UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS
CÂMPUS DE BOTUCATU
“
ALTERAÇÕES QUÍMICAS NO SISTEMA SOLO-PLANTA APÓS
ADUBAÇÃO COM LODO DE ESGOTO COMPOSTADO E IRRIGAÇÃO
COM ÁGUA RESIDUÁRIA EM LARANJEIRA ´VALÊNCIA`
”
LAIS LORENA QUEIROZ MOREIRA
Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp - Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Mestre em Agronomia (Irrigação e Drenagem)
CÂMPUS DE BOTUCATU
ALTERAÇÕES QUÍMICAS NO SISTEMA SOLO-PLANTA APÓS
ADUBAÇÃO COM LODO DE ESGOTO COMPOSTADO E IRRIGAÇÃO
COM ÁGUA RESIDUÁRIA EM LARANJEIRA ´VALÊNCIA`
LAIS LORENA QUEIROZ MOREIRA
Orientador: Prof. Dr. Hélio Grassi Filho
Co-orientador: Prof. Dr. Leonardo Duarte Batista da Silva
Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências Agronômicas da Unesp - Câmpus de Botucatu, para obtenção do título de Mestre em Agronomia (Irrigação e Drenagem)
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO – SERVIÇO TÉCNICO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - UNESP - FCA - LAGEADO - BOTUCATU (SP)
Moreira, Lais Lorena Queiroz,
1988-M838a Alterações químicas no sistema solo-planta após adubação com lodo de esgoto compostado e irrigação com água resi- duária em laranjeira ‘Valência’ / Lais Lorena Queiroz Mo- reira. – Botucatu : [s.n.], 2013
vi, 68 f. : tabs., grafs., fots. color.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agronômicas, Botucatu, 2013
Orientador: Hélio Grassi Filho
Coorientador: Leonardo Duarte Batista da Silva Inclui bibliografia
1. Laranja – Adubação. 2. Adubação orgânica. 3. Água –
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a DEUS pela vida e por sempre iluminar e abençoar o meu caminho.
Aos meus pais Aurelina Maria Queiroz Lima e David de Araújo Moreira pelo amor incondicional, por sempre estarem ao meu lado, pelo apoio constante e por acreditarem em mim.
Aos meus queridos irmãos Thiago, Letícia e Juninho pelo amor, amizade, cumplicidade e por tornarem minha vida mais feliz.
A Universidade Estadual Paulista ´´Júlio de Mesquita Filho`` pela oportunidade da realização do curso de mestrado e pela contribuição na minha formação.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa concedida.
Ao Prof. Dr. Hélio Grassi Filho pela orientação, atenção e disponibilidade em sempre me ajudar, o que contribuiu muito para o meu aprendizado.
Ao Programa de Pós-Graduação em Agronomia – Irrigação e Drenagem, especialmente ao Prof. Dr. João Carlos Cury Saad pelos ensinamentos transmitidos e por toda ajuda que recebi.
A Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, berço da minha formação profissional.
Ao meu Co-orientador e professor Dr. Leonardo Duarte Batista da Silva.
Ao Dr. Júlio César Thoaldo Romeiro pelas sugestões e esclarecimentos na condução do experimento.
Aos membros da banca Prof. Dra. Sarita Leonel e Dr. Júlio César Thoaldo Romeiro por aceitarem o convite e pelas valorosas contribuições e sugestões nesse trabalho.
Ao Dr. Thomaz Figueiredo Lobo, Ana Carolina Barbosa Kummer e Márcio Lanza pela ajuda, sugestões e troca de experiências.
Ao meu namorado Jhonatan Diego Cavalieri que tornou meus dias mais felizes em Botucatu. Obrigada pelo carinho, amizade, compreensão, ajuda e por estar sempre ao meu lado.
À minha amiga Luciana Fernandes de Brito pela nossa valiosa amizade.
Aos meus amigos de Botucatu Itaynara Batista, Rodrigo, Raimundo, Leysimar, Joselina, Géssica, Deivid, Camila e Lívia pela ajuda e pelos bons momentos de tanta alegria.
Ao Pedrinho por toda ajuda, apoio e comprometimento durante a condução do experimento. Sua ajuda foi fundamental e de grande preciosidade.
Aos funcionários do Departamento de Ciência do Solo e Recursos Ambientais, em especial o José Carlos, Antônio, Silvinha, Neia, Drika, Adenir, Dorival, Emerson e Daniel.
Ao Gilberto do Departamento de Engenharia Rural por todo auxílio a mim prestado. A todos os funcionários da biblioteca e da Seção de Pós-Graduação pela atenção e pelo atendimento de altíssima qualidade.
SUMÁRIO
RESUMO ... 1
SUMMARY ... 2
1 INTRODUÇÃO ... 3
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ... 5
2.1 Importância econômica da citricultura ... 5
2.2 Irrigação na citricultura ... 6
2.3 Uso de águas residuárias na agricultura ... 7
2.4 Qualidade da água para irrigação ... 8
2.5 Lodo de esgoto: características gerais ... 9
2.5.1 Uso do lodo de esgoto na agricultura ... 11
2.5.2 Metais pesados no lodo de esgoto ... 11
2.5.3 Legislação quanto à aplicação do lodo de esgoto na agricultura no Brasil ... 13
3 MATERIAL E MÉTODOS ... 16
3.1 Localização da área experimental... 16
3.2 Clima ... 16
3.3 Caracterização do solo e implantação do experimento ... 16
3.4 Descrição da Copa e Porta-Enxerto ... 18
3.5 Delineamento experimental e caracterização dos tratamentos ... 18
3.6 Análise química e aplicação do lodo de esgoto compostado... 20
3.7 Sistema de Irrigação ... 21
3.8 Variáveis avaliadas ... 23
3.8.1 Análise química do solo ... 23
3.8.2 Diagnose foliar ... 23
3.8.3 Qualidade, tamanho e peso dos frutos ... 24
3.8.4 Metais pesados ... 24
3.9 Análise estatística ... 25
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 26
4.1 Qualidade da água residuária utilizada na irrigação ... 26
4.2 Atributos químicos do solo ... 29
4.3 Diagnose foliar ... 38
4.4 Qualidade, peso e tamanho dos frutos ... 45
4.5 Teores de Metais pesados no solo ... 47
4.6 Acúmulo de metais pesados nos frutos ... 50
5 CONCLUSÕES ... 56
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE TABELAS
ALTERAÇÕES QUÍMICAS NO SISTEMA SOLO-PLANTA APÓS ADUBAÇÃO COM LODO DE ESGOTO COMPOSTADO E IRRIGAÇÃO COM ÁGUA RESIDUÁRIA EM LARANJEIRA ´VALÊNCIA`. Botucatu, 2013. 68 p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista ´´Júlio de Mesquita Filho``.
Autor: Lais Lorena Queiroz Moreira Orientador: Hélio Grassi Filho
Co-orientador: Leonardo Duarte Batista da Silva
RESUMO
O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos da adubação com lodo de esgoto compostado em função da substituição da adubação nitrogenada mineral pelo equivalente deste elemento presente no resíduo e da irrigação com água residuária nos parâmetros químicos do solo (pH, M.O., P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn, CTC e V%), teores nutricionais do tecido foliar (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn), na qualidade dos frutos de laranjeiras, nos teores de metais pesados no solo e nos frutos e na qualidade da água residuária utilizada na irrigação das laranjeiras. O experimento foi instalado em recipientes com capacidade de 500 L de solo na Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP/ Campus Botucatu- SP, contemplando 6 doses de lodo de esgoto compostado que representa 0, 25, 50, 75, 100 e 125%, respectivamente, da recomendação de N para a cultura da laranjeira e 2 tipos de água para irrigação (água potável e água residuária). Após coletados e tabulados, os dados foram submetidos a análise de variância e comparados pelo teste de Tukey a um nível de 5% de significância e submetidos à análise de regressão. A aplicação do lodo de esgoto compostado no solo proporcionou redução do pH e dos teores de K e Mg e aumento dos teores de M.O., P, CTC, V%, Ca, S, B, Cu, Fe, Mn e Zn. O lodo de esgoto compostado foi capaz de suprir a demanda de N pelas laranjeiras. Os teores de metais pesados detectados não apresentam risco de contaminação do solo e os teores encontrados nos frutos apresentam-se muito abaixo dos limites estabelecidos pela legislação.
