CAMPUS DE BOTUCATU
COMPOSIÇÃO DE AMOSTRA REPRESENTATIVA DE SOLO
FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
ROGÉRIO CARLOS TRABALLI
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Energia na Agricultura).
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CAMPUS DE BOTUCATU
COMPOSIÇÃO DE AMOSTRA REPRESENTATIVA DE SOLO
FERTILIZADO COM LODO DE ESGOTO
ROGÉRIO CARLOS TRABALLI
Orientador: Prof. Dr. Iraê Amaral Guerrini Co-Orientador: Prof. Dr. Juliano Corulli Corrêa
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP – Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Energia na Agricultura).
BOTUCATU - SP Novembro – 2008
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO – SERVIÇO TÉCNICO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO – UNESP - FCA LAGEADO - BOTUCATU (SP)
Traballi, Rogério Carlos, 1966-
T759c Composição de amostra representativa de solo fertiliza- do com lodo de esgoto / Rogério Carlos Traballi. – Botuca-
tu : [s.n.], 2008.
viii, 57 f. : il. color., gráfs, tabs. Tese (Doutorado)-Universidade Estadual Paulista, Facul- dade de Ciências Agronômicas, Botucatu, 2008
Orientador: Iraê Amaral Guerrini Co-orientador: Juliano Corulli Corrêa Inclui bibliografia
1. Lodo de esgoto. 2. Solos –Fertilidade. 3. Solos –Amos- tragem. I. Guerrini, Iraê Amaral. II. Corrêa, Juliano Co- rulli. III. Universidade Estadual Paulista“Júlio de Mes- quita Filho” (Campus de Botucatu).Faculdade de Ciências A- gronômicas. III. Título.
“
João o lixeiro
”João era um lixeiro diferente. Sua presença fazia-se notar já pelas roupas que usava: eram limpas. João, em sua sabedoria popular, dizia que o externo é o reflexo do interno.
Era de uma família tradicional de lixeiros, onde o pai, seu Alvino, orgulhava-se cada vez que nascia um homem na família, porque naqueles tempos somente os homens poderiam ser lixeiros.
João era um deles. Nas suas andanças pelas ruas da cidade, apresentava-se sempre sorridente, compenetrado e feliz, pois sabia, por conhecimento tradicional, que alguém deveria sempre recolher o lixo das atitudes humanas. Considerava honroso esse trabalho, pois sabia que só os evoluídos podem reconhecer o lixo. Os outros são apenas inocentes fazedores de lixo!
João não se casava, porque as mulheres de sua época não conseguiam ver riquezas em reconhecedores de lixo, lixeiros, e tão-somente nos fazedores de lixo.
Gostava de ficar perto de grupos, pois sabia que mais cedo ou mais tarde entrariam em discussão e, então, sobrariam muitos pedaços de papéis esvoaçando pelo ar, tal como palavras caluniadoras. Procurava recolher tão depressa quanto possível estes pedaços e guardá-los em seu silêncio, pois sabia que se não agisse rapidamente o mal se espalharia.
"Limpar, limpar, limpar" era seu lema, pois acreditava em um mundo limpo.
João morreu e foi enterrado em uma esquina suja. Está no ar, pairando até hoje, a sua Esperança de que, conforme ele dizia, "depende de você".
Aos meus pais CARLOS e MARIA INÊS, por essa vida e por seus ensinamentos repletos de amor, dignidade, honestidade e humildade.
À minha esposa AMANDA, por todos os momentos, estando sempre ao meu lado e me dando forças para completar esta obra.
Aos meus filhos RAFAEL e GIOVANNA, por serem uma dádiva divina.
Ao médico e filósofo DR. CELSO CHARURI, que iluminou a nossa Vida.
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Iraê Amaral Guerrini, meu orientador, que sempre me incentivou na carreira de Pesquisador e Professor Universitário, além de me ensinar muito sobre Amostragem de Solo e servir de espelho com seu profissionalismo, honestidade e sinceridade. Um verdadeiro amigo.
Ao Professor Dr. Juliano Corruli Corrêa, pela co-orientação e pelos constantes incentivos durante a elaboração desta Tese, que foram fundamentais para a conclusão da obra.
Aos amigos e funcionários do Laboratório de Análise de Solo, do Departamento de Recursos Naturais/Área Ciência do Solo, pela realização das análises, em nome dos Professores Doutores Dirceu Maximino Fernandes e Roberto Lyra Villas Bôas.
Aos amigos Dr. Carlos Cesar Breda, Dr. José Ricardo Pupo Gonçalves, Dr. Ricardo Povoa Cavalcanti de Araujo, Prof
a. Dra. Sirlei Pires Terra, Engenheiro Rodrigo
Eduardo de F. Penteado, Prof. Luiz Antonio Correia, e a todos os alunos de graduação e pós-graduação da FCA que participaram do projeto “Uso de lodo de esgotos e revegetação com espécies nativas da mata atlântica na recuperação de áreas degradadas”.
Aos meus irmãos Carla Maria Traballi da Silva, Claudia Maria Traballi, Roberto Carlos Traballi; sobrinhos Arthur Traballi da Silva, Isabela Traballi da Silva, Bruno Traballi di Piero, Vovó Benedita Machado Guerreiro, Maria Rosa Guerreiro, Rinaldo Luiz da Silva, Nanci Mendes Gaspar Monteiro, Antonio Gaspar Monteiro Júnior, Daniela Gaspar Monteiro e todos os membros de minha família que, de forma direta ou indireta, contribuíram para a realização desta obra.
Aos colegas e professores do Curso de Pós-Graduação em Agronomia (Energia na Agricultura), pela convivência, ensinamentos e contribuição para realização deste trabalho, assim como aos amigos da Pró-Vida que sempre me incentivaram a fechar mais um ciclo.
