II FERTIRRIGAÇÃO DE MILHO COM ÁGUAS RESIDUÁRIAS, NO SEMI-ÁRIDO NORDESTINO

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23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

II-161 - FERTIRRIGAÇÃO DE MILHO COM ÁGUAS RESIDUÁRIAS,

NO SEMI-ÁRIDO NORDESTINO

Maria Gorete Pereira(1)

Engenheira Civil, Mestre em Engenharia Química, Bolsista (DTI/CNPq) do PROSAB/RN.

Dinarte Aéda da Silva

Engenheiro Civil, Mestre em Irrigação e Drenagem, Professor Adjunto do Departamento Agropecuário (CT/UFRN), pesquisador do PROSAB/RN.

Cícero Onofre de Andrade Neto

Engenheiro Civil, Mestre em Saneamento, Doutor em Recursos Naturais, Professor da UFRN, Membro do Grupo Coordenador do PROSAB.

Henio Normando de Souza Melo

Engenheiro Químico, Doutor em Engenharia Ambiental, Professor da UFRN, Coordenador do PROSAB/RN.

Endereço(1): Rua Padre Zezinho, 04 – Nova Parnamirim - Parnamirim - RN - CEP: 59150-000 - Brasil - Tel:

(0xx84) 208-3015 - e-mail: mgpereira272@hotmail.com RESUMO

A cultura do milho (Zea mays) no estado do Rio Grande do Norte é explorada em praticamente todos os municípios, em que predomina o sequeiro como sistema de cultivo, cujo suprimento hídrico fica na dependência das precipitações pluviométricas. A maior parte da produção é feita em pequenas propriedades, por agricultores que, em geral, utilizam cultivares pouco produtivas e práticas culturais inadequadas. Em conseqüência, seus rendimentos médios são de baixa produtividade.

O objetivo deste estudo foi avaliar comparativamente os efeitos da fertirrigação com águas residuárias provenientes de dois tratamentos (lagoa facultativa primária + ”wetland” e lagoa facultativa primária + filtros rudimentares) sobre o rendimento de grãos e outras características agronômicas da cultivar de milho híbrido da AGROCERES (AG-1051).

Apesar das diferenças dos sistemas de pós-tratamento, “wetland” com TDH = 7 dias e filtros rudimentares com TDH = 8 horas e das características dos efluentes, não foram verificadas diferenças significativas na produtividade do milho irrigado com os dois efluentes. Isto certamente ocorre porque ambos efluentes atendem as necessidades nutricionais da cultura nas condições da pesquisa.

O esgoto tratado mostrou-se vantajoso para fertirrigação de milho, mesmo aplicado em solo arenoso, apresentando boa produtividade.

O aumento de produtividade não é o único benefício promovido pelo aproveitamento das águas residuárias, uma vez que se torna possível ampliar a área irrigada e, quando as condições climáticas permitem, efetuar colheitas múltiplas ao longo do ano, representando um atrativo, principalmente para regiões áridas e semi-áridas, onde a escassez de água constitui obstáculo importante ao seu desenvolvimento.

PALAVRAS-CHAVE: Fertirrigação com águas residuárias, reúso de águas, irrigação por sulcos rasos com

esgoto tratado.

INTRODUÇÃO / OBJETIVOS

A cultura do milho (Zea mays) encontra-se amplamente disseminada no Rio Grande do Norte, em que predomina como sistema de cultivo o de sequeiro, cujo suprimento hídrico fica na dependência das precipitações pluviométricas. A maior parte da produção é feita em pequenas propriedades, por agricultores que, em geral, utilizam cultivares pouco produtivas e práticas culturais inadequadas. Em conseqüência, seus rendimentos médios são de baixa produtividade, como se pode observar a partir dos dados da Superintendência Regional da CONAB – Companhia Nacional de Abastecimento – órgão vinculado ao Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, através do “Resultado do segundo levantamento da safra de grãos 2003/2004” datado de abril/2004, onde se apresenta uma estimativa da área plantada e da produção para alguns produtos agrícolas, sendo que para o milho, na safra 2002/2003, numa área plantada de 109,3 mil hectares obteve-se uma produtividade de 652 kg.ha-1; a estimativa para a safra 2003/2004, numa área de 114,0 mil hectares foi da ordem de 655 kg.ha-1.

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Como fator preponderante, a má nutrição da planta é responsável pelos baixos índices de produtividade, devido à inexistência de adubação e/ou impedimento físico-químico que não permite o pleno desenvolvimento radicular (solos rasos).

