APLICAÇÃO DE RESÍDUOS ORGÂNICOS NO SOLO

APLICAÇÃO DE RESÍDUOS

ORGÂNICOS NO SOLO

Profa. Nerilde Favaretto

Notas de aula - AL 323 - Recursos Naturais Renováveis Universidade Federal do Paraná

SOLO COMO RECEPTOR DE RESÍDUOS

ORGÂNICOS PARA FINS AGRÍCOLAS

TIPOS DE RESÍDUOS ORGÂNICOS:

DEJETO DE ANIMAIS

LODO ETE-DOMÉSTICO

RESÍDUO DE INDÚSTRIA

Produção Animal

 Geração de resíduos • Sólidos

• Líquidos

 Possibilidade de uso na agricultura

• Reciclagem orgânica e de nutrientes

 Aplicação no solo • Superficie • Incorporado

POSSIBILIDADES DE USO DE DEJETOS ANIMAIS NA AGRICULTURA

RESÍDUO

Reciclagem Tratamento

Energética Orgânica e de Nutrientes

Calor

Gás combustível

Plantas

RECICLAGEM ORGÂNICA E DE NUTRIENTES

PLANTAS ANIMAIS

DISPOSIÇÃO NO SOLO

COMPOSTAGEM E VERMICOMPOSTAGEM ESTERQUEIRAS E BIOSTERQUEIRAS

USO NA ALIMENTAÇÃO DIRETA

TRANSFORMAÇÃO DOS DEJETOS DE PRODUÇÃO ANIMAL (RECICLAGEM)

X

TRATAMENTO DE DEJETOS NO MEIO RURAL

FILTROS BIOLÓGICOS LODOS ATIVADOS LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

MAIOR UTILIZAÇÃO

TRANSFORMAÇÃO DOS DEJETOS DE PRODUÇÃO ANIMAL (TRATAMENTO BIOLOGICO)

TRATAMENTO BIOLÓGICO DO RESÍDUO

PROCESSO AERÓBIO

Oxidação da matéria orgânica tendo o O₂ como receptor de

elétrons

M.O. + O₂ + MICROORGANISMOS AERÓBIOS RESULTA

CO₂ + ÁGUA + ENERGIA + MATERIAL INORGÂNICO

Maior eficiencia na decomposição da M.O.

PROCESSO ANAERÓBIO

Oxidação da matéria orgânica NÃO tendo o O₂ como receptor de

elétrons

M.O. + MICROORGANISMOS ANAERÓBIOS RESULTA

CH₄ E OUTROS GASES + ÁGUA + ENERGIA + MATERIAL

INORGÂNICO

APLICACAO DE DEJETOS DA PRODUÇÃO ANIMAL EM SOLOS AGRICOLAS

TIPOS DE ANIMAIS E MANEJO AFETAM FORMA: SÓLIDA, SEMI-SÓLIDA OU LÍQUIDA

CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES EM RESÍDUOS ANIMAIS

CONCENTRAÇÃO DE

NUTRIENTES EM ESTERCOS LIQUIDOS - BASE PARA

RECOMEDAÇÃO DE

ADUBAÇÃO - COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO RS/SC (2004)

CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES EM ESTERCOS LIQUIDOS DE SUÍNO - BASE PARA RECOMEDAÇÃO DE ADUBAÇÃO - EPAGRI - SC

DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES EM RESÍDUOS ANIMAIS BASE PARA RECOMEDAÇÃO DE ADUBAÇÃO ORGÂNICA

UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS ANIMAIS NA PRODUÇÃO DE

IMPACTO AMBIENTAL

QUALIDADE DA ÁGUA

CARGA POLUIDORA DE MATÉRIA ORGÂNICA CARGA POLUIDORA BIOLÓGICA

CARGA POLUIDORA NUTRIENTES

CARGA POLUIDORA METAIS PESADOS (Zn e Cu)

