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Agronomic phosphorus imbalances across the world’s croplands

Resumo

O aumento do uso de fertilizantes de fósforo (P) e da produção pecuária alterou fundamentalmente o ciclo global de P. Nós calculamos balanços de P espacialmente explícitos para solos de terras agrícolas a uma resolução de 0,5° com base nos principais insumos e outputs agronómicos de P associados à produção de 123 culturas globalmente para o ano 2000. Embora os insumos agronómicos de fertilizante P (14,2 Tg de P y-1) e adubo (9,6 Tg de P y-1) tenham, coletivamente, excedido a remoção de P pelas culturas colhidas (12,3 Tg de P y-1) em escala global, os déficits de P cobriram quase 30% da área cultivada global. Houve uma enorme variação na magnitude desses desequilíbrios de P na maioria das regiões, particularmente na Europa e na América do Sul. A alta aplicação de fertilizante P em relação ao uso da cultura P resultou em uma maior proporção dos excedentes intensos de P (>13 kg de P ha-1 y-1) globalmente do que a aplicação de esterco P. A aplicação de fertilizantes com alto teor de P também foi tipicamente associada a áreas de eficiência relativamente baixa no uso de P. Embora o estrume tenha sido um importante impulsionador dos excedentes de P em alguns locais com altas densidades de gado, os déficits de P eram comuns nas áreas produtoras de forragem usadas como ração para gado. Resolver os desequilíbrios agronómicos de P pode ser possível com um uso mais eficiente dos fertilizantes de P e uma reciclagem mais eficaz do estrume de P. Tais reformas são necessárias para aumentar a produtividade agrícola global, mantendo ou melhorando a qualidade da água doce.

Abstract

Increased phosphorus (P) fertilizer use and livestock production has fundamentally altered the global P cycle. We calculated spatially explicit P balances for cropland soils at 0.5° resolution based on the principal agronomic P inputs and outputs associated with production of 123 crops globally for the year 2000. Although agronomic inputs of P fertilizer (14.2 Tg of P·y⁻¹) and manure (9.6 Tg of P·y⁻¹) collectively exceeded P removal by harvested crops (12.3 Tg of P·y⁻¹) at the global scale, P deficits covered almost 30% of the global cropland area. There was massive variation in the magnitudes of these P imbalances across most regions, particularly Europe and South America. High P fertilizer application relative to crop P use resulted in a greater proportion of the intense P surpluses (>13 kg of P·ha⁻¹·y⁻¹) globally than manure P application. High P fertilizer application was also typically associated with areas of relatively low P-use efficiency. Although manure was an important driver of P surpluses in some locations with high livestock densities, P deficits were common in areas producing forage crops used as livestock feed. Resolving agronomic P imbalances may be possible with more efficient use of P fertilizers and more effective recycling of manure P. Such reforms are needed to increase global agricultural productivity while maintaining or improving freshwater quality.

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G. K. MacDonald
E. M. Bennett
P. A. Potter
N. Ramankutty

2011 - Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

Palavras-chave:

Agricultura, eutrofização, balanço de nutrientes, esgotamento do fósforo

Termos de indexação:

Ciclo do fósforo, balanço de nutrientes, fertilizantes fosfatados, adubação orgânica, anejo sustentável de fósforo, poluição por fósforo, qualidade da água doce, produção animal, cultivos agrícolas

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