Titulo do Projeto: “Impacto ambiental e econômico doo uso de resíduos orgânicos”
Projeto número: 959/12
Mestranda: Jucimare Romaniw.
Orientador: Dr. João Carlos de Moraes Sá.
PONTA GROSSA
2013
Relatório Parcial
-2-
1. Título do projeto
“Impacto ambiental e econômico do uso de resíduos orgânicos”
1.1 Subtítulo
“Impacto do uso de resíduos orgânicos de aves e suínos em plantio direto sobre a produtividade
do trigo, a emissão de CO2, quantidade de C e a mineralização de nitratos”
2. Nome dos responsáveis/orientador:
Orientador:
João Carlos de Moraes Sá – Engenheiro Agrônomo Dr. em Solos e Nutrição de Plantas pela ESALQ
e The Ohio State University, prof. Adjunto do Departamento de Solos e Engenharia Agrícola da
UEPG.
Endereço: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Setor de Ciências Agrárias e de Tecnologia,
Departamento de Ciência do Solo e Engenharia Agrícola.
Av. Carlos Cavalcanti, 4748 - Uvaranas
CEP: 84030-900 – Ponta Grossa – Paraná
Telefone: 42 – 3220-3090
42 – 9978-0410
E-mail: [email protected]
Currículo: http://lattes.cnpq.br/5078594632126000
Mestranda:
Jucimare Romaniw – Engenheira Agrônoma, mestranda pela UEPG em Agronomia, área de
concentração Agricultura. Ênfase em Uso e manejo de solos.
Endereço: Avenida Carlos Cavalcanti, s/n
CEP : 84001-970
Caixa Postal n.º 281
Ponta Grossa – Paraná
Telefone: 47- 91366539
E-mail: [email protected]
Currículo: http://lattes.cnpq.br/4157586937864267
2.1. Colaboradores/equipe executora
Nome
CPF
Qualificação
Função
Instituição
João Carlos de Moraes Sá
33727775734
Doutor
Coordenador
UEPG
12
Jucimare Romaniw
05065539901
Mestranda
Bolsista-CNPQ
UEPG
12
Clever Briedis
04708937962
Doutorando
UEPG
12
Fabrícia da Silva Ramos
05250332978
Graduanda
UEPG
12
Guilherme Eurich
07888393900
Graduando
BolsistaCAPES
BolsistaFOCAM
PIBIC-F.Arauc.
UEPG
12
Alessandra Aparecida Padilha
06631709903
Graduanda
BIC-F.Arauc.
UEPG
12
Pamela Thaisa Bressan
08744865996
Graduanda
BIC-F.Arauc.
UEPG
12
PALAVRAS-CHAVE: Resíduo orgânico, trigo, mineralização, lixiviação, nitrato.
Período
(meses)
-3-
3. Introdução
Em nível mundial, o conceito de impacto ambiental vem do período da revolução industrial e
tem sido alterado de forma dinâmica. Fato que se deve aos diferentes tipos de atividades humanas que
podem dar origem a materiais e/ou energias que afetam o meio ambiente. No entanto, a adoção de
sistemáticas para a avaliação de impactos ambientais teve início somente na década de 60. Um dos
países pioneiros na determinação de dispositivos legais para a definição de objetivos e princípios da
política ambiental foi os Estados Unidos. Com isso varias instituições passaram a exigir em seus
programas de cooperação econômica a observância dos estudos de avaliação de impacto ambiental. No
Brasil, no âmbito federal, o primeiro dispositivo legal associado à Avaliação de Impactos Ambientais
deu-se por meio da aprovação da Lei Federal 6.938, de 31/08/1981.
O processamento de alimentos de origem animal e vegetal sempre terá como resultado a
produção de uma fração de resíduos, estes na maioria das vezes são de composição orgânica e podem
gerar impactos indesejáveis ao meio ambiente por possuírem baixa viabilidade de uso ou serem pouco
aproveitados.
O Brasil é o quarto maior produtor mundial de carne suína e o terceiro de aves, (Nakamae,
2007). Estudos apontam que a produção de carne suína deverá crescer em taxas anuais de 1,5% até
2013 em países em desenvolvimento e segundo a FAO, a produção de frango deverá crescer 3,64% até
2020. Sendo o Paraná o maior estado produtor de aves e o quarto produtor de suínos do Brasil.
Considerando o número de aves abatidas de 1,328 bilhão e o de suínos de 2,650 milhões de cabeças no
ano de 2010.
Existem estimativas onde se afirma que 32% do frango, 38% do porco, 46% do boi e 48% da
ovelha (ou cabra) são classificados como produtos não comestíveis, ou seja, resíduos. Destes resíduos,
parte será destinada para alimentação animal na forma de ração e cerca de 20 a 22% é descartado no
ambiente. O Brasil produz de 3 a 4 milhões de toneladas por ano de matéria animal não consumível
diretamente pelo homem (Bellaver, 2003).
O uso do resíduo orgânico oriundo da esterilização de resíduos de aves e suínos em digestor é
uma alternativa viável para destino adequado desse subproduto no meio ambiente, pois além de ser
importante fonte de macro e micro nutrientes também pode ser usado como complemento de
fertilizantes minerais na agricultura. Alves et al. (2009) observou que o uso do resíduo orgânico
(oriundo do biodigestor, obtido da fermentação de materiais orgânicos de forma aeróbica e anaeróbica)
proporcionou melhores resultados na cultura do feijoeiro para as variáveis: número de folhas, número
de vagens e número de grãos por planta. Ferreira et al (2010) também avaliando o uso do resíduo
orgânico na cultura do feijão notou que não houve diferença significativa comparando-se o uso deste
com o fertilizante mineral no que diz respeito aos componentes de produção da cultura.