SUMÁRIO
Página
LISTA DE TABELAS ... VI LISTA DE FIGURAS ... VII
1. RESUMO... 01
2. SUMMARY... 02
3. INTRODUÇÃO ... 03
4. REVISÃO DE LITERATURA ... 05
4.1 Importância do número de amostras simples para formar uma amostra composta ... 05
4.2 Contribuição do lodo de esgoto como fertilizante e condicionador do solo ... 09
5. MATERIAL E MÉTODOS ... 13
5.1 Descrição da área de estudo ... 13
5.2 Delineamento experimental e tratamentos ... 14
5.3 Procedimento de coleta das amostras ... 17
5.4 Análise estatística ... 22
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 22
6.1 Quadro de análise de variância para análise do solo ... 22
6.2 Análise de pH ... 24
6.3 Teor de fósforo no solo ... 28
6.4 Teor de matéria orgânica no solo ... 31
6.5 Acidez Potencial (H + Al) ... 33
6.6 Teor de potássio ... 36
6.7 Teor de cálcio ... 38
6.8 Teor de magnésio ... 40
6.9 Teor de boro... 42
6.10 Teor de zinco ... 43
6.11 Teor de cobre ... 44
6.12 Teor de ferro ... 46
6.13 Teor de manganês ... 47
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 48
8. CONCLUSÕES ... 48
LISTA DE TABELAS
Página
Tabela 1. Resultado das análises química e física do solo da área experimental antes da implantação do experimento. ... 13 Tabela 2. Composição química do lodo de esgoto utilizado no projeto ... 16 Tabela 3. Quadro de análise de variância para os resultados de análise de solo ... 23 Tabela 4. Quadro de análise de variância para os resultados de análise de solo para
LISTA DE FIGURAS
Página
Figura 1: Vista geral da área após subsolagem... 14
Figuras 2 e 3: Aplicação do lodo de esgoto próximo a linha de plantio sobre a superfície do solo ... 15
Figura 4: Detalhe da coleta de solo com um trado holandês ... 15
Figura 5: Detalhe do lodo de esgoto antes da aplicação ... 17
Figura 6: Área de coleta ... 18
Figura 7: Amostras em sacos plásticos antes da secagem ... 18
Figura 8: Preparação das amostras para secagem ... 19
Figura 9: Procedimento de secagem ao ar das amostras em túnel plástico ... 19
Figura 10: Número de amostras ... 21
Figura 11: Análise de pH para a média das doses de lodo de esgoto a 1% de probabilidade ... 25
Figura 12: Análise de pH em função de doses de lodo de esgoto a 20% de probabilidade ... 26
Figura 13: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média de pH no solo ... 27
Figura 14: Teor de P no solo em função do número de amostras e da aplicação de lodo de esgoto ... 28
Figura 15: Teor de fósforo no solo em função do aumento crescente das doses de lodo de esgoto ... 29
Figura 16: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de P no solo ... 30
Figura 17: Teor de matéria orgânica no solo em função do aumento das doses de lodo de esgoto ... 31
Figura 18: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de M.O. no solo ... 33
Figura 20: Acidez Potencial (H+Al) do solo em função do número das amostras e
doses de lodo de esgoto. ... 35 Figura 21: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da
média da acidez potencial do solo (H + Al). ... 36 Figura 22: Teor de K no solo em função do número de amostras e das doses de lodo
de esgoto ... 37 Figura 23: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da
média dos teores de K no solo ... 38 Figura 24: Teor de Ca no solo em função das doses de lodo de esgoto ... 39 Figura 25: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da
média dos teores de Ca no solo ... 40 Figura 26: Teor de Mg no solo em função do número de amostras e doses de lodo de
esgoto ... 41 Figura 27: Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da
média dos teores de Mg no solo ... 42 Figura 28: Teor de B no solo em função do número de amostras e doses de lodo de
esgoto. ... 43 Figura 29: Teor de Zn no solo em função do número de amostras e das doses de lodo
de esgoto. ... 44 Figura 30: Teor de Cu no solo em função do número de amostras e doses de lodo de
esgoto. ... 45 Figura 31: Teor de Cu no solo em função do número de amostras e das doses de lodo
de esgoto ... 45 Figura 32: Teor de Fe no solo em função do número de amostras e doses de lodo de
esgoto ... 46 Figura 33: Teor de Mn no solo em função do número de amostras e das doses de lodo
1. RESUMO
O objetivo do presente trabalho foi determinar, através dos conhecimentos da estatística, o número mínimo de amostras de solo a ser coletado em uma área fertilizada com lodo de esgoto para que, depois de analisadas, representem, com elevada confiabilidade, a composição química do solo estudado. Para isso foram utilizadas parcelas de 486m² compostas por 9 linhas espaçadas de 3,0m. Em cada linha foram plantadas 9 mudas de espécies nativas da Mata Atlântica, espaçadas de 2,0m entre elas, totalizando 81 plantas. Os tratamentos foram constituídos da aplicação de lodo de esgoto nas seguintes doses: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 t ha-1 e os números de amostras simples testados para compor uma amostra composta foram: 5, 10, 15, 20 e 25, sendo as mesmas coletadas entre 0 e 20 cm de profundidade. O delineamento experimental seguiu a metodologia de blocos ao acaso com quatro repetições, no esquema de parcelas subdivididas, sendo que as parcelas foram constituídas pelas doses de lodo de esgoto e as subparcelas pelo número de amostras. Para as variáveis: matéria orgânica, fósforo e cálcio, o número de amostras simples para formar uma amostra composta não foi influenciado pela dose de lodo de esgoto. Para a determinação das variáveis pH, H+ Al+3 e M.O., foi observado que após aplicação de 20 t ha-1 há necessidade de se coletar, no mínimo, 5 amostras simples para formar uma amostra composta confiável, enquanto que para se determinar os teores de K, Ca e Mg com alta confiabilidade foram necessários números iguais ou superiores a 20 amostras simples para formar uma composta.
Palavras–chave: lodo de esgoto, número de amostras, amostragem de solo, fertilidade do
COMPOSITION OF SOIL REPRESENTATIVE SAMPLE FERTILIZED
WITH SEWAGE SLUDGE
Botucatu, 2008. Tese (Doutorado em Agronomia/Energia na Agricultura) – Faculdade de
Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista.
Author: ROGÉRIO CARLOS TRABALLI
Adviser: IRAÊ AMARAL GUERRINI
Second Adviser: JULIANO CORULLI CORRÊA
2. SUMMARY
The goal of this paper was to apply statistical techniques in determining the minimum number of soil samples to be collected in a fertilized area with sewage sludge which, after analyses, represent, with high confidence, the chemical composition of the analyzed soil. To this end parcels of 486 m2 were used, consisting of 9 lines set out in a 3 meter interval and in each line 9 Mata Atlântica plants, alternating with a mix of pioneering, secondary and climax plants were planted at a 2 meter interval, totaling 81 plants. These plants were fertilized with sewage sludge in the following doses: 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 and 20,0 t ha-1. For every dose of sewage sludge, 5, 10, 15, 20, and 25 simple soil samples were collected, thus composing the samples that were sent out for laboratory analysis. The experimental design followed the random block method with four repetitions, in an outline of subdivided parcels, where the parcels were made of doses of sewage sludge and the sub parcels of number of samples collected. The measured values of Ca, Mg, P and K obtained from the analyzed soil were varying, confirming to the doses of sewage sludge applied, but the number of samples were not influenced by agricultural practice, leaving the spatial variability for each type of variable. Based upon obtained results it can be concluded that, in order to determine pH, H+ + Al+3 and M.O. of the variables, after applying 20 t ha-1, it is necessary to collect, at least, 5 simple samples as a base for a reliable composed sample. To determine the values of K, Ca and Mg, with high confidence, 20 or more simple samples were needed to make such a composed sample.
3. INTRODUÇÃO
A análise de solo, provavelmente, começou a ter importância quando o homem se interessou por saber mais sobre como as plantas crescem. Foi Justus Von Liebig, fundador da química agrícola, o primeiro a fazer a análise de solo e recomendar o uso de fertilizantes artificiais (FURTADO, 2002). Até o início de 1920, pouco progresso foi observado, entretanto entre os anos de 1929 e 1934, importantes contribuições foram feitas por Bray, Herster, Morgan, Spurway e Truog, os quais desenvolveram metodologias para análise de pH, Matéria Orgânica (M.O.), Acidez Potencial (H+Al), Fósforo (P), Potássio (K), Cálcio (Ca) e Magnésio (Mg) no solo. Desde então, a análise de solo tem sido largamente aceita como fator essencial às formulações de programas de adubação e calagem (BOARETTO et al., 1988).
