Atributos químicos e físicos do solo após reaplicação de lodos de esgoto, escória de aciaria e lama cal em sistema semeadura direta

(1)

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CAMPUS DE BOTUCATU

ATRIBUTOS QUÍMICOS E FÍSICOS DO SOLO APÓS REAPLICAÇÃO DE

LODOS DE ESGOTO, ESCÓRIA DE ACIARIA E LAMA CAL EM SISTEMA

SEMEADURA DIRETA

ALESSANDRA ELENA MIGGIOLARO

Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Agricultura).

(2)

UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CAMPUS DE BOTUCATU

ATRIBUTOS QUÍMICOS E FÍSICOS DO SOLO APÓS REAPLICAÇÃO DE

LODOS DE ESGOTO, ESCÓRIA DE ACIARIA E LAMA CAL EM SISTEMA

SEMEADURA DIRETA

ALESSANDRA ELENA MIGGIOLARO Engenheira Agrônoma

Orientador: Prof. Dr. Dirceu Maximino Fernandes Co-Orientador: Prof. Dr. Leonardo Theodoro Büll

Tese apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP - Campus de Botucatu, para obtenção do título de Doutor em Agronomia (Agricultura).

(3)

(4)

(5)

DEDICO

Ao meu marido Anézio Simão Filho Pelo apoio, compreensão e carinho

Ao meu filho Kauê pelas noites mal dormidas e pelo descobrimento de uma nova vida

amor de mãe

Aos meus pais Silvana e José Antônio, e aos meus irmãos César, Daniel, Braulio e Breno

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AGRADECIMENTOS

À Deus, por estar sempre ao meu lado nos momentos difíceis e alegres.

Aos meus pais, que sempre acreditaram em minha pessoa e me ensinaram a ter humildade, honestidade, força de vontade e a batalhar pelos meus objetivos.

Ao Professor, Dr. Dirceu Maximino Fernandes pela orientação, compreensão, amizade e ensinamentos durante minha caminhada profissional.

A Faculdade de Ciências Agronômicas/ FCA – UNESP, campus de Botucatu, ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia-Agricultura e aos Departamentos de Produção Vegetal - Agricultura e Melhoramento Vegetal e de Recursos Naturais – Ciência do Solo, pela oportunidade da realização do Mestrado e realização dos trabalhos;

A CNPQ pela concessão da “bolsa de estudos”.

Aos estagiários, Ana Paula (russa), Thiago (buldog), Luciana (akbada), Ana Carolina (topera) e João (blindex), pelo trabalho em equipe, auxílio nas amostragens e condução do experimento, além da amizade formada, e a colega de equipe e amiga Dra. Elisa Eni Freitag pela possibilidade da continuação de seu trabalho.

Ao professor do Departamentos de Produção Vegetal - Agricultura e Melhoramento Vegetal, Carlos Alexandre Costa Crusciol e aos professores do Departamento de Recursos Naturais - Ciência do Solo, Leonardo Theodoro Bül, Roberto Lyra Villas Bôas, Maria Helena Moraes, Helio Grassi Filho, e demais professores da FCA/UNESP, pelos ensinamentos, amizade e atenção em todos os momentos, muitos deles nos ajudando a solucionar problemas diversos.

Aos Laboratórios de Análise de Física do Solo, Química do Solo e Planta, e de Fertilizantes e Corretivos do Departamento de Recursos Naturais - Ciência do Solo, pela utilização dos equipamentos e espaço físico em nome dos professores Dirceu Maximino Fernandes, Helio Grassi Filho, Roberto Lyra Villas Boas e Maria Helena de Moraes.

Aos funcionários de campo, em especial ao Célio do Departamento Produção Vegetal - Agricultura e Melhoramento Vegetal, pela bela amizade, companheirismo e auxílio necessário para o bom desenvolvimento deste trabalho no campo;

(7)

As secretárias Vera e Lana do Departamento de Produção Vegetal - Agricultura e Melhoramento Vegetal, e também, Silvia e Selma do Departamento de Recursos Naturais - Ciência do Solo; pela amizade, dedicação e atenção;

(8)

SUMARIO

Página

LISTA DE FIGURAS ... XI

1 RESUMO ... 1

2 SUMMARY ... 2

3 INTRODUÇÃO ... 3

4 REVISÃO DE LITERATURA ... 5

4.2 Alterações química, física e microbiológica após aplicação dos resíduos. ... 8

5 MATERIAIS E MÉTODOS ... 13

5.1 Localização e caracterização da área experimental ... 13

5.2 Delineamento experimental e tratamentos ... 14

5.3 Instalação e condução do experimento ... 16

5.4 Amostragens e avaliações ... 17

5.4.1 Amostragens de solo e avaliações ... 18

5.4.1.1 Características químicas do solo... 18

5.4.1.2 Características físicas do solo ... 18

5.4.1.3 Características microbiológicas do solo ... 19

5.4.2 Amostragens de plantas e avaliações... 19

5.5 Análise Estatística ... 20

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 21

6.1 Propriedades químicas do solo ... 21

6.1.1 pH ... 21

6.1.2 Matéria Orgânica ... 26

6.1.3 Fósforo ... 29

6.1.4 Potássio ... 34

6.1.5 Cálcio ... 37

6.1.6 Magnésio ... 41

6.1.7 Capacidade de Troca Catiônica ... 44

6.1.8 Saturação por Bases ... 47

6.1.9 Cobre ... 51

6.1.10 Ferro ... 54

6.1.11 Manganês ... 57

6.1.12 Zinco ... 60

6.1.13 Metais pesados potencialmente tóxicos ... 63

6.2 Cultura da aveia preta (Avena strigosa Schreb). ... 69

6.3 Cultura do sorgo (Sorghum bicolor) ... 76

6.3.1 Análise química foliar e massa de matéria seca na cultura do sorgo - ano agrícola 2010. ... 76

6.4 Cultura da soja (Glycine max (L.) Merryll) ... 82

6.4.1 Teor de nutriente foliar e produção da cultura da soja - ano agrícola 2009/2010 ... 82

6.4.2 Teor de nutriente foliar e produção da cultura da soja - ano agrícola 2010/2011 ... 89

6.5 MICROBIOLOGIA DO SOLO ... 96

6.5.1 Carbono e nitrogênio microbiano ... 96

6.6 PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO ... 98

7 CONCLUSÕES ... 101

(9)

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Caracterização química do solo em 2002, na implantação do experimento ... 14

Tabela 2: Composição química dos resíduos industriais: Escória de aciaria (E¹) e Lama cal (Lcal²). ... 15

Tabela 3: Composição química dos resíduos urbanos: Lodo de esgoto centrifugado tratado com cal virgem (LC3) e Lodo de esgoto de biodigestor (LB4). ... 15

Tabela 4: Fração de partículas retidas nas peneiras ABNT Nº 10 (Ø 2 mm), 20 (Ø 0,84 mm), 50 (Ø 0,30 mm) e fundo (Ø < 0,30 mm), reatividade (RE), poder neutralizante (PN) e poder relativo de neutralização total (PRNT) dos resíduos LC, LB, Lcal e E. ... 15

Tabela 5: Valores de pH em CaCl2, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 23

Tabela 6: Valores de pH em CaCl2, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em

Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010). ... 25

Tabela 7: Teores de Matéria Orgânica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 28