CHEMICAL CHANGES IN THE SOIL-PLANT SYSTEM AFTER FERTILIZATION
WITH COMPOSTED SEWAGE SLUDGE WITH WASTEWATER AND
IRRIGATION IN ORANGE 'VALENCIA'. Botucatu, 2013. 68 p. Dissertação (Mestrado em Irrigação e Drenagem) – Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista ´´Júlio de Mesquita Filho.
Author: Lais Lorena Queiroz Moreira Adviser: Hélio Grassi Filho
Co-adviser: Leonardo Duarte Batista da Silva
SUMMARY
This study aimed to evaluate the effects of fertilization with composted sewage sludge due to the substitution of mineral N fertilization for the equivalent of that element present in the residue and irrigation with wastewater on soil chemical parameters (pH, OM, P , K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn, CEC and V%), nutritional content of the leaf tissue (N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn), the quality of fruits of orange, the contents of heavy metals in soil and fruits and the quality of wastewater used for irrigation of orange trees. The experiment was carried in containers with a capacity of 500 liters of soil in the open in the Department of Soil and Environmental Resources, College of Agricultural Sciences - UNESP / Botucatu Campus, SP, contemplating 6 doses of composted sewage sludge that is 0, 25 , 50, 75, 100 and 125%, respectively, of the N recommendation for the culture of the orange and 2 types of irrigation water (drinking water and wastewater). After collected and tabulated, the data were subjected to analysis of variance and compared by Tukey test at a 5% level of significance and subjected to regression analysis. Application of composted sewage sludge in the soil caused a reduction in pH and K, Mg and increased levels of OM, P, CEC,% V, Ca, S, B, Cu, Fe, Mn and Zn. The composted sewage sludge was able to meet the demand for N by orange trees. The detected levels of heavy metals present no risk of contamination of the soil and the levels found in fruits present well below the limits established by law.
1 INTRODUÇÃO
A utilização da irrigação na citricultura é uma técnica comprovadamente vantajosa, que traz incremento importante de produtividade, dentre outros benefícios, tanto em pomares destinados ao cultivo de futas in natura como em pomares destinados à produção de suco para industria.
Em muitas regiões a disponibilidade de recursos hídricos está cada vez menor, tanto no aspecto qualitativo como quantitativo, tornando-se um fator limitante para várias atividades, dentre elas a agricultura irrigada, que é a atividade que mais demanda água, cerca de 70% do total. Neste cenário, uma alternativa é a utilização de resíduos líquidos, através dos sistemas de irrigação, que além de fornecer água, podem ainda fornecer nutrientes às plantas.
No tratamento de esgotos sanitários, além da geração de água residuária, é produzido o lodo de esgoto, um resíduo que merece destaque, não somente pelas grandes quantidades produzidas, mas também pelo seu potencial poluidor, quando sua destinação final não é adequada do ponto de vista ambiental.
composição, características que limitem sua utilização agrícola, como organismos patogênicos e metais pesados.
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Importância econômica da citricultura
Atualmente, o Brasil detém mais de 50% da produção mundial de suco de laranja e exporta 98% de sua produção. Em 2009, as exportações do complexo citrícola totalizaram 2,15 milhões de toneladas de produtos e US$ 1,84 bilhão em receita, representando cerca de 3% das exportações do agronegócio (NEVES et al., 2010).
De acordo com os dados do AGRIANUAL (2013) o país produziu cerca de 487,7 milhões de caixas de 40,8 kg numa área de 782,04 mil hectares.
A maioria dos estados brasileiros cultiva frutas cítricas, entretanto o estado de São Paulo, destaca-se como o maior produtor do país. Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), em 2012 o estado de São Paulo produziu 76,3% do volume nacional de frutas cítricas.
Em 2012, a citricultura paulista vivenciou um de seus piores anos devido à baixa rentabilidade, o que levou milhares de produtores a abandonar a cultura. Cerca de 2,2 mil propriedades deixaram de produzir citros no estado em comparação a 2011, gerando uma redução de 12% do número de propriedades produtoras (HORTIFRUTI BRASIL, 2013).
Um dos motivo que influenciaram a redução da rentabilidade da citrucultura em 2012 foi a redução nas exportações, devido a descoberta de vestígios do fungicida Carbendazim pelo FDA/EUA, órgão regulador para alimentos e saúde dos EUA, visto esse produto ser proibido no mercado note americano e os carregamentos de suco concentrado congelados provenientes do Brasil foram devolvidos devido a presença deste agroquímico (AIA, 2012). A crise econômica que se iniciou no final de 2008, também influenciou na redução do consumo do suco de laranja, sobretudo na Europa e nos Estados Unidos, que eram grandes consumidores do suco de laranja brasileiro.
Apesar da crise enfrentada atualmente pelos citricultores, existe a estimativa de que nos próximos anos os grandes consumidores tradicionais podem voltar a comprar volumes próximos dos que eram usuais há poucos anos e os países emergentes devem aumentar o consumo (AGRIANUAL, 2013).
Diante do volume de negócios gerados, a citricultura é uma atividade de grande importância social, por isso todos os esforços devem ser voltados para garantir a permanência e modernização do setor com novas alternativas que favoreçam a cadeia produtiva.
2.2 Irrigação na citricultura
O avanço da irrigação na citricultura brasileira ocorreu à partir da década de 70, com o sistema de irrigação pelo carretel enrolador e na década de 90 com a irrigação localizada, principalmente o sistema de gotejamento (PIRES et al., 2005).
As plantas cítricas apresentam pouca resistência ao período prolongado de seca devido seu sistema radicular que, apesar de atingir profundidades acima de 1m, é frequentemente mais superficial, concentrando-se efetivamente entre 50 e 60 cm de profundidade (VIEIRA e GOMES, 1999). Diante disso, a irrigação torna-se fundamental, especialmente entre o florescimento e a queda fisiológica, quando a necessidade hídrica é máxima, podendo atingir uma transpiração superior à 150 L planta-1dia-1 (MARIN, 2000).
Alves Júnior et al. (2004) observaram diferença significativa na produção de frutos em pomar irrigado por gotejamento de lima ácida Tahiti enxertado em citrumelo Swingle, aos 31 meses após o plantio. Para as condições em que o experimento foi desenvolvido, a produção do tratamento não irrigado correspondeu apenas a 34% do irrigado.
2.3 Uso de águas residuárias na agricultura
Em função da escassez de água que atinge várias regiões do mundo juntamente com problemas de qualidade da água, a utilização de águas residuárias na agricultura torna-se uma alternativa viável, visto que a irrigação agrícola representa aproximadamente 70% do consumo hídrico no mundo (HESPANHOL, 2002).
São vários os benefícios proporcionados pela utilização de águas residuárias proveniente do tratamento de esgotos na agricultura, podendo-se mencionar a economia da quantidade de água potável utilizada para irrigação e pela possibilidade do aproveitamento de nutrientes contidos nestes efluentes que são esssenciais para o desenvolvimento das plantas, como N, P, Zn, B e S (BLUM, 2003).
O maior número de trabalhos publicados sobre a utilização de águas residuárias em citros provém do projeto Water Conserv II, conduzido pela Universidade da Florida, EUA. De acordo com Parsons et al. (2001), este é o maior projeto do mundo de irrigação com águas residuárias em citros, possuindo aproximadamente 1900 hectares. Nas condições estudadas por estes autores, o uso da água residuária foi capaz de suprir totalmente a necessidade de Ca, P e B exigidos pela cultura.
De acordo com Meli et al. (2002) o fornecimento de águas residuárias para a irrigação de laranjeiras aumenta a quantidade de nutrientes disponíveis no solo, uma vez que a utilização desta água melhora a eficiência metabólica da microflora do solo associada com a maior atividade de enzimas hidrolases e fosfatases.
