Kg/ha Lix. N-NO3 Kg/ha Vol. N Kg/ha Extr. N Kg/ha Situação de referência (Técnicas tradicionais)
E1 1180 824 266 203 270 701 E2 1175 738 253 364 198 519 E3 850 573 178 87 134 581 E4 825 573 174 193 152 442 E5 870 507 187 216 145 423 E6 990 520 211 105 170 544 E7 1110 680 248 187 177 648 Técnicas para redução da lixiviação
E1 c/LM 524 465 113 14 62 583 E1 s/LM 524 680 113 14 151 676 E2 567 475 123 15 136 496 E3 434 522 110 9 158 554 E5 491 347 114 9 120 411 E6 524 485 125 9 146 522
Quadro 5 – Rotação forrageira praticada na ZV1 e respectivos valores de N adicionado pela água de rega (N rega), N-NO3 lixiviado (Lix.), N volatilizado (Vol.) e N extraído pelas culturas (Extr.) para a situação de referência e para a aplicação de técnicas para redução da lixiviação.
Rega mm Fertilização N kg/ha N rega N Kg/ha Lix. N-NO3 Kg/ha Vol. N Kg/ha Extr. N Kg/ha Situação de referência (Técnicas tradicionais)
Milho
10/05-20/10 138 263 31 32 7 294
Azevém
10/10-25/04 - 156 - 104 32 82
Total 138 419 31 136 39 376
Técnicas para redução da lixiviação Milho
10/05-20/10 112 154 26 28 2 238
Azevém
10/10-25/04 - 110 - 40 20 75
Total 112 264 26 54 22 313
Comparativamente aos valores estimados para a situação de referência, a aplicação das técnicas de redução da lixiviação permitiu obter uma redução média anual de perdas por lixiviação de 229 kg N ha-1 (75%) no sistema de hortícolas de ar livre e de 82 kg N ha-1 (60%) no sistema forrageiro. A redução média anual de perdas por volatilização corresponde a 236 kg N ha-1 (76%) no sistema de hortícolas de ar livre e de 17 kg N ha-1 (44%) no sistema forrageiro.
Com a aplicação das técnicas de redução da lixiviação, os fluxos médios de lixiviação originados nos sistemas culturais de ar livre (77 kg N ha-1 ano-1 nas hortícolas de ar livre e de 54 kg N ha-1 ano-1 no forrageiro) devem-se ao carácter aleatório das precipitações
que ocorrem na Primavera e no Outono, principalmente no início do desenvovlvimento das culturas.
Quadro 6 – Estimativas da concentração de N-NO3 no fluxo de recarga do aquífero para a situação actual de referência e com a aplicação de técnicas para redução da lixiviação. P- precipitação; ET – evapotranspiração; Esup – escoamento superficial; CFR – concentração no fluxo de recarga. Sistema cultural Área ha P mm/ano ET mm/ano Esup mm/ano Recarga m3 ha-1 ano-1 Lixiviação N-NO3 kg ha-1 CFR N-NO3 mg L-1
Técnicas tradicionais (situação de referência)
Hortícolas 1637 1377 483 134 7603 306 40
Forrageiro 696 1377 578 120 6792 136 20
Aplicação de técnicas para redução da lixiviação
Hortícolas 1637 1377 483 134 7603 77 10
Forrageiro 696 1377 578 120 6792 54 8
O Quadro 6 compara os valores da lixiviação gerada nos sistemas de culturas de ar livre com técnicas tradicionais e com a aplicação das técnicas para redução de lixiviação. Na situação de referência, o valor de 40 mg L-1 ha-1 de N-NO3 na recarga proveniente das hortícolas de ar livre (cerca de 180 mg L-1 de NO-3) está de acordo com a ordem de grandeza dos valores encontrados em águas de poços localizados na zona hortícola (100 a 300 mg L-1 de NO-3) (DRSUB, 1997). Os valores das concentrações de N-NO3 nos fluxos gerados nos sistemas culturais com aplicação das técnicas para redução da lixiviação resultaram ligeiramente inferiores ao valor máximo admissível (VMA) para água de abastecimento de sistemas públicos (11,3 mg L-1 de N-NO3, equivalente a 50 mg L-1 de NO-3). A diluição da massa contaminante depende da dinâmica do aquífero e explica a variação sazonal e espacial dos teores de nitrato observados nas águas subterrâneas. Assim, pode-se considerar que a aplicação de técnicas de controlo de fertilização e rega permitem, potencialmente, atingir concentrações médias anuais de N-NO3 na recarga da ordem de 4 a 10 mg L-1, valores inferiores ao VMA para água de consumo.
Conclusões
No cenário actual de ocupação cultural da ZV1, e em resultado das práticas tradicionais de fertilização e de rega, são as culturas hortícolas que originam os maiores níveis de lixiviação de azoto nítrico por hectare: a horticultura de ar livre origina cerca de 2,3 vezes mais lixiviação que o sistema forrageiro; a horticultura de estufa origina 1,4 vezes mais lixiviação que o sistema forrageiro. Do ponto de vista da região, o peso das culturas hortícolas de ar livre na contaminação azotada é maior, dado ocuparem 65% da área agrícola, originando 5 vezes mais lixiviação que o sistema forrageiro, enquanto as culturas em estufa originam 0,35 vezes a lixiviação do sistema forrageiro. É principalmente sobre as culturas hortícolas de ar livre que devem incidir as maiores atenções no controlo da contaminação por nitratos na ZV1.
A lixiviação média anual na horticultura de ar livre é de 306 kg ha-1 de N-NO3, de 193 kg ha-1 de N-NO3 na horticultura de estufa e de 136 kg ha-1 de N-NO3 no sistema forrageiro. A integração destes valores a toda a região, tendo em consideração a área
ocupada por cada um destes sistemas, permite estimar, para as culturas hortícolas, uma concentração média no fluxo de recarga do aquífero na ordem de 40 mg L-1 ha-1 de N-NO3, justificando a ordem de grandeza dos valores de nitratos observados no aquífero superficial.
Em todos os sistemas culturais da ZV1, a aplicação de técnicas para redução da lixiviação, controlando a rega e a fertilização, permite reduzir as quantidades de azoto aplicado através das fertilizações e da rega, as perdas de azoto por lixiviação e volatilização e manter os níveis de extracção (níveis de produção) muito próximos dos verificados na “situação de referência”. A implementação dessas técnicas permitirá reduzir, potencialmente, a concentração de N-NO3 no fluxo de recarga para valores da ordem de 10 mg L-1 ha-1.
Nas culturas em estufa, os actuais limites máximos de azoto impostos pelo Programa de Acção da ZV1 são demasiado restritivos. O controlo da rega e da fertilização, sem considerar aquela limitação, permite manter os níveis de extracção e de produção e reduzir, ao mesmo tempo, a contaminação de azoto. Atenção especial deve ser dada à implementação de técnicas de controlo da rega.
Assim, o Programa de Acção da ZV1 deve impor condições, ou considerar medidas, que favoreçam a adopção e disseminação destas técnicas e controlar a sua aplicação.
Agradecimentos
Uma parte substancial da informação de campo utilizada na realização deste estudo foi obtida no âmbito do Projecto AGRO 35 – “Aplicação de práticas agrícolas para redução da lixiviação de nitratos na Zona Vulnerável do aquífero livre de Esposende e Vila do Conde”. Os autores agradecem os meios disponibilizados.
Bibliografia
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