PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM
TECNOLOGIA AMBIENTAL - MESTRADO
ÁREA DE CONCENTRAÇÃO EM GESTÃO E TECNOLOGIA AMBIENTAL
Débora Cristine Baumgarten
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DA VERMICOMPOSTAGEM DE RESÍDUOS
ORGÂNICOS PRODUZIDOS EM ESCOLA MUNICIPAL EM SANTA CRUZ DO
SUL, RS, BRASIL, VISANDO À PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS
Santa Cruz do Sul
2015
Débora Cristine Baumgarten
AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DA VERMICOMPOSTAGEM DE RESÍDUOS
ORGÂNICOS PRODUZIDOS EM ESCOLA MUNICIPAL EM SANTA CRUZ DO
SUL, RS, BRASIL, VISANDO À PRODUÇÃO DE FERTILIZANTES ORGÂNICOS
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em
Tecnologia Ambiental - Mestrado, Área de Concentração em
Gestão e Tecnologia Ambiental, Universidade de Santa Cruz
do Sul - UNISC, como requisito parcial para obtenção do
título de Mestre em Tecnologia Ambiental.
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Alexis Lobo Alcayaga
Santa Cruz do Sul
2015
AGRADECIMENTO
Primeiramente meu eterno agradecimento a Deus. Minha fé, força e coragem, vieram
do alto dos céus, onde eu oro, todos os dias, e agradeço pelo dom da vida.
Meu irmão, Luiz Henrique Baumgarten, você é inspiração. Meu anjo da guarda, meu
amigo. Fui agraciada por viver anos ao seu lado, por aprender tanto contigo, e por ter tido o
prazer de ver o teu sorriso por 14 anos, que Deus esteja a teu lado.
Meus heróis, Mercedes L. Baumgarten e Renato L. Baumgarten, meus queridos pais.
Difícil reunir todos os sentimentos em poucas palavras, para definir o tamanho do amor e da
gratidão que tenho por vocês. Obrigado pela contribuição de vida, pelas experiências
compartilhadas, pelo amor e por todo tempo dedicado a mim desde o meu nascer, vocês são
exemplos de superação, de garra, coragem e fé, eu amo vocês.
Familiares, primas, amigos, colegas de estudo e de trabalho, que presenciaram a minha
luta diária entre a conciliação do trabalho, estudo e lazer. Aqueles que não pude estar
presentes em datas especiais, meu perdão e meu agradecimento pela compreensão.
Distante de mim encontra-se alguém que muito me alentou, me defendeu e esteve
presente (mesmo que distante), em todos os piores e melhores momentos desta pesquisa.
Não posso deixar de agradecer a ele Rafael Araújo, meu namorado e amigo, que muito
paciente e corajoso, aguentou firme meses longe, e dias cansativos, obrigado pelo amor, eu
amo você.
A Tânia e Heider Rocha, que tanto oraram, me apoiaram e me acolheram tão bem,
mostrando que a fé e a união superam tudo, obrigada.
Ao meu orientador Eduardo Lobo, pelas horas, dias, meses e anos dedicados ao meu
trabalho, pelo apoio e por todo ensinamento repassado.
A Patrícia Lovatto, que inúmeras vezes me ouviu e tentou solucionar da melhor forma
possível os problemas encontrados pelo caminho.
A Marília Schuch, pelo auxílio em meu estágio docência, por todos os dias e noites
que atendeu aos meus telefonemas, pelo ensinamento e pela preocupação com a minha
pesquisa.
A todos os colegas dos Laboratórios da UNISC e aos funcionários e colegas da Central
Analítica da Universidade de Santa Cruz do Sul, por toda ajuda e coleguismo.
A cooperativa Sicredi, Santa Cruz do Sul, RS, que juntamente com o presidente Heitor
Petry, não mediram esforços e auxílios, para que a minha pesquisa fosse possível. Obrigado
pelo comprometimento, e pela confiança.
Meus sinceros agradecimentos a todos que estiveram presentes em minha vida,
durante todo o árduo estudo em busca do conhecimento, e da sustentabilidade ambiental.
RESUMO
A vermicompostagem destaca-se como uma prática agrícola alternativa de reutilização,
reaproveitamento e reciclagem de resíduos orgânicos vegetais, que utiliza minhocas para o
seu tratamento, destacando o uso da espécie Eisenia andrei. Considerando a destinação
inadequada dos resíduos orgânicos de uma escola do município de Santa Cruz do Sul, RS,
Brasil, a presente pesquisa objetivou avaliar a eficiência da vermicompostagem de resíduos
orgânicos produzidos nessa escola, através do uso de composteira (minhocário) modelo
EMBRAPA. Após permanecerem por 30 dias numa précomposteira, os resíduos foram
dispostos no minhocário em dois tempos diferentes: Tempo 1 (T1), 32 dias de
vermicompostagem de 1 de março a 1 de abril de 2014. Tempo 2 (T2), 42 dias de
vermicompostagem, de 7 de abril a 19 de maio de 2014. Em cada tempo foram coletadas três
amostras para realizar análises de fertilizantes, sendo que os parâmetros analisados foram
selecionados seguindo a instrução normativa Nº 25, de 23 de julho de 2009 do Ministério da
Agricultura, Pecuária e Abastecimento: umidade, Nitrogênio (N) total, carbono orgânico,
pH, relação C/N, relação CTC/C. Ainda, ensaios ecotoxicológicos para testes de toxicidade
aguda foram realizadas em amostras do solo e do fertilizante produzido, utilizando E. andrei
como organismo-teste. Os resultados obtidos indicaram que a técnica da vermicompostagem
foi altamente satisfatória, uma vez que foi capaz de promover à completa bioestabilização
dos resíduos vegetais, considerando que os resultados das análises do fertilizante orgânico
produzido enquadraram-se nos padrões estabelecidos pela instrução Normativa 25/2009. Os
resultados dos testes de toxicidade indicaram que não houve toxicidade aguda nos
organismos-teste, chancelando a qualidade deste produto já verificada pelas análises físicas e
químicas. Do ponto de vista social, econômico e ambiental, a produção de composto
orgânico através da vermicompostagem torna-se uma prática agrícola que pode ser
empregada em escola rural, resultando em um adubo orgânico aplicável em horta escolar, na
produção de mudas para jardinagem, dentre outros usos. Ainda, contribui à sustentabilidade
ambiental rural, através da reutilização de resíduos orgânicos, cuja disposição final
inadequada acarreta problemas ambientais.
Palavras-chave: vermicompostagem, resíduos orgânicos vegetais, fertilizante orgânico,
agricultura sustentável.
ABSTRACT
Evaluation of the efficiency of vermicomposting of vegetable wastes produced in a
municipal school located in Santa Cruz do Sul County, RS, Brazil, aiming the organic
fertilizer production.
The vermicomposting stands out as a farming alternative of reusing, reutilizing and
recycling of organic vegetable wastes, which utilize earthworms for the treatment, such as
the species Eisenia andrei. Considering the inadequate disposal of organic wastes from a
school located in Santa Cruz do Sul County, RS, Brazil, the present research aimed to
evaluate the efficiency of vermicomposting of these wastes, through the use of a composter
(minhocário) model EMBRAPA). After spending 30 days in a pre-composter, the wastes
were disposed into the composter in two times: Time 1 (T1) between March and April 2014
and Time 2 (T2), between April and May 2014. In each time, three samples were collected
for analysis of fertilizers (moisture, total nitrogen, organic carbon, CEC, ph, C/N ratio,
CEC/C ratio), following the decree standard 25/2009 from the Ministry of Agriculture,
Cattle and Supply. Yet, ecotoxicological assays for acute toxicity were made in soil samples
and the fertilizer produced, using E. Andrei as test organism. The results indicated that the
vermicomposting technique was highly satisfactory since it was able to promote the
complete biostabilization of vegetable wastes, following the current national standards
established by the decree 25/2009. The results of toxicity tests showed no acute toxicity,
certifying the quality of the organic fertilizer produced, beforehand verified by the physical
and chemical analyses. From the social, economic and environmental point of view, the
production of organic compost through vermicomposting becomes an agricultural practice
that can be used in rural school, resulting in an applicable organic fertilizer in school garden,
in the production of seedlings for gardening, among other uses. Still, it contributes for rural
environmental sustainability, through the organic waste reusing, whose inadequate final
disposal in landfills brings serious environmental problems.
Keywords: vermicomposting, organic vegetable wastes, organic fertilizer, sustainable
agriculture.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Minhocas do tipo Eisenia andrei. ........................................................................... 17
Figura 2 – Área de estudo mostrando a localização da Escola Municipal de Ensino
Fundamental Christiano J. Smidt, interior do município de Santa Cruz do Sul, Rio Pardinho,
9º Distrito. ................................................................................................................................. 24
Figura 3 – Local escolhido para a implantação do minhocário campeiro. ............................... 25
Figura 4 – Montagem e colocação dos resíduos orgânicos no minhocário campeiro .............. 26
Figura 5 – Précompostagem dos resíduos orgânicos advindos da merenda escolar. ............... 28
Figura 6 – Etapa final, processo de vermicompostagem no minhocário campeiro .................. 29
Figura 7 – Matriz de reprodução .............................................................................................. 30
Figura 8 – Teste de sensibilidade em andamento ..................................................................... 31
Figura 9 – Médias (± desvio-padrão) das análises de fertilizante (em percentual, %) do
tratamento 1 (T1), em comparação com a normatização (valores máximos e/ou mínimos
permissíveis). ............................................................................................................................ 34
Figura 10 – Médias (± desvio-padrão) das análises de fertilizante (em percentual, %) do
tratamento 2 (T2), em comparação com a normatização (valores máximos e/ou mínimos
permissíveis). ............................................................................................................................ 35
Figura 11 – Resultado do teste de sensibilidade utilizando cloroacetamida. ........................... 38
Figura 12 – Testes de toxicidade aguda com duração de 14 dias, utilizando E. andrei como
organismo-teste......................................................................................................................... 39
Figura 13 – Folder informativo sobre o “Minhocário Campeiro” utilizado pata atividades de
educação ambiental................................................................................................................... 40
Figura 14 – Palestra realizada na Escola Municipal de Ensino Fundamental Christiano J.