Tabela 8: Teores de Matéria Orgânica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em

Tabela 9: Teores de Fosfóro no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 32

Tabela 10: Teores de Fósforo no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

Tabela 11: Teores de Potássio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 34

Tabela 12: Teores de Potássio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

(10)

Tabela 13: Teores de Cálcio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 39

Tabela 14: Teores de Cálcio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

Tabela 15: Teores de Magnésio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

Tabela 16: Teores de Magnésio no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

Tabela 17: Valores de Capacidade de Troca Catiônica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 45

Tabela 18: Valores de Capacidade de Troca Catiônica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC,

Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010). ... 46

Tabela 19: Valores de Saturação por Bases, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob

Tabela 20: Valores de Saturação por Bases, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010). ... 50

Tabela 21: Teores de Cu no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009). ... 52

Tabela 22: Teores de Cu no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Tabela 23: Teores de Fe no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Tabela 24: Teores de Fe no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

(11)

Tabela 25: Teores de Mn no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Tabela 26: Teores de Mn no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010). ... 59

Tabela 27: Teores de Zn no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Tabela 28: Teores de Zn no solo, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Tabela 29: Teores de Cr, Cd e Pb no solo, nas profundidades 0-10cm e 10-20cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em Sistema

Tabela 30: Teores de Cr, Cd e Pb no solo, nas profundidades 0-10cm e 10-20cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em Sistema

Tabela 31: Teor de N, P e K foliar na cultura da aveia preta, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta safra 2009.

Botucatu, SP. ... 70

Tabela 32: Teor de Ca Mg e S foliar na cultura da aveia preta, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta safra 2009.

Tabela 33: Teor de B, Cu e Fe foliar na cultura da aveia preta, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta safra 2009.

Tabela 34: Teor de Mn, Zn foliar e Massa de matéria seca na cultura da aveia preta, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema

Semeadura Direta safra 2009. Botucatu, SP. ... 73

Tabela 35: Teores de N, P e K na cultura do sorgo, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta safra 2010. Botucatu, SP. .... 76 Tabela 36: Teores de Ca, Mg e S na cultura do sorgo, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta, safra 2010. Botucatu, SP. ... 77

(12)

Tabela 38: Teores Mn, Zn e massa de matéria seca na cultura do sorgo, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta

safra 2010. Botucatu, SP. ... 79

Tabela 39: Teores de N, P e K foliar na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra

2009/2010. Botucatu, SP. ... 84

Tabela 40: Teores de Ca, Mg e S foliar na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra

2009/2010. Botucatu, SP. ... 85

Tabela 41: Teores de B, Cu e Fe foliar na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra

2009/2010. Botucatu, SP. ... 86

Tabela 42: Teores de Mn e Zn foliar e produção na cultura da soja, decorrente da

reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra 2009/2010. Botucatu, SP. ... 87

Tabela 43: Teores de N, P e K na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra 2010/2011. Botucatu, SP. ... 90

Tabela 44: Teores de Ca, Mg e S na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra 2010/2011.

Tabela 45: Teores de B, K e Fe na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra 2010/2011. Botucatu, SP. ... 92

Tabela 46: Teores de Mn, Zn e produção na cultura da soja, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta na safra

2010/2011. Botucatu, SP. ... 93

Tabela 47: Carbono e nitrogênio microbiano em função da reaplicação de doses de LB, LC, Lcal e E nas profundidades de 0-5 cm e 5-10 cm, em sistema semeadura direta, ano 2010. ... 97

(13)

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: pH em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 24

Figura 2: pH em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 26

Figura 3: Matéria Orgânica em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 28

Figura 4: Matéria Orgânica em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 29

Figura 5: Fósforo no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 32

Figura 6: Fósforos no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 33

Figura 7: Potássio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 35

Figura 8: Potássio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 36

Figura 9: Cálcio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 39

Figura 10: Cálcio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 40

Figura 11: Magnésio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). 42

Figura 12: Magnésio no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). 43

Figura 13: CTC em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 45

Figura 14: CTC em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 46

Figura 15: Saturação por Bases em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). 49

(14)

Figura 17: Cobre no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 52

Figura 18: Cobre no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 53

Figura 19: Ferro no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 55

Figura 20: Ferro no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 56

Figura 21: Mn no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 58

Figura 22: Mn no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 59

Figura 23: Zinco no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura (2009). ... 61

Figura 24: Zinco no solo em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 62

Figura 25: Cr, Cd e Pb no solo, em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009) 66

Figura 26: Cr, Cd e Pb no solo, em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). 68

Figura 27: Teores de nutriente foliar e Massa de matéria seca para a cultura da aveia preta, decorrente da aplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2009). ... 75

Figura 28: Teores de N, P, K, Ca, Mg e S foliar do sorgo, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 80

Figura 29: Teores de B, Cu, Fe, Mn, Zn foliar e massa de matéria do sorgo, decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010). ... 81

Figura 30: Teores de N, P, Ca, S, B, Cu e Fe decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta 2009/2010. ... 88

Figura 31: Produção da cultura da soja decorrente da reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta

(15)

Figura 32: Teores de N, P, K, Ca, Mg e S decorrente da reaplicação superficial dos

resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta 2010/2011. ... 94

Figura 33: Teor de B, Cu, Fe, Mn, Zn e produção na cultura da soja decorrente da

reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta 2010/2011. ... 95

(16)

1 RESUMO

A prática da utilização de resíduos urbanos e industriais na agricultura vem sendo uma das alternativas promissoras para o descarte dos mesmos sem causar danos ao ambiente, além de proporcionar melhorias nas propriendades químicas, físicas e biológicas do solo, este trabalho teve por objetivo avaliar as alterações químicas, físicas e biológicas ocorridas no solo, a absorção de nutrientes e metais pesados potencialmente tóxicos, e seus efeitos sobre o desenvolvimento da cultura da soja, aveia e sorgo cultivadas sob Sistema Semeadura Direta na safra de 2009/2010 e 2010/2011. O trabalho foi desenvolvido a campo, na Fazenda Experimental Lageado - FCA/UNESP, Botucatu (SP), em um Latossolo Vermelho distrófico, sob clima tropical de altitude Cwa. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x4, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos, sendo dois lodos de esgoto, um centrifugado e tratado com cal virgem (LC) e um de biodigestor (LB) e dois resíduos industriais, a escória de aciaria (E) e a lama cal (Lcal), reaplicados nas doses 0, 2, 4 e 8 Mg ha-1. A reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E nas doses 2 à 8 Mg ha-1 em Sistema Semeadura Direta proporcionou melhorias nas propriedades químicas, físicas e biológica do solo. O resíduo LB aumenta o teor de Zn no solo na dose até 8 Mg ha-1, assim como, o teor de zinco foliar nas culturas da soja, aveia preta e sorgo. A reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E em doses até 8 Mg ha-1 , três e quinze meses após a reaplicação não proporcionou contaminação ao solo por metais pesados potencialmente tóxicos nas profundidades estudadas. Os resíduos LC, Lcal e E podem ser utilizados como corretivos de acidez do solo, uma vez que, neutraliza a acidez do solo e fornece Ca e Mg ao solo, além de fornecer P, K, S e micronutrientes ao solo.

