Rodrigues, M.A.

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Escola Superior Agriria de Braganga 29 e 30 de Maio 2006 I I I UtilizaGao de fertilizantes e qualidade dos produtos vegetais: 0 problema dos nitratos M. Angelo Rodrigues elMO - E. S. Agraria, 5301-855, Braganqa; Email: angelor@ipb.pt 1. Introduc;ao As condic;oes ecclogicas em que as plantas se desenvolvem (radiaqao, temperatura, agua, nutrientes, ".) condicionam a produtividade e a composiqao de orgaos e tecidos vegetais. 0 homem modifica as condir;6es de crescimento das plantas, orientando a produ<;:ao no senti do de obter retorno adequado a um dado investimento. A produtividade e um aspecto sempre importante na sustentabilidade da actividade economica, em bora 0 mercado imponha norm as de qualidade para os produtos agricolas cada vez mais exigentes. A gestao da fertilidade do solo e determinante na obtent;ao de produtos de eleva do valor alimentar e com qualidade -tecnologica adequada para transformat;ao industrial. A titulo indicativo podem referir-se: efeito do azoto na variaqao do teor de proteina em cereais, com consequencias na qualidade tecnologica para panificaqao em trigo e no processo de maltagem em cevada; efeito negativo do azoto em beterraba sacarina, pela dificuldade que os ccmpostos azotados de baixo peso molecular introduzem na extracqao do at;ucar; efeito pernicioso do cloro na cultura do tabaco, pela reduc;iio da combustibilidade da folha; efeito positiv~ do calcio no controlo de acidentes frsiol6gicos em frutos, como bitter-pit em maqa e necrose apical em tomate; efeito positiv~ do potassio no conteudo em aqucares nas uvas; e efeito positiv~ do boro na reduqao da bagoinha na vinha e no olival. Contudo, 0 uso de fertilizantes dificilmente se pode considerar um problema central em quest6es de seguranc;a e qualidade alimentar. Em situac;oes muito particulares, decorrentes do usa de dejectos de animais (estrumes e chorumes) e outros bioss6lidos (lamas de ETAR, lamas celulosicas, residuos solidos urbanos, ... ) como fertilizantes, podem admitir-se possiveis contaminac;oes microbiol6gicas em vegetais frescos e em aguas de consumo humano quando estas sao recolhidas em fontanarios ou captac;6es privadas e utilizadas a margem de um controlo fisico-quimico e microbiol6gicc adequado. A utilizaqao de biossolidos na agricultura (lamas de ETAR, RSU's, ... ) pode tambam originar contaminac;ao do solo e, eventual mente, da agua e de vegetais com metais pesados. A portaria No 176/96 (DR, 2" sarie, 3 Outubro) estabelece limites de metais pesados nas lamas de tratamento de esgotos, nos solos em que se pretende aplicar este fertilizante e as quantidades maximas de biossolido a aplicar. A acumulaqao de nitratos em vegetais e na agua de consumo pode ser ccnsiderado 0 principal problema de qualidade e seguranqa alimentar associado a um usa eventual mente desregrado de fertilizantes azotados. Apesar da informaqao epidemiologica disponivel sobre 0 efeito na saude humana da ingestao de quantidades elevadas de nitrato ser controversa, considera-se, de forma genarica, que a exposiqao prolongada a dietas ricas em nitratos deve 17 ser evitada (1, 2). Neste sentido, a concentrac;ao maxima em nitratos permitida nalgumas especies vegetais e na agua de consumo humano encontra-se enquadrada por legislac;ao comunitaria. 2. Os nitratos e as plantas Nitrato e a forma ienica N03', que se constitui como a principal fonte de azoto para a maioria das plantas. 0 azoto e 0 elemento nutriente que mais condiciona a produtividade primaria (e a composic;ao das plantas) em ecossistemas naturais e agricolas. Apesar do N ser apenas mais um elemento essencial, de uma !ista de pelo men os 16, a relac;ao entr<) as necessidades das plantas e a disponibilidade de azoto no solo conferem-Ihe um estatuto especial. 