2.4 Qualidade da água para irrigação
De acordo com Araújo (1999), a qualidade da água é definida em função dos critérios de salinidade, sodicidade, toxidez, concentração de íons e aspectos sanitários
Já Ayers & Westcot (1991) classificam as águas para irrigação em três grupos: sem restrição ao uso, com restrição leve a moderada e com restrição severa. Dentre os parâmetros utilizados nesta classificação, destacam-se a salinidade, a sodicidade, a toxidez, efeitos diversos e o pH.
Dentre os parâmetros de qualidade, o risco de salinidade é uma preocupação específica do reúso da água na irrigação, pois a água residuária pode apresentar em sua composição um elevado teor de sais. Se quantidades excessivas de sais solúveis forem acumuladas na zona das raízes, a pressão osmótica do solo em solução torna-se excessivamente alta e a água torna-se menos disponível para as plantas (CROOK, 1993).
Fuentes et al. (2002) observaram, em solos irrigados com águas residuárias oriundas de sistemas de drenagem agrícola, durante um período de cinco anos, aumento na concentração de sódio em relação ao cálcio e magnésio. Os autores concluíram que, a aplicação das águas residuárias, sem tratamento prévio, poderá ocasionar a sodificação do solo. Outros autores têm observado também a elevação nos teores de sódio trocável em solos irrigados com efluentes tratados (AL-NAKSHABANDI et al.,1997; DUARTE, 2006; LEAL et al., 2009).
Quando se utiliza água residuária para irrigação é importante que seja monitorado o teor de metais pesados para evitar problemas de contaminação do solo. Al-Nakshabandi et al. (1997) observaram aumento na concentração de metais pesados, tais como, zinco, chumbo, cobre e cádmio no solo que recebeu aplicação de esgoto sanitário tratado.
Oliveira & Mattiazzo (2001) estudaram a movimentação de cádmio, cromo, cobre, níquel, chumbo e zinco num solo argiloso tratado com aplicações sucessivas de efluente de lodo de esgoto, por um período de dois anos. Os resultados para cádmio, níquel e chumbo não foram conclusivos, uma vez que seus teores no solo e na solução do solo estiveram abaixo da sensibilidade do método analítico utilizado.
Outros estudos demonstraram que, as concentrações de metais pesados
disponíveis no solo não têm sido alteradas, mediante a aplicação de esgoto sanitário tratado.
Smith et al. (1996) verificaram que em solos florestais irrigados com água residuária por mais
de quatro anos, as concentrações de cromo, níquel, chumbo e zinco permaneceram constantes.
Com relação ao pH, Falkiner e Smith (1997) observaram aumento no valor de pH de solos fertirrigados com água residuária e diminuição do teor de alumínio trocável, devido ao aumento dos cátions trocáveis no solo (cálcio, magnésio, potássio e sódio) adicionados pelo esgoto sanitário tratado.
2.5 Lodo de esgoto: características gerais
O lodo de esgoto ou biossólido é o resíduo obtido do processo de tratamento primário, secundário e terciário de esgotos provenientes das descargas domésticas, industriais e rurais.
Entretanto a produção de lodo de esgoto vem aumentando, devido ao crescimento e desenvolvimento sócio-econômico da população e da expectativa da universalização do saneamento básico. Estima-se que para o ano de 2015, cerca de 286 mil toneladas anuais de lodo em base seca (785 Mg por dia) serão produzidos apenas no estado de São Paulo (TSUTYA, 2000).
A composição do esgoto é variável de acordo com o processo utilizado na estação de tratamento de esgoto, origem e época do ano, mas em média pode-se observar que 99,9% do esgoto doméstico é constituído de água e 0,01% de sólidos. A parte sólida é constituída de 70% de substâncias orgânicas, como as proteínas, carboidratos e gorduras e 30% de substâncias inorgânicas, constituídas principalmente por diversos tipos de sais e areia (BERTON et al, 2010).
As características químicas do lodo dependem da qualidade do esgoto que irá ser tratado, do tipo de equipamentos adotados pela Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), forma de condicionamento do lodo e do tratamento para redução de patógenos. Algumas características químicas de tipos de lodo de esgoto podem ser visualizadas na tabela 1.
Tabela 1 Algumas características químicas de lodos de esgoto (matéria seca).
Característica Unidade Líquido com cal Seco Compostado
pH (in natura) --- 11 8,3 7,3
Umidade % (m/m) 98,8 23 55
Carbono orgânico g kg-1 168,1 264 303
Nitrogênio total g kg-1 28,1 39 23
Relção C/N --- 6 7 13
Fósforo g kg-1 6,5 19 0,7
Potássio g kg-1 5,5 1,6 3,8
Cálcio g kg-1 63 12 7,4
Magnésio g kg-1 2,3 5,2 2,3
Enxofre g kg-1 4 7 2,6
Zinco mg kg-1 305 734 373
Cobre mg kg-1 347 237 105
Boro mg kg-1 18 17 39
2.5.1 Uso do lodo de esgoto na agricultura
A elevada produção de lodo de esgoto, principalmente nos grandes centros urbanos, incentivou vários pesquisadores a intensificarem os estudos para utilização desses resíduos, para fins agrícolas. Desta forma, a reciclagem, via utilização agronômica por meio da aplicação do lodo de esgoto no solo, apresenta-se como uma tendência mundial (LOPES et al., 2008).
O lodo de esgoto contém considerável percentual de matéria orgânica e elementos essenciais às plantas, podendo substituir, ainda que parcialmente, os fertilizantes minerais, desempenhando importante papel na produção agrícola e na manutenção da fertilidade do solo (NOGUEIRA et al., 2008).
Diversos autores (TSUTIYA, 2000; MELFI & MONTES, 2001; MELO & MARQUES, 2000) afirmam que a matéria orgânica contida no lodo de esgoto pode aumentar o conteúdo de húmus que melhora a capacidade de armazenamento e infiltração da água no solo, aumentando a resistência dos agregados e reduzindo a erosão.
Madejon et al. (2003) observaram que aplicações repetidas de quantidades moderadas de lodo de esgoto no cultivo de laranjeiras promoveram efeitos positivos nas propriedades químicas e bioquímicas do solo, assim como na produção dos frutos.
No entanto, o lodo de esgoto pode apresentar em sua composição poluentes potencialmente tóxicos, como: metais pesados; compostos orgânicos persistentes e organismos patogênicos como coliformes fecais, salmonela, vírus e helmintos (SILVÉRIO, 2004) exigindo assim a definição de critérios que garantam a segurança do seu uso.
2.5.2 Metais pesados no lodo de esgoto
A concentração de metais pesados no lodo de esgoto é um dos fatores que vai determinar a viabilidade de sua aplicação na agricultura e por quanto tempo o mesmo poderá ser aplicado até que a concentração dos mesmos no solo atinja um potencial elevado de risco para o ambiente e para a saúde do homem (MELO et al., 2010). No entanto, o lodo de esgoto doméstico tende a apresentar concentrações mais baixas de metais pesados em relação aos esgotos industriais.
Diversos trabalhos demonstram que a aplicação de lodo de esgoto promove o aumento da concentração de metais pesados no solo (MULCHI et al., 1991; HOODA & ALLOWAY, 1993). No entanto, o fato do metal pesado estar presente no solo não significa que esteja em forma prontamente assimilável pelas plantas, podendo permanecer por longos períodos sem ser absorvido em quantidades tóxicas (SIMONETE & KIEHL, 2002). Marques et al. (2001), estimam que menos de 1% do total de metais pesados originários de biossólidos são absorvidos pelas plantas.
McBride (1995) argumenta que a degradação da matéria orgânica adicionada ao solo pelos resíduos orgânicos poderá liberar metais pesados em formas de complexos solúveis. Assim, a capacidade do solo em absorver metais é inicialmente aumentada pela matéria orgânica do resíduo e, com o tempo, seguido da interrupção da aplicação e a conseqüente degradação dessa carga orgânica, a capacidade de retenção tenderia a voltar ao seu estado original, liberando os metais para a solução do solo e consequentemente influenciando o desenvolvimento de espécies vegetais de interesse agrícola.