A análise química do solo é o instrumento básico para a transferência de informações sobre as condições reais do solo, visando à recomendação de calagem e adubação, permitindo a transferência de conhecimentos obtidos em pesquisas para o agricultor. Assim, é possível, por meio de uma análise de solo bem feita, avaliar o grau de deficiência de nutrientes e determinar as quantidades dos mesmos a serem aplicadas nas adubações (SILVA, 1999).
a amostragem é uma etapa crítica de todo o processo de análise, pois, em geral, não pode ser repetida, sendo que uma amostra mal coletada não revela se é ou não representativa da área amostrada.
Guerrini e Moro (1994) e Guerrini (2003) observaram uma grande variabilidade no resultado das análises químicas efetuadas após a amostragem de uma área com resíduo de papel e celulose. Também, Zhang e Johnson (2000) em artigo intitulado “How to get a good soil sample” (Como obter uma boa amostra de solo), demonstraram a grande variabilidade do solo e estudaram o “número ótimo” de amostras, concluindo que uma má amostragem leva ao desperdício de material, de tempo e de recursos financeiros.
Essa variabilidade é mais marcante quando se utiliza resíduos, como por exemplo, o lodo de esgoto, pois o seu desbalanceamento nutricional proporciona maior variabilidade das quantidades de nutrientes no solo. Sendo assim, quando se pensa em utilizar solos fertilizados com lodo de esgoto para qualquer cultura, é possível que se tenha que aumentar o número de amostras simples para formar uma composta representativa do solo da referida área.
Breda (2003) ressalta que a aplicação de lodo de esgoto como fertilizante se mostra como uma prática muito interessante para solucionar os problemas de disposição desse material, tido como problema para as Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs). Uma vez aplicado ao solo com critérios, o lodo de esgoto aumenta os teores de M.O., P, Ca e Mg, conseqüentemente aumentando sua fertilidade.
4. REVISÃO DE LITERATURA
4.1. Importância do número de amostras simples para formar uma amostra composta
Existem poucos estudos a respeito do número de amostras simples de solo necessário para formar uma amostra composta que seja representativa de sua fertilidade.
Interessante e mais preciso seria se as amostras simples fossem analisadas individualmente, e apenas posteriormente fossem realizados os cálculos para estimar a média e a variância da composição do solo da área amostrada. Porém, na prática isso não acontece devido à necessidade de economia de recursos e de tempo. Assim sendo, quando se quer conhecer a composição química média do solo de uma área e abster-se de conhecer a variabilidade, faz-se rotineiramente uma análise da amostra composta, a qual é formada pela mistura de várias amostras simples (ALVAREZ; GUARÇONI, 2003).
Na agricultura tradicional a avaliação da fertilidade média do solo é feita com base na amostra composta. Assim, pode-se afirmar que esta é comumente utilizada para representar a área a ser corrigida e/ou, adubada. Cada amostra composta é formada pela mistura homogênea de um número pré-definido de amostras simples de pequeno volume de solo.
Na agricultura de precisão, são coletadas amostras simples de pequeno volume de solo, na maioria das vezes em um retículo limitado ao campo de produção, as quais são analisadas individualmente.
Dessa forma, apenas pela facilidade de coleta, as amostras simples estariam sendo utilizadas como unidades de amostra (indivíduo solo) componentes da população, assumindo-se que os pequenos volumes de solo coletados nos dois casos representariam corretamente o seu entorno, mas sem evidência científica para isso (GARÇONI et al., 2006).
(meso e micro variações) (GARÇONI et al., 2006).
James e Wells (1990) apud Schlindwein e Anghinoni (2002) caracterizaram em três tipos a variabilidade de fertilidade horizontal do solo resultante da aplicação de fertilizantes:
- Microvariações: ocorrem em distâncias entre 0,00 e 0,05 m, em função do local (sítio) onde o fertilizante é colocado no solo;
- Mesovariações: ocorrem em distâncias entre 0,05 e 2,00m devido às adubações em linha; e
- Macrovariações: ocorrem a distâncias maiores que 2,00 m.
Assim, para contemplar a variabilidade horizontal do solo e ter uma boa representatividade da sua fertilidade, o número de amostras deve contemplar as macro- variações, enquanto que a forma, o tamanho e o local de amostragem devem contemplar as microvariações e as mesovariações.
O problema na representatividade de amostras de solo para determinar o estado de fertilidade está na desuniformidade espacial dos atributos químicos, conhecida como variabilidade do solo. Esta variabilidade pode ser atribuída a causas naturais, pelo efeito de fatores de formação do solo sobre o material de origem (maiores distâncias) e pela ação humana na atividade agrícola (menores distâncias) (SCHLINDWEIN; ANGHINONI, 2002).
A amostragem de solo é um dos procedimentos mais importantes em qualquer programa de pesquisa na área, pois de nada valem as análises químicas sofisticadas e extremamente rigorosas de suas variáveis, se as amostras coletadas não são representativas da área em estudo (CARVALHO et al., 2002). Cada gleba ou talhão homogêneo a ser amostrado deve ser considerado como uma unidade de amostragem, ou seja, o universo das unidades de amostra (GUARÇONI et al., 2006).
Nessa amostragem deve-se considerar a variabilidade do solo em relação as suas características químicas e físicas, visto que ela influencia o número e a distribuição das amostras simples (unidades de amostra) a serem coletadas por área de manejo de um cultivo, visando à determinação da sua fertilidade média (ALVAREZ; GUARÇONI, 2003).
Segundo Carvalho et al. (2003), numa paisagem natural, o solo apresenta ampla variabilidade dos seus atributos, tanto no sentido espacial como no volumétrico, resultante da interação dos processos que comandam os fatores de sua formação. Ademais, o solo cultivado revela fontes adicionais de heterogeneidade, originadas exclusivamente do efeito antrópico da agricultura. Por outro lado, os princípios básicos da experimentação, estabelecidos por meio do método estatístico clássico, consideram que a variabilidade do solo ocorre de forma inteiramente aleatória, admitindo-se que admitindo-seus atributos apreadmitindo-sentem uma distribuição de freqüência do tipo normal. O conhecimento da distribuição de freqüência dos dados de uma variável direciona o método estatístico a ser aplicado.
Um conceito importante para o estudo estatístico é o conceito de população, que significa um conjunto de indivíduos com pelo menos uma característica comum, sobre a qual se deseja obter informações. É por isso que a amostragem correta dos indivíduos estima adequadamente as características da população (GUARÇONI et al. 2006).
No âmbito do conhecimento científico objetiva-se, normalmente, pesquisar as características dos elementos de uma população. Uma vez definida a população objeto do estudo, há necessidade de escolher a melhor maneira de estudar algumas de suas características.
De maneira geral, a população de interesse é demasiadamente grande, o que impossibilita a realização de um levantamento de dados com seus elementos. Nesse caso, deve-se delimitar as observações a uma amostra da população, que reproduza, o mais fielmente possível, suas características (CARVALHO et al., 2002).
Pode-se concluir, então, que uma amostra da população é um subconjunto ou parte da população, necessariamente finita, formada por indivíduos (unidades de amostra) e que a análise estatística da amostra é feita com base nos dados das unidades de amostra ou indivíduos e não do todo (COCHRAN, 1965).
área amostrada deverá ser subdividida em glebas ou talhões homogêneos, considerando a vegetação, a posição topográfica, as características perceptíveis do solo e o histórico da área (CANTARUTTI et al., 1999).