Um grande problema ao aplicarmos ao solo resíduos orgânicos ricos em nitrogênio (N), é que o
nitrogênio na forma de nitrato, sua principal forma inorgânica em solos, é pouco retido pelos colóides
do solo. Com isso, é grande o potencial de perdas de N no perfil do solo, a profundidades fora do
alcance do sistema radicular da maioria das culturas. Bem como, o risco de contaminação com esse
elemento do lençol freático é evidente (Cembranelli, 2006). Outro problema segundo Wietholter
(1996) e Aita (1997) que comumente ocorre no sistema plantio direto é relacionado a decomposição de
resíduos culturais, já que o acréscimo de N vem a promover o aumento da população e atividade dos
microorganismos decompositores. O reflexo disso é o aumento da imobilização de N que é a principal
causa de menor disponibilidade de N em sistema de plantio direto.
No Brasil a literatura apresenta alguns resultados que de forma geral são favoráveis à utilização
de resíduos orgânicos na agricultura. O seu uso na agricultura atua como fonte de nutriente para as
culturas, aumento do teor de matéria orgânica, elevação do pH do solo, diminuindo o teor de alumínio
trocável, aumentando o rendimento de matéria seca e da absorção de N, P, Ca, Mg e Zn. Acarreta
também, aumentos significativos na CTC (Capacidade de Troca Catiônica) e do C-orgânico,
melhorando a estrutura do solo e atuando no complexo coloidal. (Rocha e Shirota, 1999; Melo et al,
1994 e Bertoncini e Matiazzo, 1998).
Na região dos Campos Gerais (aproximadamente 275.000 ha de agricultura) a produção de
resíduos orgânicos oriundos de abatedouros de aves e suínos que poderiam ser empregados como fonte
-4nutricional para o solo é estimada em 30.000 ton/ano-1, o que representa aproximadamente 2,18 (6000
ha) a 7,27 % (20.000 ha). Trazendo assim uma série de benefícios para o solo e o meio ambiente tais
como: a redução da emissão de CO2, a possível minimização do uso de fertilizantes industriais e o
aumento da fertilidade do solo, alem de promover um incremento de N e C ao solo.
4. Objetivos da primeira etapa:
4.1. Objetivo principal
Avaliar o uso de resíduos de abatedouros de aves e suínos como fonte nutricional na qualidade
do solo, da água, na resposta da cultura do trigo (Triticum aestivum).
4.2. Objetivos específicos parciais (análises)
• Avaliação da eficiência do resíduo orgânico na cultura do trigo e sua equivalência com
o fertilizante industrial;
• Avaliar a lixiviação de nitrato com uso de doses crescentes de resíduo orgânico;
• Avaliar mineralização de nitrato com incubação de doses crescentes de resíduo orgânico
em laboratório;
• Determinação da taxa de decomposição de resíduos culturais a campo;
Diante do exposto, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de detalhar os
potenciais impactos nas características químicas e biológicas ao longo do perfil do solo e no
desenvolvimento da cultura do trigo, que poderão ocorrer com a aplicação do resíduo orgânico.
5. Materiais e métodos
5.1. Caracterização e processo de obtenção e composição do resíduo orgânico
Os resíduos de abatedouro de aves e suínos, aves mortas no transporte e o sangue de suínos, são
misturados e amontoados em leiras nas composteiras onde passam pelo processo de compostagem,
após período inicial é feito revolvimento da leira para que ocorra aeração, após completar o processo
de compostagem o resíduo orgânico é triturado para que ocorra homogenização do material. Abaixo
segue a Tabela 1 de composição do resíduo orgânico utilizado no experimento.
Tabela 1. Análise química do resíduo orgânico de abatedouro de aves e suínos utilizado no
experimento
Parâmetro
Unidade Teor
pH (em água)
6,7
Umidade, a 60 – 65ºC
% (m/m) 3,6
Carbono orgânico
g/kg
321
Nitrogênio total
g/kg
47,2
Fósforo
g/kg
10,5
Potássio
g/kg
9,5
Enxofre
g/kg
3,5
Cálcio
g/kg
109
Magnésio
g/kg
4,1
Boro
mg/kg
18,1
Cobre
mg/kg
51,2
Ferro
mg/kg
15341
Manganês
mg/kg
1086
Molibdênio
mg/kg
3,1
Sódio
mg/kg
3110
Zinco
mg/kg
90,5
-5-
5.2. Componentes de produção do trigo,
trigo análise de decomposição
omposição de resíduos culturais
O presente trabalho foi desenvolvido na Fazenda Escola Capão
Capão da Onça - FESCON, situada a
990 m de altitude sob as coordenadas geográficas 25°05’26” LS e 50°03’37” LW.
O solo da área é caracterizado como Cambissolo Háplico de textura arenosa (SANTOS
(S
et al.,
2006). O material de origem foi derivado de material retrabalhado de arenitos da formação Furnas e
folhelhos da formação Ponta Grossa. A vegetação nativa regional é constituída por composição
florística denominada campos subtropicais dos Campos Gerais-PR.
Gerais PR. O relevo é suave ondulado com
pendentes entre 1 a 2% de declividade. A área teve o cultivo iniciado no ano de 1994, passando por
diversas operações de manejo e contando com os primeiros cultivos de arroz seguindo com a
implantação das culturas predominantes na região sobre plantio direto até a data da implantação do
experimento. (Figura 1)
Figura 1. Cronograma de atividades realizadas antes do início da implantação do experimento no ano de 2012.
