22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro 2003 - Joinville - Santa Catarina
II-152 - EFEITO DO USO DE LODO E ÁGUA RESIDUÁRIA TRATADA SOBRE A CULTURA DO GIRASSOL (Helianthus Annuus L.)
Cláudia Germana da Fonseca Santos(1)
Engenheira Civil pela Universidade Federal da Paraíba. Mestre em Irrigação e Drenagem pela Universidade Federal da Paraíba (UFPB/PB). Doutoranda em Irrigação e Drenagem na UFCG/PB.
Adrianus Van Haandel (2)
Professor Phd do Departamento de Engenharia Civil - Universidade Federal de Campina Grande – UFCG/PB.
Hans R. Gheyi (3)
Professor Doutor do Departamento de Engenharia Agrícola UFCG/PB.
Napoleão E. de M. Beltrão (4)
Engenheiro Agrônomo, D.Sc. Pesquisador da Embrapa Algodão – Campina Grande/PB.
Eudes Alves Moreira (5)
Químico Industrial. Mestrando em Engenharia Sanitária e Ambiental na UFCG/PB.
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RESUMO
Foram avaliados em casa de vegetação a germinação e o desenvolvimento vegetativo do girassol (Helianthus annuus L. ) em segundo cultivo sob o efeito de diferentes doses de lodo de esgoto e fertilizantes químicos irrigados com água de abastecimento e efluentes tratados. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram
avaliados os efeitos da dose de lodo e tipo de água sobre as variáveis: percentagem de germinação, altura de planta, número de folhas, área foliar, fitomassa seca da parte aérea, teor de óleo e teor de proteína.
A maioria das variáveis estudadas foi influenciada tanto pelas doses de lodo como pelo tipo de água, não havendo efeito interativo entre elas. Não houve diferença significativa da variável percentagem de germinação com a água residuária, havendo, no entanto, efeito significativo da dosagem de lodo. A variável altura de planta obteve efeito significativo tanto para o fator dose de lodo como para o tipo de água, indicando assim, que a cultura respondeu à aplicação de lodo de esgoto.
A percentagem do teor de óleo nos aquênios do girassol foi baixa em relação ao primeiro cultivo, devido à baixa produção de grãos por planta, mantendo-se, no entanto dentro dos padrões (45 – 50%).
PALAVRAS-CHAVE: Água Residuária Tratada, Lodo, Helianthus Annuus L, Reuso na Agricultura, Teor de Óleo.
INTRODUÇÃO
Atualmente, o girassol é cultivado em nível mundial com o objetivo principal de obtenção de óleo, sendo importante não só pelo seu alto teor de óleo nos aquênios, mas
principalmente, pela sua baixa concentração em ácidos graxos.O girassol é uma cultura que apresenta perspectivas promissoras para a produção agrícola, mostrando possibilidades de ser cultivada em amplas áreas do país.
Para tanto, tem-se buscado estabelecer práticas de cultivo que permitam viabilizar sua exploração sob técnicas racionais e econômicas, principalmente, por ser uma planta que absorve uma quantidade muito grande dos principais macronutrientes. Apesar do avanço já alcançado, ainda são necessárias informações mais específicas sobre o manejo da cultura, incluindo neste processo, a utilização de águas residuárias e do lodo de esgoto.
A agricultura utiliza maior quantidade de água e pode tolerar águas de qualidade mais baixa do que a indústria e o uso doméstico. É, portanto, inevitável que exista crescente tendência para se encontrar na agricultura a solução dos problemas relacionados com a eliminação de efluentes
O uso do lodo de esgoto e da água residuária tratada na agricultura é uma alternativa viável e interessante, pois além da água são fontes de matéria orgânica e de nutrientes para as plantas (ROS et al., 1991), agindo em alguns casos como corretivo da acidez do solo através da alcalinidade (DIAS, 1994). O nitrogênio e o fósforo podem ser encontrados nas águas residuárias em formas orgânicas e inorgânicas. Sabe-se que o N inorgânico pode estar presente na forma de amônio, nitrito ou nitrato, e o P inorgânico pode se apresentar como ortofosfato ou como polifosfato (VON SPERLING, 1997).