Oliveira et al. (2001) avaliaram a movimentação de metais pesados, em profundidade, num Latossolo Amarelo distrófico tratado com aplicações sucessivas de lodo de esgoto no cultivo de cana-de-açúcar. De acordo com os autores, não foram detectados os metais Cd, Cr, Ni e Pb no solo por estarem abaixo do limite de determinação do método utilizado. Já em relação ao Zn foram observados aumentos nos teores totais em função das doses de lodo de esgoto e uma progressão dos teores em profundidade de um ano agrícola para o outro.
De forma geral, é possível determinar intervalos de concentrações de metais pesados em plantas, capazes de promover o surgimento de sintomas de toxicidade, que depende não somente de variáveis relacionadas à planta, mas também daquelas relacionadas ao solo, à natureza do metal e sua concentração. De acordo com Oliveira et al. (2001), a maior ou menor mobilidade dos metais pesados será determinada pelos atributos do solo, como teores e tipos de argila, pH, capacidade de troca de cátions, teor de matéria orgânica, entre outros, que influenciarão as reações de adsorção/dessorção, precipitação/dissolução, complexação e oxirredução. Portanto é de fundamental importância o estudo sobre o comportamento das plantas manejadas com compostos orgânicos, como o lodo de esgoto.
2.5.3 Legislação quanto à aplicação do lodo de esgoto na agricultura no Brasil
Os primeiros órgãos ambientais a estabelecerem uma legislação específica, regulamentando a aplicação do lodo de esgoto na agricultura, foram os dos estados de São Paulo, Paraná e Distrito Federal.
No Estado de São Paulo, a Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), estabeleceu em 1999 (CETESB, 1999), a Norma Técnica P4.230 intitulada Aplicação de Lodos de Sistemas de Tratamento Biológico em Áreas Agrícolas - Critérios para Projetos de Operação. Esta norma refere-se exclusivamente a lodos oriundos de sistemas de tratamento biológico de despejos líquidos sanitários e industriais e estabelece os procedimentos, critérios e requisitos para a elaboração de projetos, implantação e operação de sistemas de aplicação deste tipo de lodo, em áreas agrícolas, que visam atender as exigências ambientais.
No Distrito Federal, o Conselho do Meio Ambiente do Distrito Federal publicou, em Julho de 2006, a resolução 03/2006, que estabelece normas, padrões e procedimentos para distribuição e uso de lodo de esgoto na agricultura, reflorestamento, recuperação de áreas degradadas, processamento e pesquisas no Distrito Federal.
Em 29 de Agosto de 2006, o Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA estabeleceu a resolução n° 375. Essa resolução é a mais recente e aplica-se a todos os Estados. O objetivo principal da resolução é de evitar o uso indiscriminado e não regulamentado do lodo de esgoto, visando benefícios à agricultura e evitando riscos à saúde publica e ao meio ambiente.
A resolução n° 375 do CONAMA define critérios e procedimentos para o uso agrícola do lodo de esgoto gerados em estações de tratamento de esgoto e seus produtos derivados. A resolução estabelece qual é a declividade da área a ser tratada, a distância mínima de nascentes de água e leitos de rios, os teores totais de alguns metais pesados no solo e espécie vegetal de interesse. Quanto ao lodo de esgoto, aspectos relacionados à degradação da fração orgânica do resíduo, taxa de mineralização do nitrogênio, teores totais de metais pesados e conteúdo de organismos patogênicos. A resolução também restringe a aplicação deste resíduo em diversas culturas como as olerícolas, pastagens, tubérculos e raízes inundadas e outras culturas, cuja parte comestível entre em contato com o solo.
De acordo com a resolução, o lodo de esgoto é classificado de acordo com a concentração de patógenos presentes no material, como mostra a Tabela 2.
Tabela 2. Classes de lodo de esgoto ou produtos derivados – agentes patogênicos. Tipo de lodo de esgoto ou produto
derivado
Concentração de patógenos
A
Coliformes termotolerantes <103 NMP g ST-1 Ovos viáveis de helmintos <0,25 ovo g ST-1
Salmonella ausência em 10 g ST-1 Vírus < 0,25 UFP ou UFF g ST-1 B
Coliformes termotolerantes <106 NMP g ST-1 Ovos viáveis de helmintos <10 ovos g ST-1
CONAMA (2006)
A resolução ainda estabelece a concentração máxima permitida de substâncias inorgânicas no lodo de esgoto ou produto derivado (Tabela 3).
Tabela 3. Concentração máxima permitida de substâncias orgânicas no lodo de esgoto ou produto derivado.
Substâncias Inorgânicas
Concentração máxima permitida no lodo de esgoto ou produto derivado (mg kg-1, base seca)
Arsênio 41
Bário 1300
Cádmio 39
Chumbo 300
Cobre 1500
Cromo 1000
Mercúrio 17
Molibdênio 50
Níquel 420
Selênio 100
Zinco 2800
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Localização da área experimental
O experimento foi instalado no Departamento de Solos e Recursos Ambientais, da Faculdade de Ciências Agronômicas – UNESP/ Campus Botucatu- SP, a aproximadamente 786 m de altitude, apresentando coordenadas geográficas: 22º52’55’’ S e
48º26’22’’ W.
3.2 Clima
O município de Botucatu-SP apresenta clima temperado quente (mesotérmico) com chuvas no verão e seca no inverno (Cwa - Koppen), e a temperatura média mais quente superior a 22°C (CUNHA et al., 1999).
3.3 Caracterização do solo e implantação do experimento
O presente experimento teve início no ano de 2008 através do preenchimento dos vasos de 500 L com o solo do tipo LATOSSOLO VERMELHO segundo a classificação da EMBRAPA (2006). Posteriormente foi aplicado o lodo de esgoto compostado de acordo com os tratamentos.
químicas do solo foram analisados pelo Laboratório de Fertilidade do Solo do Departamento de Solos e Recursos Ambientais, pertencente a UNESP/Botucatu, segundo metodologia descrita por Raij et al. (2001) e encontram-se nas Tabelas 4 e 5.
Tabela 4. Atributos químicos do solo nos diferentes tratamentos na profundidade de 0-20 cm no ano de 2011.
Trat. pH M.O. Presina K Ca Mg SB CTC V%
CaCl2 g dm-3 mg dm-3 ---mmolc dm-3---
1 5,5 28,0 3,4 2,2 27,3 19,6 49,2 77,2 63,4
2 5,6 26,0 2,6 2,2 27,7 19,2 49,0 70,7 69,0
3 5,6 26,6 10,9 1,4 38,4 21,6 61,3 87,7 69,0
4 5,3 29,8 7,2 1,1 33,0 13,2 47,3 78,8 59,9
5 5,8 27,7 15,2 1,2 47,0 13,2 61,4 82,6 74,0
6 5,9 26,9 14,2 1,3 57,7 15,4 74,3 92,5 80,0
7 5,5 31,4 49,2 1,0 75,7 7,9 84,3 112,2 74,7
8 5,4 26,8 31,3 1,2 63,3 4,6 68,9 98,3 70,1
9 5,4 35,2 52,3 1,6 112,4 3,6 117,8 146,1 80,7
10 5,7 41,1 36,9 1,3 110,1 6,4 117,8 140,5 83,3
11 5,2 39,8 57,4 1,2 144,4 2,3 147,9 185,5 79,5
12 5,3 32,0 61,3 0,8 107,0 3,3 111,1 143,7 77,3
Fonte: Laboratório de Fertilidade do solo. DSRA-FCA.
Tabela 5. Atributos químicos do solo nos diferentes tratamentos na profundidade de 0-20 cm no ano de 2011.