Smidt, em 15 de março de 2014. .............................................................................................. 41
Figura 15 – Exposição da pesquisa na Escola Municipal de Ensino Fundamental Christiano
J. Smidt, em evento alusivo ao aniversário da escola, em 15 de março de 2014. .................... 41
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Especificações dos fertilizantes orgânicos mistos e compostos (65ºC) (BRASIL,
2009, p. 15). .............................................................................................................................. 20
Tabela 2 – Resíduos advindos da merenda escolar, utilizados para a vermicompostagem...... 27
Tabela 3 – Preparo para o teste final de sensibilidade utilizando a substância de
cloroacetamida. ......................................................................................................................... 31
Tabela 4 – Resultados da comparação das análises do fertilizante orgânico produzido pela
vermicompostagem, nos tratamentos 1 e 2 (T1 e T2), com significância α: 0.05. ................... 37
Tabela 5 – Resultado das mortalidades ocorridas no teste de sensibilidade. ........................... 38
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO.....................................................................................................
09
2
OBJETIVOS..........................................................................................................
11
2.1
Objetivo geral........................................................................................................
11
2.2
Objetivos específicos.............................................................................................
11
3
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.............................................................................
12
3.1
Compostagem........................................................................................................
12
3.2
Vermicompostagem...............................................................................................
13
3.3
A minhoca e sua importância...............................................................................
16
3.3.1
Eisenia andrei.........................................................................................................
17
3.3.2
Húmus de minhoca................................................................................................
18
3.4
Fertilizante orgânico.............................................................................................
18
3.5
Práticas agroecológicas.........................................................................................
19
3.6
Ecotoxicologia........................................................................................................
20
3.7
Educação ambiental como promoção de um sistema de reutilização de
resíduos orgânicos.................................................................................................
22
4
METODOLOGIA.................................................................................................
24
4.1
Área geográfica em que o trabalho se insere.....................................................
24
4.2
Minhocário campeiro...........................................................................................
25
4.2.1
Local escolhido para a implantação do minhocário campeiro.........................
25
4.3
Seleção dos microrganismos para a vermicompostagem..................................
25
4.4
Montagem do minhocário campeiro...................................................................
25
4.5
Précompostagem..................................................................................................
26
4.6
Processo de vermicompostagem no minhocário campeiro...............................
26
4.7
Etapa final, vermicompostagem realizada no minhocário campeiro..............
28
4.8
Avaliação de toxicidade........................................................................................
29
4.8.1
Amostragem para o teste de toxicidade aguda..................................................
29
4.8.2
Cultura e manutenção da E. andrei....................................................................
29
4.8.3
Testes de sensibilidade..........................................................................................
30
4.8.4
Testes de toxicidade aguda...................................................................................
31
4.8.5
Processamento da informação............................................................................
32
4.8.6
Parâmetros............................................................................................................
32
5
RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................... 34
5.1
Análises de fertilizantes........................................................................................
34
5.2
Teste de sensibilidade com a substância cloroacetamida..................................
37
5.3
Testes de toxicidade aguda...................................................................................
38
5.4
Educação ambiental.............................................................................................
39
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS...............................................................................
42
REFERÊNCIAS.................................................................................................................
44
9
1 INTRODUÇÃO
Com o crescente aumento da geração de resíduos sólidos, devido ao consumo
exagerado, no ano de 2012 o valor estimado de resíduos sólidos urbanos (RSU) foi de 1,223
kg/habitante/dia, onde 52% do total gerado de resíduos são constituídos por matéria orgânica
(GUIDONI et al., 2013).
Seguindo os preceitos da Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela
lei 12.305 de 2010, que visa à sustentabilidade, os materiais devem ser encaminhados a um
aterro sanitário, somente quando todas as suas formas de tratamento estejam esgotadas
(GUIDONI, et al., 2013). Nestes casos é necessária a reutilização destes resíduos orgânicos,
com técnicas ambientalmente corretas que permitam reaproveitar os mesmos, no intuito de
reincorpora-los aos sistemas produtivos locais, como por exemplo, na agricultura familiar.
Desta maneira, resíduos orgânicos vegetais podem ser estabilizados pelo processo de
vermicompostagem cuja prática pode contribuir para solução de problemas econômicos,
ambientais e de saúde, gerando adubos orgânicos, que em função de sua composição auxiliam
na melhoria das propriedades físico-químicas e biológicas do solo (NADOLNY, 2009).
De forma geral, a compostagem é definida como o processo de estabilização da matéria
orgânica, e pode ser realizada em composteiras, construídas em leiras no próprio solo ou de
alvenaria, onde os próprios microrganismos encontrados nos resíduos orgânicos depositados
convertem este material em adubo orgânico. Já a vermicompostagem é um processo biológico
do qual ocorre à conversão de resíduos orgânicos em um material possível de ser misturado ao
solo, destruindo microrganismos patógenos e permitindo, desta forma, a sua reutilização em
hortas domesticas e escolares, bem como no fechamento de aterros sanitários (BRITO, 2006).
Para a realização deste processo, a vermicompostagem utiliza minhocas, anelídeos da classe
Oligochaeta, destacando-se no Brasil o uso da espécie Eisenia andrei Bouché 1972, as quais
ingerem resíduos orgânicos em decomposição. O resultado corresponde a grânulos ricos em
nutrientes que são disponibilizados às plantas, assim que acrescentados ao solo ou ao local de
cultivo (DOMÍNGUEZ, 2004).
No Estado do Rio Grande do Sul, a Escola Municipal de Ensino Fundamental
Christiano J. Smidt, localizada no 9º Distrito do Município de Santa Cruz do Sul, apresenta
problemas de descarte diário inadequado de resíduos orgânicos advindos da merenda escolar,
os quais são dispostos junto ao lixo seco, sem nenhum tratamento prévio. A comunidade local
abrange uma população de 2.621 habitantes (2,2% do total do município em que esta
inserida), dentre estes, 72,7% são agricultores (IBGE, 2010). Desta forma, visando contribuir
10
para uma correta gestão ambiental, a vermicompostagem surgiu como alternativa para o
tratamento desses resíduos.
Neste contexto, a presente pesquisa objetivou avaliar a eficiência da vermicompostagem
dos resíduos orgânicos produzidos numa escola municipal de Santa Cruz do Sul, RS, através
de análises físicas, químicas e ecotoxicológicas do fertilizante produzido, utilizando o
minhocário campeiro modelo EMBRAPA (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária).
Ainda, na tentativa de contribuir para a agricultura familiar, o local mostrou-se propício para a
realização deste estudo e implantação do sistema, considerando que se trata de uma região
bastante dependente de insumos externos, o que inclui fertilizantes sintéticos e agrotóxicos.
11
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo geral
Avaliar a eficiência da vermicompostagem dos resíduos orgânicos produzidos em escola
municipal de Santa Cruz do Sul, RS, Brasil, através de análises físicas, químicas e
ecotoxicológicas do fertilizante produzido, utilizando o minhocário campeiro modelo
EMBRAPA.
2.2 Objetivos específicos
1. Construir uma composteira seguindo o modelo da EMBRAPA, denominada “minhocário
campeiro”, em uma escola municipal no Distrito Rio Pardinho, Santa Cruz do Sul, RS.
2. Produzir composto orgânico a partir dos resíduos orgânicos oriundos da merenda escolar na
escola municipal no Distrito Rio Pardinho, Santa Cruz do Sul, RS.
3. Avaliar eficiência da vermicompostagem medindo a qualidade do composto orgânico
produzido através de análises físicas, químicas, microbiológicas e ensaios de ecotoxicidade de
solos.
4. Fornecer subsídios para o aproveitamento de resíduos orgânicos e uso de técnicas de
vermicompostagem em escolas rurais.
12
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 Compostagem
A compostagem é um processo de estabilização da matéria orgânica. “Em 1953 foram
instalados experimentos com a compostagem de lixo na Universidade da Califórnia (KIEHL,
1985, p. 229)”, onde foram comprovadas a influencia na decomposição da matéria orgânica
de fatores como microrganismos, umidade, aeração e temperatura. Ainda, foi constatada a
importância da relação entre carbono (C) e nitrogênio (N) na produção de húmus, dando
início ao estudo sobre técnicas de compostagem (KIEHL, 1985).