_____________________________

(17)

CHEMICAL AND PHYSICAL ATTRIBUTES OF SOIL AFTER REAPPLICATION

SEWAGE SLUDGE, SLAG AND AQUEOUS LINE IN DIRECT SEEDING SYSTEM.

Botucatu, 2014.

p. Tese (Doutorado em Agronomia/Agricultura) - Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista.

Author: ALESSANDRA ELENA MIGGIOLARO Adviser: DIRCEU MAXIMINO FERNANDES Second Adviser: LEONARDO THEODORO BÜLL

2 SUMMARY

The practical use of urban and industrial wastes in agriculture has

been one of the promising alternatives to dispose of them without harming the environment

, in addition to providing improvements in propriendades chemical, physical and biological

soil properties , this study aimed to evaluate the changes chemical , physical and biological

soil occurred in the absorption of nutrients and potentially toxic heavy metals , and its

effects on the development of soybean , oats and sorghum grown under direct seeding

system in the harvest of 2009/2010 and 2010/2011 . The work was developed in the field at

the Experimental Farm Lageado - FCA / UNESP , Botucatu-SP in a distrophic Rhodic

Haplustox, under tropical highland climate Cwa . The experimental design was

randomized blocks in a 4x4 factorial with four replications . The treatments consisted of

four residues , two sewage sludge , one centrifuged with virgin line ( LC ) and a

biodigester ( LB ) and two industrial wastes , the slag ( E) and aquous line ( LCAL )

reapplied at dosages of 0 , 2 , 4 and 8 Mg ha- 1. Reapplication of waste LB , LC , LCAL

and E in doses 2 to 8 Mg ha - 1 in direct sowing system provided improvements in

chemical, physical and biological soil . The residue LB increasing content of Zn in the

dosage 8 Mg ha- 1 as well as the zinc content in the soybean leaf , oat and sorghum.

Reapplication of waste LB , LC, LCAL and E at doses up to 8 Mg ha - 1 , three and fifteen

months after reapplication not provide soil contamination by potentially toxic heavy metals

studied depths . The resudue LC, LCAL and E may be used as soil acidity correctors, since

neutralizes the acidity of the soil and provides the ground Ca and Mg, and provide P, K, S,

and micronutrientes the ground.

__________________________________________

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3 INTRODUÇÃO

Toda e qualquer atividade humana resulta na produção de resíduos. Essa produção correlaciona-se diretamente com a densidade demográfica das diferentes regiões. Assim, as maiores produções de resíduos e os maiores problemas com os mesmos ocorrem nos grandes centros urbanos, com destaque para aqueles altamente industrializados.

A utilização de resíduos industriais e de lodo de esgotos pela agricultura vem crescendo a cada ano, a fim de atnder à necessidade de reciclagem, essa prática agrícola, desde que adotada de forma racional, favorece os tributos químicos, físicos e biológicos do solo, além de melhorar o desenvolvimento e a produtividade das espécies vegetais cultivadas.

A diversificação de cultivos no tempo e no espaço deve ser entendida como elemento indispensável em um programa de agricultura ecologicamente sustentável. A rotação de cultura e a utilização em sistema semeadura direta se inclui entre as práticas importantes para a manutenção da capacidade produtiva dos solos em virtude de se tratarem de uma ferramenta poderosa no controle de pragas, doenças e plantas daninhas, atenuar os efeitos da erosão, melhorar a estrutura e interferir na fertilidade do solo.

Espera-se que a aplicação superficial de escória de aciaria, lama cal e lodos de esgoto, no sistema semeadura direta, ao favorecer a fertilidade do solo, possa aumentar a quantidade de nutrientes absorvidos pelas culturas soja, aveia e sorgo, os quais serão utilizados para o crescimento e desenvolvimento, assim como melhorar as características físicas e microbiológicas do solo.

(19)

(20)

4 REVISÃO DE LITERATURA

4.1 Utilização de resíduos urbanos e industriais na agricultura.

Toda e qualquer atividade humana resulta na produção de resíduos. Essa produção correlaciona-se diretamente com a densidade demográfica das diferentes regiões. Assim, as maiores produções de resíduos e os maiores problemas com os mesmos ocorrem nos grandes centros urbanos, com destaque para aqueles altamente industrializados (Marques et al., 2007). A crescente população dos centros urbanos é importante geradora de diversos resíduos, sejam eles domésticos ou industriais, os quais muitas vezes são acumulados no ambiente sem o adequado tratamento ou utilização que possibilite sua reciclagem, tornando a disposição adequada destes, um dos principais desafios a serem enfrentados pelos gestores ambientais (Nascimento et al., 2004).

No desenvolvimento industrial há um processo de formação de resíduo, no qual, sua aplicação pura e simples no meio ambiente deve ser evitada, devido às inúmeras transformações que a adição desses novos componentes pode imprimir ao meio receptor. Infelizmente não é o que se verifica na realidade, onde o elemento solo passou a se constituir em um depósito receptivo a todo e qualquer tipo de deposição, independente da finalidade a que se destina a eliminação de resíduos (Freitag, 2008).

Em países industrializados, o lodo de esgoto é usado como fertilizante alternativo há muito tempo, e por este motivo foram realizadas muitas pesquisas sobre os efeitos deste resíduo no solo. Entretanto, os resultados, que geralmente são obtidos em solos de clima temperado, dificilmente podem ser extrapolados para os solos ácidos de clima tropical (MARQUES et al., 2007).

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prejudique novamente o meio, tendo consciência de realizar a função ecológica de maneira digna e que tal prática vem sendo adotada por comunidade do mundo todo (BETTIOL & CAMARGO, 2006).

Aplicando-os no solo pode ser recomendada, pelo valor corretivo e fertilizante que apresentam (CORRÊA et al., 2005), bem como pela capacidade da macro e microbiota do solo em decompor os materiais orgânicos. A utilização de lodo de esgoto na agricultura ainda é uma prática pouco expressiva. Por outro lado, a geração de volumes cada vez maiores desses resíduos e as evidências científicas do aumento na produtividade de diferentes culturas, resultante de sua aplicação, tem incentivado o aproveitamento agrícola desses materiais como fonte de matéria orgânica e de nutrientes para as plantas (Trannin et al., 2007).

Unindo-se essas características à utilização dos mesmos no sistema semeadura direta (SSD) e seguindo critérios bem definidos, podem-se trazer benefícios ao solo, por melhorarem as propriedades físicas, químicas e biológicas, além de tornar-se uma forma racional e econômica para agricultura, contribuindo para reduzir o consumo de corretivos e fertilizantes inorgânicos (RATE et al., 2004; CORRÊA, 2005). Uma vez que ambas as práticas são capazes de proporcionar efeitos benéficos ao meio, juntas podem proporcionar melhores efeitos ao solo e ao ecossistema. As conseqüências da aplicação de resíduos na superfície, em sistema semeadura direta, para culturas anuais, ainda são pouco conhecidas. Sabe-se que, quando utilizados de maneira racional, não causam prejuízos de contaminação por metais pesados e promovem alterações nos principais atributos químicos com reflexo nas propriedades físicas e biológicas do solo (CORRÊA, 2005; CORRÊA et al., 2008), necessitando assim, maior destaque na pesquisa para seu uso adequado.