Trat. S B Cu Fe Mn Zn
---mg dm-3---
1 8,1 0,3 0,8 28,0 0,8 0,8
2 2,7 0,2 0,8 29,8 0,9 2,1
3 48,4 0,2 0,8 29,8 0,9 2,1
4 51,2 0,2 1,0 38,9 1,3 4,2
5 112,1 0,3 1,6 23,0 1,5 5,8
6 138,3 0,2 0,7 23,4 1,9 5,3
7 452,2 0,3 1,1 44,4 3,4 18,2
8 355,4 0,3 1,1 44,4 3,4 18,2
9 633,4 0,4 1,7 54,8 3,9 25,8
10 480,9 0,3 1,3 43,3 3,1 18,6
11 897,2 0,3 1,5 56,2 4,6 28,5
12 843,9 0,3 1,4 53,9 2,7 35,2
3.4 Descrição da Copa e Porta-Enxerto
Utilizou-se no experimento a ´Valência` como variedade copa que apresenta maturação tardia e ocupa lugar de destaque entre os produtores, principalmente pela boa produtividade e pelo tamanho adequado dos frutos (PIO et al., 2005). Seus frutos podem ser destinados aos três tipos de comercialização disponíveis: exportação de fruta fresca, mercado interno e suco concentrado congelado (FIGUEIREDO, 1991).
O porta-enxerto utilizado no experimento foi o limoeiro ´Cravo`. No Estado de São Paulo ele vem sendo utilizado desde 1920, porém o seu uso foi muito intenso a partir dos anos 50, substituindo a laranjeira ´Azeda` devido à suscetibilidade desta ao vírus da tristeza dos citros. Há muitas razões para o seu uso por viveiristas e produtores, dentre eles os mais importantes são: facilidade de formação das mudas, compatibilidade com todas as copas, produção precoce, altas produções de frutos de boa qualidade, grande resistência à seca e tolerância ao vírus da tristeza dos citros (POMPEU JÚNIOR, 2005).
3.5 Delineamento experimental e caracterização dos tratamentos
O experimento já se encontrava instalado em recipientes com capacidade de 500 L de solo espaçadas em 5 m entre linhas e 4 m entre plantas, contemplando 6 doses de lodo de esgoto compostado que representa 0, 25, 50, 75, 100 e 125%, respectivamente, da recomendação de N para a cultura da laranjeira e 2 tipos de água para irrigação (Água Potável (AP) e Água Residuária (AR)), em esquema fatorial 6 x 2, com 6 repetições. A complementação da dose de N necessária para se alcançar os 100% do requerimento da cultura deu-se pela aplicação de N mineral.
T1 : 100% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral, sendo utilizada água potável (AP) na irrigação da cultura.
T2 : 100% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
T4 : 75% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral e 25% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
T5 : 50% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral e 50% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água potável (AP) na irrigação da cultura.
T6 : 50% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral e 50% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
T7 : 25% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral e 75% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água potável (AP) na irrigação da cultura.
T8 : 25% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral e 75% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
T9 : 100% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água potável (AP) na irrigação da cultura.
T10 : 100% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
T11 : 125% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água potável (AP) na irrigação da cultura.
T12: 125% da dose de N recomendada fornecida via lodo de esgoto compostado, sendo utilizada água residuária (AR) na irrigação da cultura.
3.6 Análise química e aplicação do lodo de esgoto compostado
O lodo de esgoto utilizado foi proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto de Jundiaí e atendendo as normas de utilização do lodo de esgoto segundo a Resolução do CONAMA nº 375/2006 (CONAMA, 2006) o lodo de esgoto utilizado no experimento foi compostado.
Para determinação dos atributos químicos realizou-se a análise do lodo de esgoto compostado (Tabela 6) no Laboratório de Fertilizantes e Corretivos do Departamento de Solos e Recursos Ambientais da Faculdade de Ciências Agronômicas de Botucatu – SP, sendo determinado pH, C/N, N, P2O5, K2O, Ca, Mg, S, M.O., C, Na, Cu, Fe,
Mn e Zn, de acordo com a metodologia de LANARV (1988).
Tabela 6. Atributos químicos do lodo de esgoto compostado utilizado no experimento a partir no quarto ano de cultivo da laranjeira.
pH C/N N P2O5 K2O Ca Mg S Um. M.O. C Na Cu B Fe Mn Zn
---% na matéria seca--- ---mg kg-1 matéria
seca----7,21 13/1 1,07 1,00 0,14 1,72 0,38 1,26 37 25,83 14,35 3700 240 209 3260 210 1400 Fonte: Laboratório de Fertilidade do solo. DSRA-FCA.
Para o cálculo do N disponível no lodo de esgoto compostado a Resolução do CONAMA nº 375/2006 (CONAMA, 2006) estabelece uma taxa de mineralização para o lodo de esgoto compostado de 10%. Entretanto, foi considerada uma taxa de mineralização de 30% pois a taxa estabelecida pela resolução é específica para solos de clima temperado que se difere das condições tropicais (ANDRADE et al., 2010).
Considerando a umidade do lodo compostado de 37%, adotou-se o seguinte cálculo para definição da quantidade de lodo compostado a ser aplicado ao solo:
- Considerando a necessidade da cultura de 300 g de N planta-1, segundo recomendação de Quaggio et al. (1996);
- Considerando que 100 kg de lodo de esgoto compostado na base seca possui 1,07 kg de N.
24, 36, 48 e 60 t ha-1 correspondendo a 0; 25; 50; 75; 100 e 125%, respectivamente da recomendação de N para a cultura.
Figura 1. Vista parcial do experimento.
3.7 Sistema de Irrigação
O sistema de irrigação conta com 4 reservatórios com capacidade de 1000L cada. Destes, 2 reservatórios foram utilizados para armazenamento de AP e 2 para armazenar a AR. Cada tratamento apresenta registro para abertura e fechamento manual, permitindo a aplicação de água e fertilizantes de maneira individualizada, onde as linhas laterais são compostas por mangueira de polietileno com 16 mm de diâmetro, com 2 gotejadores por planta marca NETAFIM autocompensante de vazão 4 L h-1 cada um.
Lap= EC x Kp x Kc
Ef Lap: lâmina a ser aplicada
EC: evaporação obtida pelo Tanque Classe A Kp: coeficiente do tanque
Kc: coeficiente da cultura Ef: eficiência do sistema
Para fins deste experimento, considerou-se 95% de eficiência do sistema, conforme Bernardo et al. (2008) e um Kc de 0,65. O tempo de irrigação foi obtido pela razão entre a lâmina a ser aplicada e a intensidade de aplicação do gotejador.
3.8 Variáveis avaliadas
3.8.1 Análise química do solo
Foram coletadas amostras simples de solo de todos os vasos, na profundidade de 0-20 cm. As amostras retiradas foram homogeneizadas, secas em estufa com circulação forçada de ar em temperatura variando entre 65-70ºC e enviadas ao Laboratório de Fertilidade do Solo do Departamento de Solos e Recursos Ambientais da Faculdade de Ciências Agronômicas - UNESP/Câmpus de Botucatu para a determinação do pH, M.O., P, H+Al, Al, K, Ca, Mg, S, SB, CTC e V%, segundo metodologia descrita por Raij et al. (2001). As análises químicas para determinação de B foram realizadas em extrato de água quente, enquanto para os nutrientes Cu, Mn e Zn em extrato de DTPA a pH 7,3.
3.8.2 Diagnose foliar
Foram coletadas amostras de folhas, que correspondem a 4˚ folha de ramos frutíferos geradas na primavera com aproximadamente 6 meses de idade, onde foram coletas 4 folhas por planta, uma em cada quadrante, na altura mediana da copa (Figura 3).
Figura 3. Folha coletada para avaliação do estado nutricional das plantas.
3.8.3 Qualidade, tamanho e peso dos frutos
Dos frutos colhidos, foram retiradas amostras de 24 frutos por tratamento para análises de acidez titulável - AT (PREGNOLATTO & PREGNOLATTO, 1985), teor de sólidos solúveis - SS, relação entre sólidos solúveis e acidez titulável ou “ratio” (TRESSLER & JOSLYN, 1961), comprimentro, diâmetro e peso médio dos frutos.
3.8.4 Metais pesados
de acordo com a metodologia descrita por Malavolta et al. (1997) e as determinações analíticas foram feitas por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivo.
No solo foram determinados os teores dos elementos As, Cd, Cr, Hg, Pb, Ni, Zn, Cu, Mo e Se na profundidade de 0-20 cm conforme a metodologia descrita por Raij et al. (2001) e as determinações analíticas foram feitas por espectrometria de emissão atômica com plasma indutivo.