De acordo com Carvalho (2004), a melhoria da produtividade de uma lavoura de milho depende, entre outros fatores, da utilização de materiais de melhor adaptação e portadores de atributos agronômicos desejáveis. Após a realização de trabalhos de competição de cultivares de milho, realizados em diversos anos e diferentes locais do Nordeste brasileiro, os híbridos demonstraram possuir boa adaptabilidade e estabilidade de produção, consubstanciando-se em alternativas importantes para a agricultura regional, especialmente para aqueles sistemas de produção melhor tecnificados, nos quais é marcante o uso intensivo de tecnologias modernas de produção. No entanto, em razão de grande parte dos híbridos avaliados nessa região expressarem adaptabilidades amplas, a recomendação desses materiais para os sistemas de produção pouco tecnificados tem ocorrido com sucesso em grandes extensões do Nordeste brasileiro, a exemplo dos sistemas de produção praticados pela maioria dos plantadores de milho dessa região.

Um ponto relevante é a disponibilidade de nutrientes para as quantidades extraídas pelo milho: se atendidas estas necessidades, já se tem a base para alcançar altas produtividades.

Em 19 ensaios realizados no Nordeste brasileiro, entre as latitudes 3º41’ e 10°44’, no ano agrícola de 2002/2003, distribuídos nos Estados do Maranhão (quatro ensaios), Piauí (cinco ensaios), Rio Grande do Norte (dois ensaios: Canguaretama e Ipanguassu), Pernambuco (dois ensaios), Alagoas (um ensaio) e Sergipe (cinco ensaios), foram avaliados 45 híbridos. As adubações realizadas nesses ensaios obedeceram aos resultados das análises de solo de cada área experimental.

Os dados de produtividade de grãos foram submetidos à análise de variância, por ambiente, obedecendo ao modelo em blocos ao acaso, e a uma análise de variância conjunta. A produtividade média obtida com os híbridos na média dos ambientes foi de 6.267 kg.ha-1, com variação de 5.289 kg.ha-1 a 7.135 kg.ha-1, expressando melhor adaptação os híbridos com rendimentos médios de grãos acima da média geral. Entre os híbridos avaliados não constava o AG-1051.

O objetivo deste estudo, realizado no âmbito do PROSAB – Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (FINEP/CNPq/CAIXA), foi avaliar comparativamente os efeitos da fertirrigação com águas residuárias provenientes de dois tratamentos (lagoa facultativa primária + ”wetland” e lagoa facultativa primária + filtros rudimentares) sobre o rendimento de grãos e outras características agronômicas da cultivar de milho híbrido da AGROCERES (AG-1051).

O PROSAB tem por prioridade o desenvolvimento e o aperfeiçoamento de tecnologias voltadas para a ampliação da cobertura dos serviços de saneamento e, conseqüentemente, para a melhoria das condições de vida da população brasileira. Para tanto o programa financia redes cooperativas de pesquisas nas áreas de águas de abastecimento, águas residuárias, resíduos sólidos e lodo que tenham por base a revisão do padrão tecnológico atual, estabelecendo normas e padrões adequados às particularidades regionais e locais de um país com escassez de recursos e de dimensão continental como o Brasil, e que observem, sempre, a necessidade de preservar ou recuperar o meio ambiente.

O reuso planejado de águas residuárias tratadas, além do controle de poluição, implica em economia de água e fertilizantes, reciclagem de nutrientes e aumento da produção agrícola. Entretanto, o aumento de produtividade não é o único benefício promovido pelo aproveitamento das águas residuárias, uma vez que se torna possível ampliar a área irrigada e, quando as condições climáticas permitem, efetuar colheitas múltiplas ao longo do ano, representando um atrativo, principalmente para regiões áridas e semi-áridas, onde a escassez de água constitui obstáculo importante ao seu desenvolvimento.

MATERIAIS E MÉTODOS

O estudo, efetuado no âmbito do PROSAB/UFRN, foi realizado em uma área de assentamento, vizinha a Estação de Tratamento de Esgotos (ETE) de Parelhas/RN, numa altitude de 320m acima do nível do mar e distante cerca de 280km de Natal.