Quanto mais heterogêneo for o solo, maior deve ser o número de amostras coletadas, para que se atinja maior exatidão na avaliação de suas características. Segundo Santos e Vasconcellos (1987), o número de amostras para análise química que representa bem uma determinada área pode variar com o manejo do solo, cultura anterior e fertilização da área. Souza (1992) relatou que inúmeros trabalhos mostraram que os sistemas de manejos conservacionistas criam um ambiente no solo diferente do encontrado no sistema convencional, resultante dos efeitos dos resíduos superficiais e da reduzida movimentação do solo. Como resultado, afirma que tem sido encontrado um acúmulo superficial de nutrientes nos sistemas conservacionistas (SILVEIRA et al., 2000).
Ball e Williams (1968) sugeriram que para uma amostra representativa do elemento químico fósforo (P), as amostras compostas deveriam ser formadas por um número de amostras simples que variasse entre 37 e 102. Com o passar do tempo Friesen e Blair (1984) recomendavam entre 40 e 80.
Zhang e Johnson (2000) recomendam uma média de 20 amostras simples para formar amostras compostas para campos ou áreas em que se deseja obter amostras representativas.
Daniels et al. (2000) fizeram recomendação para coletar pelo menos 48 amostras simples para formar uma composta, representativa para a análise do fósforo (P) nos Estados Unidos, onde, na época, a maioria das Universidades recomendava 20 amostras simples.
4.2 Contribuição do lodo de esgoto como fertilizante e condicionador do solo.
A pesquisa brasileira com uso de lodo de esgoto na agricultura foi iniciada na década de 1980. Muitos pesquisadores, dentre eles Breda (2003), publicaram artigos sobre a utilização de lodo de esgoto.
Já as pesquisas com utilização de lodo na área florestal são mais recentes. Em 1998, um grupo de pesquisadores da ESALQ/USP iniciou as primeiras pesquisas de campo com a aplicação de lodo de esgoto em espécies florestais no Brasil. O trabalho de Poggiani e Bennedeti (1999) resume o programa de pesquisa desse grupo e mostra os vários subprojetos que foram desenvolvidos para verificar a viabilidade ecológica, silvicultural e econômica da utilização do lodo de esgoto na cultura de eucalipto (GUEDES et al., 2006).
O lodo de esgoto está se tornando cada vez mais um grande problema para as municipalidades ao redor do mundo, pois as quantidades produzidas continuam crescendo com o aumento da densidade populacional das cidades. Uma alternativa para sua disposição é a utilização na agricultura e em áreas florestais como fertilizante orgânico.
Por ser rico em matéria orgânica, a qual desempenha papel de fundamental importância na capacidade de troca catiônica (CTC) e retenção de água dos solos, especialmente nos solos tropicais, que são deficientes nesses atributos, a aplicação de lodo de esgoto é uma forma de repor a matéria orgânica que é rapidamente mineralizada nas condições de clima tropical, fornecendo, ainda, nutrientes para as plantas, especialmente nitrogênio e fósforo.
O lodo de esgoto é utilizado em vários países nos cultivos florestais, principalmente em regiões de clima temperado. Em países tropicais seu uso ainda é restrito e pouco estudado. No estado de São Paulo, vastas áreas destinadas a florestas poderiam absorver grande parte do lodo de esgoto produzido nas Estações de Tratamento de Esgoto (ROCHA et al., 2004).
localizados na periferia das grandes cidades. Assim, esse resíduo, hoje problemático, no futuro poderá ser considerado um insumo, gerando um estímulo para que mais esgotos urbanos sejam tratados antes de promoverem a eutrofização e poluição dos rios (LIRA et al., 2008).
No exterior, as pesquisas sobre o uso do lodo de esgoto como fertilizante em áreas agrícolas e florestais estão bastante desenvolvidas, principalmente em alguns países da América do Norte e Europa. Na Alemanha, por exemplo, grande parte ou todo o lodo gerado nas ETEs é utilizado em escala operacional nas plantações florestais.
É importante frisar que, mesmo em caráter experimental, pouco se conhece sobre os efeitos da aplicação de lodo de esgoto na ciclagem do C e do N, bem como na imobilização desses elementos nos compartimentos do ecossistema (LIRA et al., 2008).
A utilização de lodo de esgoto e o aproveitamento do seu potencial fertilizante e condicionador de solos, bem como da sua influência positiva no crescimento de plantas, representam possibilidades de associar ganhos para o produtor, por meio do aumento da produtividade das culturas e redução do uso de fertilizantes minerais, com ganhos para os geradores de lodo, pela efetivação de métodos adequados e mais econômicos de disposição final desse resíduo (GUEDES et al., 2006).
Uma das utilizações potenciais do lodo de esgoto é o seu aproveitamento como recondicionador físico e químico de solos usados em cultivos agrícolas e florestais (ROCHA et al., 2004).
Oliveira (2000) e Breda (2003) afirmam que as principais limitações do uso dos lodos de esgoto seriam gerar doenças prejudiciais ao homem e a possível presença de metais pesados, que podem ocasionar toxicidade nas culturas e/ou contaminação dos solos e das águas subterrâneas. No entanto, estudos conduzidos no Brasil como, por exemplo, Bettiol e Camargo (2000) e Corrêa et al. (2008a) mostraram que os lodos de esgoto não acarretam problemas de contaminação de solo com metais pesados. Também a resolução no 375 do CONAMA (2006) impõe limitações aos metais pesados poluentes. Tsutiya et al. (2001) ressaltam que quantidades superiores aos limites estabelecidos não são aceitáveis para aplicação do lodo de esgoto em solos agrícolas.
solúvel em água e não fica retido na parte sólida. A matéria orgânica varia de 40 a 70%, de acordo com Bettiol e Camargo (2000), Tsutiya et al. (2001) e Melo et al. (2001). Para Andreoli (1997), quase que 50% do nitrogênio e do fósforo contidos nesses lodos de esgoto são utilizados pela planta já no primeiro ano de aplicação.
Como fornecedores de nutrientes às plantas, os lodos de esgoto têm sido eficientes principalmente para fósforo (BETTIOL; CARVALHO, 1982 a, b; BOARETO et al. 1982; VILLAS BOAS et al. 1984; BERTON et al. 1989; CORRÊA, 2001; MELFI et al. 2001). Silva et al. (1998) comprovam que o lodo de esgoto proporciona menor custo de P2O5 e N em relação a fontes tradicionais (superfosfato triplo e uréia). A formação de amônia ocorre paulatinamente à medida que o material orgânico vai sendo mineralizado (ANDRADE; MATTIAZZO, 1999), sem que haja quantidade demasiada de nitrato no solo (VIEIRA et al., 2000).
Uma característica importante do lodo de esgoto é que esse resíduo é fonte de fósforo e o libera de forma moderada ao solo, porém contínua, em contraste com os fertilizantes solúveis que fornecem alto teor de P solúvel, logo após sua aplicação (MINHONI et al., 1993). A decomposição dos lodos de esgoto no solo produz agentes complexantes que facilitam a movimentação de fosfatos (TSUTIYA et al., 2001).
A adubação orgânica com lodo de esgoto aumenta os teores de Ca e Mg no solo, conforme verificado nos trabalhos de Marques (1997), Silva et al. (1998), Simonete et al. (1999), Galli et al. (1999), Tsutiya et al. (2001), Melfi et al. (2001) e Melo et al. (2001). Pode acontecer aumento no teor de Ca no solo, pela aplicação de lodo de esgoto, em razão da dose utilizada e do tipo do lodo, principalmente se na geração do mesmo for adicionado cal virgem (CaO) (SIMONETE et al., 1999; CARMO et al., 2000; CORRÊA, 2001).
