Houve efeito significativo (P < 0,01) para o pH, matéria orgânica do solo, concentração de P no solo e capacidade de troca de cátions (CTC) em função da textura do solo, das doses de biossólidos e da interação entre os dois fatores de variação (Tabela 7, Figura 13).
Tabela 7. Resultado da análise de variâncias de pH, matéria orgânica (MOS), concentração de fósforo (P) e capacidade de troca catiônica (CTC) dos solos com diferentes classes texturais tratados com doses crescentes biossólido e cultivados com pinhão manso (Jatropha curcas L.).
Causas de variação GL Soma de quadrados pH MOS P CTC Textura (T) 2 4.97*** 39.0ns 111655*** 259*** Biossólido (B) 3 34.2*** 1009*** 1348699*** 314*** T x B 6 8.20*** 190** 152933*** 78.2** Resíduo 24 0.60 198 45213 77.8
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**, *** significativo ao nível de 1 e 0,1 % de probabilidade, respectivamente. ns = não significativo
O pH dos solos aumentou proporcionalmente com o aumento da dose de biossólido, de 5,4 a 7,5 no solo A, de 4,8 a 7,5 no solo FA e de 4,5 a 7,9 no solo FAA (Figura 13 A). Interessante observar que, na dose de 80 T ha-1, a elevação do pH dos três solos foi muito semelhante, atingindo aproximadamente 7,5. O biossólido usado nesse trabalho passou por um processo de compostagem no qual foi utilizado cal para promover a estabilização do material, o que causou aumento do pH do resíduo, que consequentemente influenciou o aumento do pH dos solos tratados com diferentes doses de biossólido. Considerando que o pH ideal para o bom desenvolvimento das plantas encontra-se na faixa de 5,5 – 7,0, doses de 16 t/ha de biossólido poderiam ser recomendadas para correção dos solos com texturas Franco Arenosa e Franco Argilo Arenosa, substituindo desta forma a utilização de calcário. Contudo, valores de pH superiores a 7,0 podem comprometer o suprimento de micronutrientes como Cu e Zn.
Figura 13. pH, matéria orgânica, concentração de fósforo e CTC dos solos com diferentes classes texturais tratados com doses crescentes de biossólido e cultivados com pinhão manso (Jatropha curcas L.).
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Costa et al. (2009) encontraram resultados semelhantes quando aplicaram biossólido em um Neossolo Regolítico, no Paraná. Melo et al. (2002) e Rodrigues et al. (2006) observaram aumentos no pH do solo ao aplicarem biossólido tratado com cal. A adição de cal ao lodo de esgoto é uma prática comum que visa à eliminação de patógenos e estabilização do resíduo para uso agrícola, contudo sua eficiência em modificar o pH do solo depende principalmente da textura e da capacidade tampão do solo.
Quando o lodo de esgoto é aplicado diretamente no solo sem antes passar por um processo de tratamento, normalmente a tendência é provocar redução no pH do solo, pois a decomposição do resíduo promove a liberação de amônio, o qual oxida formando nitrito e nitrato, com a produção liquida de dois H+. Além disso, pode também ocorrer a oxidação de sulfitos e a produção de ácidos orgânicos durante a degradação do resíduo (BETTIOL E FERNANDES, 2004).
A adição de biossólido ao solo contribuiu para o incremento da matéria orgânica do solo (MOS) após 80 dias da incubação, variando de 16,0 a 23,4 g kg-1 (solo A), 14,5 a 24,6 g kg-1 (solo FA) e de 12,3 a 32,3 g kg-1 (solo FAA), sendo uma importante contribuição quando se considera os benefícios que a presença de MO promove no solo. Porém, no solo A, o acúmulo de MOS foi observado apenas em doses acima de 80 T ha-1; acima de 16 T ha-1 no solo FA e um aumento gradativo no solo FAA (Figura 13 C). No solo A, a adição de até 80 T ha-1 do resíduo não promoveu aumento da MOS. As características físicas desse solo, associadas à presença de umidade no vaso, a temperatura do ambiente de casa de vegetação e a presença da planta, estimularam a atividade microbiológica e a decomposição do resíduo, resultando em perdas de carbono, o que confirma o efeito temporário da adição de biossólido sobre a MOS em solos tropicais. No solo FA, observou-se redução da MOS com aplicação de 16 T ha-1 de biossólido, provavelmente pelos mesmos fatores inferidos para o solo FA. Além disso, nesse solo, provavelmente ocorreu um processo conhecido como “Priming Effect” (Fontaine et al., 2003; Chen et al., 2014), onde a adição de determinado tipo de resíduo orgânico, ao invés de contribuir para o acúmulo e armazenamento de C no solo, estimula a degradação do carbono que já estava presente no solo. Esse estímulo à mineralização da MOS tem sido claramente observado na rizosfera, em função da exudação de compostos orgânicos frescos e de fácil decomposição, pois fornecem energia para a atividade microbiana.