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A cidade de Parelhas tem como coordenadas geográficas de posição: latitude 6°41’16” Sul e longitude 36°39’27” Oeste. O clima da região é semi-árido, com pluviosidade média anual de 450mm, distribuídos entre fevereiro e abril. A temperatura média anual é de 27,5°C e a umidade relativa média anual abaixo dos 64%. O sistema de tratamento de esgotos é constituído por grade de barras e caixa de areia, seguido de uma lagoa facultativa primária. No pós-tratamento operam dois sistemas pilotos em paralelo, alimentados com vazão contínua de 30m³/dia, a saber:

1) “wetland” (alagado construído) medindo 15,0 x 28,0 x 0,50m (V=210m³) com substrato constituído por rejeito de telha cerâmica lavada e selecionada, com diâmetro médio entre 12,5 a 25,0mm onde foi plantado duas mudas/m² do Capim Andrequicé (Echinochloa crus-galli);

2) filtros rudimentares constituídos por duas unidades conjugadas, com dimensões de 4,10 x 1,00 x 1,22m (comprimento, largura e altura) totalizando um volume útil de 10,0m³, preenchido com conduítes cortados (2,5cm), que tem um índice de vazios da ordem de 89%.

A unidade de reúso consiste de uma área para plantio de cerca de 0,5 hectare, vizinha a ETE. O experimento consta de dois tratamentos: T1 - fertirrigação com efluente do “wetland” e T2 -fertirrigação com efluente dos filtros rudimentares, tendo cada tratamento oito repetições conforme apresentado na figura 1.

Figura 1: Desenho esquemático do campo experimental agrícola

As tubulações para abastecimento dos sulcos de irrigação são dispostas no solo de forma paralela (tubos janelados)

T1 - 8 PARCELAS (REPETIÇÕES) - FERTIRRIGAÇÃO EFLUENTE "WETLAND"

T1-P 5 T1-P 4 T1-P 3 T1-P 2 T1-P 1 T1-P 7 T1-P 6 T1-P 8

T2 - 8 PARCELAS (REPETIÇÕES) - FERTIRRIGAÇÃO EFLUENTE FILTROS

RES. EFLUENTE "WETLAND" RES. EFLUENTE FILTROS

T2-P 3 T2-P 2 T2-P 1 T2-P 5 T2-P 4 T2-P 8 T2-P 7 T2-P 6

O experimento foi realizado de julho a novembro de 2004, não tendo sido registrado ocorrência de chuvas nesse período.

O plantio foi realizado obedecendo ao delineamento inteiramente casualizado em dezesseis parcelas compostas por três fileiras de milho com 25,0m de comprimento cada, perfazendo uma área de aproximadamente 1.200m². O espaçamento entre fileiras é de 1,00m e entre covas 0,40m, contendo em média 02 (duas) plantas/cova, equivalente a uma população de 50.000 plantas por hectare.

Os tratos culturais constaram de capinas manuais e controle de pragas (lagarta e pulgão) sempre que necessário. É importante ressaltar a presença nessa área de uma das dez piores plantas daninhas do mundo, a tiririca (Ciperus rotundus L.), muito comum nas áreas irrigadas do Nordeste brasileiro, apesar de ser exótica, sendo originária de Nova Zelândia. Os órgãos subterrâneos desta ciperácea produzem inibidores da germinação e do crescimento de sementes e plantas de outras espécies, fenômeno chamado de alelopatia. Os efluentes foram dispostos em um sistema de irrigação por sulcos rasos, com base na taxa de infiltração (4mm/minuto), tempo de avanço nos sulcos (aproximadamente 3 minutos) e características físicas do solo, com uma lâmina bruta diária de 16mm e eficiência de 60%,que corresponde a uma lâmina líquida diária de 10mm.

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potássio, cálcio e magnésio. A qualidade bacteriológica foi avaliada através das determinações de Coliformes Totais, Coliformes Fecais e ovos de Helmintos.

A Tabela 1 contém as principais características das águas utilizadas na fertirrigação. O tratamento T1 refere-se aos efluentes da lagoa facultativa + “wetland” e o tratamento T2 aos efluentes da lagoa facultativa + filtros rudimentares.

Tabela 1: Composição média dos efluentes aplicados nas parcelas irrigadas

PARÂMETRO TRATAMENTO T1 TRATAMENTO T2

pH (mínimo-máximo) 7,5 – 7,95 7,64 – 7,91 CEa (dS/m) 1,59 1,53 DQOtotal (mg/L) 119,70 374,3 P – total (mg/L) 1,46 1,50 P – PO4 (mg/L) 0,41 0,39 NTK (mg/L) 58,86 76,51 K (mg/L) 28,00 28,67 Ca (meq/L) 1,92 1,79 Mg (meq/L) 3,13 3,36 Na (meq/L) 9,09 7,69 HCO3 (meq/L) 8,67 8,52 RAS° 6,63 5,51 Helmintos (nº ovos/L) 0,0 0,25