Elevando os valores de Ca2+, Mg2+ e K+ no solo também será aumentada a soma de bases. O aumento da saturação por bases e da capacidade de troca de cátions do solo através da aplicação de lodo de esgoto e a melhoria das características químicas do solo foram verificados nos trabalhos de Melo et al. (1993), Bertoncini et al. (1999), Galli et al. (1999), Simonete et al. (1999), Fiest et al. (1999), Carmo et al. (2000) e Corrêa (2001).
De acordo com Bettiol e Camargo (2000), os lodos de esgoto contêm matéria orgânica e quantidades consideráveis de nutrientes. Em solos de clima tropical e subtropical, onde a matéria orgânica desempenha papel fundamental na CTC, o emprego de lodo de esgoto torna-se vantajoso, melhorando as propriedades químicas pelo aumento dos teores de matéria orgânica, CTC e aumento gradual da disponibilidade de nitrogênio, fósforo, cálcio, magnésio e enxofre.
A matéria orgânica contida no lodo de esgoto pode aumentar o conteúdo de húmus melhorando a capacidade de armazenamento e de infiltração de água no solo, aumentando a resistência dos agregados e reduzindo a erosão (TSUTIYA et al., 2001; CARVALHO, 2001; MELO et al., 2001).
Os critérios para taxa de aplicação de lodos de esgoto na área agrícola são definidos em função do nitrogênio disponível, que não poderá ultrapassar o quociente entre a quantidade de nitrogênio recomendado pela cultura agrícola e o teor de nitrogênio disponível no lodo de esgoto, sendo que para a cultura do milho é de 6 t ha-1. Pode também ser baseada na capacidade de neutralização da acidez do solo, não ultrapassando o valor de pH 7,0 em CaCl2 (TSUTIYA et al., 2001; MELO et al., 2001).
5. MATERIAL E MÉTODOS
5.1 Descrição da área de estudo.
O trabalho foi realizado na Fazenda Entre Rios pertencente à Companhia Suzano de Papel e Celulose, localizada na região de Itatinga, com coordenadas 23º18’ latitude sul e 48º28’ longitude oeste, no estado de São Paulo, Brasil.
De acordo com a classificação de Köeppen, o clima local é do tipo Cwa, com temperatura no mês mais frio abaixo de 18ºC e no mês mais quente acima de 22ºC. A precipitação média anual é cerca de 1.200 mm, sendo que 73% das chuvas ocorrem entre os meses de outubro e março.
O solo foi classificado como Neossolo Quartzarênico conforme metodologia desenvolvida pela EMBRAPA (1999), sendo o mesmo arenoso e na época de implantação do estudo encontrava-se degradado pela perda da camada superficial, por ter servido de depósito de madeira. Os resultados de sua análise química e física podem ser observados na Tabela 1, sendo esta análise realizada em amostras coletadas antes da implantação do ensaio.
Tabela 1: Resultado das análises química e física do solo da área experimental antes da implantação do experimento.
ANÁLISE QUÍMICA BÁSICA
pH M.O. Al+3 K Ca Mg SB H+Al CTC V% P res
CaCl2 g dm-3 ______________________________________ mmolc dm-3_______________________________________________
4,4 9 4 0,43 4 1 5 23 28 18,5 4
ANÁLISE QUÍMICA – Micronutrientes
B Cu Fe Mn Zn
________________________________________________________ mg dm-3_________________________________________________________
12,6 4,6 27,6 0,6 0,1
ANÁLISE FÍSICA Areia Grossa Areia Fina Areia
Total Argila Silte Argila Natural
Textura do solo
________________________________ g kg _______________________________________________________________
54 846 900 92 8 --- Arenosa
5.2 Delineamento experimental e tratamentos
No mês de março de 2005, antes da instalação das parcelas foi realizada a raspagem do terreno com uma motoniveladora (patrol), para retirada das plantas que ocupavam a área. Posteriormente, fez-se o preparo do solo com subsolador de dupla haste trabalhando na profundidade de 40-50 cm, de forma cruzada (Figura 1).
O plantio das mudas de espécies florestais nativas foi realizado em julho de 2005, na intersecção das linhas subssoladas, sendo realizado um replantio após 15 dias e outro após aproximadamente 45 dias, com diversas irrigações durante esse período.
O lodo de esgoto foi distribuído mecanicamente entre as linha de plantio com o uso de um trator, acoplado a uma carreta própria para esta finalidade, sendo que as diferentes quantidades de lodo aplicadas nas parcelas foram reguladas através da abertura ou fechamento da tampa traseira da carreta (Figuras 2 e 3).
O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, no esquema de parcelas subdivididas, sendo as parcelas constituídas das doses de lodo de esgoto e as subparcelas do número de amostras simples, utilizando-se 4 repetições. Os tratamentos com lodo de esgoto foram constituídos das doses de 2,5; 5,0; 10,0; 15,0 e 20,0 t ha-1 e o número de amostras simples para formar uma composta foi constituído de 5, 10, 15, 20 e 25, sendo que as amostras foram coletadas com trado holandês (Figura 4) na linha de plantio, de 0 - 20 cm de profundidade, 6 meses após o plantio. Figuras 2 e 3: Aplicação do lodo de esgoto na linha de plantio sobre a superfície do solo
A área experimental ocupou aproximadamente 1 ha, sendo composta por 20 parcelas de 486 m2, que foram constituídas por 81 plantas nativas (pioneiras, secundárias e clímax), distribuídas em 9 linhas com 9 plantas cada, sendo o espaçamento entre linhas de 3,0m e entre plantas de 2,0m.
Os tratamentos ficaram assim definidos:
T1: 2,5 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca) + suplementação com K;
T2: 5,0 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca) + suplementação com K;
T3: 10,0 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca) + suplementação com K;
T4: 15,0 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca) + suplementação com K;
T5: 20,0 t ha-1 de lodo de esgoto (base seca) + suplementação com K.
O lodo de esgoto utilizado no experimento foi proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) de Jundiaí-SP, operada pela Companhia de Saneamento Jundiaí, a qual foi responsável pelo fornecimento dos dados de caracterização química do material (Tabela 2).
Tabela 2:Composição química do lodo de esgoto(*) utilizado no projeto.
Parâmetro Concentração (mg kg-1) Parâmetro Concentração (mg kg-1)
Cobre 850 Enxofre 19,2
Cromo 162,7 Mat. Org. 440 Chumbo 196,4 C. orgânico 200
Zinco 573 Umidade 55 % Cádmio 8,24 Relação C/N 7,9
Níquel 37,8 pH 5,0
Manganês 584 Sódio 1500 Nitrogênio 25,3 Ferro 25950
Fósforo 16,6 Magnésio 2,3 Potássio 1,9 Arsênio 0,1
Cálcio 12,1
De acordo com a Resolução no 375 do CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente), de 27 de setembro de 2006, o lodo utilizado foi classificado como Classe B (Figura 5).