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nitrato e fósforo no solo, bem como a possível transmissão de organismos patogênicos ao homem e aos animais (Corrêa et al., 2008).

Dentre esses resíduos, pode-se destacar o lodo de esgoto, resultante do tratamento das águas servidas, que apresenta potencialidades para utilização agrícola. Este resíduo contém considerável quantidade de matéria orgânica e de elementos essenciais para as plantas, podendo substituir, ainda que parcialmente, os fertilizantes minerais. Em função disso, o seu uso pode desempenhar importante papel na produção agrícola e na manutenção da fertilidade do solo (Nascimento et al., 2004).

Dentre os resíduos industriais que podem ser usados pela agricultura como corretivos de acidez e fertilizantes, estão a lama cal e a escória de aciaria (Silva et al., 2003).

A lama cal é um resíduo alcalino proveniente da fabricação de papel e celulose, constituindo-se predominantemente de carbonato de cálcio e hidróxido de sódio, agindo também como corretivo da acidez do solo, podendo ser comparado a um calcário calcítico (Stappe & Balloni, 1988; Guerrini & Villas Bôas, 1996), no entanto, apresentam sódio em sua composição, e os solos com elevada percentagem de sódio trocável são susceptíveis ao selamento superficial e erosão hídrica (Albuquerque et al., 2002), porém, segundo Vettorazzo et al. (1999) não causam danos à sua estrutura, pois o excesso de sódio é fortemente perdido por lixiviação.

Segundo Prado et al., 2001, a escória de aciaria é obtida no processo de produção do aço pela utilização do ferro-gusa, processo que exige menor grau de impureza. Na sua composição encontram-se diversos óxidos de Ca, Mg, Si e Mn, cujas quantidades e concentrações são decorrentes da constituição química da matéria-prima (minério de ferro, carvão, calcário ou cal) utilizada no processo de fabricação do produto, além do tipo de refratário usado na parede do forno (PIAU, 1995). A indústria siderúrgica brasileira produz ferro-gusa e aço e, como resíduo do processo, a escória, com propriedades corretivas da acidez do solo e fonte de alguns nutrientes. As escórias siderúrgicas são as fontes mais abundantes e baratas de silicatos. Estas escórias são originarias do processamento em altas temperaturas (> 1400°C), da reação do calcário (calcítico, magnesiano ou dolomítico) com a sílica (SiO2) presente no minério de ferro

(Korndörfer et al., 2003). Constituída quimicamente por silicatos de cálcio (CaSiO3) e

magnésio (MgSiO3), apresenta em sua composição elementos neutralizantes (SiO32-), tendo

(23)

utilizadas como corretivo de acidez do solo. Entretanto, a escória apresenta liberação mais lenta de nutrientes, quando comparada ao calcário. Segundo Corrêa, 2005, a alta concentração de silicatos de Ca e Mg nas escórias sugere sua utilização como corretivo da acidez do solo e como fonte de Ca e Mg para as plantas, além de micronutrientes e como fonte de silício.

4.2 Alterações química, física e microbiológica após aplicação dos resíduos.

A geração de resíduos sólidos tem aumentado significativamente nas sociedades contemporâneas, sendo que o acúmulo de resíduos se acentuou diariamente em um determinado ambiente, proporcionalmente: á sua população urbana, que exige maior produção de alimentos e bens de consumo direto; e ao seu crescimento industrial, implicando uma piora sensível da qualidade de vida nos grandes centros urbanos e seu entorno (SPADOTTO & RIBEIRO, 2006).

A utilização de resíduos industriais e de lodos de esgotos pela agricultura vem crescendo a cada ano, a fim de atender à necessidade de reciclagem; essa prática agrícola, desde que adotada de forma racional, favorece os atributos químicos, físicos, biológicos do solo (CORRÊA et al., 2007), ao desenvolvimento e à produtividade das espécies vegetais cultivadas (LEMAINSKI & SILVA, 2006). A reciclagem agrícola dos lodos de esgoto destaca-se por reduzir a pressão sobre a exploração dos recursos naturais envolvida na produção de fertilizantes e os custos decorrentes dos insumos agrícolas nos sistemas produtivos. Além disso, diminui o impacto ambiental causado, na medida em que dispensa a adoção de outras opções de destino (NOGUEIRA et al., 2006).

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inter-relacionados, geralmente sinérgicos entre si, como é o caso dos processos que levam ao aumento da estabilidade dos agregados e dos estoques de matéria orgânica no solo (Costa et al., 2004). A utilização de resíduos no sistema de semeadura direta, seguindo critérios bem definidos, pode trazer benefícios ao solo, por melhorarem as propriedades físicas, químicas e biológicas, além de tornar-se uma forma racional e econômica para agricultura, contribuindo para reduzir o consumo de corretivos e fertilizantes inorgânicos (Rate et al., 2004), uma vez que ambas as práticas são capazes de proporcionar efeitos benéficos ao meio, a soma delas poderá trazer ainda melhores efeitos ao solo e ao ecossistema.

A composição dos resíduos varia enormemente em função do local de origem, ou seja, se de uma área tipicamente residencial ou industrial, da época do ano e do processo utilizado (Silveira et al., 2003). A presença de metais pesados constitui uma das principais limitações ao uso do lodo na agricultura. De modo geral, as concentrações de metais encontradas no lodo são muito maiores que as encontradas naturalmente em solos, daí a necessidade de avaliação dos riscos associados ao aumento desses elementos no ambiente em decorrência da aplicação desse resíduo. Esses riscos dependem de características do solo, tais como: conteúdo original do metal, textura, teor de matéria orgânica, tipo de argila, pH e capacidade de troca catiônica (CTC) (Nascimento et al., 2004). A CETESB (1999) impõe limitações quanto aos teores de metais pesados poluentes presentes, onde limites superiores aos pré-estabelecidos não são aceitáveis para aplicação do lodo de esgoto em solos agrícolas (Tsutiya, 2001). A aplicação de lodos de esgoto sobre a superfície do solo – seguida ou não de incorporação – é permitida pela Resolução Conama nº 375 (Conama, 2006).

(25)

corretivo, tendo função de esterilização de agentes patogênicos e eliminação de água (Carmo et al., 2000).

Os lodos de esgoto são fontes de nitrogênio, fósforo, potássio e principalmente matéria orgânica que, encerra em sua composição, micronutrientes, especialmente boro e zinco. As quantidades de nitrogênio contidas nos lodos de esgoto têm concentração variável de 2,2 a 5,5%; as concentrações de fósforo variam de 1,0 a 3,7%; as concentrações de potássio são pequenas porque ele é altamente solúvel em água; e a matéria orgânica varia de 40 a 70% (Tsutiya, 2001; Melo et al., 2001).

Dentre os resíduos industriais que podem ser usados na agricultura como corretivos de acidez e fertilizantes, estão a escória de aciaria e a lama cal (Corrêa & Büll, 2001; Silva et al., 2003). Corrêa et al. (2007, 2008) avaliaram a aplicação superficial de lodos de esgoto, escória de aciaria e lama cal, e demonstraram que essa prática proporciona a neutralização da acidez, eleva a saturação por bases e aumenta a disponibilidade de nitrato, cálcio e magnésio até a profundidade de 40 cm do solo, e não disponibiliza metais pesados ao meio ambiente.