QUALIDADE DO AR

GASES: METANO, DIÓXIDO DE CARBONO, AMÔNIA, E GÁS SULFÍDRICO

QUALIDADE DO SOLO

CARGA POLUIDORA METAIS PESADOS (Zn e Cu) CARGA POLUIDORA BIOLÓGICA

IMPACTO AMBIENTAL – Qualidade do ar

Emissões de CH

₄

– BRASIL -1994

Fermentação Entérica Gado Bovino 68% Manejo de Dejetos 3% Cultura de Arroz 2% Resíduos Agrícolas 1% Mudança no Uso da Terra e Florestas 14% Resíduos 6% Queima de Combustíveis 2% _FugitivasEmissões 1% Fermentação Entérica Outros Animais 3%

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE DEJETOS LÍQUIDOS DE SUÍNOS (SEMA PR 031/98)

PARÂMETROS MÍNIMO MÁXIMO MÉDIA

pH 6,5 9,0 7,75 DBO (mg/l) 5.000 15.500 10.250 DQO (mg/l) 12.500 38.750 25.625 Sólidos Totais (mg/l) 12.697 49.432 22.399 Sólidos Voláteis (mg/l) 8.429 39.024 16.389 Sólidos Fixos (mg/l) 4.268 10.408 6.010 Sólidos Sedimentávies (mg/l) 220 850 429 NTK (mg/l) 1.660 3.710 2.374 Pt 320 1.180 578 Kt 260 1.140 536

REMOÇÃO DE POLUENTES EM SISTEMAS EM SÉRIE DE TRATAMENTO DE DEJETOS DE SUÍNOS

ESTRATÉGIAS PARA REDUZIR A PRODUÇÃO DE DEJETOS FORMULAÇÃO DE DIETAS (DIGESTIBILIDADE DA MS)

ESTRATÉGIAS PARA O CONTROLE DE EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO NA SUINOCULTURA

EMPREENDIMENTOS DE SUINOCULTURA

LICENCIAMENTO AMBIENTAL NO PARANÁ (SEMA 031/98)

PORTE MÍNIMO – Autorização Ambiental

OUTROS PORTES – Licença Prévia, de Instalação e de Operação.

ARMAZENAMENTO E TRATAMENTO DE DEJETOS DISPOSIÇÃO DE DEJETOS NO SOLO

Aplicação de dejeto animal

Melhora a

produtividade das

culturas

Melhora os atributos

químicos, físicos e

biológicos

Recicla nutrientes e

adiciona MO ao solo

IMPACTO AMBIENTAL – APLICACAO DE DEJETO NO SOLO Qualidade da água e do solo

 Perda de poluentes associados ao escoamento: – Patógenos – Metais pesados – Matéria Orgânica – Nutrientes • Fósforo • Nitrogênio

Transferência de poluentes para o sistema

aquático

Escoamento superficial Escoamento subsuperficial

Fluxo de matriz (lixiviação) Fluxo preferencial (bioporos) Caminhos

Adaptado de Chadwick & Chen (2002). Manures. In: Haygarth & Jarvis. Agriculture, hidrology and water quality.

Formas

Solúvel

Particulada

Associado as particulas do solo Constituinte do dejeto Processos Mineralização/Imobilização Nitrificação Desnitrificação Volatilização Adsorção Biodegradação Desagregação Biológico Químico Físico

– Eutrofização

• Fósforo

• Nitrogênio

– Risco à saúde humana

• Nitrato

• Carbono Orgânico Solúvel

• Patôgenos

– Vida aquática

• Demanda Bioquímica de Oxigênio

• Amônia

Aplicação de dejeto animal – Principais

problemas

INTRODUÇÃO

> intervalo de aplicação e ocorrência de chuva < perdas

Curto prazo

Longo prazo

Infiltração

Escoamento

Selamento Superficial

Infiltração

Escoamento

Melhoria nos atributos

físicos

Experimento de longa duração - Dejeto líquido bovino e

chuva natural em plantio direto

 Solos de textura arenosa e argilosa

 Plantio direto – Parcela experimental

 Doses de dejeto

 Implantação 2005 – Fundação ABC

 Campos Gerais (Ponta Grossa e

Castro - Paraná

Surface application :  Coleta de escoamento

 Análises: sedimento, água e

nutrientes

Experimento de longa duração - Dejeto líquido bovino e

chuva natural em plantio direto – Ponta Grossa

Experimento de longa duração – Chuva Natural –

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

Skalisz (2013)