O clima é caracterizado como subtropical úmido, mesotérmico, do tipo cfb (classificação de
Koeppen). No histórico da região (média de 44 anos) a temperatura
temperatura média máxima foi de 24,1°C e a
mínima de 13,3°C (Figura 2),
), e a pluviosidade total foi de 1545 mm.
Figura 2.. Dados históricos em Ponta Grossa: distribuição mensal da precipitação pluviométrica (barras) relacionada com
media da temperatura máxima (■ Tmax.) e temperatura mínima (●
( Tmin.) no período de 44 anos para os meses de janeiro a
dezembro.
O delineamento experimental
xperimental utilizado foi o de blocos
blocos ao acaso com três repetições (Figura 4).
Os tratamentos constituem-se
se de: Controle; onde não foi aplicado fertilizante
ilizante industrial e resíduo
orgânico (T1); aplicação correspondente a 100% de fertilizante industrial recomendado para a cultura a
ser trabalhada (300 kg.ha-1 de 14-34-00
14
no plantio e 100 kg.ha-1 de 30-00
00-20 em cobertura) (T2);
-1
aplicação de dose equivalente a 100% do resíduo orgânico (2000 kg.ha de resíduo orgânico) (T3);
aplicação do equivalente de 75% de fertilizante industrial acrescido de 25% do resíduo orgânico (T4);
aplicação do equivalente a 50% fertilizante industrial acrescido de 50% do resíduo orgânico (T5) e
aplicação de dose equivalente a 25% de fertilizante industrial acrescido de 75% do resíduo orgânico
-6(T6). Nas parcelas onde aplicou-se
se as subdoses de fertilizante industrial (T4, T5 e T6) foi aplicado nas
mesmas porcentagens o adubo de cobertura (30-00-20).
Figura 3.. Representação da ordem da aplicação dos tratamentos nas três repetições onde T1 representa o controle (sem
Fertilizante industrial e resíduo orgânico);
orgânico T2 100% fertilizante industrial; T3 100% do resíduo orgânico;
orgânico T4 75% de
fertilizante industrial acrescido
ido de 25% do resíduo orgânico;
orgânico T5 50% de fertilizante industrial acrescido de 50% do resíduo
orgânico e T6 25% de fertilizante industrial e 75% do resíduo orgânico.
A implantação da cultura do trigo cultivar abalone foi realizada na safra inverno de 2012.
201 Para
análise dos componentes de produção, após a maturação, foi colhida a área central da parcela
(dispensado as bordaduras)
ras) para posterior secagem, análise
análise de produtividade, peso de 1000 grãos e
peso hectolítrico.
avalia
da taxa de
A coleta de resíduo cultural presente na superfície do solo para avaliação
decomposição foi realizada antes do plantio do trigo (T1), 40 (T2), 108 (T3) e 142 (T4) dias após
plantio. Foram retiradas subamostras totalizando 0,31m2 dentro de cada parcela de trigo cultivado em
sucessão a soja. Os resíduos culturais foram secos em estufa a 65ºC até peso constante para determinar
a quantidade de matéria seca.
5.3. Análise da lixiviação de nitrato
Com relação ao ensaio de lixiviação foram feitas unidades experimentais (Figura 4)
constituídas por colunas de lixiviação, construídas com canos de PVC com 25 cm de altura e 7 cm de
diâmetro. Cada bloco continha seis amostras indeformadas
formadas (solo condição de plantio direto)
direto e seis
deformadas (solo seco e peneirado) com três repetições. Foram deixados 5 cm da parte superior de
cada coluna sem solo, para possibilitar a adição da solução de percolação. Sob e abaixo do solo foi
colocado um filtro constituído de manta de bedim para evitar a percolação de lixiviado pelas paredes
do tubo e para que ocorra a filtragem do lixiviado. A parte inferior das mesmas foi vedada com uma
tampa de PVC com filtro o qual continha um orifício de 3 mm de diâmetro, para permitir a saída da
solução percolada. O tubo foi coberto com folha de papel laminado com um furo central para evitar
evaporação da água e fazer as trocas gasosas. Semanalmente, durante cinco meses, foi adicionada água
destilada sobre cada coluna de lixiviação, no período de uma hora. A quantidade de água colocada nas
colunas foi a média acumulada de chuvas de cada mês (149, 120, 150, 188, 155 e 136 mm.mês-1)
segundo figura 2.. A primeira adição foi feita sete dias após a aplicação dos tratamentos.
O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado tanto para as colunas com solo
indeformado quanto para as com solo
s
deformado, contendo seis tratamentos e três repetições. O
resíduo orgânico colocado em cada
da tubo corresponde aos tratamentos: 0%
% = 0 kg/ha;
kg/ 25% = 500 kg/ha;
50% = 1000 kg/ha; 100% = 2000 kg/ha;
kg/ 200% = 4000 kg/ha; 400% = 8000 kg/ha.
kg/
Na hora seguinte à adição da água destilada, foi coletada a solução percolada e congelada. Nela
-7medido o volume e determinada a quantidade de nitrato, em aparelho FIA, de acordo com Tedesco et
al. (1995). A quantidade total de nitrogênio lixiviada durante os meses será obtida pelo somatório das
quantidades lixiviadas em cada semana. Ao final do experimento, coletaram-se amostras de solo e
quantificara-se a quantidade de nitrato remanescente, extraídos com KCl 1mol.l-1, seguindo
metodologia descrita em Tedesco et al. (1995).
