Melhora a eficiência da utilização do nitrogénio

Por Carmen Abad - Fertiberia e Bryan Sánchez - Cátedra Fertiberia

Como conciliar a produtividade agrícola com os objetivos de qualidade da água e do ar

  • Documento apresentado pela Universidade de Wageningen à International Fertilizer Society numa conferência em Cambridge, Reino Unido, a 12 de dezembro de 2019.

Na Europa, cerca de 60% do nitrogénio aplicado é absorvido pelas culturas, perdendo-se o restante no ambiente. Desde a década de 1990, a eficiência da utilização do nitrogénio (NUE) aumentou de 51% para 60%, mas não o suficiente para cumprir os objetivos ambientais.

As perdas de nitrogénio (N) devidas à utilização de fatores de produção agrícolas nitrogenadas afetam a qualidade do ar e da água. As elevadas concentrações de N nas águas de escoamento conduzem à eutrofização das águas de superfície, as emissões de amoníaco (NH3) têm um grande impacto nos ecossistemas terrestres e as elevadas concentrações de nitratos (NO3) nas águas subterrâneas afetam a qualidade da água potável. Estes fatores de produção agrícola incluem os fertilizantes minerais nitrogenados, os adubos orgânicos provenientes de estrume animal e biossólidos, bem como a fixação biológica de nitrogénio.

Globalmente, existem grandes diferenças nos impactos gerados por estas entradas de nitrogénio entre regiões. Em muitos países africanos, bem como em vastas zonas da América Latina e do Sudeste Asiático, os fatores de nitrogénio são insuficientes para manter a fertilidade dos solos, o que implica riscos de degradação das terras. Por outro lado, muitas economias desenvolvidas e em rápido crescimento têm grandes excedentes de N. Por conseguinte, em muitas partes do mundo, é necessário um aumento do fator de N para evitar a degradação dos solos e aumentar o rendimento das culturas, enquanto noutras é possível reduzir a aplicação de nitrogénio, mantendo ou mesmo melhorando os rendimentos e reduzindo os impactos ambientais. Em última análise, são necessários estudos pormenorizados que tenham em conta as condições específicas de cada caso.

Na UE-27 (excluindo a Croácia e incluindo o Reino Unido), a fim de avaliar onde são excedidas as chamadas "emissões críticas" de nitrogénio nas suas diferentes formas (N, NH3 e NO3) em relação aos impactos acima referidos, são utilizados modelos com base em balanços de nitrogénio. Para o efeito, são calculadas as entradas de nitrogénio necessárias para atingir os rendimentos e produções pretendidos e as entradas efetivas. Quando as entradas reais ou necessárias excedem as entradas críticas, a redução e o aumento necessários da NUE são calculados para alcançar a produção real ou pretendida, atingindo simultaneamente os objetivos de qualidade do ar e da água.

Para este estudo, foi utilizado o modelo INTEGRATOR, através do qual são calculados os seguintes valores:

  • As entradas reais de nitrogénio, que são a soma das entradas através de fertilizantes minerais, estrume, biossólidos, deposição atmosférica e fixação biológica de nitrogénio, enquanto a absorção de nitrogénio consiste no nitrogénio removido do solo através da colheita.
  • As entradas de nitrogénio necessárias para atingir o objetivo de rendimento da cultura são definidas como o rendimento máximo que pode ser obtido de uma cultura com 80% de disponibilidade de água. Para calcular estes fatores de produção, multiplicam-se as entradas de produção reais e o rácio entre o rendimento pretendido e o rendimento real, partindo do princípio de que todo o N adicional necessário é fertilizante mineral e que todos os outros fatores de produção se mantêm constantes. A absorção de N e as perdas de N nas entradas de produção necessários são obtidas através do escalonamento da absorção e das perdas reais pelo rácio dos dois desempenhos. Estes cálculos pressupõem que a NUE das entradas necessárias é a mesma que a NUE das entradas efetivas.
  • Perdas de nitrogénio para o ar e a água. As emissões de compostos gasosos de N e a lixiviação e escorrimento para as águas superficiais devem-se aos fornecimentos de N provenientes de fezes e urina no armazenamento de estrume, no pastoreio em liberdade, na aplicação de estrume e de fertilizantes minerais, na deposição atmosférica, na fixação de N e na utilização de resíduos de culturas. Estas perdas são calculadas multiplicando as entradas por fatores de emissão, lixiviação ou escoamento.
  • Entradas críticas de N em relação aos impactos ambientais, que são aquelas em que as perdas críticas para a água e o ar não são excedidas com a finalidade de cumprir os objetivos ambientais. Estes são obtidos através da identificação de valores críticos para os indicadores N definidos no ar e na água, da avaliação das perdas críticas de N no ar e na água, que correspondem aos valores críticos dos indicadores N identificados, e da avaliação das entradas críticas de N e das taxas de fertilização e excreção de N relacionadas com as perdas críticas de N. As entradas críticas de N referem-se a fontes que podem ser geridas pelo agricultor, enquanto os indicadores de N definidos são as emissões críticas de NH3 determinadas pela deposição crítica de N nos ecossistemas, a concentração de NO3 na lixiviação para as águas subterrâneas e a concentração de N no escoamento para as águas superficiais.

