Phosphorus retention and release fron strems and pond bed sediment of small wathersheds in a land reform settlement

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoPhosphorus (P) plays an important role in eutrophication of aquatic systems and the streams and pond bed sediments are an important environmental compartment in this process. The bed sediment can act as a sink or source of P to the overlying water depending on their physicochemical and biological characteristics. The objective of the present study was to evaluate the P dynamics in bottom sediment of ponds and streams and to determine their potential to adsorb or release P due to human activities in two agricultural watersheds. The watersheds, with an area of 1,426 km2 (PBH140) and 0.783 km2 (PBH80), are located in a landscape in the city of Júlio de Castilhos, State of Rio Grande do Sul (RS), Brazil. The water and bed sediment samples were collected from ponds and streams in the two watersheds. The characteristics evaluated includes, particle size distribution, total organic carbon and organic and inorganic P fractions P. Through P adsorption-desorption parameters i. e., potentially bioavailable particulate P (Pppb), particulate bioavailable P (Ppb), P desorption rate (λ), equilibrium P concentration (EPC0) and maximum P sorption (CMAP) was determined by the P adsorption-desorption curves. The results indicated that in the particle size, the sand fraction dominated in the stream samples while the pond showed a more fine sediment (silt and clay). Phosphorus fractions ranged depending on the use and management of soil in the vicinity, the presence of point or diffuse pollution sources, contributing to high inorganic P forms in the bed sediments. Furthermore, the fractions of lower P lability were more expressive indicating that low P release to the water column. With an increase in human pressure in the upstream area, there was an increase in bioavailable P forms to aquatic biota, as observed by high concentration of resin extracted bioavailable P. The high Pmax observed in the both type of bed sediments indicates low P saturation of these sediments due to low levels of P in the landscape soils and or low application of fertilizer or manure P. The low phosphorus desorption in distilled water (Q0) and reduced EPC0 give indicate that the these sediments are sink of soluble P and have an important role to maintain water quality in the two monitored watersheds.O fósforo (P) desempenha um papel importante na eutrofização dos ecossistemas aquáticos e, o sedimento de fundo de córregos e açudes constitui um compartimento ambiental importante nesse processo. O sedimento de fundo tem a capacidade de atuar como fonte ou dreno de P para a coluna de água sobrejacente, dependendo de suas características físico-químicas e biológicas. O objetivo do presente estudo foi avaliar a dinâmica do fósforo no sedimento de fundo de açudes e córregos e determinar seu potencial de retenção ou liberação de fósforo solúvel, em função da ação antrópica exercida sobre duas bacias hidrográficas agrícolas. As bacias hidrográficas, com área de 1,426 km2 (PBH140) e 0,783 km2 (PBH80), estão localizadas em um assentamento da reforma agrária no município de Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul, Brasil. Amostras de água e sedimento de fundo foram coletadas em açudes e córregos nas duas bacias hidrográficas. As características avaliadas incluem a distribuição granulométrica, teor de carbono orgânico total e as frações orgânicas e inorgânicas de P. Por meio de curvas de dessorção estimou-se o fósforo particulado potencialmente biodisponível (Pppb), a taxa de dessorção (λ) e o fósforo particulado biodisponível (Ppb). Estimou-se, por meio de curvas de adsorção, a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) e a concentração de equilíbrio de fósforo. Os resultados indicaram que, no tamanho de partículas, a fração areia predominou nas amostras de sedimento de fundo dos córregos, enquanto que nos açudes o sedimento apresentou-se mais fino (silte e argila). As frações de fósforo variaram em função do uso e manejo do solo no entorno, da presença de fontes de poluição pontual ou difusa. As frações predominantes de fósforo predominantes no sedimento de fundo foram as frações inorgânicas. Além disso, as frações de fósforo de menor labilidade foram mais expressivas, indicando baixa capacidade de fornecimento de P para a coluna de água. Com o aumento da pressão antrópica sobre os recursos hídricos ocorreu um aumento nas formas biodisponíveis de P para a biota aquática, observado principalmente pelo aumento nos teores de P extraídos com a resina trocadora de ânions. A elevada CMAP nos sedimentos amostrados nos açudes e córregos indica uma baixa saturação previa dos sítios de adsorção de P, decorrentes dos baixos níveis de P nos solos das bacias e pela baixa aplicação de fertilizantes ou dejetos de suínos e aves. A baixa dessorção de fósforo em água destilada (Q0) e a reduzida CEP conferem aos sedimentos um importante papel de dreno de P solúvel nos recursos hídricos das duas bacias monitoradas