Os resíduos orgânicos, bem como os resíduos gerados de atividades agroindustriais,
podendo citar verduras, frutas, cascas, palhas, restos de poda, estercos, se manipulados
incorretamente, podem acarretar problemas ambientais, tais como proliferação de insetos e
roedores que atuam como vetores de doenças, verminoses e contaminação das águas
superficiais (eutrofização). Desta forma, o processo de compostagem oferece vantagens para a
reutilização destes resíduos e seu correto manejo, visando a utilização de um subproduto o
fertilizante orgânico (CERRI, 2008).
No processo de estabilização da matéria orgânica, até chegar ao produto final, há
desprendimento de gás carbônico, água e energia, através da ação dos microrganismos
(GOMES, 2011). Esta energia é em parte utilizada para o crescimento e movimento dos
microrganismos, e a outra parte liberada em forma de calor, que se deve manter no composto.
Portanto, inicialmente o composto atinge elevadas temperaturas, resfria e por último atinge a
fase de humificação (KIEHL, 1985).
Na primeira fase pelo qual os resíduos passam ocorre à decomposição dos mesmos,
atingindo altas temperaturas (60 ºC), podendo durar entre 25 e 30 dias; em seguida atinge-se a
fase de semimaturação o que pode demorar em torno de 30 a 60 dias, nesta etapa ocorre a
diminuição gradual da temperatura, para assim chegar a ultima fase, de humificação,
significando o termino do processo (entre 25º e 30 ºC) (RUSSO, 2003).
Algumas restrições devem ser observadas. O piso do local onde será implantado o
processo deve ser impermeabilizado com cimento, ou compactado apenas, pois as leiras
(como são chamadas as pilhas de composto) devem ser seguidamente reviradas e não deve
haver contato com o solo neste momento. O terreno onde será construído deve ter um declínio
de 2% a 3%, sem que haja acumulo de água (NUNES, 2009).
13
Os formatos das leiras são diversos, dependendo da época que será realizada a
compostagem. As dimensões dependem da disponibilidade de espaço e da quantidade de
resíduos que será compostado, sendo que leiras com alturas de 1,0m a 1,5m facilitam o
reviramento (NUNES, 2009).
3.2 Vermicompostagem
Inicialmente conhecida como vermicultura em Portugal (criação e venda de minhocas),
a vermicompostagem iniciou como um processo de transformação de biomassa animal em
humus. Hoje se utilizam os termos vermicomposto (lombricomposto), e outros que fazem
parte do processo, como composto ou composto de minhocas. Segundo Lourenço (2010):
“A vermicompostagem apresenta-se atualmente e em função das políticas de gestão
de resíduos, como uma ferramenta de gestão e um processo biológico de tratamento
de resíduos sólidos biodegradáveis que utiliza minhocas dos resíduos orgânicos (ou
outras espécies) para acelerar o processo de degradação dos substratos orgânicos e
produzir vermicomposto, compostos lixiviados, biomassa de minhocas e chá de
vermicomposto” (p. 45).
Ainda, segundo Brasil (2009, p. 1), “Vermicomposto: produto resultante da digestão,
pelas minhocas, da matéria orgânica proveniente de estercos, restos vegetais e outros resíduos
orgânicos”. A vermicompostagem é um método de compostagem, processo biotecnológico de
decomposição de resíduos orgânicos, onde utiliza minhocas para melhorar e acelerar o
processo de conversão do material a ser decomposto, para a sua posterior utilização na
agricultura, agregando diferentes nutrientes para as plantas, assim que acrescentadas ao
cultivo (KARMAKAR et al., 2012).
Esta técnica é muito apropriada para a agricultura familiar, visto que o produto final do
processo é um húmus que poderá ser utilizado para fertilização de cultivos agrícolas, como
hortas, plantações em geral e também pode ser comercializado (VIEIRA, 1997).
Na vermicompostagem as minhocas produzem um composto em um espaço pequeno e
um tempo curto com condições de clima favoráveis, por este motivo a preferencia por utilizar
minhocas no processo é recomendado. Além disso, por serem noturnas tem uma tolerância a
temperaturas máximas entre 13 e 22 ºC. O resíduo deve já estar pré compostado para que elas
se reproduzam rapidamente e não queiram abandonar o local (KIEHL, 1985).
Esta técnica, não implica em contaminação, é sustentável e fornece fertilizante orgânico,
que pode ser subtituido pelos fertilizantes sintéticos (KARMAKAR et al., 2012). Os resíduos
a serem introduzidos no minhocário são de extrema importância, e devem ser selecionados
14
pois, estes irão fornecer os nutrientes necessarios as plantas que serão cultivadas com este
fertilizante orgânico, além de que é um fator excencial que comprovará a maturação e o
tempo de vermicompostagem do processo (VALENTE et al., 2009).
Os resíduos que podem ser utilizados são: esterco animal (que no caso da
vermicompostagem deve ser previamente compostado passando primeiramente por uma
fermentação devido às altas temperaturas que atinge), e resíduos vegetais, turfa, ervas, talos
de milho, palhas de cereais, raspagem de terra, restos de verduras, restos de fruta, restos de
legumes, sendo que resíduos com alto teor de proteina devem ser evitados, por provocarem
fermentação, o que pode causar a morte das minhocas, assim que este resíduo percorrer seu
intestino (SANTOS, 2009).
Para obter um composto orgânico de qualidade utilizando estes materiais, é necessário
atingir um ponto de equilibrio da relação entre carbono e nitrogênio, sendo que a relação C/N
ideal é considerada entre 25/1 e 30/1, atingindo estes valores quando se realiza a separação e o
condicionamento dos resíduos em camadas, intercalando os resíduos (VALENTE et al.,
2009).
A vermicompostagem passa por duas etapas. A primeira consiste na eliminação dos
patógenos, onde o composto alcança valores altos de temperatura. Nesta fase, as minhocas
não são acrescentadas ao composto denominando-se fase de précompostagem. No segundo
estágio os resíduos são remanejados para os minhocários que são mais rasos (para que não
ocorra elevação de temperatura), onde as minhocas são incorporadas ao processo,
permanecendo entre 30 a 90 dias, resultando em um húmus estável, aumentando a
disponibilização de macro e micronutrientes ao local onde será adicionado (REIS, 2005).
No modelo EMBRAPA, denominado “minhocário campeiro”, adaptado por Schiedeck,
Gonçalves e Schwengber (2006), destaca-se como vantagens o fato de apresentar baixo custo,
uma vez que é feito de materiais disponíveis e baratos como bambu e/ou taquara, ainda a
vermicompostagem pode ser realizada em leiras de materiais orgânicos no chão, ou em
canteiros de tijolo e piso de concreto, bem como em galpões e paiois. Materiais como estercos
de animais podem servir como aceleradores do processo juntamente com resíduos orgânicos
vegetais. Outro sistema que pode ser usado é composto por tres caixas empilhadas uma acima
da outra e perfuradas permitindo a decomposição e transição do produto para as caixas
inferiores. Podem ser acrescentados a esse processo resíduos organicos, terra, folhas secas e
as minhocas, o produto final é proveniente de fertilizante organico e chorume (COSTA;
CARDOSO, 2011).
15
Segundo Loureiro et al. (2007), dentre as vantagens que a vermicompostagem apresenta
como processo de reciclagem de resíduos, pode-se citar a aceleração da estabilização da
matéria orgânica, resultando em um substrato mais rico em nutrientes, com uma relação entre
C/N e CTC (capacidade de troca catiônica). A vermicompostagem, além disto, requer menos
consumo de energia em menor tempo, se for comparado com a compostagem convencional
que utiliza microrganismos aeróbios (CASTILHOS, 2008).
Lourenço (2010) cita outras vantagens para a utilização da vermicompostagem, que
podem ser resumidas como:
 O vermicomposto pode ser classificado através das condições físicas, químicas e
microbiológicas de qualquer resíduo orgânico que, em condições adequadas, irá
propiciar as condições necessárias aos substratos para a sobrevivência e adequado
metabolismo das populações das minhocas;
 A vermicompostagem é um pilar para a erradicação de lixões, além de poupar o uso
exagerado de recursos naturais e matérias-primas.
 O vermicomposto pode ser utilizado para suprir a carência de matéria orgânica no
solo, melhorando sua estrutura, fertilidade e produtividade;
 Diminuição de microrganismos patogênicos e metais pesados.
Estudos realizados comparando compostagem e vermicompostagem indicam que o
processo que utiliza minhocas é mais eficiente na remoção de carbono orgânico total e
matéria orgânica (o que indica a estabilidade do processo) (SILVA; LANDGRAF;
REZENDE, 2011). A CTC, que corresponde à capacidade de reter cátions próximos ao valor
de seu pH natural, apresentou no processo de vermicompostagem um aumento maior do que
na compostagem, o que significa que os coloides orgânicos tem mais habilidade em adsorver
cátions caso haja variações de pH no solo, além de que a estabilização por vermicompostagem
aumenta também a disponibilidade de nutrientes NPK e principalmente de nitrogênio, o que
indica que este processo é mais eficiente (DORES-SILVA; LANDGRAF; REZENDE, 2013).
Ainda, segundo Steffen et al., (2011) o produto final da vermicompostagem influencia
no crescimento das plantas, disponibilizando nutrientes minerais, através da contribuição de
ácidos húmicos e hormônios de crescimento vegetal.