Ainda no solo FA, aumentando a dose para 80 e 160 T ha-1, observou-se aumentos de 70 % e 124 % na MOS, respectivamente. Já no solo FAA, doses crescentes de biossólido resultaram em incrementos da MOS da ordem de 13 %, 70 % e 168 %, referentes as doses 16,
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80 e 160 T ha-1, respectivamente. Martins (2001), aplicando até 80 T ha-1 de biossólido ao solo, não observou efeitos nos teores de MOS do solo após quatro anos.
Diversos estudos reportam resultados semelhantes aos encontrados nesse trabalho, confirmando que incrementos significativos de MOS ocorrem, na sua grande maioria, quando doses muito elevadas de biossólido são aplicadas ao solo (Oliveira et al., 2002; Dynia et al., 2006; Silva et al., 2006).
Embora o biossólido seja um resíduo que normalmente apresenta elevado teor de carbono orgânico (20-40 %), o biossólido usado nesse estudo, talvez por ter passado por processo de compostagem, apresenta menor quantidade de C (13,8 %) (Tabela 3), o que também pode ter reduzido o teor da MOS em doses mais baixas. De qualquer maneira, a adição de biossólido em solos tropicais, arenosos, nem sempre resulta em beneficio com relação ao aumento da MOS, a menos que o manejo desse resíduo seja feito por muitos anos. Isso porque, após sua aplicação, há expressivo consumo de MO no solo, até que seja alcançado novo equilíbrio da relação C:N (Rowell et al., 2001).
A concentração de P nos solo aumentou com o aumento das doses de biossólido, exceto para o solo FA (Figura 13 B). Para o solo A, as doses de biossólido promoveram aumentos na concentração de P da ordem de 3,4 a 31 vezes, o que já era esperado devido à baixa concentração de P no solo antes da aplicação dos tratamentos. Este resultado indica que o uso de biossólido é importante para melhorar o status do P nos solos tropicais. Porém, aumento excessivo pode levar a elevadas perdas de P nesse solo, pois ocorrerá a redução da energia de ligação nos sites de adsorção de P no solo, com consequente risco para os ecossistemas aquáticos, uma vez que o P pode causar problemas de eutrofização. A elevação dos teores disponíveis de P em solos tratados com biossólido é uma tendência frequente em áreas agrícolas manejadas com esse tipo de material.
A aplicação de biossólido ao solo influenciou positivamente na capacidade de troca de cátions, como pode ser observado na Figura 13 C. Nesse caso, pode-se notar também que os maiores efeitos aconteceram em doses acima de 16 T ha-1, principalmente nos dois solos mais arenosos e mais pobres quimicamente. A CTC variou de 9,5 a 11,7 Cmolc kg-1 no solo A, de 8,2 a 17,8 Cmolc kg-1, no solo FA, e de 11,2 a 21,0 Cmolc kg-1 no solo FAA, com aumentos de 8%, 54% e 117 % para o solo FA, e de 2%, 66% e 87% para o solo FAA, nas doses de 16, 80 e 160 T ha-1, respectivamente. As mudanças na CTC do solo A foram distintas dos demais
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solos, pois houve redução desse parâmetro até a dose de 80 T ha-1, a partir da qual se observou aumento, atingindo 11, 7 Cmolc kg-1, que comparado com a CTC inicial do solo, na dose zero de biossólido, representa um aumento de apenas 23%.
Considerando que a CTC do solo recebe contribuição dos colóides minerais da fração argila e da MOS, e sendo que a percentagem de argila no solo A é de apenas 3,8%, deixando a maior contribuição para a MOS, pode-se inferir que a redução da CTC desse solo, após a aplicação da menor dose de biossólido, resultou da degradação do carbono existente nesse solo (Figura 13 C).
Solos tropicais intemperizados, quimicamente pobres, com um complexo adsorvente formado por argilas de baixa atividade (argilas 1:1 e gibbsita), pobres em matéria orgânica, com baixa CTC, como os solos usados nesse estudo, podem ser beneficiados com a adição de biossólido. Tal prática mostrou um efeito altamente positivo na fertilidade do solo, pois além de aumentar as concentrações de MOS, também promoveu aumento significativo da CTC do solo, pois nesses tipos de solo, a maior parte da CTC depende do componente orgânico.
As concentrações de Ca, Mg, Al e Na, e a condutividade elétrica (CE) dos solos tratados com biossólido estão apresentadas na Tabela 8. As concentrações de Ca no solo aumentaram com o aumento das doses de biossólido, o que já era esperado em função do tratamento aplicado ao lodo de esgoto. Contudo, o mesmo não aconteceu com as concentrações de Mg, o que levou a um desequilíbrio na relação Ca/Mg, principalmente no solo FAA, nas doses de 80 T ha-1 (Ca/Mg = 8,3) e 160 T ha-1 (Ca/Mg = 31,7) de biossólido. Com base na Tabela 2, verifica-se que, mesmo no tratamento sem adição de biossólido (0 T ha-1), houve aumento nas concentrações de Ca (Tabela 8), provavelmente em função da água utilizada para irrigação.
A mesma tendência de aumento em função das doses de biossólido foi observada para o Na no solo, sendo que pequenas quantidades de biossólido provocam elevações de 2 a 3 vezes o valor encontrado no tratamento controle. Devido aos danos causados à estrutura do solo pela presença de Na, esse tipo de biossólido deve ser usado com muita cautela.