Os cálculos da suplementação com potássio foram baseados na análise de solo e nas recomendações de adubação e calagem para espécies nativas da Mata Atlântica (GONÇALVES et al., 1996). A fonte de potássio utilizada foi o Cloreto de Potássio (KCl), que foi misturado ao lodo antes da sua aplicação, utilizando-se 26 kg ha-1 de K2O (26g de KCl por planta). Além disso, foi aplicado manualmente 1 kg ha-1 de Zn (3 g de sulfato de zinco em cada planta).
5.3 Procedimento de coleta das amostras
Para cada tratamento foram sorteados 25 pontos de coleta de amostras de solo (Figura 6) que foram enviadas para análise química laboratorial, sendo numeradas de 1 a 25, totalizando 500 amostras.
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Legenda:
Ä plantas da bordadura
plantas da área útil
pontos de coleta
Figura 6: Área de coleta.
Depois da coleta as amostras foram colocadas em sacos plásticos, sendo secas posteriormente em bandejas de isopor (Figuras 7, 8 e 9).
Figura 8: Preparação das amostras para secagem
Em laboratório, cada uma das 25 amostras retiradas de cada parcela foram subdivididas em 5, gerando 625 sub-amostras por bloco e um total de 2.500 sub-amostras. Essas sub-amostras tinham o mesmo volume e foram utilizadas para facilitar o agrupamento das diferentes amostras compostas posteriormente. Por exemplo, a amostra número 1 do tratamento 1, bloco 1, foi subdividida em 1A, 1B, 1C, 1D e 1E, sendo estas escolhidas por sorteio, o mesmo ocorrendo com a amostra 2 e, assim, sucessivamente. Isso foi realizado para todos os tratamentos em todos os blocos (Figura 10).
O objetivo dessa separação foi poder juntar diferentes amostras compostas formadas por diferentes números de amostras simples. Por exemplo, no tratamento 1 (2,5 t ha-1 de lodo de esgoto) do bloco 1 foram agrupadas as seguintes amostras (sorteio aleatório do mesmo tratamento): 1A + 6A + 11A + 16A + 21A, formando a amostra composta constituída por 5 amostras simples. Nessa mesma parcela foram agrupadas amostras 1B + 2B + 5 B + 6B + 10 B + 11B + 15B + 16B + 20B + 21B, formando a amostra composta por 10 amostras simples. O mesmo procedimento foi realizado para as amostras compostas com 15, 20 e 25 amostras simples.
As amostras foram submetidas às análises químicas no Laboratório de Fertilidade do Solo do Departamento de Recursos Naturais/Ciência do Solo, da FCA-UNESP/Botucatu-SP.
5.4 Análise Estatística
Para a análise estatística, determinou-se o quadro de análise de variância, utilizando-se do teste F e, após constatação de significância, em nível de 1; 5; 10 e 20% de probabilidade foi realizada a análise de regressão, escolhendo a equação matemática em função do nível de significância e do coeficiente de determinação para cada variável. Para isso foi utilizado o software SISVAR versão 3.1.
O programa de computação permitiu o ajuste de algumas equações as quais buscaram a melhor relação existente entre as variáveis: dose, número de amostras e interação entre os fatores.
A qualidade desse ajuste é dada pelo nível de significância pelo coeficiente de determinação (R2), que dá uma indicação da precisão do modelo proposto: quanto mais próximo de um (1,0) for R2, melhor o ajuste.
Uma segunda análise estatística foi realizada empregando-se o desvio padrão da média dos tratamentos com lodo de esgoto dentro de cada número de amostras, comparando os mesmos com a variabilidade da média geral a 5, 10 e 20% de margem de erro com base no trabalho de Zhang (2008).
A construção dos gráficos juntamente com as suas respectivas fórmulas foi feita através da aplicação do software Microsoft Excel®, versão 2007.
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO
6.1 Quadro de análise de variância para análise do solo
Por se tratar de dados quantitativos (número de amostras ou dose de lodo de esgoto), a partir desses níveis de significância foram realizadas as análises estatísticas com base em regressão, visando à modelagem do comportamento matemático com equações de primeiro e segundo grau, cujos gráficos e discussões estão apresentados a partir do item 6.2.
Tabela 3. Quadro de análise de variância para os resultados de análise de solo
CAUSA DE
VARIÂNCIA pH M.O. P H+Al K Ca Mg Probabilidade
% 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 Dose (D) NS NS NS NS NS * * * * * * * NS NS * * NS NS NS NS NS * * * NS NS NS NS
No Amostras (A) * * * * NS NS NS NS NS NS NS * NS NS NS NS NS * * * NS NS NS NS NS * * * D*A NS NS NS * NS NS NS NS NS * * * * * * * NS * * * NS NS NS NS * * * *
C.V. 1 9,7 27,7 37,6 24,8 25,3 55,7 48,0
C.V. 2 1,8 15,2 26,2 8,3 24,7 28,0 18,8
NS = Não Significativo * = significativo
Schlindwein e Anghinoni (2002) estimaram que os números de sub-amostras necessários para formar amostras representativas para determinação das variáveis de fertilidade do solo devem ser os seguintes: para pH e M.O., igual ou superior a 8; para fósforo e potássio, igual ou superior a 40. Os mesmos autores sugerem, tanto para o sistema de cultivo convencional como para o plantio direto, um número médio de 20 amostras, admitindo-se um erro de 20% em relação à média. De acordo com Zhang e Johnson (2000) e Zhang et al. (2008), um bom número de sub-amostras para compor a amostra composta, para ser representativa, ficaria em torno de 20 e 22, sendo esse critério válido para a região de Oklahoma (USA).
Tabela 4. Quadro de análise de variância para os resultados de análise de solo para micronutrientes.
CAUSA DE
VARIÂNCIA B Cu Fe Mn Zn
Probabilidade % 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 1 5 10 20 Dose (D) * * * * * * * * NS * * * NS * * * * * * *
No Amostras (A) NS NS NS NS NS NS NS * NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS NS D*A (Integração) * * * * NS NS NS NS NS NS NS NS * * * * NS NS NS NS
C.V. 1 (Parcela) 32,0 66,0 45,0 48,0 56,0
C.V. 2 (Subparcela) 17,0 18,0 11,0 13,0 27,0
NS = Não Significativo * = Significativo
Em razão da aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto incorporado ao solo como fertilizante, as variáveis que apresentaram CV (coeficiente de variação) acima de 20% foram P, K e Ca, com valores respectivos de 26,2, 24,7 e 28,0%. Com base nesses resultados, pode-se inferir que são essas variáveis químicas do solo que sofrem maior variabilidade espacial. Em solo fertilizado com lodo de esgoto, a seqüência decrescente para número de amostras de solo foi a seguinte: Cálcio > Fósforo > Potássio > Magnésio > Matéria Orgânica > Hidrogênio+Alumínio > pH. Para os micronutrientes, a seqüência decrescente de variabilidade espacial foi: Zn > Cu > B > Mn > Fe. No entanto, vale ressaltar que apenas a variável Zn apresentou CV maior que 20% de probabilidade (CV2).
6.2 Análise de pH
Figura 11. Análise de pH para a média das doses de lodo de esgoto a 1% de probabilidade.
Os trabalhos de Carvalho et al. (2002), Schlindwein e Anghinoni (2000 e 2002), Alvarez e Guarçoni (2006) e Oliveira et al. (2007) demonstraram que o coeficiente de variação para amostras de pH do solo é baixo. Isto é, pequeno número de amostras de solo já são suficientes para garantir boa precisão dos resultados, possibilitando confiabilidade para interpretação quanto ao potencial hidrogeniônico do solo.