Potencial fertilizante dos efluentes

Durante o período de irrigação (83 dias) foram aplicados aproximadamente 830 mm (lâmina líquida de 10 mm). Considerando a concentração de NPK nos efluentes do “wetland” e dos filtros rudimentares, em tese, teriam sido aplicados ao solo irrigado com os efluentes acima descritos:

• No tratamento T1 (efluente do “wetland”) Nitrogênio: 489 kg N/ha

Fósforo: 12,1 kg P/ha Potássio: 232 kg K/ha

• No tratamento T2 (efluente dos filtros rudimentares) Nitrogênio: 635 kg N/ha

Fósforo: 12,5 kg P/ha Potássio: 238 kg K/ha

A parcela experimental foi constituída por três fileiras de 25,0 m de comprimento, espaçadas de 1,0 m, com oito repetições por tratamento, sendo identificadas pelo número do tratamento e da parcela (T1-P1 a T1-P8 e T2-P1 a T2-P8). A parcela útil constituiu-se da fileira central de cada repetição, que foram utilizadas para as avaliações.

Foram isoladas as plantas das cinco covas centrais da parcela útil, nas quais foram avaliados as alturas de plantas e de inserção das espigas e os diâmetros dos colmos. Como altura da planta, considerou-se a distância do nível do solo ao ponto de curvatura da lâmina foliar mais alta. A altura de inserção da espiga foi considerada como sendo a distância do nível do solo ao nó de inserção da espiga.

Quinze dias antes da colheita, realizada manualmente, todas as plantas das cinco covas isoladas para avaliação foram dobradas a cerca de 60 cm de altura, para secagem das espigas. As espigas produzidas foram colhidas aos 112 dias contados do plantio.

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Foram avaliados em cada parcela: diâmetro e tamanho de espigas, diâmetro e peso de sabugo, produção de grãos e peso de 1.000 grãos. Os resultados foram submetidos à análise de variância, utilizando o teste F ao nível de 5%. A comparação das médias foi feita com o teste Tukey, a 5% de probabilidade.

O nível de fertilidade de um solo depende de sua capacidade de fornecer água e nutrientes para o desenvolvimento adequado das plantas, sendo influenciado pelas propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Para fins práticos, o nível de fertilidade de um solo é avaliado por um conjunto de propriedades químicas, quais sejam: pH (acidez ativa), matéria orgânica, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, alumínio + hidrogênio (acidez potencial), capacidade de troca catiônica (CTC), saturação por bases, etc. Para caracterização da fertilidade do solo da área experimental, foram coletadas amostras nas profundidades de 0-20 e 0-20-40 cm, cujos resultados analíticos estão apresentados na tabela 2.

Tabela 2: Principais características químicas, físicas e classificação do solo da área experimental.

Profundidades (cm) Características Químicas 0 -20 20 - 40 pH em H2O (1:2,5) 6,2 6,3 H + Al cmolc/kg 0,83 0,83 Al cmolc/kg 0 0 Ca cmolc/kg 2,06 1,86 Mg cmolc/kg 1,47 1,27 K cmolc/kg 0,82 0,80 Na cmolc/kg 0,34 0,39 CTC cmolc/kg 5,52 5,13 P.S.T. % 6,16 7,60 V % 85 84 Matéria Orgânica g/kg 17,0 14,4 P mg/kg 117 112 CEes (dS/m) 1,20 0,71 Zn mg/kg 1,7 1,9 Cu mg/kg 1,8 1,9 Fe mg/kg 15,0 14,7 Mn mg/kg 15,3 15,0 B mg/kg 0,7 0,76 Profundidades (cm) Características Físicas 0 -20 20 - 40 Areia % 86 87 Silte % 12 9 Argila % 2 4

Classe Textural Areia franca Areia franca

Análises químicas e físicas realizadas no Laboratório de Análises de Solo, Água e Planta da Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte S/A – EMPARN.

RESULTADOS

Observou-se através da RAS° e da condutividade elétrica (CEa) da água de irrigação que a qualidade dos efluentes do “wetland” e dos filtros rudimentares têm uma classificação C3-S2 segundo o diagrama do “U.S.Salinity Laboratory Staff”, que significa alto perigo de salinização e médio perigo de sodificação. A importância da salinidade é sua influência quanto ao potencial osmótico do solo, à toxicidade iônica específica e à degradação das condições físicas que podem ocorrer no solo. Essas condições podem resultar na redução das taxas de crescimento da planta, na redução da produtividade e, em casos de severidade, na perda total da plantação.