A condutividade elétrica (CE) dos solos também foi influenciada pela adição de biossólido. Com exceção do solo FAA, que mostrou um aumento proporcional da CE com o aumento da aplicação de biossólido, variando de 0,508 a 0,844 dS m-1, o solo A e o solo FA resistiram a mudanças na CE em doses menores do que 80 T ha-1, porém apresentaram aumentos de 38 % e 20 %, respectivamente, entre as doses de 80 e 160 T ha-1 (Tabela 8).
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A condutividade elétrica permite avaliar a concentração de sais solúveis no solo, sendo que valores acima de 2000 μS cm-1 (2 dS m-1) caracterizam solos salinos, característica que pode afetar o desenvolvimento das plantas em função da toxidez de alguns íons, desequilíbrios nutricionais e restrição na absorção de água e nutrientes devido ao aumento da pressão osmótica da solução do solo. Sendo assim, a aplicação de biossólido nas doses usadas nesse trabalho, não provocou efeitos negativos na solução do solo, já que não promoveu valores acima de 1 dS m-1.
Tabela 8. Concentrações trocáveis de cálcio (Ca), magnésio (Mg), alumínio (Al) e sódio (Na), e condutividade elétrica (CE) dos solos com diferentes classes texturais tratados com doses crescentes de biossólido e cultivados com pinhão manso (Jatropha curcas L.).
Solo Dose Biossólido (T ha-1) Ca Mg Al Na CE --- Cmol dm-³ --- --mg dm-³-- -dS m-1- 0 4,01± 0,10 1,86±0,57 0,5 130,9±18,3 0,63±0,02 Solo A 16 5,25 ±0,25 0,68±0,17 0,05 334,6± 39,3 0,58±0,02 80 7,44 ±0,27 1,56±0,22 0,05 429,0± 115 0,60±0,02 160 8,25 ±0,27 1,41±0,19 0,05 456,1± 39,1 0,77±0,08 0 3,79±0,52 1,31±0,33 0,09 240,0± 60,5 0,71±0,13 Solo FA 16 6,32±0,92 0,46±0,15 0,05 418,0± 53,2 0,71±0,03 80 9,48±1,1 1,18±0,02 0,05 485,0± 25,9 0,73±0,01 160 14,9±0,38 0,47±0,22 0,05 524,3± 21,1 0,87±0,02 0 3,63±0,16 1,40±0,13 0,61 238,4± 57,7 0,51±0,05 Solo FAA 16 6,49±0,61 2,00±0,13 0,05 535,3± 15,0 0,62±0,05 80 12,1±0,95 1,88±0,03 0,05 662,0± 33,6 0,68±0,04 160 14,8±0,7 2,90± 0,5 0,05 723,0± 50 0,84±0,02
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CONCLUSÕES
O presente estudo mostrou a viabilidade do uso de biossólido, originado do tratamento de águas residuárias domésticas, no solo para o cultivo do pinhão manso, uma espécie de grande importância econômica e ambiental, já que se destina a produção de biocombustível. Os resultados mostraram que o biossólido contribuiu para o crescimento das plantas, promovendo aumento da biomassa e melhorando o estado nutricional. Os solos tratados com biossólido também apresentaram melhorias nas suas propriedades químicas.
Porém, o efeito do biossólido nas plantas e no solo variou tanto em função da textura do solo como das doses aplicadas. Houve melhor resposta das plantas no solo Areia (solo A) e no solo Franco Argilo Arenoso (solo FAA). O primeiro por apresentar melhores condições físicas para o crescimento de raízes e por depender essencialmente da matéria orgânica como fonte de nutrientes para as plantas, o que pode ser comprovado pela excelente resposta do sistema radicular e pelo incremento na parte aérea, mesmo em menores doses do biossólido. O segundo solo, o FAA, apesar de não ter proporcionado bom crescimento do sistema radicular, provavelmente em função da textura fina, respondeu com incrementos crescentes tanto na parte aérea como nas raízes quando submetido às doses crescentes de biossólido. Já o solo Franco Arenoso respondeu com pequenos incrementos na biomassa da parte aérea e na raiz.
Dessa forma, com base nos resultados, doses menores que 80 T ha-1de biossólidos promovem melhorias no crescimento de plantas, independente da textura, mesmo que em graus diferentes. Acima desse valor, as respostas variam mais acentuadamente em relação à textura.
A adição do biossólido contribuiu positivamente com aumentos na CTC, no teor de matéria orgânica do solo e no pH, melhorando o ambiente para o crescimento de plantas. Contudo, a mesma tendência foi observada, ou seja, doses acima de 80 T ha-1 mudam a intensidade dos incrementos em alguns parâmetros e isso varia com a textura, explicando os resultados obtidos com relação aos parâmetros de planta. Portanto, o uso de biossólido deve ser feito de acordo com o tipo de solo, assegurando benefícios às plantas e aos solos, e, ao mesmo tempo, evitando potenciais problemas de contaminação ambiental.
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