16
3.3 A minhoca e sua importância
A minhoca já era reconhecida pelo seu excelente trabalho no final do Antigo Egito,
onde seu valor era imensurável para a população que lá habitava. Aristóteles foi um dos
primeiros a descobrir o papel das minhocas no solo, chamando-as de “intestinos da terra”. No
ano de 1837 o biólogo Charles Darwin realizou os primeiros estudos, onde reconheceu sua
extrema importância na transformação da matéria orgânica do solo, na sua manutenção,
aeração e fertilização (EDWARDS, 2004).
A importância da minhoca na decomposição de resíduos orgânicos de origem animal e
vegetal demorou mais de um século, até que foi verificada sua viabilidade e seu
reconhecimento como uma verdadeira tecnologia (EDWARDS; ARANCON; SHERMAN,
2011).
As minhocas são animais anelídeos da Classe Oligochaeta, designados também como
vermes cilíndricos, de corpo longo e comprido que podem ser encontradas em quase todos os
tipos de solo a exceção de solos desérticos (ácidos, secos ou arenosos), porém são encontradas
com abundancia em solos mais úmidos e ricos em matéria orgânica em decomposição
(VIEIRA, 1997). Suas casas são formadas através de galerias (que permitem uma melhor
circulação da água, favorecendo a nutrição das plantas), para sua própria proteção contra
reações adversas ou ataques de predadores (VIEIRA, 1997).
Ainda, segundo o mesmo autor, são mais frágeis no inverno, e por este motivo mais
difíceis de serem encontradas nesta época do ano. Elas necessitam de ambiente úmido, sendo
sensíveis à luz. São hermafroditas, possuem órgão reprodutor masculino e feminino, porem
não podem se autofecundar, podendo-se reproduzir a partir da formação do clitelo que
acontece entre 40 e 60 dias (VIEIRA, 1997). As minhocas são muito importantes na biota do
solo, pois desenvolvem um papel fundamental na formação e manutenção da estrutura e
fertilidade do solo.
A literatura indica diversos tipos de minhocas podendo chegar a 5900 espécies
(BLAKEMORE, 2006). No Rio Grande do Sul, 36 espécies de minhocas foram encontradas,
distribuídas em 7 famílias, sendo 15 espécies nativas e 21 exóticas (LIMA; RODRIGUES,
2007).
As minhocas da espécie Eisenia andrei Bouché 1972 são as mais utilizadas na produção
de húmus e sua alimentação principal são resíduos de origem vegetal e animal. Em
propriedades rurais restos de plantações e esterco são muito utilizados, já em propriedades
urbanas são utilizados restos de vegetais, restos de poda e sobras de jardinagem
17
(SCHIEDECK et al., 2010). Ainda, segundo os mesmos autores, sempre que houver dúvida
quanto à qualidade dos resíduos orgânicos deve-se realizar o teste de aceitação do alimento
pelas minhocas:
“Para tanto, deve-se colocar uma amostra representativa de 300 a 500 g do alimento
a ser avaliado em um recipiente (um vaso feito de garrafa PET de 2 L, por exemplo)
e dispor em sua superfície um número conhecido de minhocas, entre 10 e 20
indivíduos adultos, deixando que elas próprias entrem no resíduo. O recipiente deve
ser tapado com um pedaço de TNT fixado com barbante ou borrachinha elástica, ou
colocado sobre um objeto maciço em uma bacia com lâmina de 2 cm a 3 cm de
água. Esse procedimento evita que as minhocas se dispersem pelo local e facilita a
aferição do método. Após 24 horas, o recipiente com alimento deve ser virado sobre
uma superfície, e deve ser contado o número total de minhocas. Se as minhocas
colocadas no recipiente no dia anterior forem todas encontradas no interior do
alimento, é possível que ele já possa ser utilizado” (p. 1-2).
3.3.1 Eisenia andrei
A espécie tem cor avermelhada (Fig. 1), sendo fisicamente e morfologicamente muito
parecida com Eisenia fétida, espécie com a qual é muito confundida, inclusive por apresentar
ciclos de vida semelhantes. Porém, foram encontradas diferenças bioquímicas importantes
entre elas (DOMÍNGUEZ; VALANDO; FERREIRO, 2005).
Figura 1 – Minhocas do tipo Eisenia andrei.
18
Segundo Nadolny (2009), a espécie Eisenia andrei é usualmente utilizada para o
processo da vermicompostagem, pois é mais ágil e mais eficiente para realizar o processo.
Produz mais casulos se comparada com outras espécies e se adaptam facilmente a diversos
locais onde haja grande quantidade de matéria orgânica, consumindo uma grande variedade
de alimentos vegetais. Suportam altas temperaturas e sua expectativa de vida é entre 4 e 5
anos, embora alguns autores digam que pode chegar a 16 anos, dependendo do local onde
serão criadas. Segundo Santos (2009), fisicamente esta minhoca possui listras pouco aparentes
em seu corpo. Em condições favoráveis podem ser geradas por ano até 1.500 minhocas,
ingerindo uma quantidade de alimento igual a seu peso, onde 60% do substrato gerado pela
minhoca são em forma de húmus.
3.3.2 Húmus de minhoca
Como já citado anteriormente, as minhocas melhoram a biologia e as propriedades
físicas e químicas do solo, o substrato gerado a partir da decomposição da matéria orgânica
oferece carbonatos capazes de corrigir pH através da acidez do solo (DOMÍNGUEZ, 2004).
Estudos indicam que o composto produzido através da vermicompostagem, quando utilizado
em culturas em estufa, pode aumentar o crescimento das mudas e a taxa de germinação,
afetando também no aumento da altura e da área foliar, gerando mais frutos. Vegetais como a
couve obtiveram importantes mudanças de maturidade e tamanho das folhas quando
cultivados com vermicomposto, além desta verdura, tomates que foram produzidos com
quantidades de vermicomposto obtiveram uma rentabilidade maior do que nos produzidos
sem o substrato (EDWARDS; ARANCON; SHERMAN, 2011).
Ainda, segundo Campbell (1995), o composto orgânico já estabilizado quando
acrescentado no solo, uma multidão de microrganismos benéficos ficam disponíveis para as
plantas que serão cultivadas, estas bactérias introduzem nitrogênio ao solo, além de outros
antibióticos que auxiliam as plantas no combate a doenças.
3.4 Fertilizante orgânico
Há milênios que solos ricos em matéria orgânica são considerados muito férteis. Em
Roma na época da Era Cristã, escritos foram encontrados descrevendo as práticas como
“calagem, adubação verde, rotação de culturas e cobertura morta”, as quais até hoje são
consideradas importantes para o enriquecimento nutricional do solo (KIEHL, 1985, p. 2).
19
Ainda, segundo o mesmo autor, a partir dos séculos XV e XVI os fertilizantes orgânicos
começaram a ser utilizados para aumentar a produtividade das culturas.
Segundo o Decreto no 4.954, de 14 de janeiro de 2004, que dispõe sobre a inspeção e
fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes, corretivos e inoculantes, ou
biofertilizantes, remineralizadores e substrato para plantas destinadas à agricultura, fertilizante
é uma “substância que pode ser mineral ou orgânica, natural ou sintética, fornecedora de um
ou mais nutrientes de plantas”, onde o fertilizante orgânico é considerado “produto de
natureza fundamentalmente orgânica, obtido por processo físico, químico, físico-químico ou
bioquímico, natural ou controlado, a partir de matérias-primas de origem industrial, urbana ou
rural, vegetal ou animal, enriquecido ou não de nutrientes minerais” (BRASIL, 2004, p. 1).
Ainda a instrução normativa no 25 de julho de 2009 do Ministério da Agricultura,
Pecuária e Abastecimento que institui as normas sobre as “especificações e as garantias, as
tolerâncias, o registro, a embalagem e a rotulagem dos fertilizantes orgânicos, simples, mistos,
compostos, organominerais e biofertilizantes destinados a agricultura”, indica as classes de
fertilizantes orgânicos, simples, mistos e compostos e organominerais, onde, a classe C
define-se como fertilizante orgânico que, em sua produção, utiliza qualquer quantidade de
matéria-prima oriunda de lixo domiciliar, resultando em produto de utilização segura na
agricultura. (BRASIL, 2009).
A compostagem foi reconhecida a partir de 1920 por Alberto Howard, quando começou
a ser pesquisada, e descoberta como uma contribuição significativa para a fertilidade do solo.
Kiehl (1985) denomina como húmus o produto final da compostagem, o qual melhora as
propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, e das plantas que serão cultivadas com
este composto, o qual a legislação brasileira já classifica como fertilizante orgânico. Os
fertilizantes orgânicos gerados através de composto e vermicomposto são técnicas limpas para
a produção de mudas e hortaliças.
A tabela 1 apresenta os valores permitidos para as especificações dos fertilizantes
orgânicos, mistos ou compostos, tidos como garantia do produto em questão (BRASIL, 2009).
3.5 Práticas Agroecológicas
A agroecologia trabalha com princípios e metodologias que possibilitam produzir
alimentos saudáveis em base ecológica, conservando os recursos naturais utilizados para tal
bem como de toda biota, em integração com agricultores e técnicos (ALMEIDA et al., 2012).
20
Para que possamos usufruir de uma produção de base ecológica, práticas e técnicas
agroecológicas de manejo adequadas devem ser realizadas, podendo citar entre várias a
“adubação orgânica, defensivos alternativos, rotação de culturas, policultivos, quebra-ventos,
adubação verde, protetores e fertilizantes ecológicos” (INSTITUTO GIRAMUNDO
MUTUANDO, 2005, p. 20).