A salinidade pode reduzir a retirada de água do solo pela planta, pela redução do potencial osmótico do mesmo; isso obriga a planta a utilizar uma elevada quantidade de energia disponível para ajustar a

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concentração de sais no interior de seus tecidos a fim de obter água suficiente, resultando em menos energia disponível para o crescimento da planta. O problema é maior sob condições de clima quente e seco.

De acordo com suas características o solo da área experimental está classificado como normal, na sua camada arável. É um solo caracterizado como arenoso, o que torna favorável quando se trata de irrigação com águas residuárias, pois os sais depositados no solo por elas serão lixiviados, evitando um acumulo gradativo e conseqüente aumento na salinidade.

Os resultados obtidos, em função dos tratamentos aplicados, para as variáveis de controle utilizadas na avaliação dos parâmetros de crescimento e qualidade das plantas são apresentados na tabela 3.

Tabela 3: Parâmetros de controle de qualidade – milho AG-1051

TRATAMENTOS CV VARIÁVEL

EW (T1) EF (T2) %

Altura média de planta, m 2,12a 2,14a 5,39

Diâmetro médio do colmo, mm 2,33a 2,29a 6,79

Altura média de inserção da espiga, m 1,30a 1,28a 6,40

Índice de espiga 0,90a 0,96a 6,96

Tamanho médio da espiga, cm 11,61a 11,71a 7,33

Diâmetro médio da espiga, cm 4,33a 4,34a 4,75

Diâmetro médio do sabugo, cm 2,43a 2,40a 2,60

Peso médio da espiga, g 109,63a 112,38a 22,38

Peso médio do sabugo, g 18,38a 19,38a 17,32

Peso de 1.000 grãos, g 210 210

Médias seguidas pela mesma letra, na linha, não diferem entre si significativamente ao nível de 5% de probabilidade, pelo teste Tukey. A figura 2 apresenta uma vista geral do cultivo de milho AG-1051, num sistema de irrigação por sulcos rasos.

Figura 2: Cultivo de milho AG-1051 na cidade de Parelhas/RN

Pode-se observar pelo aspecto das plantas que não houve influência dos tratamentos com relação ao parâmetro altura de plantas.

A tabela 4 apresenta os resultados obtidos, em função dos tratamentos aplicados, na avaliação da produtividade.

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Tabela 4: Produtividade de grãos (t.ha-1) no primeiro experimento com o milho AG-1051

PARCELAS TRATAMENTOS P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 MÉDIAS CV (%) T1 (EW) 4,45 5,10 4,25 3,65 4,20 4,00 6,15 4,05 4,48a T2 (EF) 3,65 5,75 4,55 6,25 3,15 3,25 5,25 4,95 4,60a 21,9

Médias seguidas pela mesma letra, na coluna, não diferem entre si significativamente ao nível de 5% de probabilidade, pelo teste Tukey.

Figura 3: Aspectos das espigas produzidas no primeiro experimento (milho AG-1051)

CONCLUSÕES

De acordo com as condições adotadas neste experimento, e com as características dos efluentes, pode-se concluir que:

• Apesar das diferenças dos sistemas de pós-tratamento, “wetland” com TDH = 7 dias e filtros rudimentares com TDH = 8 horas, e das características dos efluentes, não foram verificadas diferenças significativas na produtividade do milho irrigado com os dois efluentes. Isto certamente ocorre porque ambos efluentes atendem as necessidades nutricionais da cultura nas condições da pesquisa;

• O esgoto sanitário tratado mostrou-se vantajoso para fertirrigação de milho, mesmo aplicado em solo arenoso. A produtividade obtida com o milho híbrido AG-1051 (4,5 t.ha-1), em meses inadequados para o plantio devido a ausência de chuvas, é comparável à produtividade média obtida com híbridos na média dos ambientes estudados no Nordeste brasileiro, que foi da ordem de 6.267 kg.ha-1, variando de 5.289 kg.ha-1 a 7.135 kg.ha-1, enquanto a produção no Estado, nas condições de sequeiro, foi da ordem de 0,65 t.ha-1;

• A irrigação de milho híbrido da AGROCERES (AG-1051) pelo sistema de sulcos rasos com efluentes de lagoa facultativa + “wetland” e de lagoa facultativa + filtros rudimentares proporcionou produções equivalentes;

O desenvolvimento desse trabalho da rede de pesquisas do PROSAB – Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (FINEP/CNPq/CAIXA), contou com o apoio da Companhia de Águas e Esgotos do Rio Grande do Norte – CAERN.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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