Figura 4. Tubos de PVC contendo amostras de solo indeformadas e deformadas com adição ou não de adubo
orgânico em experimento de analise de lixiviação de NO3-.
5.4. Análise de mineralização de nitrato
No ensaio de mineralização com incubação do solo e sem lixiviação foi utilizado (Figura 5) o
delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos e três repetições cada. Foi adicionado o
resíduo orgânico a 500 g de solo, em tratamentos que proporcionem aplicação de resíduo orgânico
equivalentes a: zero, 500, 1000, 2000, 4000 e 8000 kg ha-1. Foram transferidos cada um dos
tratamentos para frasco de polietileno, aplicando-se água deionizada para ajustar a umidade até 70% da
capacidade de campo. Os frascos serão tampados com tampa de polipropileno para minimizar a perda
de umidade, que é controlada pela pesagem periódica dos potes. O ensaio foi conduzido em ambiente
com temperatura controlada (25-28°C).
As coletas foram feitas nos períodos de 0, 7, 14, 21, 28, 42, 56, 70, 84, 98, 112, e 126 dias de
incubação. A extração do nitrato foi realizada com 10 g de solo úmido e misturados com 2N KCl (50
mL), depois de agitar-se e ficar 24 horas em repouso foram filtradas as amostras e determinando o
nitrato extraído em aparelho FIA, de acordo com Tedesco et al. (1995).
Figura 5. Frascos de polipropileno contendo solo com e sem adubo orgânico utilizados no experimento para
avaliação da mineralização de NO-3.
-8-
5.5. Análise estatística
Os resultados preliminares foram submetidos à análise de variância utilizando o software
SISVAR 5.0 (FERREIRA, 2007) e as médias serão comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade. O procedimento da análise de regressão foi realizado pelo programa JMP IN versão
3.2.1 (SALL et al., 2005), utilizando-se o teste F, a 5, 1 e 0,1% de probabilidade.
6. Resultados parciais
6.1. Componentes de produção
6.1.1. Produtividade, peso de grãos, peso hectolítrico e decomposição de palhada.
Na Figura 6 observou-se que não houve variação entre os tratamentos para as variáveis, peso de
1000 grãos peso hectolítrico e produtividade, sendo que tal fato pode ser atribuído a área da parcela
possuir um bom nível de fertilidade aliado ao clima propício a cultura fazendo com que a testemunha
não diferi se dos demais tratamentos, apesar da não significância no peso de mil grãos (Fig. 6I) o
tratamento T4 (75% de fertilizante mineral e 25% de resíduo orgânico) obteve o melhor resultado,
7,3% superior ao menor resultado correspondente ao tratamento T2 (100% fertilizante mineral), quanto
ao peso hectolítrico os tratamentos ficaram com respostas muito parecidas apenas o T2 apresentou uma
pequena variação ficando com valor de 83,05 kg.hL-1 diferentemente dos demais que se apresentam
uma média de 82,65 kg.hL-1. Os bons valores de peso hectolítrico se deve as boas condições climáticas
ocorridas durante a safra o garantiram boa sanidade, produtividade e qualidade de grãos. Podemos
observar que a produtividade foi 20% maior coparando o tratamento T5 (50% fertilizante mineral e 50
% resíduo orgânico) com a testemunha T1 que obteve menor produtividade dentre os demais tais
resultados evidenciam que o potencial uso do resíduo orgânico como fonte nutricional para cultura
deve ser melhor explorado nas safras conseguintes para obtenção de resultados mais concretos.
a
38,50
38,00
37,50
37,00
36,50
36,00
35,50
35,00
34,50
II 83,20
a
83,00
a
a
a
Peso Hectolítrico Kg.hL-1
Peso de 1000 grãos (g)
I 39,00
a
a
T1
T2
T3
T4
T5
T6
a
a
82,80
a
82,60
82,40
82,20
a
82,00
81,80
81,60
T1
Produtividade, Kg ha-1
III
4500
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
a
T2
T3
a
a
a
a
a
T1
T2
T3
T4
T5
T4
T5
T6
a
T6
Figura 6. Peso de mil grãos, peso hectolítrico e produtividade de trigo afetada pela combinação de fertilizante mineral e resíduo orgânico, na
primeira safra de aplicação. T1= Testemunha (sem Fertilizante Mineral (FM) e Resíduo Orgânico (RO); T2= FM100%; T3= RO100%; T4=
FM75% + RO25%; T5= FM50% + RO50%; T6= FM25% + RO75%. Médias com letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.
-9Em estudo com o mesmo resíduo e na mesma região desse experimento, Briedis et al. (2011) e
Ferreira et al. (2010) mostraram que também não houve distinção na produtividade e outros
componentes de produção da cultura do trigo e feijão, na comparação entre adubação com resíduos
orgânicos e adubação mineral, ou entre suas combinações, demonstrando a eficácia do uso de resíduos
orgânicos provenientes de abatedouro de aves e suínos na nutrição da planta.
A Figura 7 demonstra que os tratamentos obtiveram uma taxa de decomposição da matéria
orgânica da cultura antecessora ao trigo, neste caso a soja, semelhante entre eles nem mesmo a
testemunha mostrou ter um comportamento diferenciado dos outros tratamentos onde houve um
incremento de N ao solo tanto na forma de adubo industrial, resíduo orgânico ou associados.