0 azoto tem de ser ap!icado a todas as culturas, frequentemente mais que uma vez durante a estac;ao de crescimento. Em solos arejados nao 1:lxcessivamente acidos, todas as formas de azoto no solo (organicas, amoniacais, ... ) sao convertidas pelos microrganismos em N03', que, par sua vez, e uma forma qui mica de azoto relativamente estavel e aquela que se acumula nos solos. o iao N03' e absorvido pelas plantas e assimilado, formando-se aminoacidos e outros compostos azotados. As plantas podem absorver N03' em quantidade superior as suas necessidades imediatas, desde que disponivel no solo, e acumula-Io nos seus tecidos sem ser assimilado. As plantas podem tambem absorver azoto na forma NH: mas, ao contrario do N03' , a iao NH: e fitot6xico, nao se pode acumular nos tecidos, sendo assimilado apes a sua absorc;ao. A acumulac;ao de nitratos (e outros compostos azotados de baixo peso molecular) nas plantas e frequentemente designada de consumo de luxo. Consumo de luxo representa uma adaptac;ao evolutiva das plantas que Ihes permite manter actividade vegetativa elevada . mesmo em periodos de escassez do elemento. A dinilmica do N no solo e elevada. 0 iao N03' pode estar continuamente a ser formado a partir das reservas organicas de N do solo, ou da aplicac;ao de estrumes e adubos. Contudo, o N03' e muito soluvel em agua, pelo que pode sair do solo nas aguas de percolac;ao (lixiviac;ao) em momentos de precipitac;ao elevada. Em ambiente redutor (excesso de agua no solo) po de tambem ser desnitrificado, convertendo-se em formas volateis de azoto (N2 e NOx). Assim, as plantas nao podem perder oportunidades de absorver NO;. Ha especies vegetais que podem acumular quantidades particularmente elevadas de N03'. Alface, espinafre, agriao, aipo, rabanete e beterraba horticola podem acumular nitratos em quantidade superior a 2500 mg kg" de tecido fresco. Outros vegetais, como a batata, podem ser fonte importante de nitratos pel a quanti dade de a!imento que 0 homem pode ingerir. A agricultura intensiva tem contribuido para 0 aumento do azoto disponivel no solo e nas aguas de con sumo. A par do problema dos nitratos na saude humana e sanidade animal, diversas formas de azoto constituem-se como importantes contaminantes da atmosfera e de ecossistemas aquaiicos. 18 ~, ., 3. Toxicidade dos nitratos Os nitratos estao presentes nos fiuidos humanos; sao formados pelo proprio organismo mesmo na ausencia de absorgao de nitratos. Os nitratos sao tambem obtidos a partir de fontes exogenas, como os vegetais e a agua. Os nitratos, em si, sao relativamente pouco toxicos mas os nitritos e outros metabolitos associados, sobretudo compostos N-nitroso, podem causar efeitos adversos na saude. Aproximadamente 5 % dos nitratos ingeridos ou contidos na saliva sao reduzidos a nitritos pel os sistemas enzimaticos de bacterias presentes na boca e tracto gastrointestinal (2). o problema dos nitratos surge devido a importancia da Metahemoglobinemia au sfndrome dos bebes azuis. A metahemoglobinemia resulta do facto dos nitritos reagirem com a hemoglobina (Fe2+) para formar meta-hemoglobina (Fe3+) e nitrato. N02' + Hb (Fe2+) -+ metaHb (Fe3+) + N03' Como consequencia, a capacidade para 0 sangue transportar oxigenio fica limitada. Quando ocorre um aumento de metaHb de 10 a 20 % surgem sintomas clinicos da doenga. A morte surge quando ocorre um aumento de metaHb superior ao normal entre 60 a 80 % (3). Criangas e adultos sao pouco suscaptiveis a esta doenga. Casas de Metahemoglobinemia em adultos ocorrem apenas quando estes sao expostos directamente a nitritos em doses elevados. A medicina tradicional tem uma longa historia associ ada ao tratamento de terapias diversas a partir de farmacos que contem nitratos, sem problemas aparentes, sendo