Um exemplo destas práticas é a vermicompostagem (que pode ser realizada através da
implantação de um minhocário campeiro), onde as sobras de resíduos orgânicos retornam a
este sistema, contribuindo para a circulação da fertilidade no solo (BELLINTANIGUARDIA, 2012).
Tabela 1 – Especificações dos fertilizantes orgânicos mistos e compostos (65ºC) (BRASIL, 2009, p. 15).
Garantia
Vermicomposto
Classes A, B, C, D
Umidade (máx.)
50
N total (mín.)
0,5
*Carbono orgânico (mín.)
10
*CTC
(1)
Conforme declarado
pH (mín.)
6,0
Relação C/N (máx.)
14
*Relação CTC/C(1)
Conforme declarado
Outros nutrientes
Conforme declarado
*Valores expressos em base seca, umidade determinada a 65ºC
(1) É obrigatória a declaração no processo de registro de produto.
3.6 Ecotoxicologia
A ecotoxicologia é a moderna ciência que estuda o impacto potencialmente deletério de
substâncias naturais ou sintéticas que constituem poluentes ambientais sobre os organismos
vivos, populações e comunidades, animais e vegetais, terrestres ou aquáticos, incluindo a
interação das substâncias com o meio ambiente na qual os organismos vivem (ZAGATTO;
BERTOLETTI, 2006). Ainda, através da ecotoxicologia têm-se várias aplicações como, por
exemplo; estabelecer critérios e padrões de qualidade da água, estabelecer limites máximos de
lançamentos de efluentes líquidos em corpos hídricos; avaliar a toxicidade relativa de
diferentes substâncias; avaliar a sensibilidade relativa de organismos aquáticos e subsidiar
programas de monitoramento ambiental.
21
Segundo Zagatto, Bertolletti e Gherardi-Goldsstein (2006), a decisão por um programa
de monitoramento ecotoxicológico vem corrigir as limitações encontradas em análises
químicas, em que concentrações da substância analisada podem ser menores que a detecção
por métodos analíticos. Afirmam, ainda, que devido à grande complexidade das substâncias
num corpo receptor (água ou solo), torna-se inviável a sua completa caracterização, não só do
ponto de vista analítico como econômico.
Desta forma, fica evidente que o monitoramento convencional, realizado através de
parâmetros físicos e químicos, ao ser complementado pelo monitoramento de caráter
ecotoxicológico, permite avaliar amplamente corpos receptores complexos, uma vez que o
resultado do teste ecotoxicológico baseia-se na resposta da biota ao conjunto de substâncias
que compõe o meio terrestre ou aquático (BRENTANO; LOBO, 2004; LOBO et al., 2006).
O ambiente terrestre em alguns aspectos é semelhante ao aquático, pois os organismos
estão estruturados de forma similar, ambos os ecossistemas cumprem funções básicas tais
como produção, consumo, crescimento de seres vivos, atuando também na degradação de
poluentes e ciclagem de nutrientes importantes para as respectivas cadeias alimentares.
Mesmo que parte das espécies que povoam os ecossistemas terrestres e aquáticos esteja
intimamente relacionada filogeneticamente, a abordagem para estudar os impactos de
produtos químicos é muito diferente, pois a contaminação resulta em diferentes formas de
exposição dos organismos. No ecossistema aquático, a fauna e flora estão em contato direto
com produtos químicos dissolvidos ou suspensos, contudo a biota que vive no do solo pode
ser intoxicada por exposição de contato e/ou ingestão de partículas contaminadas
(PERSOONE; GILLETT, 1990).
Conforme Linfhurst et al. (1995), os testes de toxicidade fornecem medidas diretas da
biodisponibilidade dos poluentes ou agentes tóxicos e podem ajudar a estabelecer as ligações
entre a contaminação local e os efeitos ecológicos adversos. Eles avaliam exposições agudas e
crônicas e medem os efeitos biológicos resultantes dessas exposições tais como: mortalidade,
desempenho reprodutivo, crescimento e mudanças comportamentais. Por sua grande
importância no solo, e sua ampla distribuição, as minhocas, principalmente a espécie E.
andrei é recomendada para testes de toxicidade aguda para fins de certificações de
agrotóxicos junto aos órgãos regulamentadores. No Brasil, seguem-se as especificações da
norma NBR 15537 (ABNT, 2007), aceitando resultados metodológicos de testes
internacionais.
22
3.7 Educação ambiental como promoção de um sistema de reutilização de resíduos
orgânicos
A problemática da destinação final de resíduos orgânicos é uma preocupação que cresce
a cada dia, devido ao volume do lixo, comprometendo tanto as atividades produtivas como o
meio ambiente, onde os resultados são drásticos, criando impactos na flora e fauna e
principalmente nos recursos naturais necessários para a sobrevivência de todo ser vivo
(DELEVATI et al., 2002).
Diante disto, percebe-se a importância da Educação Ambiental como instrumento de
minimização do impacto ambiental e preservação dos recursos naturais ainda existentes no
planeta. No âmbito educacional a escola assume papel importante de educador e gerador de
formação, repassando as informações necessárias para o bom desenvolvimento interpessoal
do aluno. Dentro deste contexto, a educação ambiental vem adquirindo linhas de pesquisas no
campo da educação, e deve ser parte da formação do aluno. “A questão ambiental está
amadurecendo no sentido de ser inscrita entre os direitos democráticos, como um ponto dos
direitos humanos.” (RUSCHEINSKY, 2012, p. 12).
Portanto é importante que se eduquem os jovens, desde o primeiro passo, para torná-los
alunos conscientes capazes de promover o desenvolvimento sustentável, visando a
minimização dos impactos ambientais (RUSCHEINSKY, 2012).
Percebe-se uma necessidade de cumprimento das leis que já ativas foram deixadas de
lado e esquecidas pela população (ProNEA, 2005). É uma luta permanente para tentar reverter
este quadro para que se construa uma sociedade mais sustentável, com pensamento humanista
e ambientalista, que perceba a natureza como seu lar se inserindo nela. Segundo Mello e
Trajber (2007):
“A educação ambiental assume assim a sua parte no enfrentamento dessa crise
radicalizando seu compromisso com mudanças de valores, comportamentos,
sentimentos e atitudes, que deve se realizar junto à totalidade dos habitantes de cada
base territorial, de forma permanente, continuada para todos. Uma educação que se
propõe a fomentar processos continuados que possibilitem o respeito à diversidade
biológica, cultural, étnica, juntamente com o fortalecimento da resistência da
sociedade a um modelo devastador das relações de seres humanos entre si e destes
com o meio ambiente” (p. 15).
Neste contexto, a escola é um ótimo local para que sejam discutidos os princípios da
educação ambiental e colocados em prática. Os alunos devem criar uma relação interpessoal
com a natureza trazendo-a para a sua realidade, sendo atuantes e críticos, formadores de
opinião, e os educadores devem impulsioná-los para que eles tenham uma conduta mais
23
humana, analisando todo o desperdício gerado ao seu redor, assim seu relacionamento com os
recursos naturais se tornará mais comum, mais simples, porém com uma consciência
ambiental formada (CUBA, 2010).
24
4 METODOLOGIA
4.1 Área geográfica em que o trabalho se insere
A área geográfica em que o trabalho se insere corresponde ao Estado do Rio Grande do
Sul, interior do município de Santa Cruz do Sul, Rio Pardinho, 9º Distrito, na Escola
Municipal de Ensino Fundamental Christiano J. Smidt (Fig. 2). A escola conta com 40
funcionários e 323 alunos, sendo que o distrito de Rio Pardinho tem uma população total de
2.621 habitantes, 2,2% do total de Santa Cruz do Sul, dentre estes 72,7% são agricultores
(IBGE, 2010).
Figura 2 – Área de estudo mostrando a localização da Escola Municipal de Ensino Fundamental Christiano J.
Smidt, interior do município de Santa Cruz do Sul, Rio Pardinho, 9º Distrito.
25
4.2 Minhocário campeiro
4.2.1 Local escolhido para a implantação do minhocário campeiro
O local escolhido (Fig. 3) para a implantação do processo seguiram alguns critérios. Foi
necessário um ambiente com solo pouco úmido, em declive para que em dias de chuva água
não ficasse acumulada, e um local com uma boa copa de árvores, não permitindo a incidência
solar direta sobre o processo.
Figura 3 – Local escolhido para a implantação do minhocário campeiro.
4.3 Seleção dos microrganismos para a vermicompostagem
Para a realização do processo de vermicompostagem foram utilizadas mil minhocas do
tipo Eisenia andrei por minhocário construído, totalizando três mil minhocas nos três
minhocários. As matrizes foram adquiridas pela empresa minhobox de Minas Gerais (porém,
minhocas nativas também podem ser utilizadas para este processo). Assim que chegaram estas
foram peneiradas para melhor contagem e separação.
4.4 Montagem do minhocário campeiro
O minhocário campeiro, modelo EMBRAPA (SCHIEDECK; GONÇALVES;
SCHWENGBER, 2006), foi implantado na escola de acordo com as seguintes especificações:
largura 1,0m, comprimento 1,20 e altura de 30 cm, utilizando 57 estacas de taquara, 4m de
26
sombrite e finalizando com palha seca para evitar que a chuva possa atingir bruscamente o
sistema. Foram feitas três composteiras unidas uma a outra nas mesmas dimensões (Fig. 4).