Os resultados mostram que os fatores de produção de N na UE-27 são, em média, 27% inferiores aos fatores de produção necessários para atingir o objetivo de rendimento das culturas. No entanto, para as emissões de NH3 e o escoamento de N para as águas superficiais, as entradas reais são 31% e 43% superiores às entradas críticas de N, respetivamente. Por outro lado, no que respeita à lixiviação de NO3 para as águas subterrâneas, estas entradas são inferiores ao limite em 1%. Por conseguinte, é necessário aumentar a NUE.

Uma redução global de 30% das entradas de N parece ser uma estimativa razoável para cumprir os objetivos de qualidade do ar e da água e, ao mesmo tempo, atingir os rendimentos pretendidos. No entanto, na UE-27 existem também grandes diferenças entre regiões. Os fatores de produção são largamente excedidos em zonas com elevadas aplicações de N, como a Irlanda, os Países Baixos, a Bélgica e o Luxemburgo, a Bretanha em França e o valle del Po em Itália, devido à produção animal intensiva.

Como já foi referido, a atual NUE na Europa é de 60%. Este valor tem de aumentar para 72% para proteger a qualidade das águas superficiais com os rendimentos atuais das culturas e até 74% para atingir os rendimentos pretendidos. Por conseguinte, é possível reduzir o impacto ambiental da agricultura aumentando este fator, ao mesmo tempo que se aumenta a produção agrícola na Europa.

No entanto, em algumas zonas, devido às suas caraterísticas de solo e clima especiais, seria necessário aumentar a NUE em 90% para atingir os objetivos ambientais, de forma a alcançar o rendimento pretendido. Nestas zonas, a solução seria reduzir a aplicação de N, à custa da redução do rendimento das culturas.

Espanha

No que diz respeito a Espanha, este estudo indica que, em algumas zonas, as entradas de N necessárias são diferentes das entradas efetivas, o que conduz a uma clara diferença de rendimento (diferença entre o rendimento efetivo e o rendimento potencial).

Por outro lado, em certas zonas, as emissões de NH3 são excedidas porque as caraterísticas da zona conduzem a limites baixos, apesar de não se tratar de um país com uma elevada densidade pecuária, como a Irlanda ou parte do Reino Unido.

Além disso, é necessário aumentar significativamente a NUE nas zonas de Espanha onde o escoamento crítico para as águas de superfície é excedido, a fim de proteger a sua qualidade.

Em suma, a gestão dos fatores de produção agrícola com nitrogénio deve ser melhorada em Espanha, a fim de minimizar os impactos ambientais e melhorar o rendimento das culturas. Para tal, é fundamental uma utilização eficiente dos fertilizantes minerais à base de nitrogénio, aplicando sempre o fertilizante certo, na quantidade certa, no momento certo e no local certo, adaptado às necessidades de cada cultura e de cada situação específica, com a ajuda de especialistas que aconselham sobre a forma como a fertilização deve ser efetuada.

Bibliografia: IFS Proceedings 842, Required changes in nitrogen inputs and nitrogen use efficiencies to reconcile agricultural productivity with water and air quality objectives in the EU-27 by Prof. Wim de Vries and Lena Schulte-Uebbing, Wageningen University.

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