O presente trabalho objetivou avaliar o desenvolvimento vegetativo da cultura do girassol bem como a produção de óleo e proteínas numa segunda safra irrigados com água
residuária e lodo de esgoto.
MATERIAIS E MÉTODOS
O experimento foi instalado e conduzido em área experimental do Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB), vinculado ao Departamento de Engenharia Civil -UFCG/PB.
Os tratamentos consistiram em quatro níveis do fator nutriente Nitrogênio (N), denominados L0, L1, L2 e Q, correspondendo a necessidade nutricional da cultura, fornecida através do lodo de esgoto, numa proporção de 0% (sem adição de lodo), 100 e 200%, como também a recomendação de adubação fornecida por fertilizantes químicos (Q), e dois níveis do fator água (água residúaria- A1 e água de abastecimento- A2) em esquema fatorial 4x2. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com quatro repetições, totalizando 32 plantas.
No experimento foram utilizadas sementes da cultivar BRS 191, fornecidas pela Empresa Brasileira de Agropecuária do Centro Nacional de Pesquisa da Soja. No estudo foram utilizados vasos plásticos com dimensões de 0,55 m de altura e 0,40 m de diâmetro, perfurados na parte inferior para permitir a drenagem. Os recipientes foram preenchidos com um substrato composto de solo "franco arenoso" + a adição de lodo em proporções determinadas de forma a se obter o tratamento desejado, com base em peso. No plantio foram utilizadas dez sementes por vaso e foram desbastadas nove plantas após a avaliação da germinação.
Visando o monitoramento da água de drenagem e a estimativa do consumo de água pelas plantas, foram adotados volumes de irrigação (VI) diferenciados para cada tratamento, em função da demanda evapotranspirométrica, sendo este avaliado através da diferença do
volume aplicado e drenado. Assim, o volume de irrigação a ser aplicado será calculado com base no volume evapotranspirado, dividindo-se a diferença por "0,8", de maneira a
restabelecer a umidade à capacidade de campo e se obter uma fração de lixiviação de aproximadamente 20%.
A avaliação do crescimento das plantas ocorreu quinzenalmente, através das variáveis: percentagem de germinação (PG), altura de planta (AP), número de folhas (NF), área foliar (AF), fitomassa seca da parte aérea (FSPA), teor de óleo (TO) e proteínas (P).
Os dados obtidos foram avaliados em esquema fatorial, por meio de análise de variância com teste F e para comparação das médias utilizou-se teste de Tukey.
RESULTADOS DA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO VEGETATIVO
A Tabela 1 apresenta o resumo dos dados da ANOVA (Análise de Variância) e as médias estatísticas para as variáveis: percentagem de germinação (PG), altura de planta (AP), número de folhas (NF), área foliar (AF) e fitomassa seca da parte aérea (FSPA).
A PG foi afetada significativamente pelo lodo ao nível de 5% de probabilidade, no entanto, não houve efeito significativo do fator tipo de água (A) e nem da interação N x A. Observa -se pelo teste de Tukey que o efeito do lodo na PG foi crescente (Figura 1), verificando--se que o tratamento com a testemunha absoluta L0 obteve uma percentagem de germinação menor em 10% que os tratamentos L1, L2 e Q; registrou-se que os maiores percentuais de sementes germinadas foram obtidos com estes tratamentos, mas sem diferença significativa entre ambos, constatando que a utilização de lodo de esgoto forneceu uma melhor condição de germinação.
Observa-se que os fatores doses de lodo e água residuária obtiveram efeito significativo ao nível de 1% de probabilidade sobre o crescimento das plantas em altura e registrou-se pelos estudos da ANOVA o efeito não interativo dos fatores N (doses de lodo) e A (tipo de água). De acordo com o teste de comparação de médias (Tukey-5% de probabilidade) houve diferença significativa dos tratamentos L0, Q com os tratamentos L1, L2. Pelas médias observou-se que as plantas com o tratamento L2 (200% de lodo) obtiveram uma maior altura (Figura 2) sobre os tratamentos Q, L0 e L1 que foi em torno de 22, 20 e 4%, respectivamente.