Figura 4 – Montagem e colocação dos resíduos orgânicos no minhocário campeiro
4.5 Précompostagem
Os resíduos utilizados foram provenientes de sobras de vegetais, cascas de frutas,
verduras, legumes, oriundos da merenda escolar, preparada no refeitório da escola (Tabela 2).
Para que o material estivesse disponível para as minhocas, foi realizado o processo
conhecido como précompostagem (Fig. 5). Antes de realizar a vermicompostagem os resíduos
foram dispostos em uma composteira, onde permaneceram até seu preenchimento, e até que
os resíduos atingissem a fase de apodrecimento (30 dias). Este processo de précompostagem é
indispensável, uma vez que os alimentos passam pelo processo de fermentação onde a
temperatura é elevada, condição que provocaria a fuga das minhocas se fosse realizada no
minhocário campeiro (SCHIEDECK, 2011).
4.6 Processo de vermicompostagem no minhocário campeiro
Resíduos orgânicos vegetais normalmente são aceitos para alimentação das minhocas,
porém ocorrem casos em que os materiais não estão disponíveis para elas, ou algum resíduo
tóxico pode encontrar-se na pilha do composto o que causaria a fuga. Para que isto não
ocorresse foi realizado um teste de aceitação, onde, em um recipiente transparente (garrafa
27
PET), foram colocados 500g do material a ser testado, acrescentando por fim 10 minhocas
adultas, fechando o recipiente com um pedaço de tecido permeável. Este resíduo permaneceu
por 24h, posteriormente foi contada a quantidade de minhocas sobreviventes. Verificou-se
que todas ainda permaneceram no local, o que indicou que o resíduo era de qualidade e estava
pronto para ser disponível. Este teste, entretanto não conclui que o resíduo é de ótima
qualidade, pois, durante todo o processo da vermicompostagem devem ser analisadas se
continua havendo reprodução e se o resíduo está se decompondo e compactando
(SCHIEDECK, 2011).
Tabela 2 – Resíduos advindos da merenda escolar, utilizados para a vermicompostagem.
Materiais para a vermicompostagem
Casca de batata
Sobras de tomate
Sobras de repolho
Talos de alface
Talos de couve
Materiais para a vermicompostagem
Sobras de laranja
Sobras de limão
Sobras de cenoura
Cascas de cebola
Borra e papel de café
Erva mate (sem adição de açúcar)
Cascas e sobras de maçã
Cascas e sobras de mamão
Cascas de beterraba
Cascas de batata doce
Sobras de grama
Palha seca
Folhas
Peso total dos resíduos dispostos na précomposteira
147 kg
28
Figura 5 – Précompostagem dos resíduos orgânicos advindos da merenda escolar.
4.7 Etapa final, vermicompostagem realizada no minhocário campeiro
A última etapa do processo foi à utilização do minhocário campeiro para a
vermicompostagem dos resíduos orgânicos (Fig. 6). Após a etapa da précompostagem os
materiais foram dispostos nos minhocários campeiros, sendo que foram realizados dois
tratamentos para a comprovação da eficiência da técnica utilizada.
Foram realizados dois vermicompostos para comprovar a eficiência do processo através
da comparação entre as análises do fertilizante gerado com a legislação vigente. Tratamento 1
(T1), 32 dias de vermicompostagem de 1 de março a 1 de abril de 2014. Tratamento 2 (T2),
42 dias de vermicompostagem, de 7 de abril a 19 de maio de 2014. Em cada tempo foram
coletadas três amostras para realizar análises de fertilizantes, sendo que os parâmetros
analisados foram selecionados seguindo a instrução normativa Nº 25, de 23 de julho de 2009
(BRASIL, 2009): umidade, Nitrogênio (N) total, carbono orgânico, pH, relação C/N, relação
CTC/C e encaminhadas a ao laboratório da central analítica da Universidade de Santa Cruz do
Sul, para análise.
29
Figura 6 – Etapa final, processo de vermicompostagem no minhocário campeiro
4.8 Avaliação de toxicidade
4.8.1 Amostragem para o teste de toxicidade aguda
Foram realizadas cinco coletas no solo da horta escolar em diferentes pontos onde foi
aplicado o húmus produzido. Duas amostras eram de solos em dois pontos na horta escolar,
duas amostras eram de solo com o fertilizante orgânico produzido e a outra amostra para
análise foi do próprio húmus produzido, para eliminar chances de uma possível toxicidade.
As coletas foram realizadas na ausência de precipitação. Para o correto manuseio das
amostras seguiram as recomendações do Projeto CETESB 6300 de 1999 (CETESB, 1999).
Utilizou-se uma pá de corte, para retirar uma sub-amostra à profundidade de 0 a 10 cm, de
cada área desejada, com o intuito de formar uma amostra composta, onde posteriormente foi
encaminhada ao Laboratório de Ecotoxicologia da Universidade de Santa Cruz do Sul
(UNISC) para a realização dos testes.
4.8.2 Cultura e manutenção da E. andrei
O cultivo foi iniciado com casulos adquiridos comercialmente da empresa Minhobox,
de Juiz de Fora, MG, e realizado no laboratório de Ecotoxicologia da UNISC. As condições
para o manuseio das matrizes seguiu as especificações da ABNT NBR 15537 (ABNT, 2007) e
ISO 11268-1 (ABNT, 2012). O cultivo das espécies foi realizada em caixas contempar com
medidas, 50cm x 50cm x 15cm, com tampa perfurada permitindo a troca de gás e oxigênio. A
alimentação das minhocas se deu através da formulação de um substrato a base de esterco
30
bovino e pó de casca de coco (Golden Mix T80) na proporção de 1:1. O esterco bovino foi
adquirido de uma propriedade do interior de Santa Cruz do Sul, RS, Brasil, criado somente
com pasto natural de campo. Para garantir que possíveis predadores pudessem contaminar os
lotes no esterco, este passou por uma etapa de desfaunação (seco ao sol por 10 horas e
congelamento por 48h). A umidade, pH e a troca do substrato seguiram parâmetros descritos
na norma ISO 17512-1 (ABNT, 2011).
Os indivíduos puderam ser utilizados assim que atingiram a maturidade o que considera
em torno de 3 meses, com clitelo bem desenvolvido e peso corporal entre 300 a 600 mg (Fig.
7). Para realização dos ensaios os organismos usados tinham idade entre 65 e 365 dias e peso
corporal entre 300 e 600 mg.
Figura 7 – Matriz de reprodução
4.8.3 Testes de sensibilidade
Os organismos foram expostos a cinco concentrações: 20, 40, 60, 80 e 100 mg de
Cloroacetamida kg-1 em Solo Artificial Tropical (SAT) - 10% pó de casca de coco; 20% de
caulim de granulometria média; e 70% de areia fina - para a determinação da CL50
(concentração letal média para a qual morrem 50% dos indivíduos expostos) 14 dias. Cada
concentração foi composta por 04 replicatas, 0,5 kg de SAT e 10 indivíduos em cada uma
(Tabela 3) (Fig. 8) (NBR, 2007). A análise dos resultados foi realizada através programa
computacional Trimmed Spearman-Karber (HAMILTON et al., 1977).
31
Tabela 3 – Preparo para o teste final de sensibilidade utilizando a substância de cloroacetamida.
Concentração –
Solução estoque
Volume para
Volume para
Massa do
teste mg/kg de
do reagente
ajustar o
ajustar a
substrato seco g
substrato
mg/L
reagente por
umidade a 35%
por replicata
replicata
por replicata
100
1 000
59,4
534,6
2000
80
1 000
47,5
546,5
2000
60
1 000
35,6
558,4
2000
40
1 000
23,8
570,3
2000
20
1 000
11,9
582,1
2000
Controle
Água destilada
0
594
2000
Figura 8 – Teste de sensibilidade em andamento
4.8.4 Testes de toxicidade aguda
As amostras de solo foram peneiradas utilizando uma malha de 04 mm, e após foram
determinadas as seguintes variáveis: pH, umidade natural e a capacidade máxima de retenção
de água. O pH e a umidade quando necessário foram corrigidos de acordo com a norma
(ABNT, 2007). Utilizou-se 04 replicatas com SAT (testemunha), e 04 replicatas para cada
uma das amostras de campo (SC-1: Solo comum em um ponto 1; SC-2: Solo comum em um
ponto 2; S+C.O.M.-1: Solo mais composto orgânico misto em um ponto 1; S+C.O.M.-2: Solo
mais composto orgânico misto em um ponto 2; C.O.M.: Composto orgânico misto). Em cada
recipiente foi colocado 500g de amostra. Foram expostos 10 indivíduos em cada uma das
replicatas. O teste foi mantido em temperatura controlada (18 ºC ± 22 ºC) e luminosidade
32
ininterrupta (400 a 800 lux). A mortalidade foi observada no 7º e no 14º dia e o resultado
expresso qualitativamente como tóxico ou não tóxico (NBR, 2007). Após a realização dos
testes as amostras foram congeladas por 72 horas para descarte.
Ao final dos testes de 14 dias foi realizada a avaliação morfológica, onde foram
analisadas mudanças de coloração, deformações corporais e erupções, realizando a
comparação entre os indivíduos das caixas de cultivo.