Figura 12. Análise de pH em função de doses de lodo de esgoto a 20% de probabilidade.
Silveira et al. (2002) demonstraram que houve diferença significativa para pH do solo quanto ao número de amostragens realizadas, em diferentes profundidades, sendo que na primeira camada, as amplitudes observadas foram de 1,0, 1,3 e 1,5, respectivamente, para arado, grade e plantio direto. Seus coeficientes de variação foram baixos em todos os tratamentos, variando de 3,7% a 5,4%, o que evidencia a baixa variabilidade dessa característica. Quanto ao pH, pelo baixo CV dos dados, a variável pode ser estimada com número relativamente pequeno de sub-amostras.
De acordo com Barreto et al (1974), a coleta de maior número de amostras simples para formar uma composta representativa não tem influência no valor médio da característica química do solo avaliada, mas aumenta a confiabilidade ou exatidão dessa média (OLIVEIRA et al., 2007).
Segundo Berton et al. (1989), uma das explicações para o aumento do pH pela aplicação de lodo de esgoto que recebe polietrólitos para estabilização do resíduo, é a formação de íons amônio devido à oxidação do N-orgânico. No entanto, existem certos tipo de lodos de esgoto que recebem a adição de cal virgem (CaO) para esterilização, estabilidade do material e redução do teor de água, o qual possui alto poder corretivo, possibilitando, assim, a elevação no valor de pH do solo (CORREA et al., 2007a e b, 2008a, b, c e d, MELO, MARQUES, 2000, TSUTIYA et al., 2001, MELO et al. 2001 e OLIVERIA et al., 2002).
Os valores de pH no solo sofreram desvio padrão menores do que 5% da média (Figura 13), podendo inferir que existe a necessidade de uma quantidade menor ou igual a 5 amostras simples para formar a composta. Esses resultados confirmaram os obtidos na análise de pH demonstrado na Tabela 3 e na análise de regressão (Figuras 11 e 12). Esses resultados confirmam os obtidos por Zhang (2008), os quais demonstraram que há necessidade de pequena quantidade de amostras simples (5), demonstrando pequena variabilidade espacial para o pH do solo quando manejado sob aplicação de lodo de esgoto.
6.3 Teor de Fósforo no solo
Existe diferença entre o número de amostras e as doses de lodo de esgoto quanto ao teor de P no solo, sendo que as doses maiores desse resíduo proporcionaram maior disponibilidade desse nutriente para as plantas (Figura 14). No entanto, houve diferença apenas na maior dose (20 t ha-1) com comportamento linear decrescente, resultado obtido com 5% de probabilidade (Figura 15). Esses resultados permitem inferir que quando o lodo de esgoto for aplicado na maior dose, será necessário coletar maiores números de amostras simples para formar uma composta, fato que permitirá maior confiabilidade dos resultados.
Figura 14. Teor de P no solo em função do número de amostras e da aplicação de lodo de esgoto.
Silveira et al.(2000) demonstraram que os valores de P apresentam as maiores variabilidades em relação ao pH. Assim, pode-se admitir um maior desvio percentual da média resultante de um baixo número de sub-amostras.
respectivamente iguais a 24,8 mg dm-3 e 24,5 mg dm-3. A maior amplitude de variação (107 mg dm-3) ocorreu no plantio direto e, por conseguinte, o maior coeficiente de variação (63,2%). Nesse tratamento e nessa camada, o valor máximo de P (112,8 mg dm-3) foi 19,4 vezes o valor mínimo (5,8 mg dm-3). Na segunda camada, o plantio direto apresentou ainda maior amplitude de variação, igual a 129,1 mg dm-3 e, por conseguinte, maior CV (136,9%). Os valores de P, 112,8 mg dm-3 em 0-5 cm e de 131,5 mg dm-3 em 5-20 cm, devem ser oriundos da coincidência da coleta de solo nas linhas de plantio e de adubação das culturas instaladas anteriormente na área, fato muito comum na coleta de amostras de solo sob plantio direto.
Figura 15. Teor de fósforo no solo em função do aumento crescente das doses de lodo de esgoto.
A eficiência relativa do lodo de esgoto como fonte de fósforo, no primeiro cultivo, em comparação com o adubo fosfatado solúvel em água varia de 37 a 83% para a cultura da soja, dependendo do tipo de solo e clima, com a vantagem de oferecer maior constância no fornecimento ao longo do tempo, por ocasião de sua mineralização (MELO; MARQUES, 2000; BREDA, 2003).
Os valores para os teores de P no solo sofreram desvio padrão maiores do que 20% da média (Figura 16), podendo-se inferir que existe a necessidade de quantidades maiores ou iguais a 25 amostras simples para formar a composta. Esses resultados confirmaram os obtidos na análise de variância (Tabela 3) e na análise de regressão (Figura 14), corroborando com os dados de Zhang (2008) os quais demonstraram que há necessidade de maior variabilidade espacial desse nutriente e são exigidas maiores quantidades de amostras.
6.4 Teor de matéria orgânica no solo
A aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto elevou o teor de matéria orgânica no solo (Figura 17), não sendo encontradas diferenças quanto ao número de amostras para representar com maior confiabilidade os resultados dessa variável no solo. Com base nessa informação, pode-se inferir que 5 amostras simples são suficientes para formar uma composta, em experimentos contendo até 20 t ha-1 de lodo de esgoto. Esses resultados corroboram com os de Santos e Vasconcellos (1987) que obtiveram menores variações de coeficiente de variação para as variáveis observadas de pH e M.O.
O aumento do teor de matéria orgânica no solo pelos tratamentos com lodo de esgoto se deu por ocasião de sua composição apresentar 44% de matéria orgânica (Tabela 3).
Aumentos no teor de matéria orgânica do solo, em função da aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto, foram observados nos trabalhos de Corrêa et al. (2007a, b; 2008a, b, c, d) e Breda (2003), sendo justificados por esse resíduo apresentar em sua composição entre 25% a 60% de M.O. O lodo do presente trabalho apresenta 440mg dm-3 ou 44% de M.O.; sendo assim, na dose 20 t ha-1 foram aplicados em 1 ha, aproximadamente, 8,8 t de matéria orgânica.
Vários trabalhos observaram expressivos aumentos nos teores de matéria orgânica no solo em razão da aplicação de lodo de esgoto (NASCIMENTO et al., 2004; MARCIANO et al., 2001; BREDA, 2003; BARBOSA et al., 2004). De acordo com Santos et al. (1999), é possível aumentar o teor de matéria orgânica através da adição de carbono pela síntese de compostos orgânicos no processo fotossintético ou adição de resíduos, pois o solo comporta-se como um sistema aberto trocando matéria e energia com o meio, sendo o manejo o principal fator para o benefício ou prejuízo.
De acordo com Bettiol e Camargo (2000), o lodo de esgoto contém matéria orgânica e quantidades apreciáveis de nutrientes. Em solos de clima tropical e subtropical, onde a matéria orgânica desempenha papel fundamental na CTC, o emprego de lodo de esgoto torna-se vantajoso, melhorando as propriedades químicas pelo aumento dos teores de matéria orgânica, CTC e aumento gradual da disponibilidade de nitrogênio, fósforo, cálcio, magnésio e enxofre.