Perda de água (2008 – 2012)

Perda de Solo (2008-2012)

Dose de esterco (m3 ha-1) 0 30 60 90 P er da d e ág ua ( m m ) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Precipitação total: 145 mm y = 4,894 + 100,5 (1-e-0,05337x) R2 = 0,996 (P < 0,001)

Tempo de chuva (min) 0 15 30 45 60 75 90 105 120 T ax a de per da de águ a (m m h -1 ) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 m3 ha-1 30 m3 ha-1 60 m3 ha-1 90 m3 ha-1 DMS Tukey (P<0,10) entre doses Intensidade de precipitação

Experimento de curta duração

Chuva simulada

Campo – Plantio Direto

Mori et al. (2009)

CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA, mm h-1 0 50 100 150 200 250 PR OF UNDI DA DE , cm 0 5 10 15 20 0 m3 ha-1 ano-1 60 m3 ha-1 ano-1 120 m3 ha-1 ano-1 180 m3 ha-1 ano-1

DOSE DE DEJETO LÍQUIDO BOVINO, m3

ha-1 ano-1 0 60 120 180 T A X A D E I N FI L T RA ÇÃ O , m m h -1 0 180 200 220 240 260 y = 192 + 0,247x R2 = 0,803 P < 0,01

Atributos físicos do solo

Condutividade Infiltração

Solo arenoso

Experimento de longa duração Dejeto Liquido Bovino

Plantio Direto

Infiltração - Superfície de resposta

70 m3 _ha-1 _{e intervalo}

mínimo 7 dias, = taxa de infiltração média

54 mm h-1 Experimento de curta duração

Plantio Direto

Dejeto Liquido Bovino - Doses e Intervalos de Avaliação

0 2 4 6 8 10 12 0 60 120 180

Doses de Dejeto Líquido Bovino (m³ ha-¹ ano-¹)

(m g L-¹) y=6,7377+0,0566x-0,0003x2 r2_=0,99 Perda Dose 0 1 2 3 4 5 6 0 60 120 180

Doses de Dejeto Líquido Bovino (m³ha-¹ano-¹)

(g

ha

-¹

)

FÓSFORO SOLÚVEL REATIVO

(Solo argiloso – 2006 a 2008)

agronomicamente insignificante

Concentração Dose

ambientalmente significante

Experimento de longa duração – Chuva Natural

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

Limite CONAMA 357 P-total : 0,02 a 0,1 mg L-1

Dose de esterco (m3 ha-1) 0 30 60 90 P er da de P ( k g ha -1 ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 P total P solúvel P particulado y = 0,0313 + 4,113 (1-e-0,0174x) R2 = 0,996 (P < 0,001) y = -0,0014 + 4,651 (1-e-0,0184x) R2 = 0,913 (P < 0,001) y = 0,0288 + 8,75 (1-e-0,0180x) R2 = 0,983 (P < 0,001)

Perda de Fósforo

Experimento de curta duração Chuva simulada

Campo – Plantio Direto

48

Experimento de longa duração – Chuva Natural

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

0 20 40 60 80 100 0 60 120 180

Dejeto liquido bovino (m³ ha ¹ a no¹)

N-NH4+ N-NO3-% d e N -NH 4 + e N -NO 3 -N-NO₃ -N-NH₄+ Silveira et al. (2011)

Proporção N-NH

₄

e N-NO

₃

N-NH₄ N-NO₃

Tratamento de esgoto domestico:

Processo aeróbio X Processo anaeróbio

USO DE LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO NA

Tratamento de esgoto domestico

Produção de lodo de esgoto domestico

Tratamento de esgoto domestico

USO DE LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO NA AGRICULTURA

LEGISLAÇÃO NACIONAL

RESOLUCAO CONAMA 359/2007

LEGISLAÇÃO ESTADUAL - PARANA RESOLUCAO SEMA 001/2007

POSSIBILIDADES DE USO DE LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO NA AGRICULTURA

CARACTERIZAÇÃO DO LODO

ANÁLISES QUÍMICAS

VALOR AGRONÔMICO (NUTRIENTES)