A lama cal é um resíduo alcalino proveniente da fabricação de papel e celulose, constituindo-se predominantemente de carbonato de cálcio e hidróxido de sódio, agindo também como corretivo da acidez do solo, podendo ser comparado a m calcário calcítico (GUERRINI E VILLAS BOAS, 1996), no entanto, apresentam sódio em sua composição, e os solos com elevada percentagem de sódio trocável são suceptíveis ao selamento superficial e erosão hídrica (ALBUQUERQUE et al., 2002), no entanto não ocasionam danos a estrutura do solo pois o excesso de sódio é fortemente perdido por lixiviação (Vettorazzo et al., 1999).

As escórias de siderurgia (silicato de Ca e Mg), revelam-se como uma opção na busca por maiores produtividades. Estas, além de serem corretivos de solo, assim como o calcário, constituem fonte de macro, micronutrientes e silício (Si) (Fortes et al., 2008). De acordo com Alcarde (1992), as escórias apresentam em sua composição constituintes neutralizantes (SiO3-2), proporcionando ao solo a mesma reação do calcário.

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atualmente, as escórias de siderurgia são classificadas como corretivo de acidez do solo, aplicando-lhes a mesma legislação do calcário para sua comercialização (Prado et al., 2004).

Conforme Prado et al. (2003), a escória de siderurgia atualmente é pouco usada na agricultura brasileira, contrariamente ao que ocorrem nos Estados Unidos, Japão e China. Na literatura nacional, existem trabalhos que tratam do uso desse resíduo como corretivo de acidez e sua relação com a resposta das culturas, especialmente as anuais, como arroz, sorgo e milho (Prado et al., 2001). Segundo esses autores, em culturas semiperenes, como a cana-de-açúcar, os estudos são praticamente inexistentes em condições de campo.

Corrêa et al. (2007) verificaram que enquanto o calcário ficou restrito nas camadas superficiais do solo para maior valor e teor de pH, Ca, Mg e V%, os resíduos urbanos e industriais têm a vantagem de proporcionar maiores benefícios em profundidade, em especial a lama cal e o lodo de esgoto centrifugado, com menor ênfase para a escória de aciaria, que apresenta reação de solubilidade semelhante a do calcário.

Os resíduos: escória de aciaria, lama cal e alguns lodos de esgoto têm a capacidade de neutralizar a acidez e possibilitar o deslocamento de nutrientes no perfil do solo, e podem ser usados como materiais alternativos ao calcário, uma vez que disponibilizam Ca2+ e Mg2+ e por existir em sua composição CaO, CaOH, SiCO3, NaOH,

além de CaCO3 e MgCO3 (Ramos et al., 2006).

É provável que a escória de aciaria, a lama cal e os lodos de esgoto tenham a vantagem de reduzir a acidez do solo mais rapidamente que o calcário até mesmo em profundidade. Uma vez que estes apresentam óxidos e hidróxidos de cálcio (lodos de esgoto centrifugados e na lama cal) e silicatos (escória de aciaria), compostos mais solúveis que os carbonatos contidos no calcário, permitindo que os produtos da reação de dissociação apresentem maior mobilidade no solo (Quaggio, 2000).

(27)

(28)

5 MATERIAIS E MÉTODOS

5.1 Localização e caracterização da área experimental

O experimento foi conduzido à campo, no período de 2009/2010 e 2010/2011, na Fazenda Experimental Lageado, que pertence à Faculdade de Ciências Agronômicas - FCA/ UNESP, localizada no município de Botucatu, SP, na latitude de 22o51’15”S, longitude de 48o26’30”W e altitude de 740 m.

Através de levantamento detalhado realizado por Carvalho et al. (1983) e utilizando-se os critérios do Sistema Brasileiro de Classificação dos Solos (EMBRAPA, 1999) o solo da área experimental foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico, A moderado, textura média, fase campo subtropical, relevo suave ondulado. A análise granulométrica deste solo apresentou teores de 545 g kg-1 de areia, 108 g kg-1 de silte e 347 g kg-1 de argila.

A área utilizada no experimento vem sendo manejada em Sistema Semeadura Direta (SSD) desde o ano de 1999. Em 2002 ocorreu a instalação do experimento, mediante aplicação superficial e sem incorporação de dois lodos de esgoto, um de biodigestor e um centrifugado com adição de cal virgem, da lama cal e da escória de aciaria, conforme apresentado por Corrêa (2005). Reaplicações dos resíduos foram realizadas nos ano de 2005 por Freitag (2008) e em 2007 por Miggiolaro (2009). O presente experimento trata-se, portanto, de uma terceira reaplicação dos resíduos após 24 meses de reação destes no solo.

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amostra composta de solo, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm (Tabela 1). A análise química da amostra de solo foi realizada no Laboratório de Fertilidade do Solo do Departamento de Recursos Naturais/Ciência do Solo da Faculdade de Ciências Agronômicas, segundo metodologia descrita por Raij et al. (2001).

Tabela 1: Caracterização química do solo em 2002, na implantação do experimento

Profundidade pH MO Presina Al3+ H+Al K Ca Mg SB CTC V% S

cm CaCl2 g dm

-3 mg dm

-3 --- mmolc dm -3

---

0-5 4,0 16 6 7 38 0,6 12 6 19 57 33 12

5-10 4,0 18 6 6 45 1,0 19 9 29 74 39 5

10-20 4,2 15 5 5 45 0,7 13 5 19 64 30 5

20-40 3,9 10 4 6 42 0,6 12 3 16 58 27 6

Fonte= CORRÊA, 2005

5.2 Delineamento experimental e tratamentos

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Tabela 2: Composição química dos resíduos industriais: Escória de aciaria (E¹) e Lama cal (Lcal²).

Tabela 3: Composição química dos resíduos urbanos: Lodo de esgoto centrifugado tratado com cal virgem (LC3) e Lodo de esgoto de biodigestor (LB4).

Resíduo C/N pH (CaCl2)

Umidade N P2O5 K2O MO Ca Mg Na Cu Fe Mn Zn

--- % de matéria seca --- --- mg kg-1 de matéria seca --- LC 15/1 8,4 14,96 0,46 0,96 0,09 12 11,7 0,15 720 656 650 114 676

LB 7/1 6,93 41,6 3,26 2,89 0,15 43 1,3 0,21 1380 1024 23200 192 5200

(1)

E= escória de aciaria (Mannesmann); (2)Lcal= lama cal (Ripasa); (3)LC= lodo de esgoto centrifugado (ETE de Presidente Prudente, SP); (4)LB= lodo de esgoto de biodigestor (ETE de Barueri, SP).

Os resíduos foram aplicados em quatro doses, correspondentes a 0, 2, 4 e 8 Mg ha-1. As doses utilizadas no experimento foram pré-estabelecidas por Corrêa (2005), em pesquisa iniciada em 2002, na mesma área experimental, com a aplicação dos mesmos tratamentos. Para tal, o referido autor realizou um ensaio preliminar com duração de um mês, mediante incubação em casa de vegetação de várias doses de cada um dos resíduos em sacos plásticos contendo 1 kg de terra proveniente da área experimental, com teor de umidade de 70% da capacidade de campo, para determinar o poder de neutralização dos resíduos, afim de não ultrapassar o valor de pH 7,0 em CaCl2 (TSUTIYA et al., 2001;

MELO et al., 2001), para só então, definir as doses que seriam aplicadas inicialmente.