O uso de lodo de esgoto aumenta a concentração de matéria orgânica no solo, favorecendo a CTC, aumentando a ação quelante, aumentando o poder tampão e contribuindo como fonte de nutrientes, de acordo com trabalhos apresentados por Bataglia et al. (1983), Melo et al. (1994), Marques (1997), Bettiol e Camargo (2000), Breda (2003).
A matéria orgânica contida no lodo de esgoto pode aumentar o conteúdo de húmus, melhorando a capacidade de armazenamento e de infiltração de água no solo, aumentando a resistência dos agregados e reduzindo a erosão (TSUTIYA et al., 2001; CARVALHO, 2001; MELO et al., 2001).
Figura 18. Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de M.O. no solo.
6.5 Acidez Potencial (H + Al)
Figura 19. Acidez Potencial (H+Al) do solo em função do número de amostras e das doses de lodo de esgoto.
Figura 20. Acidez Potencial (H+Al) do solo em função do número das amostras e doses de lodo de esgoto.
Figura 21. Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média da acidez potencial do solo (H + Al).
6.6 Teor de potássio
Figura 22. Teor de K no solo em função do número de amostras e das doses de lodo de esgoto.
De acordo com Silveira et al. (2000) e Carvalho et al., (2002) os resultados de K apresentaram com altos valores de CV, recomendando-se a retirada de 17 a 42 amostras simples para formar a composta.
Vale ressaltar que o lodo de esgoto não é uma boa fonte de K, pelo fato desse nutriente ser facilmente solubilizado em água, encontrando-se assim baixos teores em sua composição. Silva et al. (1998) encontraram diminuição no teor de K com o aumento da doses de lodo de esgoto, em função de esse elemento ser lavado com base líquida durante o processo de tratamento, o que justifica o baixo teor do mesmo na composição do lodo de esgoto utilizado no presente trabalho (Tabela 22). Isso mostra que há uma grande exigência no número de amostras simples para dar confiabilidade aos resultados de K no solo.
com o revolvimento do solo, o qual permite maior uniformidade de distribuição no solo pelo uso de equipamentos como arado e grade (SILVEIRA et al., 2000).
Os valores para teor de K no solo sofreram desvio padrão maiores do que 20% da média nos tratamentos com 5, 10 e 25 amostras por hectaree menores ou iguais nos tratamentos com 15 e 20 amostras (Figura 23). Isso permite inferir que existe a necessidade de uma quantidade maior ou igual a 25 amostras para formar composta nas determinações de K. Esses resultados confirmaram os dados obtidos na análise de variância (Tabela 3) e na análise de regressão (Figura 22).
Figura 23. Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de K no solo.
6.7 Teor de cálcio
justificar a alta variância entre os resultados obtidos e a média, não possibilitando níveis significativos quanto ao número de amostras de solo. Essa conclusão indica que houve alta dispersão dos resultados quanto ao teor de Ca no solo (variabilidade espacial), devendo ser indicado, portanto, números iguais ou superiores a 25 amostras simples para compor uma composta, quando for aplicado lodo de esgoto no solo.
Figura 24. Teor de Ca no solo em função das doses de lodo de esgoto.
Foi demonstrado nos trabalhos de Marques et al. (1997), Silva et al. (1998), Simonete et al. (1999), Galli et al. (1999), Tsutiya et al. (2001), Melfi et al. (2001) e Melo et al. (2001) que a adubação orgânica com lodo de esgoto aumenta os teores de Ca e Mg no solo. Pode ocorrer aumento no teor de Ca no solo, pela aplicação de lodo de esgoto, em razão da dose utilizada e do tipo do lodo, principalmente, se no processo de geração desse resíduo for adicionada cal virgem (CaO) para secagem desinfecção e/ou, outra finalidade (SIMONETE et al., (1999; CARMO et al., 2000; CORRÊA, 2007a e b, 2008a, b, c e d).
Figura 25. Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de Ca no solo.
6.8 Teor de magnésio
Figura 26. Teor de Mg no solo em função do número de amostras e doses de lodo de esgoto.
Figura 27. Desvio padrão dos tratamentos em relação ao nível de significância da média dos teores de Mg no solo.
6.9 Teor de boro
Figura 28. Teor de B no solo em função do número de amostras e doses de lodo de esgoto.
6.10 Teor de zinco
Figura 29. Teor de Zn no solo em função do número de amostras das doses de lodo de esgoto.
O aumento do teor de Zn no solo em função das doses crescentes de lodo de esgoto deve-se a presença desse elemento em sua composição (Tabela 2), sendo que esse resíduo apresenta efeito muito pequeno na neutralização da acidez do solo.
Com relação aos teores de Zn, Mn e Cu disponíveis no solo, observou-se que o aumento na quantidade de lodo de esgoto elevou, de maneira geral, a disponibilidade destes elementos no solo. (MARQUES et al., 1993; SIMONETE et al. 1999).
6.11 Teor de cobre
Figura 30. Teor de Cu no solo em função do número de amostras e doses de lodo de esgoto
6.12 Teor de ferro
A aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto possibilitou o aumento do teor de Fe no solo (Figura 32), sem diferenças quanto ao número de amostras para a determinação dessa variável. O aumento do teor de Fe no solo, em função das doses crescentes de lodo de esgoto, está relacionado à presença desse elemento em sua composição (Tabela 2). Assim, como esse resíduo apresenta efeito muito pequeno na neutralização da acidez do solo, o elemento Fe torna-se abundante na solução do solo e, portanto, passível de ser extraído pelo extrator DTPA e absorvido pela cultura. Com o valor de 11% para coeficiente de variação de ferro (tabela 4), pode ser indicado os números de 10 a 15 amostras simples para formar uma composta de forma confiável.
6.13 Teor de manganês
Houve diferença de interação entre o número de amostras e as doses de lodo de esgoto quanto ao teor de Mn no solo, sendo que a menor e a maior dose desse resíduo proporcionaram variabilidades especiais para esse fator no campo, indicando números próximos de 25 amostras simples para formar uma composta, permitindo maior confiabilidade dos resultados (Figura 33). Isso é justificado pela diferença nos tratamentos com 2,5 e 20 t ha-1, ambos com comportamento lineares crescente e decrescente, resultado com 1% de probabilidade (Tabela 4).
7.CONSIDERAÇÕES FINAIS
Pelo fato da literatura consultada ser muito pobre em trabalhos relacionados ao assunto em questão, a realização deste trabalho se mostrou bastante dificultoso sendo que os principais pontos que devem ser melhorados, caso haja interesse em se aprofundar estudos nessa linha são:
Custo elevado das análises laboratoriais, o que acaba reduzindo as possibilidades de realização de um maior número de repetições e combinações de amostras;
Grande necessidade de mão de obra para a realização dos trabalhos de campo, ligados à coleta, transporte, secagem, sorteio das amostras.
Cabe ressaltar que o trabalho em grupo, um planejamento detalhado e um acompanhamento minucioso das atividades são fatores fundamentais para o sucesso da empreitada.
8.CONCLUSÕES
O número de amostras simples para formar uma composta não é influenciado pela adição de lodo de esgoto com até 20% de probabilidade, porém sua utilização aumenta os teores de matéria orgânica e cálcio no solo.
As variáveis pH, H+Al e M.O. necessitam de no mínimo 5 amostras simples para caracterizar uma composta quando são aplicados até 20 t ha-1 de lodo de esgoto.
9. REFERÊNCIAS
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