alguns ainda usados actualmente. Os bebes com menos de 3 meses sao particularmente vulneraveis, porque 0 sistema enzimatico que permite reverter a metaHb (Fe3+) a Hb (Fe2+) ainda se encontra pouco desenvolvido e a relagao entre a quantidade de nitratos que podem ingerir e 0 seu peso e-Ihe desfavoravel (3). Suspeita-se tambem que nos bebes a quanti dade de nitratos que se . convertem em nitritos possa ser superior, porque 0 pH do seu estomago nao e suficientemente baixo para garantir assepsia completa (4). Pelo contrario, a boca dos bebes esta menos contaminada e uma proporgao men or de nitratos sera convertida em nitritos na boca (3). Os bebes ate aos tres meses de idade podem estar expostos a nitratos e nitritos provenientes de agua e de alguns vegetais. Parte significativa dos casas de metahemoglobinemia registada em bebes supoe-se ser devida a ingestao de papa de cenoura e outros vegetais contaminados com teo res elevados de nitritos. Estes terao sido formados a partir dos nitratos par deficiente higienizagao dos produtos. Em paises desenvolvidos casos de metahemoglobinemia sao, actual mente, raros (3). Os nitritos podem reagir com aminas e amidas e formar compostos N-nitroso, com poder cancerfgeno. Estas reacgoes ocorrem sobretudo no estomago, mas podem ocorrer nos alimentos durante a conservagao. Foi demonstrado que estes compostos tem efeito cancerigeno em mais de 40 especies, incluindo mamiferos, passaros, repteis e peixes. 19 Acredita-se que 0 homem nao sera excep9ao e que a ingestao de nitratos/nitritos possa estar associada a maior incidencia de cancro gastrico (2). Ha estudos epidemiologicos que parecem demonstrar 0 efeito cancerigeno de dietas ricas em nitratos, mas tambem 0 contrario, ou seja um efeito protector. A principal fonte de nitratos sao os vegetais e estes contem vitaminas (especialmente vitamina C), sa is minerais, e compostos biologicos que exercem efeito protector. o nitrato parece interferir com a absor9ao de iodo pela tiroide, resultando na sua hipertrofia. A tiroide e uma glandula responsavel por varias fungoes endocrinas e hormonais do corpo humano. Foi tambem demon strada relat;:ao positiva entre a ingestao de nitratos e 0 aumento de incidencia da diabetes mellitus em crian9as (2): Os animais ruminantes sao particularmente vulneraveis a ingestao de nitratos, que para serem assimilados tem de ser convertidos em nitritos e estes em amoniaco. Contudo, a primeira etapa do processo e mais rapida, pelo que os nitritos tendem a acumular-se. A anoxia provocada pelos nitritos tem um efeito vasodilatador que reduz a pressao sanguinea e no limite pode levar ao colapso do animal. Westcott et al. (5) procuraram definir limites criticos de nitratos em forragens para animais. o oxido de azoto (NO) que se forma no estomago a partir dos nitratos exerce efeito depressivo sobre varios patogenicos. Esta e uma das razoes para alguns auto res considerarem os efeitos positiv~s dos nitratos muito superiores aos negativos. L'hirondel & L'hirondel (3) consideram que se criou um dogma de que os nitratos sao prejudiciais a saLide sem haver fundamenta9ao cientifica para tal. Contudo, a comissao cientifica para a alimentagao da 1JE considera importante manter 0 esfort;:o de redu9ao da ingestao de nitratos. 