16000,00
Peso palha (Kg.ha-1)
14000,00
T1
T2
T3
T4
T5
T6
12000,00
10000,00
8000,00
6000,00
y = 8057,8e-0,012x R² = 0,9047
y = 7212e-0,012x R² = 0,8748
y = 8573,7e-0,012x R² = 0,8819
y = 9583,4e-0,019x R² = 0,9055
y = 8515,5e-0,013x R² = 0,8822
y = 8827,1e-0,016x R² = 0,9239
4000,00
2000,00
0,00
0
50
100
Dias após plantio
150
Figura 7. Persistência da palha de soja, em Kg.ha-1 de matéria seca aos 40, 108 e 142 dias após plantio de trigo afetada pela
combinação de fertilizante mineral e resíduo orgânico, na primeira safra de aplicação. T1= Testemunha (sem Fertilizante
Mineral (FM) e Resíduo Orgânico (RO); T2= FM100%; T3= RO100%; T4= FM75% + RO25%; T5= FM50% + RO50%;
T6= FM25% + RO75%.
Segundo Cerreta et al. (2002) a taxa de decomposição de resíduos vegetais está associada a
relação carbono/nitrogênio (C/N) do tecido, por isso espécies não gramíneas como ervilhaca, feijão e
soja possuem maior taxa de decomposição quando comparadas com gramíneas. A aplicação de
resíduos orgânicos e de adubos nitrogenados vem a promover o acréscimo de N no solo que também
poderia influenciar na taxa de decomposição de resíduos vegetais. Isso devido a população e atividade
dos microorganismos decompositores ser muito influenciada pela quantidade de N no solo e esse
aumento na disponibilidade de N pode favorecer a taxa de decomposição (Wietholter, 1996; Aita
1997). Assim como observado no trabalho em sua pesquisa Flecha (2000) também não observou
aumento na decomposição de palhada de aveia ao fazer acréscimos de N.
De uma série de fatores, o clima é preponderante no processo, especialmente a precipitação e a
temperatura, já que ambos influenciam nas condições ambientais do solo, e, portanto, na maior ou
menor atividade microbiana.
A persistência dos resíduos vegetais, avaliada em função da redução da quantidade de matéria
seca de palha de soja, em relação à quantidade inicial depositada sobre o solo, está apresentada na
Figura 7. De forma geral, a decomposição da palha ao longo do tempo (até 148 dias), de todos os
tratamentos, assumiu um comportamento exponencial decrescente. Alguns estudos têm mostrado que
essa relação pode ser ajustada a modelos linear (Crusciol et al., 2005; Crusciol et al., 2008), quadrático
(Pal; Broadbent, 1974) ou exponencial (Wieder; Lang, 1982).
6.2. Lixiviação e mineralização de nitrato
6.2.1. Lixiviação de nitrato em colunas com aplicação de doses crescentes de resíduo orgânico
A contaminação da água por nitrato Pode ser diretamente relacionado com a intensificação da
- 10 produção agrícola, envolvendo a aplicação de fertilizantes com N mineral e resíduos orgânicos (Di e
Cameron, 2002). Quando a adubação nitrogenada é utilizada de forma inadequada, pode ocorrer um
desequilíbrio de nutrientes essenciais às culturas, gerando aumento no custo de produção e podendo
ainda acarretar o aparecimento de doenças nas plantas, além de efeitos ecológicos indesejáveis, tais
como a eutrofização de águas superficiais e a contaminação de águas subterrâneas. A poluição das
águas e do solo constitui-se num dos mais sérios problemas ecológicos decorrentes da atividade
humana na atualidade (Rambo et al., 2004).
Assim como no trabalho de Boeira (2009) a Figura 8 (gráficos II e IV) nos mostra que houve
aumento da quantidade de nitrato lixiviado quando se aumentaram as doses dos resíduos. Esses
resultados evidenciam o aumento do risco potencial de poluição ambiental por nitrato ao se utilizarem
doses superiores de resíduo orgânico. O uso agrícola de resíduos orgânicos (por exemplo, lodo de
esgoto ou composto de lixo urbano ou industrial) está aumentando, e mais informações sobre os efeitos
ambientais e melhores opções de gestão para aplicação no solo desses materiais é necessária.
Resultados de estudos sobre as perdas de nitrato de lixiviação de solos alterada com resíduos
orgânicos ou que receberam aplicações de fertilizantes minerais são muitas vezes discordantes
(Diacono e Montemurro, 2010). Por exemplo, Basso e Ritchie (2005), em 6 anos de rotação de milho e
alfafa conduzida no sudoeste Michigan, EUA, observada a maior quantidade de NO3- lixiviado para o
tratamento de estrume, seguido por N de composto inorgânico e de controle.
Na Figura 8 nos gráficos I e III podemos notar que o teor de nitrato lixiviado respondeu de
maneira similar no que se refere ao comportamento das retas, porém o nível de nitrato lixiviado em
solo indeformado é superior ao solo deformado. Neste estudo o solo presente nas amostras
indeformadas seria equivalente a um solo onde é feito o plantio direto, pois estas amostras são
retiradas intactas do solo, já nas amostras deformadas o solo é retirado e peneirado rompendo os
agregados e assim simulando uma condição de plantio convencional. Ao verificarmos a quantidade de
nitrato lixiviado nos dois sistemas nota-se que no gráfico I (solo deformado) a quantidade é menor (até
55,9 ppm) do que no gráfico III (valores até 154,04 ppm) este fato pode ser explicado pelo fato do solo
indeformado possuir uma continuidade de poros em seu perfil facilitando o deslocamento do nitrato
pelo solo já o solo deformado por não apresentar essa continuidade de poros fazendo com que o nitrato
seja menos deslocado pelo solo, outro fator que pode ter contribuído com esse fato é a atividade
microbiana como afirma Bayer & Mielniczuk (2008), que sob vegetação natural o conteúdo de matéria
orgânica do solo é mais estável, e com o uso agrícola esse conteúdo é, de modo geral, acentuadamente
reduzido quando se utilizam métodos de preparo com intenso revolvimento do solo e sistemas de
cultura com baixa adição de resíduos vegetais, condições estas que influenciam a atividade e a
biomassa microbiana (Venzke Filho et al., 2008).