Não foi observada diferença significativa para ao número de folhas (NF) para nenhum dos tratamentos. Analisando-se as médias observadas e suas respectivas diferenças pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade, verificou-se que as plantas irrigadas com água residuária (A2), desenvolveram um menor número de folhas (médias de 11,38 folhas planta-1) sendo inferior a água de abastecimento (A1); apesar de não ter mostrado efeito significativo no fator dose de lodo, observou-se que aos 100 DAS o NF na testemunha absoluta L0, foi superior em relação aos demais tratamentos com acréscimos de 10, 6 e 2%, sobre os tratamentos, L1, L2 e Q, respectivamente. Alta s concentrações salinas afetam o metabolismo da planta sobre vários aspectos e provocam mudanças na sua morfologia, prejudicando a germinação, o tamanho das plantas, ramos, folhas e outras partes da planta.
Tabela 1: Resumo da ANOVA e médias para percentagem de germinação (PG), altura de planta (AP), número de folhas (NF), área foliar (AF) e fitomassa seca da parte aérea (FSPA ) relativos aos dados do girassol.
Causa de variação Quadrado Médio PG AP NF AF FSPA Lodo 200,00* 4933,24** 2,9479ns 22,34* 3,38** Água (A) 112,50 ns 11115,55** 9,03ns 60,35** 7,05** N X A 112,50 ns
399,46ns 2,86ns 10,65ns 1, 86 ns Resíduo 44,04 381,20 4,35 5,09 0,44 CV (%) 7,17 23,16 17,52 24,46 21,10 Média % cm folha pl-1 cm2 g
Lodo L0 95,00 a 75,91b 12,50 a 7,30 b 2,52 b L1 95,00 a 92,12a 11,13 a 9,69 ab 3,38 ab L2 95,00 a 95,47a 11,75 a 11,25 a 3,98 a Q 90,63 a 73,64 b 12,25 a
8,63 ab 2,79 b Água A1 94,37 a 75,95 b 12,43 a 7,8481 b 2,70 b A2 85,00 b 92,62 a 11,38 a 10,59 a 3,64 a
Figura 1: Efeito da água de irrigação e da dose de lodo sobre a percentagem de germinação – PG
Figura 2: Efeito da água de irrigação e do teor de lodo sobre a altura de planta - AP
Houve efeito significativo do tipo de água (A) e do lodo, ao nível de 1% de probabilidade sobre a fitomassa seca da parte aérea (FSPA). O efeito da fitomassa seca da parte aérea, não dependeu das doses de lodo, pois apesar de ter havido diferença significativa da dose de lodo, não houve efeito significativo para a interação (N x A), indicando, que os tipos de águas utilizados apresentaram um mesmo comportamento nas diferentes doses de lodo.
RESULTADOS DO TEOR DE PROTEÍNA (PROT) E TEOR DE ÓLEO (TO)
No segundo cultivo do girassol ocorreu uma elevada redução na produção de grãos por planta e por tratamento, sendo, portanto inviável a realização de uma análise estatística. Foi feita então o somatório do número de sementes das repetições de cada tratamento para as análises, obtendo-se uma média de cada tratamento para análise dos dados. Os valores médios observados para o teor de proteína (PROT) e o teor de óleo (TO) em função dos fatores Tipo de água e doses de lodo da primeira e segunda safra, são apresentados na Tabela 2.
De acordo com a média dos dados observou-se a tendência no aumento do teor de proteína no segundo cultivo em relação ao primeiro. Este resultado pode estar relacionado à maior disponibilidade de P e, especialmente N nos tratamentos com lodo, haja visto o aumento do teor desses nutrientes no solo causado pela adição do resíduo.