Tabela 4: Fração de partículas retidas nas peneiras ABNT Nº 10 (Ø 2 mm), 20 (Ø 0,84 mm), 50 (Ø 0,30 mm) e fundo (Ø < 0,30 mm), reatividade (RE), poder

Resíduo N P2O5 K2O Ca Mg Na Cu Fe Mn Zn

--- % de matéria seca --- --- mg kg-1 de matéria seca ---

E 0,66 1,20 0,14 16 2,70 2600 480 7260 800 1040

(31)

neutralizante (PN) e poder relativo de neutralização total (PRNT) dos resíduos LC, LB, Lcal e E.

Materiais Peneiras (ABNT Nº)

(1)

RE(2) PN(3) PRNT

10 20 50 fundo

--- % de partículas retidas --- -- % -- -- % ECaCO3 -- -- % --

LC 17,91 18,98 26,64 36,47 56,25 30,40 17,00

LB 63,95 25,69 7,86 2,90 12,67 0,00 0,00

Lcal 1,81 1,13 1,52 95,54 96,68 89,00 86,00

E 0,23 13,57 32,63 53,57 75,86 52,20 40,00

LC= lodo de esgoto centrifugado com adição de cal virgem (ETE de Presidente Prudente, SP), LB= lodo de esgoto de biodigestor (ETE de Barueri, SP), Lcal= lama cal, E= escória de aciaria. (1)ABNT Nº 10= fração superior a 2,00 mm; ABNT Nº 20= fração de 2,00 - 0,84 mm; ABNT Nº 50= fração de 0,84 - 0,30 mm; fundo (ABNT Nº <50)= fração inferior a 0,30 mm; (2)RE= reatividade, expressa o percentual do corretivo que reage em três meses; (2)PN= poder neutralizante, expressa o potencial químico do corretivo, em equivalente de CaCO3; Métodos utilizados de acordo com a legislação brasileira de calcários (BRASIL, 1983).

5.3 Instalação e condução do experimento

O presente experimento iniciou-se em maio de 2009, sendo finalizado em maio de 2011. Março de 2009 e 2010 foi realizado o manejo da vegetação espontânea com a aplicação de 1,2 kg i.a. ha-1 glifosato.

Em abril de 2009 foi semeada a cultura da aveia preta como planta de cobertura na regulagem de 60kg ha-1 e espaçamento de 0,17cm entre linha. Inicio de junho, 30 dias após a semeadura, foi aplicado 50 kg ha-1 de uréia a lanço em todos os tratamentos, uma vez que, não houve aplicação de adubo no plantio. Em meados de junho foi aplicado 0,6 l ha-1 de herbicida 2,4 –D para controle de plantas daninhas. Inicio de setembro a aveia foi roçada e posteriormente realizou-se a reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, a lanço em seus respectivos tratamentos, antecedendo três meses a semeadura da cultura da soja.

Uma amostragem fracionada do perfil do solo foi realizada em novembro de 2009 e 2010, três e quinze meses após a reaplicação dos resíduos, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 cm, para determinação das características química e física do solo em cada parcela. Foram realizadas amostragem de solo no período de maturação da cultura da soja no ano agrícola de 2009/2010 em profundidade de 0-5 e 5-10 cm para a caracterização microbiológica do solo.

(32)

semeadura, foi aplicado 50 kg ha-1 de ureia a lanço em todos os tratamentos, uma vez que, não houve aplicação de adubo no plantio

Antecedendo a semeadura da soja foi realizada uma dessecação com a aplicação de 1,2 kg i.a. ha-1 do herbicidaa base de glifosato juntamente com 403 g i.a. ha-1 de 2,4-D. A cultura da soja foi semeada em novembro de 2009 e 2010, como cultura de verão (ano agrícola 2009/2010 e 2010/2011) e conduzida de acordo com as recomendações técnicas. O cultivar utilizado foi a Codetec 216 no ano de 2009/2010 e Embrapa 48 no ano de 2010/2011, no espaçamento de 45 cm entre linhas e densidade de plantio de 18 e 22 sementes por metro linear, e como adubação de base foram aplicados 300kg ha-1 do fertilizante químico formulado 0-20-20 nos anos de 2009/2010 e 2010/2011. Para o tratamento das sementes foram utilizados inoculante a base de Bradyrhizobium japonicum, (Co + Mo) e fungicida Vitavax-Thiram (Carboxin + Thiran) nas doses recomendadas pelos fabricantes. Durante a condução da cultura foram realizadas as aplicações dos herbicidas de pós emergência 600 g i.a ha-1 Clorimuron (Classic) + 96 g i.a ha-1 Lactofen (Cobra) ano de 2009 para o controle de plantas de folhas largas e uma aplicação de 184 g i.a ha-1 Setoxidim (Post) para controle de plantas de folha estreita e 1,7 l ha-1 de (Fusifex) no ano de 2010. Durante a condução do experimento foram realizadas duas aplicações de 25 g i.a ha-1 Epoxiconazole + 66,5 g i.a ha-1 Piraclostrobina (Opera) como fungicida e três aplicações de 10 g i.a ha-1 Deltrametrina (keshet) como inseticida nos anos de 2009/2010 e 2010/2011.

A colheita da soja foi realizada no final de Fevereiro no ano de 2010 e final de março no ano de 2011. A colheita da soja foi realizada mediante colheita mecanizada com colhedora de parcela, três linhas centrais, com sete metros de comprimento cada. Depois da trilha mecânica o material foi pesado e teve a umidade dos grãos corrigidos a 13%, transformando a produção em kg ha-1.

(33)

5.4.1 Amostragens de solo e avaliações

5.4.1.1 Características químicas do solo

A amostragem de solo para a caracterização química foi realizada em novembro de 2009 e 2010, três e quinze meses após a reaplicação dos resíduos, por meio de coleta estratificada nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 cm de profundidade. Para tal, em cada parcela foram coletadas aleatoriamente com o auxílio de um trado tipo sonda três amostras simples nas camadas de 0-5, 5-10, 10-20 e de 20-40 cm, a fim de obter uma amostra composta de cada camada estudada, tomando-se o cuidado para coletar sempre na entrelinha da cultura anterior.

Para o preparo das amostras procedeu-se a secagem ao ar, seguido de peneiramento em malha de 2 mm e acondicionadas para a posterior análise no Laboratório de Análise Química de Solo para fins de fertilidade do solo no Departamento de Recursos Naturais - Ciência do Solo da FCA/UNESP de Botucatu. Foi determinado o pH em CaCl2, matéria orgânica, P (resina), K, Ca, Mg e S trocáveis e, calculada a

capacidade de troca de cátions (CTC) e a saturação por bases (V%), conforme metodologia descrita por Raij et al. (2001).

Os teores de metais pesados disponíveis no solo, dentre eles os micronutrientes e os potencialmente tóxicos, foram determinados após extração com solução de DTPA em pH 7,3. A partir dos extratos efetuou-se a leitura dos teores disponíveis dos micronutrientes Cu, Fe, Mn e Zn em espectrofotômetro de absorção atômica (EAA) no Laboratório de Fertilidade do Departamento de Recursos Naturais - Ciência do Solo, enquanto que a leitura dos metais pesados potencialmente tóxicos Cd, Cr e Pb foram realizadas em um espectrofotômetro de absorção atômica com forno de grafite acoplado.