60,00
NO-3 lixiviado em ppm
I
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
0
1
2
3
Meses coleta
4
5
6
- 11 -
y = -2E-06x2 + 0,0343x + 101,14
R² = 0,9734
Teor de NO-3 acumulado em ppm
300,00
II
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
0
2000
4000
6000
8000
10000
Doses de resíduo orgânico kg.ha-1
180,00
III
160,00
Teor de NO-3 em ppm
140,00
120,00
100,00
80,00
60,00
40,00
20,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
Teor de NO-3 acumulado em ppm
Meses coleta
800,00
700,00
600,00
500,00
400,00
300,00
200,00
100,00
0,00
IV
0
5000
10000
Doses de resíduo orgânico kg.ha-1
Figura 8. Nitrato nas lixiviações coletadas por período de tempo e acumulado em solo deformado (I e II) e indeformado (III
e IV) com crescentes doses de resíduo orgânico de aves e suínos. No período de 1, 2, 3, 4 e 5 meses após a incubação
inicial. Onde + T1= Testemunha (somente solo); ■ T2= 500 kg resíduo orgânico (RO); ▲ T3= 1000 kg RO; × T4= 2000 kg
RO ˗ T5= 4000 kg RO; ● T6= 8000 kg RO.
O mesmo foi notado no trabalho de Sagoi et al. 2003 onde a maior lixiviação de N foi
observada com a manutenção de palha na superfície fato que pode ser explicado por haver melhores
condições de temperatura e umidade, as quais favorecem a atividade microbiana, que assim mineraliza
mais matéria orgânica (Fries, 1997; Ernani et al., 2002) e transforma mais NH4+ para NO3-, tornando o
nitrogênio mais facilmente lixiviável. Além disto, a incorporação de restos culturais com alta relação
C/N num solo com intensa atividade microbiana, pode ter estimulado a imobilização temporária de
nitrogênio (Lech, 2001). Com isto, menos nitrato foi lixiviado nos tubos com solo revolvido.
- 12 Notou-se também que na figura 8 nos gráficos I e III que o aumento de nitrato lixiviado segue a
tendência do volume de água aplicada, já que o volume de água aplicado seguiu as tendências
pluviométricas referentes a cada mês, foi notado que nos meses em que houve maior volume de água
precipitada sobre os tubos de lixiviação houve uma maior taxa de nitrato lixiviado conforme a dose de
adubo orgânico aplicado, apenas a sequencia do tratamento com 0 kg de adubo orgânico não seguiu
esta variação. Levando a concluir que a lixiviação de nitrato é totalmente dependente do volume de
água que passa pelo solo.
6.2.2. Mineralização de Nitrato com incubação e aplicação de doses crescentes de resíduo
orgânico
De acordo com a Figura 9 no gráfico I todas as doses com de resíduo orgânico aplicadas
tiveram ponto de máxima mineralização entre o 35 e 42 dias após a incubação e o acumulo de nitrato
tendeu a ser maior conforme a dose de adubo orgânico aplicado (figura 9II). A velocidade de
mineralização foi maior no início da incubação e decresceu com o tempo. Comportamentos
semelhantes com lodos de esgoto foram constatados por Boeira et al (2002) e Banerjee et al. (1997),
em razão da decomposição inicial de formas nitrogenadas mais lábeis, com posterior predominância de
formas recalcitrantes.
Em média segundo a figura 9I, 51,8% do nitrato mineralizado para os seis tratamentos foi
obtido até o 35º dia de incubação. A partir daí e prolongando-se até o final da incubação, o processo
atingiu patamares mais estáveis, aproximando-se da cinética do início da incubação, com diminuição
do nitrogênio mineralizado em função do tempo, sendo tal situação mais evidente para o tratamento T6
(8000 kg.ha-1de resíduo orgânico).
Teor de nitrato mineralizado
em ppm
60
I
50
40
30
20
10
0
-10
0
20
40
60
Dias após incubação
80
300
Teor de NO-3 em ppm
250
II
200
150
100
y = 7E-07x2 + 0,006x + 188,69
R² = 0,9972
50
0
0
2000
4000
6000
8000
10000
Doses resíduo orgânico em kg.ha-1
Figura 9. Teor de nitrato mineralizado em cada tratamento e acumulado em solo com diversas doses de resíduo orgânico,
onde T1= Testemunha (somente solo); ■ T2= 500 kg resíduo orgânico por há (RO); ▲ T3= 1000 kg.ha-1 RO; × T4= 2000
kg.ha-1 RO + T5= 4000 kg.ha-1 RO; ● T6= 8000 kg.ha-1 RO.
- 13 No gráfico II da figura 9 nota-se que com o sucessivo aumento de dose de resíduo orgânico há
o aumento de nitrato mineralizado no meio levando-nos a concluir que deve se haver o cuidado nas
doses de resíduo aplicadas ao solo. Se o resíduo aplicado tiver como meta a supressão de N pelas
culturas o mesmo deve fundamentalmente satisfazer as necessidades de N das plantas e evitar a
geração de nitrato em quantidades excessivas que venham a lixiviar no perfil do solo, colocando em
risco a qualidade das águas subsuperficiais (Gangbazo et al., 1995).