3.9 Análise estatística
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Qualidade da água residuária utilizada na irrigação
Ao longo do experimento foram determinadas as características químicas da água residuária utilizada na irrigação das laranjeiras. Os resultados encontram-se na Tabela 7, na qual se apresentam os valores médios e o desvio padrão para cada atributo avaliado.
De acordo com Jenkins & Hermano Wics (1991) do N-total existente nos esgotos domésticos frescos, aproximadamente 40% está na forma de NH4+ e 60% na
forma de N orgânico. Entretanto as concentrações e as formas de N encontradas nas águas residuárias dependem do tipo de tratamento e do tipo de processo que são utilizados (DUARTE, 2006). Segundo Ayres & Westcot (1991), as águas residuárias possuem uma elevada concentração de N, entre 10 e 50 mg L-1. Diante dos resultados obtidos observa-se que a concentrações de N encontradas na água residuária em muitas épocas estão muito acima da faixa considerada elevada. Houve épocas em que a concentração de N chegou a 150 mg L-1.
Ayres & Westcot (1991) afirmaram que, quando videiras foram irrigadas na Líbia com efluente contendo 50 mg L-1 de N não houve frutificação. Com excesso de N a videira tem seu período vegetativo prolongado e diminuição da produção de frutos.
As águas residuárias resultante do tratamento de esgotos também são fontes de P, proveniente principalmente de sabões e detergentes sintéticos. Essas águas quando utilizadas na irrigação, restabelecem as fontes desse nutriente no solo. Entretanto quantidades excessivas de P podem proporcionar deficiência induzida de Cu, Fe e Zn, sendo necessária a complementação mineral desses micronutrientes (FEIGIN et al., 1991).
A concentração média de P encontrada na água residuária no período avaliado foi de 5,1 mg L-1. Os valores críticos de P na água de irrigação, segundo Trani (2001) são de 30 mg L-1, portanto os teores de P na água residuária encontram-se dentro do limite estabelecido.
É importante ressaltar que é de interesse para o reúso agrícola uma fonte considerável de P na água residuária, mas segundo Von Spearling (1996) apenas 0,05 mg de P-PO4 podem causar problemas de eutrofização de mananciais, rios e lagos.
O K não é mencionado como fator limitante nas diretrizes de qualidade de água para irrigação, devido geralmente às baixas concentrações encontradas em relação aos outros elementos. No entanto, a presença de altas concentrações de K nas águas de irrigação pode ocasionar a indisponibilidade de Mg para as plantas (DUARTE, 2006).
Na Tabela 7 pode-se observar que os teores de K ficaram na faixa entre 12,77 e 21,63 mg L-1. Bahri (1998) e Emongor et al. (2004) quantificaram uma concentração de K igual a 52 mg L-1 e 25 mg L-1, respectivamente, no efluente domestico tratado, não relatando problemas com esse elemento.
Tabela 7.Valores médios e desvio padrão dos parâmetros químicos determinados para a água residuária utilizada na irrigação.
N P K Ca Mg S B
---mg L-1--- 96,9 ± 53,6 5,1 ± 2,2 17,2 ±4,43 15 ± 4,67 2,5 ± 0,78 11,1 ± 3,04 0,30 ± 0,22
Durante o período amostrado não foram detectadas na água residuária teores de Cu e Mn. Os teores de Zn detectados foram muito baixos e as concentrações de Fe encontradas estão abaixo do nível de risco (Tabela 8). De acordo com Trani e Carrijo (2004) os valores máximos de Fe na água de irrigação devem estar entre 0,2 e 1,5 mg L-1 visto que, acima do limite superior, pode ocorrer precipitação de F2Cl3 em águas com alto teores de Cl.
De acordo com a resolução do CONAMA nº 375/2006 (CONAMA, 2006) a faixa de pH para lançamento de efluentes em corpos d`água deve estar entre 5 e 9. Essa faixa de pH é favorável para a existência da maioria dos organismos biológicos e possibilita a realização do tratamento biológico de esgotos.
A importância do pH não se dá apenas nas reações químicas e biológicas existentes no tratamento de esgotos. No caso das águas utilizadas para irrigação, quando o pH é muito ácido ou muito básico, pode haver sérios problemas de nutrição e toxicidade para as plantas, bem como problemas de incrustações e corrosões no sistema de irrigação. Segundo Ayres & Westcot (1991) o intervalo de pH usual na água de irrigação é de 6 à 8,5. De acordo com os resultados obtidos (Tabela 8) observa-se que a faixa de pH encontrada (média de 7,3) durante o período avaliado está dentro da faixa permitida para lançamento de efluentes e pode ser utilizada na irrigação sem maiores riscos.
Tabela 8. Valores médios e desvio padrão dos parâmetros químicos determinados para a água residuária utilizada na irrigação.
Cu Fe Mn Zn pH CE
---mg L-1--- mS
0 0,4 ± 0,26 0 0,05 7,3 ± 0,38 0,6 ± 0,04
altas concentrações de sais, que se não forem controlados, podem ocasionar queda na produtividade das culturas e degradação das áreas irrigadas, através do processo de salinização ou sodificação do solo.
A salinidade pode afetar bastante o desenvolvimento das culturas irrigadas, e a tolerância aos sais variam conforme o tipo de cultura e as plantas cítricas estão na categoria de plantas sensíveis à salinidade.
De acordo com os resultados da Tabela 8, verifica-se que a CE ficou em torno de 0,6 mS durante o período avaliado. Segundo dados da Environmental Protection Agency - EPA (1991) a água residuária avaliada se enquadra na classe 2, que apresenta salinidade média ( 0,3 – 0,8 mS).
Segundo Ayres & Westcot (1991) as águas que apresentam CE abaixo de 0,7 mS podem ser utilizadas para irrigação sem nenhuma restrição de uso.
As águas residuárias possuem uma CE relativamente elevada, entretanto este é um parâmetro que não deve ser analisado isoladamente, devem ser consideradas as condições intervenientes como um todo, pois são alteradas acentuadamente de local para local. É importante que sejam monitorados ainda as concentrações de Na, Cl, Ca, Mg, HCO3- e SO4-.
4.2 Atributos químicos do solo
Tabela 9. Atributos químicos (pH, M.O., P, K, Ca, Mg, SB e CTC) do solo em função da aplicação de lodo de esgoto compostado e tipos de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
FV GL pH M.O. P K Ca Mg SB CTC
Teste F
Dose 5 4,84* 12,56* 22,93* 28,0* 93,37* 8,91* 68,98* 88,44* Água 1 0,06NS 0,87NS 4,12NS 0,31NS 2,46NS 0,27NS 2,14NS 1,37NS D x A 5 0,73NS 1,97NS 5,51* 9,56* 1,93NS 1,42NS 1,96NS 1,42NS
Água CaCl2 g dm-3 ---mg dm-3---
A.P. 5,30 23,56 39,79 0,68 73,91 5,63 80,20 113,60 A.R. 5,32 23,80 45,44 0,66 78,22 6,09 84,98 117,41 CV(%) 5,63 10,03 19,57 19,91 10,82 44,1 11,85 8,44 A.P. - Água Potável e A.R. - Água Residuária. Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Houve uma tendência de decréscimo nos valores de pH com o aumento da dose de lodo de esgoto compostado aplicadas (Figura 4). A faixa de pH mais adequada para o cultivo de laranjeiras situa-se entre 5,5 e 6,5. Observa-se que somente no tratamento sem adição de lodo de esgoto o pH permaneceu na faixa considerada adequada para o desenvolvimento da cultura.
Os resultados encontrados corroboram com resultados encontrados por diversos autores (SIMONETE et al., 2003; CHIBA, 2005; LOBO et al., 2013). Este efeito pode ser atribuído à liberação de ácidos orgânicos no processo de mineralização do resíduo. Entretanto, em muitos trabalhos pode ser observado o aumento do pH do solo em função do acréscimo das doses de lodo de esgoto aplicadas ao solo. Esses resultados podem estar relacionados ao tipo de tratamento que lodo recebeu, onde muitas vezes é feito com cal hidratada, atuando como corretivo da acidez do solo. Diversos trabalhos também relatam acréscimos no valor de pH do solo em diferentes sistemas de irrigação com efluentes (JOHNS & McCONCHIE, 1994; AL-NAKSHABANDI et al., 1997).
resultados semelhantes a este, possivelmente esteja relacionado ao tipo de tratamento utilizado no lodo de esgoto e o período de tempo após a aplicação do lodo de esgoto.
