Vista aérea de um pequeno lago perto da cidade de Clear Lake, Iowa, que representa paisagens típicas ao redor dos lagos neste estudo. Cerca de 92 por cento das terras em Iowa estão na agricultura de produção e as lavouras nessas terras recebem grandes aditivos de nitrogênio como amônia anidra e fósforo. O crescimento excessivo de algas causado por essas entradas de nutrientes tornou muitos dos lagos desta região verdes brilhantes. Surpreendentemente, vários lagos neste estudo eram mais claros e pareciam mais azuis do que o esperado, no entanto, estão longe de ser saudáveis. Os autores do estudo levantam a hipótese de que níveis muito elevados de nitrogênio, frequentemente> 10 mg / L, suprimir altas concentrações de clorofila (algas). Crédito:John A. Downing
As aparências enganam. Observe uma centena de lagos no coração agrícola dos Estados Unidos e provavelmente verá lagos verdes cercados por campos verdes. O nitrogênio e o fósforo nos fertilizantes agrícolas que ajudam as plantações a crescer também alimentam o crescimento de algas e cianobactérias que, em excesso, podem transformar os lagos da cor de sopa de ervilha.
Ainda assim, quando os cientistas analisaram 13 anos de dados de 139 lagos em áreas intensamente agrícolas de Iowa, eles viram lagos que eram surpreendentemente límpidos, apesar das concentrações extremamente altas de nutrientes.
Em um estudo publicado em 9 de outubro, 2017 no jornal Águas interiores cientistas da Universidade de Minnesota Duluth e Minnesota Sea Grant relatam que os lagos foram fertilizados de forma tão excessiva que a maior parte das algas e cianobactérias contendo o pigmento verde clorofila foram mortas.
"Um dos perigos aqui é confundir o aumento da clareza da água com a melhoria da qualidade da água, "disse Chris Filstrup, autor principal do estudo e pesquisador associado do Observatório de Grandes Lagos UMD e do Minnesota Sea Grant. "Na verdade, a qualidade da água nesses casos é pior do que em lagos que têm mais algas, ainda níveis mais baixos de nutrientes. "
As agências reguladoras freqüentemente usam a clareza da água como um indicador da qualidade da água. Os resultados deste estudo sugerem que a abordagem pode não funcionar necessariamente em todas as regiões.
Os níveis excessivos de nutrientes acontecem quando a chuva e o degelo levam o fósforo e o nitrogênio dos campos agrícolas, lotes de ração, gramados suburbanos e centros urbanos em lagos e outros corpos d'água. Este novo fenômeno desafia a generalização de que mesmo concentrações extremas de fósforo e nitrogênio continuam a alimentar o crescimento de algas.
"Em alguns dos lagos de Iowa em nosso estudo, observamos níveis de fósforo 10 vezes o que esperaríamos ver em um lago no norte de Minnesota, "disse Filstrup." Ficamos surpresos ao ver que os níveis de nitrogênio eram mais de 30 vezes mais altos. "
Esses níveis extremos de nutrientes parecem destruir as algas e cianobactérias existentes, resultando em um aumento na clareza da água. O conceito é semelhante à maneira como a aplicação de muito fertilizante na terra pode danificar, se não matar, plantas e tornam o solo estéril.
"Pensamos que o baixo aparecimento de algas em altas concentrações de nitrogênio pode ser devido a desequilíbrios de outros nutrientes, ou muita sombra para as algas crescerem, ou que algumas algas são menos verdes ou que o zooplâncton come mais algas quando há muito nitrogênio, "disse o coautor John A. Downing, diretor do Minnesota Sea Grant, um cientista do Observatório de Grandes Lagos UMD e um professor do Departamento de Biologia do UMD. "Mas nenhuma dessas hipóteses deu certo. A única explicação que faz sentido, até aqui, é que o nitrogênio alto é ruim para as algas. "
A redução nas algas é provavelmente o resultado da interação do fósforo, azoto, a paisagem e a luz do sol, que, quando combinados, fazem com que as partículas excessivas de nitrato na coluna de água formem espécies reativas de oxigênio que danificam ou matam as algas ao estourar suas paredes celulares e membranas, diga Filstrup e Downing.
"Você pode pensar nisso como peróxido de hidrogênio, "disse Filstrup." Derramar peróxido de hidrogênio em um corte causa a explosão de bactérias. É por isso que borbulha. Em lagos, as espécies reativas de oxigênio que podem se formar a partir do nitrato não efervescem, mas podem destruir a matéria orgânica, potencialmente incluindo fitoplâncton. "
Como a demanda por produtos agrícolas continua crescendo e com isso um aumento no uso de fertilizantes, os autores esperam que este estudo sirva como um exemplo instrutivo para outras regiões agrícolas que estão experimentando ou estão em risco de carga extrema de nutrientes.
"Aplicar muito nitrogênio nos campos, gramados e jardins desperdiçam dinheiro, leva a lagos insalubres e até mesmo danifica o Golfo do México. O cultivo de safras e o manejo de dejetos animais de acordo com as melhores práticas de manejo são essenciais, "disse Downing.