De forma contraria o teor de óleo do segundo cultivo em relação ao primeiro decresceu (Figura 4), supondo-se que esta diferença esteja relacionada com a época de plantio, uma vez que, para a segunda safra a semeadura foi realizada em agosto, época que termina o período chuvoso (inverno) na região, onde as condições ambientais se tornam mais desfavoráveis para o cultivo deste híbrido. Apesar deste decréscimo o teor de óleo obtido em todos os tratamentos, manteve-se dentro dos padrões (45 – 50%).
A temperatura ambiente pode ter influenciado os resultados, uma vez que a temperatura média na casa de vegetação, durante esta fase do experimento foi superior a temperatura considerada ideal (25ºC). A concentração de proteínas nos aquênios de girassol aumenta quando a temperatura ultrapassa os 20ºC, ocorrendo uma tendência dos tratamentos químicos apresentarem um maior teor de proteína.
A Tabela 3 apresenta as médias observadas do peso médio dos grãos (peso médio para 100 grãos) para os dados do primeiro e segundo cultivo. Analisando-se as médias do peso médio dos grãos, constatou-se melhores rendimentos no primeiro cultivo em todos os tratamentos. Observou-se também que os valores para o plantios. Segundo PELEGRINI (1985) o peso de 1000 aquênios varia de 40 a 200gramas. Constata-se que os resultados encontrados estão dentro desta faixa.tratamento com água de abastecimento são
ligeiramente inferiores aos obtidos com água residuária nos dois
Tabela 2: Médias para o teor de proteína (PROT) e teor de óleo (TO) do girassol relativos aos tratamentos utilizados.
AMOSTRAS Médias Primeiro Plantio Segundo Plantio PROT TO% PROT TO % A1L0 18,19 48,79 21,17 51,52 A1L1 18,42 51,30 21,14
50,86 A1L2 17,50 50,13 22,76 43,77 A1Q 18,78 50,08 24,46 45,67 A2L0 18,56 49,12 21,23 48,51 A2L1 18,56 49,40 21,27 44,12 A2L2 18,56
49,76 19,58 44,49 A2Q 18,33 50,44 21,26 48,66
Tabela 3: Médias para o peso de 100 grãos (P100G) do girassol relativos aos tratamentos utilizados AMOSTRAS Médias Primeiro Plantio Segundo Plantio P100G (g) P100G (g) A1L0 6,61 5,86 A1L1 6,58 5,74 A1L2
6,47 5,82 A1Q 6,34 6,29 A2L0 6,96 6,58 A2L1 6,93 6,53 A2L2 6,82 6,80 A2Q 6,69 6,56
Figura 3: Efeito da água de irrigação e lodo de esgoto nos resultados do teor de proteína bruta
Figura 4: Efeito da água de irrigação e lodo de esgoto nos resultados do teor de óleo
CONCLUSÕES
Com base no trabalho realizado, concluiu-se que:
Em termos de rendimento em peso de aquênios observou-se melhores resultados no primeiro plantio e que a utilização de água residuária com lodo sobressaiu sobre a água de abastecimento.
Menores rendimentos de peso foram observados no tratamento com adubo químico com os dois tipos de água nas duas épocas de plantio.
As características agronômicas e o rendimento de aquênios de girassol são influenciados pelo tipo de água, doses de lodo e época de plantio.
O incremento de lodo na forma de lodo (L2) aumentou o crescimento da planta em altura (AP), área foliar (AF) superando as irrigadas com água de abastecimento
O tratamento químico apesar de obter uma maior área e diâmetro de capítulo, não diferiu estatisticamente do tratamento utilizando biossólidos.
A produção de grãos utilizando lodo de esgoto e água residuaria nesta segunda etapa foi bastante deficiente, no entanto em termos de desenvolvimento a água residuária se sobressaiu em todas as variáveis estudadas em comparação com a água de abastecimento.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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AGRADECIMENTOS
A obtenção dos dados deste trabalho só foi possível graças ao apoio financeiro da FINEP e CNPq através dos programas PROSAB e PRONEX. A investigação experimental foi realizada nas dependências da antiga depuradora da Cia de Água e Esgotos – CAGEPA, a qual os autores agradecem.