Figura 4Atributos químicos médios (pH e M.O.) do solo em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas.
Apesar da interação significativa dos teores de P, não houve adequação da equação de regressão entre doses e o tipo de água utilizada na irrigação das laranjeiras (Tabela 10).
Com exceção feita ao tratamento que não recebeu nenhuma dose de lodo de esgosto compostado, os teores de P dos demais tratamentos estão acima de 30 mg
dm-3
, considerados altos para o cultivo de laranjeiras. De acordo com Ayuso et al. (1992) o lodo é uma fonte de P proveniente em grande parte dos detergentes que contém compostos polifosfatados.
Tabela 10. Teores médios de P em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas (base seca) e diferentes tipos de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
Dose (t ha-1) 0 12 24 36 48 60 Água --- P (mg dm-3) ---
A.P. 10,55 49,25 28,39 40,18 79,52 30,88
A.R. 36,51 36,72 43,09 46,14 65,52 44,67
Média 23,53 42,98 35,74 43,16 72,52 37,77
Simonete (2001) estudando as alterações nas propriedades químicas de um Argissolo adubado com lodo de esgoto, cultivado com milho, verificou aumento linear dos teores de P em função das doses de lodo de esgoto aplicadas. Segundo a autora, resultados semelhantes também foram encontrados por Oliveira et al. (1995); Marques (1996) e Sui & Thompson (2000).
Os teores de K no solo encontram-se na faixa considerada baixa (0,8 – 1,5 mmolc dm-3) ou muito baixa (0,0 – 0,7 mmolc dm-3) para todos os tratamentos (Figura 5),
necessitando de uma complementação mineral, inclusive para os tratamentos adubados com lodo de esgoto, visto que é um material pobre em K. Essa afirmação é concordante com as afirmações de Linden et al. (1983) citadas por Oliveira et at. (1995), os quais ressaltaram a baixa concentração de K no lodo de esgoto, sendo necessário sua complementação, visando atender as exigências da cultura.
Figura 5. Atributos químicos médios (K, Ca e Mg) do solo em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas.
Nota-se diferença significativa com ajuste linear nos valores de SB e um aumento com ajuste quadrático nos valores de CTC em função das doses de lodo de esgoto aplicadas. Estes resultados foram encontrados em decorrência do aumento nos teores trocáveis de Ca+2 no solo. Segundo Oliveira et al. (2002), a CTC em solos tratados com lodo de esgoto, frequentemente apresenta valores superestimados pela elevada concentração de Ca+2. Resultados semelhantes foram encontrados por Guedes et al. (2006) que observaram alta correlação entre o teor de Ca+2 no solo e a SB, em experimento com eucalipto, aplicando lodo de esgoto.
Houve diferença significativa para os parâmetros químicos (V%, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn e Na) do solo avaliados com relação às doses de lodo de esgoto compostado aplicadas. Já para o tipo de água utilizada na irrigação da laranjas houve diferença significativa para os teores de B, Zn e Na (tabela 11).
Os teores de B foram superiores nos tratamentos irrigados com água residuária. Resultados semelhantes foram encontrados por Qian & Mecham (2005) que verificaram aumento de 28% no teor de B no solo após quatro anos de irrigação com efluente de esgoto doméstico. Já Toze (2006) verificou problemas de toxicidade do B em culturas irrigadas com efluente de esgoto doméstico, principalmente se as concentrações de B forem acima de 0,75 mg L-1 (USEPA, 2004), fato não observado neste estudo.
Apesar da pouca contribuição da água residuária, os teores de Zn foram maiores nos tratamentos irrigados com água residuária (Tabela 11). Aumentos nos teores de Zn também foram observados por Adekalu & Okunade (2002) quando utilizaram efluente de esgoto tratado na irrigação do milho.
A água residuária utilizada durante o experimento promoveu aumento de aproximadamente 144% no teor de Na no solo em relação à água potável (Tabela 11). Dentre as principais preocupações da irrigação com águas residuárias está o aumento do teor de Na trocável no solo (TOZE, 2006). A possibilidade de acúmulo desse elemento no solo pode causar alterações em sua estrutura como dispersão de argilas e consequente diminuição da taxa de infiltração de água no solo.
O aumento do teor de Na observado neste estudo não foi suficiente para causar a sodificação do solo, que de acordo com Richards (1954) são considerados sódicos os solos com Porcentagem de Sódio Trocável (PST) superiores a 15% e a encontrada no solo foi 0,93%.
d e Na nas camadas sub-superficiais do solo (40-100 cm) indicando que este elemento foi lixiviado.
Tabela 11. Atributos químicos (V%, S, B, Cu, Fe, Mn, Zn, Na) do solo em função da aplicação de lodo de esgoto compostado e tipos de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
FV GL V% S B Cu Fe Mn Zn Na
Teste F
Dose 5 6,72* 24,43* 354,87* 82,77* 12,89* 25,14* 189,90* 14,67* Água 1 1,26NS 0,57NS 8,65* 0,04NS 0,32NS 2,67NS 23,84* 188,00* D x A 5 1,68NS 0,32NS 7,37* 24,89* 2,94* 2,47NS 4,57* 5,61* Água ---mg dm-3---
A.P. 68,88 171,70 0,48 b 2,06 62,86 2,14 26,42 b 0,53 b A.R. 71,17 187,08 0,51 a 2,07 60,00 2,33 31,28 a 1,10 a CV(%) 8,75 33,85 5,69 9,57 24,36 15,3 10,36 17,03 A.P. - Água Potável e A.R. - Água Residuária. Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Geralmente os valores da V% tendem ao decréscimo com a diminuição do pH, o que não foi observado no presente experimento. Possivelmente o aumento dos valores da V% tenha ocorrido em decorrência do aumento nos teores de Ca2+ no solo (Figura 7).
A variação do teor de S em função das doses de lodo aplicadas ajustou-se ao modelo quadrático, estando os maiores teores na dose 48 kg ha-1 de lodo de esgoto compostado (Figura 6). Como a maior parte do enxofre está combinada com a matéria orgânica, sua liberação ocorreu de acordo com a mineralização da matéria orgânica. Comportamento similar para o S foi observado por Silva et al. (2001); Gonçalves (2002) e Gobbi (2003).
solo adubado com lodo de esgoto em até 10 vezes quando comparado aos tratamentos com fertilização mineral.
Figura 7. Atributos químicos médios (V% e S) do solo em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas.
De acordo com os resultados, houve aumento linear nos teores de B em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas ao solo (Figura 8). Entretanto, o teor de B só atingiu teores médios à partir da dose de 36 t ha-1 de lodo de esgoto compostado. Segundo Malavolta et al. (1997), a disponibilidade de B no solo é significativamente afetada pelo pH do solo, sendo que este elemento fica mais disponível quando o pH varia de 5,0 a 5,5.
Houve aumento na disponibilidade de Mn e Zn em função do aumento das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas (Figura 8). Somente na dose de 48 t ha-1 de lodo de esgoto compostado foi possível fornecer a quantidade adequada de Mn (3,0 - 6,0 mg dm-3) segundo a recomendação de Quaggio et al. (2005) e os teores de Zn encontrados no solo são considerados altos (> 5,0 mg dm-3) para citros.
O potencial do uso do lodo de esgoto no fornecimento de micronutrientes ao solo já foi observado por diversos autores. Nascimento et al. (2004) observaram o aumento de todos os micronutrientes avaliados devido a adição de lodo de esgoto ao solo, sendo que os teores de Zn e Mn que obtiveram maior aumento. Galdos et al. (2004) observaram aumentos de nove vezes nos teores de Zn de um solo tratado com 10,1 Mg ha-1 de lodo de esgoto em comparação ao tratamento sem lodo. Lobo et al. (2013) observaram incrementos nos teores de B, Cu, Fe, Mn e Zn com o aumento da dose de lodo de esgoto compostado após três aplicações do resíduo.
