domingo, 5 de abril de 2015

Ciclo do fósforo e eutrofização

equipe eCycle





http://www.ecycle.com.br/component/content/article/63-meio-ambiente/3204-ciclo-do-fosforo-o-que-e-biogeoquimico-fosfato-fertilizantes-nitrogenio-eutrofizacao-rochas-sedimentar-p-ion-fosfato-fluxo-biomassa-microbiana-solubilizacao-inorganico-fungos-micorizicos-mineralizacao-problemas.html

Um dos ciclos biogeoquímicos mais simples vem sofrendo cada vez mais interferências humanas

O fósforo (P) é um elemento químico extremamente reativo, e por este motivo não é encontrado naturalmente em seu estado ativo. É também um dos elementos mais essenciais na natureza - para se ter uma ideia, ele ostenta o segundo lugar (logo atrás do cálcio) em abundância nos tecidos humanos. Em organismos vivos, ele também é componente essencial das células, fazendo parte do núcleo celular (DNA e RNA). Algumas de suas funções no organismo são: ser integrante da estrutura de ossos e dentes (conferindo a eles maior solidez); participar do metabolismo de glicídios, e atuar na contração muscular.
O ciclo biogeoquímico do fósforo é considerado um dos mais simples, e isso se deve ao fato de que este elemento não é encontrado na atmosfera, mas é, em vez disso, constituinte de rochas da crosta terrestre. Por esse motivo, seu ciclo é denominado como sedimentar, e não atmosférico, como o ciclo do nitrogênio, por exemplo. Outra questão é que o único composto de fósforo realmente importante para os seres vivos é o íon fosfato (PO43-).
Em relação às células vivas, uma importante função dos grupos fosfato é sua atuação como estoque de energia na forma de ATP, a adenosina trifosfato. Esses mesmos grupos também são capazes de ativar e desativar enzimas celulares que catalizam diversas reações químicas. Além disso, o fósforo é também necessário na formação dos fosfolipídeos, que são os maiores componentes das membranas celulares.
O ciclo
O principal reservatório na natureza são as rochas. Através de processos de intemperismo elas são degradadas e transformadas em solo, de modo a liberar o fosfato, que assim retorna ao ecossistema. Por ser um composto solúvel, ele é facilmente carregado por lixiviação até rios, lagos e oceanos, ou então é incorporado em organismos vivos.
Essa incorporação se dá, nas plantas, pela absorção do fosfato através do solo ou de soluções. Dessa forma, ele é utilizado pelos organismos na formação de compostos orgânicos de fosfato que são essenciais à vida (sendo a partir daí chamado de fosfato orgânico). Nos organismos animais, o fosfato tem sua entrada através da ingestão de água e da cadeia alimentar.
A decomposição da matéria orgânica realizada por bactérias fosfolizantes faz com que o fosfato orgânico seja devolvido ao solo e água em sua forma inorgânica.
Os micro-organismos encontrados no solo, por sua vez, desempenham importantes papéis no ciclo do fósforo e em sua disponibilidade para as plantas por meio dos seguintes fatores:
1. Fluxo de fósforo pela biomassa microbiana;
2. Solubilização de fósforo inorgânico;
3. Associação entre plantas e fungos micorrízicos;
4. Mineralização do fósforo orgânico.

Fluxo de fósforo pela biomassa microbiana

Ao ser incorporado em organismos vivos, o fósforo pode ser imobilizado na biomassa microbiana. Sua liberação pode se dar através dos seguintes fenômenos:
• Ruptura das células microbianas;
• Variações climáticas e manejo do solo;
• Interações com a microfauna, que ao se alimentar de micro-organismos, libera diversos nutrientes no solo.
Há algumas vantagens nessa incorporação do fósforo em organismos vivos. Por exemplo, o fósforo preso à biomassa evita sua fixação por longos períodos em minerais do solo. Além disso, este processo aumenta a eficiência da adubação por fosfato, pois imobiliza parte do nutriente na biomassa.

Solubilização de fósforo inorgânico

Bactérias, fungos e actinobactérias, incluindo micorrizas (bactérias associadas às raízes das plantas), envolvidos nos processos de solubilização do P inorgânico, excretam ácidos orgânicos que atuam dissolvendo diretamente o material fosfático.
• Muitos micro-organismos do solo são descritos como hábeis a dissolver diferentes tipos de fosfatos de rochas;
• É geralmente aceito que o maior mecanismo de solubilização é a ação de ácidos orgânicos sintetizados por bactérias: ácido cítrico, lático, glucônico, 2-cetoglucônico, oxálico, tartárico, acéticos, entre outros;
• Estes ácidos são fontes de íons H+ gerados bioticamente, capazes de dissolver fosfato mineral e torná-lo disponível às plantas.

Mineralização do fósforo orgânico

Além do P da biomassa microbiana, da atuação dos micro-organismos solubilizadores de fosfato e dos fungos micorrízicos, a produção de enzimas (como as fosfatases alcalinas e ácidas), é responsável pela mineralização do P orgânico.
• Os micro-organismos e as plantas são responsáveis pela produção de fosfatases ácidas;
• As fosfatases alcalinas são somente produzidas por micro-organismos;
• Os micro-organismos são as maiores fontes de fosfatases no solo, por causa de sua grande biomassa, alta atividade metabólica e curto tempo de vida.
Uma vez em lagos e mares, o fósforo pode, além de ser absorvido por organismos, se incorporar às rochas, fechando o ciclo.
O ciclo do fósforo tende a ser longo. Um único átomo pode passar até 100 mil anos sendo ciclado, até que se sedimente novamente gerando as rochas. Aos sedimentos, o fósforo pode permanecer associado por mais de 100 milhões de anos.

Problemas

Cada vez mais a atividade antrópica (do homem) tem alterado o ciclo natural deste macronutriente, seja através de atividades como mineração ou pelo amplo uso de fertilizantes.
O excesso de fósforo quando lixiviado para cursos d'água acaba por aumentar a biodisponibilidade deste nutriente no ambiente aquático e, como consequência, pode intensificar o desenvolvimento de algas. Um número cada vez maior de algas em um lago, por exemplo, fará reduzir a quantidade de luz que penetra neste ambiente (reduzindo drasticamente a zona trófica), prejudicando outros organismos locais. Este processo é denominado eutrofização (você pode ler mais sobre a influência do uso de fertilizantes no processo de eutrofização clicando aqui).
Veja também algumas fotos desse efeito:

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