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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.64.2009.tde-16122009-161026
Documento
Autor
Nome completo
Maíra Ometto Bezerra
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2009
Orientador
Banca examinadora
Martinelli, Luiz Antonio (Presidente)
Ferraz, Sílvio Frosini de Barros
Rezende, Carlos Eduardo de
Título em português
Dinâmica do nitrogênio no solo e sua implicação na qualidade da água em uma bacia hidrográfica com diferentes tipos de uso de solo com ênfase no papel da floresta ripária
Palavras-chave em português
Desnitrificação
Mineralização
Nitrificação
Nitrogênio
Qualidade da Água
Zonas Ripárias
Resumo em português
Embora o nitrogênio seja um nutriente limitado, em excesso, ele pode causar a degradação de sistemas aquáticos. Apesar de, no âmbito nacional, o Brasil não apresentar problemas de escassez hídrica, regiões altamente populosas já tem enfrentado problemas de déficit hídrico, inclusive em função da poluição difusa de nitrogênio. Zonas ripárias têm sido apontadas como um dos atributos da bacia hidrográfica que pode ajudar na melhoria e manutenção da qualidade hídrica devido a sua capacidade de retirar nitrogênio do sistema terrestre oriundo de fontes difusas. Essa característica lhe é conferida por serem ambientes favoráveis ao processo de desnitrificação. A desnitrificação é um dos processos, se não o primeiro, responsável por converter o nitrato para formas gasosas N2O e N2. Considerando que os estudos sobre a função desempenhada por vegetações ripárias como sumidouro de nitrogênio se concentraram em países de clima temperado e que paisagens alteradas são o uso da terra majoritário no Estado de São Paulo, onde o problema de déficit hídrico já é uma realidade. Entender o papel que zonas ripárias desempenham sobre a dinâmica do nitrogênio torna-se fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo do uso da terra voltadas para a manutenção da qualidade de sistemas aquáticos em regiões tropicais. O objetivo do trabalho é investigar se existe mudança dos processos que regulam a dinâmica do nitrogênio no solo em paisagens alteradas, enfatizando o papel desempenhado por vegetações ripárias como sumidouros de nitrogênio. A bacia hidrográfica do ribeirão Caxambu, com elevada influência antrópica, foi selecionada. Dentro dela dois rios foram escolhidos: (i) ribeirão Cachoeira drenando uma vertente com uso pastoril, na qual o pasto se estende até a zona ripária e (ii) ribeirão Caxambu drenando uma vertente agrícola com presença de floresta ripária. Extratores de solução do solo foram instalados ao longo de ambas vertentes para a quantificação do nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) transportado ao longo de um ano. Amostras de solo foram coletadas nas porções: ripária e encosta de ambas vertentes para a quantificação das taxas líquidas de mineralização e nitrificação e também da desnitrificação potencial em cinco meses ao longo de um ano. Variáveis físico-químicas, incluindo NID, foram monitoradas em ambos os ribeirões. Os resultados indicam que as florestas ripárias estão processando o nitrogênio mais ativamente do que pastos ripários. As taxas líquidas de mineralização e nitrificação foram significativamente superiores no solo de florestas ripárias em relação ao solo de pasto ripário. No entanto, não houve diferença estatística significativa entre solo de floresta ripária e pasto ripário com relação à desnitrificação potencial. Não houve mudança das concentrações de NID na solução do solo ao longo da vertente pastoril, sendo estas relativamente baixas. Contrariamente, na vertente agrícola, submetida à fertilização, houve redução da concentração de NID na solução do solo quando se passou da encosta agrícola para a floresta ripária. Essa redução pode ser atribuída também ao processo de desnitrificação. Porém, outros processos além da desnitrificação devem estar atuando como moduladores da dinâmica do nitrogênio no solo de florestas ripárias. Tendo em vista que houve redução da ciclagem de nitrogênio na pastagem em relação à floresta, a inferência sobre o papel que o pasto ripário poderia desempenhar caso haja um elevado aporte de nitrogênio para essa zona ripária foi limitada. Concluí-se que as florestas ripárias podem atuar como sumidouro de nitrogênio em ambientes tropicais alterados. Portanto, podem ser uma ferramenta para o manejo sustentável de recursos hídricos na propriedade rural
Título em inglês
Nitrogen dynamic in the soil and its implication on the water quality of a watershed where different land uses are present with emphasis on the role of riparian forest
Palavras-chave em inglês
Denitrification
Mineralization
Nitrification
Nitrogen
Riparian Zones
Water Quality
Resumo em inglês
Although nitrogen is a limiting nutrient, in excess, it can lead to the degradation of aquatic systems. Despite the fact that at national level Brazil does not have problems of water scarcity; regions highly populated are already facing deficit of water, caused among other things by nitrogen diffuse pollution. Riparian zones have been indicated as an attribute of the watershed that can maintain quality of water because their capacity in preventing diffuse pollution. Denitrification is one, if not the primary process responsible for this function, converting nitrate to gaseous N2O or N2. Considering that studies about the role of riparian vegetations in removing nitrogen loads are concentrated in temperate countries, and that altered landscapes is the main land cover of the State of Sao Paulo, where water scarcity is already a problem; understanding about the role of riparian zones on nitrogen dynamics is fundamental to orient land management practices aiming at preservation of aquatic systems in tropical regions. The objective of this study is to investigate whether processes that regulate the nitrogen dynamic in the soil change among altered landscapes, emphasizing the role of riparian vegetations as nitrogen sinks. The study area is the Caxambu watershed which is under intense anthropogenic influence. Two streams were selected: (i) Cachoeira stream draining a pasture slope with a riparian zone under pasture use and (ii) Caxambu stream draining an agricultural slope with riparian forests. Soil solution extractors were installed in each slope to quantify the concentration of dissolved inorganic nitrogen (DIN) at 50 cm deep during one year. Soil samples were collected at four sites: riparian zone with pasture, upland with pasture, riparian zone with forest, and upland with agriculture in order to quantify net mineralization, net nitrification, and denitrification potential during five months, in a period of one year. Physical-chemical variables, including DIN, in each stream were monitored during one year. The results show that nitrogen cycling in riparian forests soils is more intense than riparian pastures. Net mineralization and net nitrification are higher at riparian forests in relation to riparian pastures and other sampled sites. However there is no significant difference between riparian forests and riparian pastures in relation to denitrification potential. There is no significant difference between DIN concentration in the soil solution at pasture slope, and these concentrations are relatively low. On the contrary, at the agricultural slope under fertilization DIN concentrations are reduced significantly as soil solution moves through the riparian forests. This reduction could be the result of higher denitrification that occurs at riparian forest soils. However, besides denitrification other processes may be playing important role as modulators of nitrogen dynamic in the soils of riparian forests. Because the results show that nitrogen cycling is lower in the pasture compared to forest, inferring about the role that riparian pastures could play as nitrogen sinks was limited. In conclusion there is an indication that riparian forests can play an important role as nitrogen sink at altered landscapes in tropical region. Therefore restoring riparian zones could be an interesting tool to further deterioration of aquatic systems
 
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Mestrado_Maira.pdf (3.67 Mbytes)
Data de Publicação
2009-12-16
 
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