6. Resultados parciais
- Verificamos que a possibilidade do uso do resíduo orgânico como fonte nutricional para a
cultura é uma alternativa viável do ponto de vista produtivo, porém estudos em solos com menor
fertilidade ou em sucessão de cultivos com uso de resíduo orgânico seriam interessantes para obtermos
uma resposta produtiva mais concreta.
- As mesmas taxas de decomposição de matéria seca foram notadas em todos os tratamentos
inclusive na testemunha.
- Maiores taxas de mineralização e de lixiviação de nitrato foram notadas com a aplicação de
doses crescentes de resíduo orgânico de abatedouros de aves e suínos, doses adequadas com o
potencial de extração da cultura devem ser calculadas para fortalecer assim a segurança ambiental de
seu uso.
- O potencial de mineralização do nitrogênio pode ser utilizado como um índice de
disponibilidade de nitrato para a cultura do trigo, e calculo quantidade adequada de resíduo orgânico
para máximo aproveitamento da cultura e redução de perdas.
7. Referências bibliográficas
AITA, C. Atualização em Adubação e calagem: ênfase em plantio direto. Santa Maria, RS:
UFSM/Departamento de Solos, 1997. Dinâmica do nitrogênio no solo durante a decomposição de
plantas de cobertura e efeito sobre a disponibilidade de nitrogênio para a cultura em sucessão: p.76111.
ALVES, S. V.; ALVES, S. S. V.; CAVALCANTI, M. L. F.; DEMARTELAERE, A. C. F.;
LOPES, W. A. R. Produção de feijão caupi em função de diferentes dosagens e concentração de
biofertilizantes. Revista Verde, Mossoró:RN, v.4, n.3, pág. 45 - 49, 2009
BANERJEE, M. R.; BURTON, D. L.; DEPOE, S. Impact of sewage sludge application on soil
biological characteristics. Agriculture, Ecosystems and Environment, Oxford, v. 66, n. 3, p. 241249, 1997.
BAYER, C. & MIELNICZUK, J. Dinâmica e função da matéria orgânica. In: SANTOS, G.A.;
SILVA, L.S.; CANELLAS, L.P. & CAMARGO, F.A.O., eds. Fundamentos da matéria orgânica do
solo ecossistemas tropicais e subtropicais. 2.ed. Porto Alegre, Metrópole, 2008. p.7-18.
BELLAVER, C. Inter-relações do beneficiamento dos subprodutos do abate com a produção
animal, ambiente e economia no Brasil. In: Workshoop sobre subprodutos de origem animal na
alimentação, 2., 2003, São Paulo. Memória... Concórdia, SC: Embrapa Suínos e Aves, 2003, pag. 1-7.
BERTONCINI, E. I.; MATTIAZZO, M. E. Lixiviação de metais pesados em solos tratado com
lodo de esgoto. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 23: 737-744, 1998.
BOEIRA, R.C.; LIGO, M.A.V. & DYNIA, J.F. Mineralização de nitrogênio em solo tropical
tratado com lodos de esgoto. Pesq. Agropec. Bras., 37:1639-1647, 2002.
BRIEDIS, C.; SÁ, J. C. M.; FERREIRA, A. O; RAMOS, F. S.; Efeito primário e residual de
resíduos orgânicos de abatedouros de aves e suínos na produtividade do trigo. Revista Verde de
Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável Grupo Verde de Agricultura Alternativa (2011) (GVAA)
ISSN 1981-8203. Mossoró – RN – Brasi, v.6, n.2, p.221 – 226.
CEMBRANELLI, M. A. R. Lixiviação de íons inorgânicos em colunas com solos que
receberam fertilizantes nitrogenados. 2006. 72f. Dissertação (Mestrado em Gestão de Recursos
Agroambientais) - Pós-Graduação - IAC, 2006.
- 14 CERETTA C. A.; BASSO, C. J.; HERBES M. G.; POLETTO, N.; SILVEIRA, M. J.; Produção
e decomposição de fitomassa de plantas invernais de cobertura do solo e milho, sob diferentes manejos
de adubações nitrogenadas. Ciencia Rural. V. 32, n 1, 2002
CRUSCIOL, A.C.; COTTICA, R. L.; LIMA, E. V.; ANDREOTTI, M.; MORO, E.; MARCON,
E. Persistência de palhada e liberação de nutrientes do nabo forrageiro no plantio direto. Pesquisa
Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 40, n. 2, p. 161-168, 2005.
CRUSCIOL, C. A. C.; MORO, E.; LIMA, E. V.; ANDREOTTI, M. Taxas de decomposição e
de liberação de macronutrientes da palhada de aveia preta em plantio direto. Bragantia, Campinas, v.
67, n. 2, p. 481-489, 2008.
DI, H. J; CAMERON, K. C. Sources of nitrous oxide from 15N-labelled animal urine and urea
fertilizer with and without a nitrification inhibitor,dicyandiamide (DCD). Australian Journal of Soil
Research, v. 46, p. 76-82, 2008.
DIACOMO, M.; MONTEMURRO, F.; (2010) Long-term effects of organic amendments on
soil fertility. A review. Agron Sustain Dev 30:401–422.
ERNANI, P.R; SANGOI, L; RAMPAZZO, C. Influência do método de aplicação da uréia e
dos restos culturais de aveia preta na lixiviação de nitrogênio e no rendimento de matéria seca do
milho. Revista Brasileira Ciência do Solo, v.25, 2002.