4.3 Diagnose foliar
Houve diferença significativa no teor de N e Ca nas folhas de laranjeiras em função do tipo de água utilizada na irrigação (Tabela 12).
Tabela 12. Teores foliares (N, P, K, Ca, Mg e S) em função da aplicação de lodo de esgoto compostado e tipos de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
FV GL N P K Ca Mg S
Teste F
Dose 5 10,19* 18,69* 21,97* 30,13* 132,41* 147,24* Água 1 5,61* 0,23NS 1,84NS 14,53* 1,56NS 3,61NS D x A 5 13,26* 25,88* 15,90* 26,93* 24,39* 29,61*
Água ---g kg-1---
A.P. 23,94 b 1,39 10,09 32,34 b 1,77 4,43
A.R. 25,18 a 1,43 11,94 34,36 a 1,82 4,61
CV(%) 6,38 4,6 8,53 4,76 5,93 6,39
A.P. - Água Potável e A.R. - Água Residuária. Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
economizar de 32 a 81% de N mineral. Zekri & Koo (1994) encontraram aumento significativo no teor de N foliar em citros após irrigar com água residuária.
O teor de Ca foliar foi superior nos tratamentos que foram irrigados com água residuária (Tabela 12). Resultados semelhantes foram observados por Adekalu & Okunade (2002) irrigando a cultura do milho e Fonseca (2005) irrigando pastagens.
Mesmo com pouca adição de B, foi observado um efeito positivo sobre a concentração de B foliar quando irrigado com água residuária (Tabela 13). Os resultados obtidos corroboram com outros autores que encontraram aumento significativo na concentração de B no tecido foliar de citros irrigados com água residuária (REBOLL et al., 2000; MORGAN et al., 2008).
Não houve diferença significativa no teor de Na foliar em função dos fatores dose e tipo de água utilizada na irrigação das laranjeiras (Tabela 13) e os teores encontrados estão muito abaixo dos níveis considerados elevados (1500-2500 mg kg-1) (OBREZA & MORGAN, 2008).
Tabela 13. Teores foliares (N, P, K, Ca, Mg e S) em função da aplicação de lodo de esgoto compostado e tipos de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
FV GL B Cu Fe Mn Zn Na
Teste F
Dose 5 1571,08* 13,20* 149,24* 12,38* 56,69* 1,25NS Água 1 45,81* 1,63NS 21,55* 1,32NS 1,19NS 0,07NS D x A 5 143,78* 3,92* 149,30* 21,88* 21,02* 0,79NS
Água ---mg kg-1---
A.P. 98,39 b 4,66 76,61 a 11,31 20,44 100,00
A.R. 101,95 a 4,19 74,33 b 11,92 20,94 102,66
CV(%) 1,57 18,04 1,95 13,74 6,64 17,65
A.P. - Água Potável e A.R. - Água Residuária. Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade pelo teste de Tukey.
Segundo Quaggio et al. (1996), as faixas dos teores considerados adequados de macronutrientes nas folhas de laranjeiras são: N (23-27 g kg-1), P (1,2-1,6 g kg
-1
Para obter uma boa produção de citros é importante que os teores foliares de N estejam na faixa adequada (23-27 g kg-1), com teores foliares excessivos de N, as plantas vegetam muito e florescem pouco e com baixos níveis, ou mesmo ligeiramente deficientes, florecem abundantemente, mas com pequena fixação das flores (MEDINA et al, 2005).
Observando a figura 9, verifica-se que os teores foliares de N de todos os tratamentos encontram-se na faixa considerada adequada para o desenvolvimento das plantas cítricas, indicando que o lodo foi capaz de suprir a demanda de N pela cultura.
Segundo Darwish et al. (1997), a aplicação de 5 L de lodo por planta como fonte de N aumentou a produção de laranja, limão e tangerina no Egito, em média 60%.
Os teores foliares de P encontram-se dentro da faixa considerada adequada para o desenvolvimento de plantas cítricas (Figura 9). Apesar do lodo de esgoto ser aplicado em função da quantidade de N presente em sua composição, existem quantidades consideráveis de P em sua constituição. Melo et al. (2001) afirmam que o lodo de esgoto é uma fonte potencial de fornecimento de P, sendo grande parte deste elemento proveniente de compostos polifosfatados, além da biomassa microbiana.
Figura 9. Teores foliares médios (N e P) em função das doses de lodos de esgoto compostado aplicadas e do tipo de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
Como lodo de esgoto é um material pobre em K (OLIVEIRA et al., 1995) houve uma complementação mineral deste nutriente para o adequado desenvolvimento das laranjeiras. No entanto, nos tratamentos que foram irrigados com água residuária observa-se que nos tratamentos que não receberam lodo de esgoto compostado e na doobserva-se 12 kg ha-1 de lodo de esgoto compostado os teores foliares de K encontram-se superiores aos demais tratamentos. Possivelmente esse acréscimo seja proveniente da água residuária e da menor ocupação dos íons Ca e Mg nos sítios de trocas nos colóides do solo, favorecendo a absorção do K pelas plantas (Figura 10).
Houve uma influência significativa nos teores foliares de Ca e Mg, entretanto, de maneira contrária, enquanto que para o Ca houve uma tendência de aumento nos teores foliares com o aumento da dose, os teores foliares de Mg diminuíram (Figura 10). A principal causa é a competição que existe por parte destes dois nutrientes nos sítios de absorção.
Santos et al. (2011) também observaram competição entre Ca e Mg decorrente da aplicação de lodo de esgoto na fertilização de tangerineiras ‘Ponkan’.
Duenhas et al. (2002), trabalhando com laranja fertirrigada, observaram que os teores obtidos nas folhas para Ca, Mg e K seguiam uma tendência na maioria dos tratamentos, quando ocorriam maiores valores de K nas folhas, os teores de Ca e Mg eram baixos. Laurindo (2005) observou aumento nos teores de Ca e Mg nas folhas de
laranjeiras ‘Valência’ com diminuição do teor de K nos tratamentos fertirrigados.
Houve aumento significativo no teor de S em função das doses de lodo de esgoto compostado aplicadas (Figura 10). Somente a testemunha e o tratamento que recebeu a menor dose de lodo de esgoto compostado (12 kg ha-1) encontram-se na faixa adequada, os demais estão acima da faixa considerada adequada. Para que a planta consiga absorver o S na forma SO4-2 é necessário um cátion acompanhante, geralmente Ca+2, Mg+2,
NH4+ e K+ e como o lodo de esgoto utilizado no apresentava quantidades consideráveis de Ca,
Figura 10. Teores foliares médios (K, Ca, Mg e S) em função das doses de lodos de esgoto compostado aplicadas e do tipo de água utilizada na irrigação das laranjeiras.
De acordo com Quaggio et al. (1996), as faixas dos teores considerados adequados de micronutrientes nas folhas de laranjeiras são: B (36-100 mg kg-1), Cu (4-10 mg kg-1), Fe (50-120 mg kg-1), Mn (35-300 mg kg-1) e Zn (25-100 mg kg-1).
Somente os teores foliares de Fe se encontram na faixa considerada adequada para o desenvolvimento das laranjeiras em todos os tratamentos (Figura 11).
Para o B foi atingida a faixa adequada com até 36 t ha-1 de lodo de esgoto compostado aplicado, nas doses superiores os teores de B ficaram na faixa considerada excessiva (Figura 11). No Brasil, o B é um dos elementos mais limitantes à produção de citros em função da disponibilidade do nutriente no solo e do efeito das condições climáticas, como períodos prolongados de seca ou excesso de chuvas que reduzem a absorção pelas plantas (QUAGGIO et al., 2005). Considerando os resultados obtidos, observa-se que o lodo de esgoto apresenta bom potencial no fornecimento deste micronutriente ao solo e consequentemente, às plantas.
Para o Mn os teores foliares encontram-se abaixo da faixa considerada adequada para todos os tratamentos (Figura 11).