4.8.5 Processamento da Informação
Para o processamento da informação empregou-se a estatística descritiva para a
tabulação dos dados e sua ilustração gráfica, como por exemplo, gráfico de barras para
visualização e interpretação das medidas de tendência central e dispersão (CALLEGARI-
JACQUES, 2006). Os tratamentos foram comparados utilizando a prova estatística não
paramétrica de Mann-Whitney com significância α=5%, disponível no programa
computacional PAST (HAMMER et al., 2001).
4.8.6 Parâmetros
Em todos os lotes alguns parâmetros foram necessarios serem mensurados, como pH,
umidade natural dos solos e capacidade máxima de retenção dos solos (WHC), para fins de
correção. Segundo a ISO 11268-2 (ABNT, 2012) e ISO 17512-1 (ABNT, 2011), a faixa de
pH ideal é encontra-se entre 5,5 e 7,0. Para conhecer o pH de cada solo a ser analisado,
pegou-se uma amostra de 5g de cada solo, 25ml de água destilada, agitando por 4 minutos, e
realizando a anotação do valor entre 2h e 24h. Para a correção e ajuste do valor do pH, caso
seja necessário, é utilizado Carbonato de Sódio.
Para a determinação da WHC, após a secagem a diferença de massa encontra-se em
percentual através da formula:
Onde,
PU = massa de 10 g do substrato
PS = massa resultante após a secagem de PU em estufa com temperatura aproximada de 105
ºC por 24 h (3 a 24 horas).
33
Para correção de amostras de solo a capacidade máxima de retenção (WHC) a ISO
11268-2 e ISO 17512-1_2 define, onde a diferença de peso entre substrato saturado de água e
o substrato levado à estufa em uma temperatura de 105ºC por 17h são considerados.
Para a determinação deste procedimento foi utilizado um tubo de plástico com fundo
aberto, este é conectado a um papel filtro que foi preenchido com solo que se desejava
analisar, respeitando uma altura de 5cm, posteriormente este solo foi colocado em uma
vasilha com água, até atingir o solo, em um fluxo vertical. Este substrato permanece em água
por aproximadamente 3h. Após, este mesmo foi colocado em outra vasilha com areia de altura
5cm, permanecendo por aproximadamente 2h. Posterior a isto, o substrato foi pesado e a
massa úmida anotada para calculo, após foi levado para estufa em uma temperatura de 105ºC
por 17h.
Para o cálculo da WHC utiliza-se a seguinte fórmula:
CC (em % de massa seca) = S-T-D / D x 100
Onde,
S = substrato saturado de água + massa de tubo + massa de papel de filtro
T = tara (massa de papel de filtro + massa do tubo)
D = massa seca de substrato
34
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1 Análises de fertilizantes
As Figuras 9 e 10 apresentam os resultados das análises de fertilizante orgânico do
produto gerado através da vermicompostagem. Apresentam-se, ainda, os valores máximos
e/ou mínimos permissíveis, conforme o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
(BRASIL, 2009).
Figura 9 – Médias (± desvio-padrão) das análises de fertilizante (em percentual, %) do tratamento 1 (T1), em
comparação com a normatização (valores máximos e/ou mínimos permissíveis).
35
Figura 10 – Médias (± desvio-padrão) das análises de fertilizante (em percentual, %) do tratamento 2 (T2), em
comparação com a normatização (valores máximos e/ou mínimos permissíveis).
Os resultados indicaram que para a relação C/N os tratamentos T1 e T2 apresentaram
valores médios de 20,9 ± 0,9% e 11,7 ± 1,6%, respectivamente. A Instrução Normativa 25/
2009, por sua vez, estabelece como valor máximo permissível 14%. Este valor é inferior ao
obtido no tratamento 1. Suszek et al., (2007), que utilizaram vermicompostagem de resíduos
de hortifrutigrangeiros e restos de poda urbana, obtiveram valores para C/N de 11,26,
evidenciando a estabilização da matéria orgânica. Contudo segundo Soares, Souza e
Cavalheiro (2004), valores entre 20% e 30% podem ser considerados satisfatórios, já valores
abaixo de 20% indicam um composto totalmente estabilizado.
As porcentagens de nitrogênio (N) total para os tratamentos T1 e T2 foram de 1,19 ±
0% e 0,9 ± 0,08%, respectivamente. Considerando que a instrução Normativa 25/2009
especifica valores para N total de no mínimo 0,5 %, verificou-se que os percentuais da
variável encontram-se dentro dos padrões adequados. Os valores entre os tratamentos T1 e T2
indicam que as minhocas realizando a degradação do material, apresentam a capacidade de
uma estabilização eficiente, concentrando assim nutrientes nitrogenados e devolvendo-os ao
solo, pois, segundo Coelho (1973), a quantidade de nitrogênio encontrada na camada
36
superficial da maioria dos solos cultivados é entre 0,02 e 0,40%, valores baixos para a boa
nutrição das plantas que serão cultivadas no solo.
Valores de pH para os tratamentos T1 e T2 resultaram em médias de 4,9 ± 0,19% e 5,9
± 0,5%, respectivamente. Estes valores apresentaram-se abaixo do ideal, indicado pela
Instrução Normativa 25/2009, que, estabelece como valor máximo 6,0. Contudo, para corrigir
este valor de pH uma boa calagem deve ser realizada. Corretivos e adubação (orgânica) são as
responsáveis por 50% dos ganhos de produtividade das culturas, neste caso para tanto, pode
ser utilizado o calcário, cal virgem agrícola, cal hidratada agrícola ou cal extinta, calcário
calcinado e carbonato de cálcio (ALCARDE, 2005). Já para SBCS (2004), valores de pH
acima de 5,5 são suficientes para plantio de algumas culturas.
O parâmetro de umidade nos tratamentos T1 e T2 resultaram em valores médios de 29,7
± 1,3% e 49,8 ± 8,3% respectivamente. Segundo a Instrução Normativa Nº 25 de 2009
(BRASIL, 2009), que aponta valor máximo de 50% de umidade, estes são considerados
aceitos para utilização. Visto que as plantas só absorvem nutrientes que estão no solo, a
umidade tem importante papel nesta absorção. Para Ávila (1999), valores encontrados na
faixa entre 45% e 60% são os ideais durante o processo de estabilização.
Os valores de carbono orgânico dos tratamentos T1 e T2, 15,6 ± 0,9% e 20,5 ± 0,9%,
respectivamente, encontraram-se dentro do padrão estabelecido pela Instrução normativa
25/2009 (BRASIL, 2009), de no mínimo 10%.
Os resultados de CTC/C para os tratamentos T1 e T2 apresentaram médias entre 11,9 ±
3,3% e 15,9 ± 3,3%, respectivamente. Assim como a relação entre C/N, a CTC/C também é
um indicativo de maturação do processo e qualidade de um fertilizante orgânico. Isto pode ser
verificado em comparação com os valores próximos entre carbono orgânico e CTC/C,
comprovando a estabilização completa do vermicomposto. Segundo a normativa, 25/2009, os
valores de CTC/C devem ser declarados, não havendo valores máximos ou mínimos para sua
especificação e garantia.
Os resultados da comparação das análises de fertilizante orgânico do produto gerado
através da vermicompostagem, nos tratamentos 1 e 2, apresentam-se na tabela 4. Verificou-se
que houve diferenças significativas (p<0.05) para todos os parâmetros analisados com
exceção da relação CTC/C. Estas diferenças, entretanto, não comprometeram a qualidade do
composto orgânico produzido, uma vez que em ambos os tratamentos os valores obtidos
enquadraram-se nos padrões nacionais vigentes (BRASIL, 2009).
Segundo Steffen et al. (2011), fertilizante gerado a partir de vermicompostagem
aplicado em mudas de Eucalyptus grandis e Corymbia citriodora proporcionam condições
37
físicas adequadas, maior altura de mudas e pode chegar a um aumento de até 80% no
desenvolvimento das plantas. Venturini et al. (2003) concluíram que o vermicomposto
acrescentado na cultura do feijoeiro pode ser uma alternativa para a substituição de adubos
químicos, visto que “favorece a associação simbiótica com bactérias fixadoras de nitrogênio”.
Contribuindo como fertilizante natural, o fertilizante orgânico gerado a partir da
vermicompostagem neutraliza o pH do solo e aumenta a concentração de nutrientes, bem
como a resistência das plantas contra pragas e doenças, o que pode auxiliar na diminuição da
adubação química e no uso de agrotóxicos. Na pesquisa realizada por Soares, Souza e
Cavalheiro (2004), os metais contidos nos vermicompostos não apresentaram concentrações
que pudessem sugerir problemas de contaminação ambiental, caso usados como adubos. Os
resultados sugerem que os vermicompostos em estudo possuem ação corretiva da acidez (pH
em torno de 7) e contém macro e micronutrientes, principalmente cálcio (Ca), magnésio (Mg),
potássio (K), enxofre (S), cobre (Cu) e zinco (Zn). Foi observado que o pH e o tempo são
importantes no controle da adsorção de metais em vermicomposto.
Tabela 4 – Resultados da comparação das análises do fertilizante orgânico produzido pela vermicompostagem,
nos tratamentos 1 e 2 (T1 e T2), com significância α: 0.05.