VALOR AGRONÔMICO (PODER DE NEUTRALIZAÇÃO) TEOR DE METAIS PESADOS

ANÁLISES BIOLÓGICAS COLIFORMES FECAIS

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

METAIS PESADOS E SANIDADE DO BIOSÓLIDO

Elemento Níveis de Alerta (mg/Kg M.S. de lodo)

Níveis Máximos Admissíveis (mg/Kg M.S. de lodo) Cd 16 20 Cu 800 1000 Ni 240 300 Pb 600 750 Zn 2000 2500 Hg 13 16 Cr 800 1000

PARÂMETROS MÁXIMO ADMISSÍVEL

Contagem de Ovos Viáveis de Helmintos

0,25 ovos/g/M.S.

Coliformes Termotolerantes 103 _{NMP/g M.S.}

REDUÇÃO DE OVOS DE HELMINTOS PELA CALAGEM E TEMPO DE ESTOCAGEM DO LODO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM – QUANTO À APTIDÃO DO SOLO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM – QUANTO À APTIDÃO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO À APTIDÃO DO SOLO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM – QUANTO AS RESTRIÇOES LOCAIS

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO AO VALOR MÁXIMO DE METAIS NO SOLO

Quantidade máxima de adição de metais pesados anual e total no solo

Elemento

Máximo anual permitido

(kg/ha)

Máximo total permitido (kg/ha) Hg 0,08 0,80 Cd 0,10 1,00 Cr 5,00 50,00 Pb 3,75 37,50 Ni 1,50 15,00 Cu 5,00 50,00 Zn 12,50 125,00

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO ÀS CULTURAS RECOMENDADAS

1. GRANDES CULTURAS (ALIMENTOS NÃO CONSUMIDOS EM NATURA)

2. REFLORESTAMENTO

3. FRUTICULTURA (IMPLANTAÇÃO DE POMARES) 4. ÁREAS DEGRADADAS

5. NÃO PODE EM CULTURAS OLERÍCOLAS

6. CULTIVO DE OLERÍCOLAS EM ÁREAS COM LODO (APÓS UM PERÍODO DE 48 MESES)

7. PASTAGEM (VEDADA A ENTRADA DE GADO POR 24 MESES APÓS A APLICAÇÃO)

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM – QUANTO À TAXA DE APLICAÇÃO

RECOMEDAÇÃO AGRONÔMICA - NUTRIENTES

RECOMEDAÇÃO AGRONÔMICA - PODER DE NEUTRALIZAÇÃO MÁXIMO ACÚMULO DE METAIS PESADOS

MÁXIMO 50 TONELDAS DE MATÉRIA SECA EM 10 ANOS

CARACTERIZAÇAO QUÍMICA (NUTRIENTES) DO LODO - PARANÁ

PLANO DE RECILCAGEM AGRÍCOLA DO LODO

ENVOLVE UMA SÉRIE DE ETAPAS

EXERCICIO

ELABORE UM PROGRAMA DE ADUBAÇÃO NPK

ORGÂNICA MISTA ou seja, equilibrada, (ORGÂNICA + MINERAL) PARA DOIS CULTIVOS NO MESMO LOCAL (1º e 2º cultivo). Considere a seguinte análise de solo:

P extraível por Mehlich= 18 mg/dm3_; K extraível por Mehlich= 55 mg/dm3_;

CTC pH 7 =12 cmolc/dm3; carbono orgânico= 22 g/dm3_;

V=60%;

BIBLIOGRAFIA

EMBRAPA. Mudanças climáticas globais e agropecuária brasileira, Organizado por Lima, M.A.; Cabral, O.M.R.; Migues, J.D.G. Jaguariúna: EMBRAPA Meio ambiente, 2001. 397 p.

SANEPAR. Reciclagem de biosólidos: transformando problemas em soluçoes. Organizado por Andreoli, C.V.; Lara, A.I. Fernandes, F. Curitiba:

SANEPAR/FINEP, 1999. 288p.

ANDREOLI, C.V., SPERLING M. VON., FERNANDES, F. Lodo de esgotos: tratamento e disposição final. UFMG/SANEPAR, 2001, 484 p.

SBCS. Manual de adubação e de calagem para os Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina / Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Comissão de