5.4.1.2 Características físicas do solo

(34)

1,00-0,50 mm, 1,00-0,50-0,25 mm, 0,25-0, 05 mm e <0,05 mm, acoplado a um agitador mecânico,

sendo agitadas por 15’, em seguida, as frações retidas em cada uma das peneiras foram

cuidadosamente retiradas e pesadas a partir da determinação das partículas por classes de tamanho obtiveram-se os índices de qualidade do solo DMP e IEA por meio de fórmulas descritas por Castro Filho (2002).

5.4.1.3 Características microbiológicas do solo

A amostragem para análise microbiológica do solo foi realizada em abril de 2010, no período de maturação da cultura da soja do ano agrícola 2009/2010, 8 meses após a reaplicação dos resíduos, coletando-se três pontos por parcela com auxílio de um trado tipo caneca, para formar uma amostra composta, sendo coletadas somente nas profundidades de 0-5 e 5-10 cm, onde provavelmente há maior atividade dos microrganismos. Após a coleta as amostras foram guardadas em geladeira a temperatura média de 4oC, até a realização da análise, realizada na mesma semana.

A biomassa microbiana foi determinada pelo método de irradiação-extração descrito por Ferreira et al. (1999). Para tal, porções de 40 g de solo peneirado em malha de 2 mm foram colocadas em placas de petri e esterilizadas no forno de microondas por quatro minutos para provocar a liberação dos componentes celulares e determinar a diferença de umidades nas amostras, sendo que o tratamento controle não é submetido à irradiação.

O valor do carbono da biomassa microbiana foi calculado pela respectiva equação: Cmic = (Ci - Cni)/ KC = µg g-1 de C no solo, sendo: Ci = carbono da

amostra irradiada; Cni = carbono da amostra não irradiada; KC = 0,33 (fator de correção

proposto por SPARLING e WEST, 1988). O valor do nitrogênio da biomassa microbiana foi calculado seguindo o mesmo princípio da equação anterior, diferindo apenas pelo uso de KN de 0,54 (fator de correção proposto por BROOKES et al., 1985).

5.4.2 Amostragens de plantas e avaliações

(35)

sem deformações ou ataques de pragas e doenças, de 30 plantas por parcela, portanto 30 folhas, conforme cita (Malavolta et al., 1997). Em seguida, os materiais coletados foram lavados e secos em estufa de circulação de ar forçado à temperatura de 60 °C por 48 horas, moído e encaminhado para análise química no Laboratório de Plantas do departamento de Recursos Naturais – Ciência do Solo, onde foram determinados os teores de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn, conforme metodologia descrita por Malavolta et al. (1997).

5.5 Análise Estatística

(36)

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO

6.1 Propriedades químicas do solo

6.1.1 pH

De acordo com as Tabelas 5 e 6, o resíduo Lcal proporcionou aumento nos valores de pH em relação a doses crescentes do resíduo, em profundidade até 40 cm, três e quinze meses após a reaplicação do mesmo.

Nota-se valores de pH superior a dose zero os resíduos LC, Lcal e E para doses até 8 Mg ha-1 nas amostragens realizadas três e quinze meses após a reaplicação em profundidade até 40cm, sendo menos evidenciado na profundidade de 20-40 cm (Tabelas 5 e 6).

Os resíduos Lcal e E proporcionaram aumento no valor de pH em profundidade de 20-40 cm nas doses de 4 e 8 Mg ha-1 e LC para dose de 8 Mg ha-1 em relação a dose zero, quinze meses após a reaplicação.

Quinze meses após a reaplicação dos resíduos, o resíduo E aumentou o valor de pH na profundidade de 0-5cm, fato não evidente três meses após a reaplicação (Tabela 6).

(37)

composição e baixos valores de RE, PN e PRNT, portanto, não considerado material para a correção da acidez do solo (Tabelas 3 e 4).

Para que ocorra a neutralização em profundidade há necessidade que haja disposição de ânions resultantes da dissolução dos resíduos na solução do solo, permitindo lixiviação ou percolação desses, os quais são responsáveis pela neutralização da acidez (FREITAG, 2008). No entanto, deve-se ter em mente que os produtos de reação de neutralização não têm efeito rápido na redução da acidez do subsolo, pois depende da lixiviação de sais através do perfil do solo (COSTA, 2000), assim, o avanço de correção da acidez do solo só ocorre após a neutralização da camada anterior (RHEINHEIMER et al., 2000).

Os resíduos LC, LCal e E podem ser usados como materiais alternativos para correção da acidez do solo, uma vez que favorecem a neutralização da acidez do solo após três meses de reação e por possuírem em sua composição CaO, CaOH, SiCO3 e

NaOH, resultando assim em produtos de reação de neutralização mais solúveis e com maior mobilidade que os provenientes do calcário (CaCO3 e MgCO3) os quais ficam restrito às

camadas mais superficiais do solo, corroborando os resultados obtidos por Corrêa (2005), Freitag (2008) e Miggiolaro (2009).

Na profundidade de 0-10 cm na amostragem de solo no ano de 2009 o resíduo LC proporcionou comportamento linear crescente e os resíduos Lcal e E comportamento quadrático e comportamento linear crescente para a profundidade de 10-20 cm para os resíduos LC, Lcal e E (Figura 1).

Amostragens realizadas em 2010 observou-se comportamento linear crescente para o resíduo LC na profundidade de 0-10 cm e 20-40 cm e comportamento quadrático para a profundidade 10-20 cm de profundidade. O resíduo Lcal proporcionou comportamento quadrático em profundidade 0-10 cm e linear crescente de 10-40 cm de profundidade. Nota-se comportamento quadrático para o resíduo E na profundidade de 0-5 cm e linear crescente na profundidade de 5-20 cm (Figura 2).

(38)

Tabela 5: Valores de pH em CaCl2, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009).

Resíduos

Dose LB LC Lcal E LB LC Lcal E

Mg ha -1 pH (Ca Cl2)

---Profundidade 0-5 cm--- ---Profundidade 5-10 cm---

0 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5

2 4,5c 5,5b 7,0a 4,3b 4,3b 4,8b 5,8 a 5,0ab

4 4,3c 6,0b 6,8a 4,3c 4,3c 5,5b 6,5 a 5,5b

8 4,0b 7,0a 7,0a 4,0b 4,0b 6,5 a 6,8 a 7,0a

Média 4,3c 5,8b 6,3a 4,3c 4,3c 5,3b 5,9a 5,5ab

CV 7,55 12,36

0 4,3 4,3 4,3 4,3 4,0 4,0 4,0 4,0

2 4,0b 4,3ab 4,8a 4,5ab 4,0 4,0 4,3 4,3

4 4,0b 4,5ab 4,8a 4,5ab 4,0 4,0 4,3 4,0

8 4,0b 5,8a 6,0a 5,8a 4,0b 4,8a 4,5a 4,5a

Média 4,1b 4,7a 4,9a 4,8a 4,0b 4,2ab 4,3a 4,2ab

CV 9,8 7,97

LC= lodo de esgoto centrifugado com adição de cal virgem “calado” (ETE de Presidente Prudente, SP), LB=lodo de

esgoto de biodigestor “digerido” (ETE de Barueri, SP), Lcal= lama cal, E= escória de aciarial. Médias seguidas de