Amostras
T1 e T2
Carbono
Orgânico
p=0,02857
Nitrogênio
Total
p=0,02857
pH
p=0,02857
Relação
C/N
p=0,02857
Relação
CTC/C
p=0,2
Umidade
p=0,02857
Uma possível explanação para as diferenças detectadas reside no fato de que o
tratamento 2 (T2), foi realizado nos meses de abril a maio, com ocorrência de dias frios.
Segundo Campbell (1999), o processo de estabilização da matéria orgânica vegetal funciona
melhor durante os meses de verão, pois, o calor na précompostagem é essencial para que
organismos patógenos e ervas daninha sejam extintas do processo, através do ar ao seu redor
que está mais quente e com pouco vento, em comparação ao resto do ano. Por este motivo,
inclusive, o tratamento 2 teve que permanecer por mais dez dias até que a estabilização fosse
completada.
5.2 Teste de sensibilidade com a substância cloroacetamida
Para os testes de sensibilidade utilizando a substância cloroacetamida, foram utilizadas
quatro replicatas de concentrações diferentes (20, 40, 60, 80 e 100mg/kg), com duração de 14
dias, onde foram realizadas as leituras no 7º e no 14º dia.
38
A figura 11 e a tabela 5 abaixo mostram os resultado de mortalidades ocorridas no teste.
Visando verificar a ocorrência de toxicidade aguda no composto, testes de sensibilidade
foram realizados utilizando E. andrei como organismo-teste, e os resultados expressos no
programa Trimmed Spearman-Karber (HAMILTON et al., 1977). Os valores apresentaram
uma variação da LC50, entre 59,3 mg e 55,2 mg de cloroacetamida kg-1, resultados que
ficaram dentro dos padrões previstos pela ABNT (2007), entre 20 e 80 mg de cloroacetamida
kg-1, garantindo a utilização dos organismos-tese nos testes de toxicidade aguda.
Figura 11 – Resultado do teste de sensibilidade utilizando cloroacetamida.
Tabela 5 – Resultado das mortalidades ocorridas no teste de sensibilidade.
Concentração
(mg kg -1)
0
20
40
60
80
100
Número de
indivíduos
40
40
40
40
40
40
Mortalidade
7º dia
0
9
12
15
29
40
CL50 7º dia
59,3
Mortalidade
14º dia
0
10
14
16
32
40
CL50 14º dia
55,2
5.3 Testes de toxicidade aguda
O teste de toxicidade aguda teve duração de 14 dias, sendo que foram realizadas
contagem no 7º e 14º dia (Fig. 12). Em ambas contagens não houve mortalidade. Desta forma,
os resultados dos testes de toxicidade das amostras de solo e fertilizantes indicaram que não
39
houve toxicidade aguda nos organismos-teste, também não houve alterações morfológicas,
chancelando a qualidade deste produto já verificada pelas análises físicas e químicas
convencionais, garantindo (do ponto de vista da toxicologia), por exemplo, a utilização deste
fertilizante em hortas escolares para produção de alimentos.
Segundo Mendes (2012), a vermicompostagem pode ser utilizada para a remediação de
solos contaminados, onde as minhocas acumulam em seu organismo os elementos tóxicos.
Em seu trabalho, concluiu-se que esta técnica foi excelente para absorção de espécies
metálicas, como chumbo (Pb), cobre (Cu) e cromo (Cr), chancelando a produção de um
composto estabilizado livre de toxicidade.
Figura 12 – Testes de toxicidade aguda com duração de 14 dias, utilizando E. andrei como organismo-teste.
Legenda: SC-1: Solo comum em um ponto 1; SC-2: Solo comum em um ponto 2; S+C.O.M.-1: Solo mais
composto orgânico misto em um ponto 1; S+C.O.M.-2: Solo mais composto orgânico misto em um ponto 2;
C.O.M.: Composto orgânico misto (fertilizante orgânico).
5.4 Educação Ambiental
A temática da prática agrícola sustentável na escola rural, através do uso da
vermicompostagem, foi discutida com a comunidade, em três palestras realizadas durante o
ano de 2014, juntamente com a distribuição de folders informativos (Fig. 13), onde a escola
destacou-se como um espaço privilegiado para a promoção do debate entre alunos, pais e
professores, sobre práticas agroecológicas capazes de promover a conscientização ambiental
40
com vistas à sustentabilidade. Portanto, a pesquisa pode ser utilizada como alicerce para
discutir questões ambientais na ótica da educação.
Práticas de educação ambiental tornam-se urgentes para haver proteção ambiental, não
somente com agricultores, mas a sociedade como um todo deve mobilizar-se, mudando o
comportamento do homem em relação à natureza, em prol da segurança e preservação dos
recursos naturais (LUCCA; BRUM, 2013). Cabe destacar, entretanto, que para alcançar uma
inter-relação entre aluno e natureza, é ainda necessário o incremento de disciplinas de
educação ambiental nas grades curriculares, e capacitações de profissionais para repassarem
aulas práticas sobre o tema dentro de sala de aula (EFFTING, 2007).
No que tange à pesquisa realizada, ficou evidente a percepção ambiental de alunos, pais
e professores quanto à reutilização de resíduos orgânicos, preservação de recursos naturais e o
convívio harmônico com o meio ambiente.
A figura 14 mostra uma vista parcial da primeira palestra realizada aos pais dos alunos
da E.M.E.F Christiano J. Smidt, dia 15 de março de 2014, onde se fizeram presentes 50 pais.
Já a figura 15 mostra uma vista parcial da exposição de um modelo de “Minhocário
Campeiro” e distribuição de folders realizada durante o evento alusivo ao aniversário da
escola, na mesma data.
Figura 13 – Folder informativo sobre o “Minhocário Campeiro” utilizado pata atividades de educação ambiental.
41
Figura 14 – Palestra realizada na Escola Municipal de Ensino Fundamental Christiano J. Smidt, em 15 de março
de 2014.
Figura 15 – Exposição da pesquisa na Escola Municipal de Ensino Fundamental Christiano J. Smidt, em evento
alusivo ao aniversário da escola, em 15 de março de 2014.
42
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Quanto às análises do fertilizante orgânico, através dos valores encontrados pode-se
verificar nos parâmetros N, C/N e CTC/C que a estabilização dos resíduos sólidos orgânicos
foi realizada com sucesso, visto que atendem as especificações da Instrução Normativa Nº
25/2009. Além disto, os resultados da relação entre C/N comprovaram a qualidade dos
materiais utilizados para a vermicompostagem, onde houve um balanceamento correto entre
materiais contendo carbono e nitrogênio (SILVA, 2009).
O tempo de decomposição dos resíduos também atendeu as expectativas recomendadas
por Schiedeck e Schwengber (2010), entre 30 dias no verão e até 50 dias no inverno,
assegurando a qualidade do composto já verificado nos parâmetros acima. Os valores de pH
para os tratamentos T1 e T2 resultaram em médias de 4,9 ± 0,19% e 5,9 ± 0,5%,
respectivamente, abaixo do ideal indicado pela Instrução Normativa 25/2009, que, estabelece
como valor máximo 6,0. Contudo, com a correção do pH destes dois tratamentos, utilizando
cal hidratada agrícola ou cal extinta, será possível utilizar o produto final da
vermicompostagem como fertilizante orgânico composto de Classe D (ALCARDE, 2005).
Os resultados dos parâmetros físicos analisados, portanto indicaram que a técnica da
vermicompostagem utilizando as minhocas da espécie Eisenia andrei, foi altamente
satisfatória, considerando que no geral os resultados das análises do fertilizante orgânico do
produto gerado enquadraram-se nos padrões estabelecidos pela instrução Normativa 25/2009
do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (BRASIL, 2009).
Com relação à utilização de testes ecotoxicológicos, os resultados dos testes de
toxicidade indicaram que não houve toxicidade aguda, chancelando a qualidade do fertilizante
orgânico produzido através da utilização de análises físicas e químicas convencionais,
garantindo (do ponto de vista da toxicologia), por exemplo, a utilização deste fertilizante em
hortas escolares para produção de alimentos. É importante assinalar que ensaios
ecotoxicológicos têm sido utilizados frequentemente em análises da eficiência de tratamentos
de amostras ambientais para fins de remediação, do ponto de vista da toxicidade aguda e
crônica. Por exemplo, qualidade da água de sedimentos de arroios urbanos (VARGAS et al.,
2014), eficiência de uma ETE (DÜPONT; LOBO, 2012), culturas olerícolas de bases
ecológicas e convencionais (MARION et al., 2012), sistema de tratamento da água em
pequena propriedade rural (MOHR; LOBO, 2013).
43
Do ponto de vista social, econômico e ambiental, a produção de composto orgânico
através da vermicompostagem revela-se como uma prática agrícola sustentável na escola
rural, altamente produtiva e que pode ser incorporada como adubo para o solo, na horta
escolar, na produção de mudas para jardinagem, dentre outros usos, além de servir como
prática pedagógica para produção agroecológico de alimentos através do aproveitamento de
resíduos orgânicos. Ainda, contribui à sustentabilidade ambiental rural, cuja disposição final
inadequada acarreta problemas ambientais.
Por último, considerando a importância da temática social e ambiental discutida com a
comunidade, a escola rural destaca-se como um espaço privilegiado para a promoção do
debate entre alunos, pais e professores, sobre práticas agroecológicas capazes de promover a
conscientização ambiental com vistas à sustentabilidade.
44
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