4. Ingestao de nitratos o Comite cientifico para a alimentat;:ao da UE estabeleceu como Dose Diaria Admissivel (Acceptable Dairy Intake, ADI) para nitratos e nitritos, val ores entre 0 e 3,7 mg N03 kg-' e 0 e 0,07 mg N02 kg-' de peso corporal. Contudo a Agencia de Protect;:ao Ambiental (EPA) dos Estados Unidos definiu como Ii mites maximos aceitaveis 7,0 mg N03 kg" e 0,33 mg N02 kg" de peso corporal. Estudos na Holanda demonstraram que 15 % da populat;:iio adulta e 45 % das crian9as e jovens excedem a ADI definida pel a Uniao Europeia para nitratos (2). As dietas vegetarianas ultrapassam tambem necessariamente aqueles val ores. Os vegetais sao responsaveis pel a ingestao de 60 a 90 % de nitratos nas dietas actuais. Agua de consumo, carnes curadas e conservas de peixe podem ser tambem fontes de nitratos importantes. Nos vegetais interessa ter em conta a sua frescura e higiene. Conserva9ao demorada a temperatura ambiente pode conduzir a redut;:ao de nitratos a nitritos durante a conservat;:ao. A Uniao Europeia tem definido limites maximos em espinafre e alface em fun9ao do periodo de comercializat;:ao e da origem da produt;:ao, estufa ou ar livre (quadro 1), Alguns 20 t. "-"-", I l I ; • ,paises europeus incluiram em legisla9ao nacional limites maximos de nitratos para varios outros vegetais. Quadro 1. Concentrayao maxima de nitratos em vegetais (Regulamento EC 563/2002) Vegetal Espinalre Espinafrelprocessado Alface Allace "Iceberg" Periodo de comercializa9ao 1 Novembro - 31 Mar90 1 Abril - 31 Outubro 1 Outubro - 31 Maryo Estula Ar livre 1 Abril - 30 Setembro Estufa Ar livre Estufa Ar livre 5. Gestao da fertiliza\fao azotada N03 (mg kg-' tecido fresco) 3000 2500 2000 4500 4000 3500 2500 2500 2000 o problema dos nitratos surge com a intensifica9aO da agricultura na segunda metade do seculo XX, mais concretamente com a utiliza<;ilo de doses crescentes de fertilizantes azotados. Desde modo, parte significativa do problema deve ser resolvida a montante, no sector da Produ9ao. Alias, toda a legisla<;ilo e regulamenta<;:oes apontam nesse sentido. o usa racional dos fertilizantes azotados (incluindo materia is organicos) e a chave do problema. As plantas devem dispor de N nas quantidades necessarias a urn desenvolvimento vegetativo sem limita90es, mas que nao potencie a acumula9aO de nitratos nos seus tecidos. Contudo, a controlo do azoto disponivel no solo nao e facil. A dinamica do nutriente e considen3vel e muitas das translormayoes que 0 N sofre no solo sao, basicamente, imprevisiveis, na medida em que dependem de condi<;:6es ecologicas locais, da natureza dos substratos a decompor entre outros factores. Por outro lado, os laboratorios nao dispoem, ate ao momento, de metodologias que assegurem recomenda90es de fertiliza<;ilo azotadas devidamente ajustadas as necessidades das plantas. Algumas aproxima<;:oes para a mitiga<;:ao do problema tern tido sucesso relativo, como: a utiliza<;ilo de inibidores da nitrifica9ao; a aplica<;ilo fraccionada do N ap6s monitoriza<;ilo do estado nutritivo das plantas; e 0 cultivo em hidroponia. Contudo, as actividades econ6micas s6 sao sustentaveis quando ha uma rela<;:ao beneficio/custo favoravel. As soluyoes tecnicamente rna is sofisticadas sao necessariamente mais caras e nem sempre tern a retorno economico desejado nao sendo, par isso, aplicaveis de forma generalizada. Urn longo caminho parece haver ainda a percorrer nesta materia. Referencias (1) BOink, A. and Speijers, G.J.A. 2001. Health effects of nitrates and nitrites, a review. Acta Hortic. 563, 29-36. (2) Santamaria, P. 2006. Nitrate in vegetables: toxicity, content, intake and EC regulation. J. Sci. Food Agric. 86, 10-17. 21 (3) L'hirondel, J. Land J.-L. L'hirondel. 2002. Nitrate and man: toxic, harmless or beneficial? CABI Publishing, UK. (4) ATSDR - Agency for Toxic Substances and Disease Registry. 1991. Case studies in environmental medicine: nitratelnitrite toxicity. ATSDR, 16: 1-23. (5) Westcott, M. P., Cash, S. D., Jacobsen, J. S., Carlson, G. R. and Welty, L. E. 1998. Sap analysis for diagnosis of nitrate accumulation in cereal forages. Commun. Soil Sci. Plant Anal. 29 (9 & 10): 1355-1363. 22 

Utilização de fertilizantes e qualidade de produtos vegetais: o problema dos nitratos

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