(39)

Profundidade 0-5 cm

= -0,0903x2 + 0,9957x + 4,7373 R2 = 0,85**

= -0,0006x2 - 0,0539x + 4,4755 R2 = 0,94**

= -0,0671x + 4,56 R2 = 0,94*

=0,3x + 4,7 R2 = 0,97**

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

Doses (Mg ha-¹)

p H ( C a C l2 ) LB LC Lcal E

= 0,2586x + 4,42 R2_{= 0,99**}

= -0,0551x2_{+ 0,7252x + 4,5191 R}2_{= 0,99*}

= 0,3143x + 4,4 R2_{= 0,99**}

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

p H ( C a C l2 ) LB LC Lcal E ns

= 0,1957x + 4,04 R2_{= 0,85*}

= 0,2043x + 4,26 R2_{= 0,93*}

= 0,1871x + 4,12 R2_{= 0,86*}

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

p H ( C a C l2 ) LB LC Lcal E ns ns ns ns

(40)

Tabela 6: Valores de pH em CaCl2, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010).

Resíduos

Mg há -1 pH (Ca Cl2)

0 4,5 4,5 4,5 4,5 4,3 4,3 4,3 4,3

2 4,5c 5,3bc 6,5a 6,0ab 4,3c 4,5c 6,0a 5,3b

4 5,0b 6,3a 6,8a 6,8a 4,5c 5,3b 6,5a 5,8b

8 4,3b 7,0a 7,3a 7,5a 4,3c 6,5b 7,3a 6,5b

Média 4,5c 5,8b 6,3a 6,2a 4,3c 5,2b 6,0a 5,4b

CV 9,34

0 4,3 4,3 4,3 4,3 4,0 4,0 4,0 4,0

2 4,0 4,3 4,5 4,3 4,0 4,3 4,0 4,8

4 4,0b 4,3ab 4,8a 4,5ab 4,3ab 4,0b 5,0a 4,3ab

8 4,0c 5,8ab 6,3a 5,3b 4,3b 5,0ab 5,3a 4,5ab

Média 4,1c 4,6ab 4,9a 4,6b 4,1b 4,3ab 4,6a 4,4ab

CV 11,03 12,58

LC= lodo de esgoto centrifugado com adição de cal virgem “calado” (ETE de Presidente Prudente, SP), LB= lodo de

(41)

= 0,3129x + 4,68 R2_{= 0,94**}

= -0,0534x2 + 0,7968x + 4,5327 R2 = 0,99*

= -0,0705x2_{+ 0,8909x + 4,6364 R}2_{= 0,95**}

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

p H ( C a C l2 ) LB LC Lcal E

= 0,2886x + 4,14 R2 = 0,98**

= -0,0534x2 + 0,7868x + 4,3927 R2 = 0,98

= 0,2614x + 4,56 R2_{= 0,93}

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

= 0,2557x + 4,08 R2_{= 0,92**}

= 0,0426x2 - 0,1602x + 4,3409 R2 = 0,98*

= 0,1314x + 4,14 R2 = 0,89**

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

= 0,1157x + 3,92 R2_{= 0,70*}

= 0,1814x + 3,94 R2 = 0,84**

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 2 4 6 8

p H ( C a C l2 ) LB LC Lcal E ns ns ns

Figura 2: pH em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010).

6.1.2 Matéria Orgânica

De acordo com a Tabela 7, os resíduos LB, LC e E na dose de 2 Mg ha-1 proporcionaram diferença significativa em relação ao resíduo Lcal na profundidade 20-40cm três meses após a reaplicação. Na profundidade de 0-20 cm não observa-se diferença significativa em relação ao teor de matéria orgânica quando comparado a dose zero e ao aumento crescentes das doses, três meses após a reaplicação dos resíduos.

Quinze meses após a reaplicação o resíduos Lcal proporcionou o maior teor de matéria orgânica na profundidade de 10-20 cm e 20-40cm com aplicação de 2 Mg ha-1 e 4 Mg ha-1, respectivamente e 20-40 para o resíduo E na dose de 2 Mg ha-1 (Tabela 8).

Observa-se comportamento quadrático para os resíduos Lcal e E com o aumento crescente das doses, quinze meses após a reaplicação (Figura 4). Não observa-se modelo matemático com a reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E em doses até 8Mg ha-1, três meses após a reaplicação (Figura 3).

(42)

forma significativa na retenção de nutrientes e diminuição de sua lixiviação (SANTOS et al., 1999).

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.

(43)

Tabela 7: Teores de Matéria Orgânica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, três meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, sob Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2009).

Resíduos

Mg ha -1 MO (g dm-3)

0 23 23 23 23 21 21 21 21

2 23 23 22 21 20 20 19 18

4 24 24 25 28 20 21 21 20

8 23 26 24 26 21 20 21 21

Média 23 24 23 24 20 20 20 20

CV 14,45 9,89

0 17 17 17 17 13 13 13 13

2 16 17 15 15 13ab 16a 12b 14ab

4 15 13 16 16 12 13 14 13

8 16 15 16 15 14 14 13 13

Média 16 15 16 16 13 14 13 13

CV 15,93 17,51

mesma letra, minúscula na linha, não diferem estatisticamente a 5% pelo teste t (LSD).

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

doses (Mg ha-¹)

M O (g d m -³ ) LB LC Lcal E ns ns ns ns

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

doses (Mg ha -¹)

Profundicade 10-20 cm

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

(44)

Tabela 8: Teores de Matéria Orgânica, nas profundidades 0-5cm, 5-10cm, 10-20cm e 20-40cm, quinze meses após a reaplicação superficial dos resíduos LB, LC, Lcal e E, em Sistema Semeadura Direta. Botucatu, SP (2010).

Resíduos

Mg ha -1 MO (g dm-3)

0 21 21 21 21 23 23 23 23

2 27 28 25 29 22 19 23 22

4 26 30 26 31 19 21 21 21

8 25 29 26 27 20 21 22 20

Média 25 27 24 27 21 21 22 22

CV 19,05

0 16 16 16 16 15 15 15 15

2 17b 15b 20a 17b 14b 14b 17a 17ª

4 16 19 17 17 15b 15b 20a 16b

8 16 17 16 16 15 15 14 15

Média 16 17 17 16 15 16 15 16

CV 15,27

mesma letra, minúscula na linha, não diferem estatisticamente a 5% pelo teste t (LSD).

= -0,1761x2

+ 2,0023x + 21,191 R2

= 0,97* = -0,4659x2

+ 4,4318x + 21,273 R2

= 0,98** 0 5 10 15 20 25 30 35

0 1 2 3 4 5 6 7 8

M O ( g d m -³ ) LB LC Lcal E ns ns

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

doses (Mg ha -¹)

M O ( g d m -³ ) LB LC Lcal E ns ns ns ns

Profundicade 10-20 cm

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 5 10 15 20 25 30

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Figura 4: Matéria Orgânica em diferentes profundidades sob reaplicação dos resíduos LB, LC, Lcal e E, nas doses de 0, 2, 4 e 8 Mg ha-¹ em Sistema Semeadura Direta (2010).

6.1.3 Fósforo