FERREIRA, A. O; SÁ, J. C. M.; NASCIMENTO, C. G.; BRIEDIS, C.; RAMOS, F. S. Impacto
de Resíduos Orgânicos de Abatedouros De Aves e Suínos na Produtividade do Feijão na Região dos
Campos Gerais – PR – Brasil. Revista Verde (Mossoró – RN – Brasil) vol.5, n.4, pag. 15 – 21,
outubro/dezembro de 2010.
FERREIRA, D. F. SISVAR 5.0. Universidade Federal de Lavras. Lavras, 2007.
FLECHA, A.M.T. Possibilidades de manejo da adubação nitrogenada na cultura do milho, em
sucessão a aveia preta, no sistema plantio direto. Santa Maria, Universidade Federal de Santa Maria,
2000. 37p. (Tese de Mestrado)
FRIES, M.R. Microbiologia e matéria orgânica: recuperação pelo sistema plantio direto. In:
FRIES, M.R; DALMOLIN, R.S.D. (Coord.). Atualização em recomendação de adubação e
calagem: ênfase em plantio direto. Santa Maria :nPallotti, 1997. Cap.3, p.47-75.
GANGBAZO, G.; PESANT, A. R.; BARNETT, G. M.; CHARUEST, J. P.; CLUIS, D. Water
contamination by ammonium nitrogen following the spreading of hog manure and mineral fertilizers.
Journal of Environmental Quality, Madison, v. 24, n. 3, p. 420-425, 1995.
JENKINSON, D.S., POWLSON, D.S. The effects of biocidal treatments on metabolism in
soil. V. A method for measuring soil biomass. Soil Biology & Biochemistry, 8:209-213, 1976.
LARGE, E. C. Growth Stages in Cereals. Ilustration of Feeks Scale. Plant Pathology, v. 3, p.
128-129, 1954.
LECH, V.A. Perdas de N e resposta do milho a adubação nitrogenada afetadas por
sistemas de manejo dos restos culturais de aveia preta. 2001. 85f. Dissertação (Mestrado em
Ciências do Solo) – Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Universidade do Estado de Santa
Catarina, Lages.
MELLO, W. J.; MARQUES, M. O.; SANTIAGO, G.; CHELLI, R. A.; LEITE, S. A. S. Efeito
de doses crescentes de biossólidos sobre a fração da matéria orgânica e CTC de um latossolo cultivado
com cana de açúcar. Revista Brasileira de Ciência do Solo.18:449-455. 1994.
NAKAMAE, I. J. Anualpec 2007 : Anuário da pecuária brasileira. São Paulo: Instituto FNP,
2007. 340p.
Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO/ONU).
http://www.fao.org. Consultado em 12/04/2012.
PAL, D.; BROADBENT, F.E. Kinetics of rice straw decomposition in soils. Journal of
Environmental Quality, Madison, v. 4, n. 3, p. 256-260, 1974.
RAMBO, L.; SILVA, P. R. F. da; ARGENTA, G.; BAYER, C. Testes de nitrato no solo como
indicadores complementares. Ciência Rural, Santa Maria, v. 34, n. 4, p. 1279-1287, 2004.
ROCHA, M. T.; SHIROTA, R. – Reciclagem agrícola do lodo de esgoto: determinação do
ótimo social e custos privados. Engenharia Sanitária e Ambiental, ABES, 4(2): 55-62, 1999.
- 15 SALL, J.; CREIGHTON, L.; LEHMAN, A. JMP start statistics: a guide to statistics and data
analysis using JMP and JMP IN software. 3rd ed. Cary: Duxbury Press, 2005. 580p.
SANTOS, H. G. dos; JACOMINE, P. K. T.; ANJOS, L. H. C. dos; OLIVEIRA, V. A. de;
OLIVEIRA, J. B. de; COELHO, M. R.; LUMBRERAS, J. F.; CUNHA, T. J. F. (Ed.). Sistema
brasileiro de classificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2006. 306 p.
SARTORI, M. M. P.; BASTA, C. Métodos matemáticos para o cálculo energético da produção
de cana de açúcar. Energia na Agricultura, v.14, n.1, p.52-68, 1999.
SOMMER, S. G.; MOLLER, H. B. Emission of greenhouse during composting of deep litter
from pig producion – effect of straw content. Journal of Agricultural Science, v.134, p.327-335, 2000.
TEDESCO, M. J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C. A.; BOHENEN, H. and VOLKWEISS, S. L.
(1995), Análises de solo, plantas e outros materiais. 2. ed. Porto alegre: UFRGS, Departamento de
Solos. (Boletim técnico, 5).
VENZKE FILHO, S.P.; FEIGL, B.J.; PICCOLO, M.C.; SIQUEIRA NETO, M. & CERRI, C.C.
Biomassa microbiana do solo em sistema de plantio direto na região de Campos Gerais – Tibagi, PR.
R. Bras. Ci. Solo, 32:599-610, 2008.
WIEDER, R. K.; LANG, G. E. A critique of the analytical methods used in examining
decomposition data obtained from “litter bags”. Ecology, Washington, v. 63, n. 6, p. 1636-1642, 1982.
WIETHÖLTER, S. Adubação nitrogenada no sistema plantio direto. Passo Fundo:
EMBRAPA-CNPT, 1996. 44p.
- 16 -
ANEXO I
Figura 10. Foto área experimental na safra de trigo no inverno de 2012.
Figura 11. Imagem do ensaio de respirometria para calculo do CO2. frascos de vidro contendo
solo em mistura com resíduo orgânico e recipiente com extrator de NaOH. Dados serão encaminhado
juntamente com relatório final.