Composição Química de Plantas Visando à Elaboração de Compostos Orgânicos.
Plant chemical composition for the elaboration of improved organic compost
SCHALLENBERGER, Euclides1; HARO, Marcelo Mendes de1; CANTÚ, Rafael Ricardo1.;
MORALES, Rafael Gustavo Ferreira1; VISCONTI, Alexandre.
1Epagri – Estação Experimental de Itajaí. Rod. Antônio Heil, 6800, Km 6, CEP:88318-112 Itajaí–SC. Euclides Schallenberger schallenberger@epagri.sc.gov.br; Marcelo Mendes de Haro marceloharo@epagri.sc.gov.br;; Rafael Ricardo Cantú – rrcantu@epagri.sc.gov.br;
Rafael Gustavo Ferreira Morales rafaelmorales@epagri.sc.gov.br; Alexandre Visconti visconti@epagri.sc.gov.br
Resumo: A produção de hortaliças em sistema orgânico apresenta alguns desafios, principalmente voltados à fitossanidade e nutrição das plantas. Na área da nutrição, o maior gargalo é a obtenção de adubos orgânicos adequados à demanda de cada uma das hortaliças produzidas. É sabido que as hortaliças respondem muito bem a adubação orgânica equilibrada e o desafio é a disponibilização de adubos orgânicos adequados utilizando materiais orgânicos existentes nas propriedades agrícolas. Uma das alternativas é a transformação destes resíduos orgânicos em fertilizantes orgânicos por meio da compostagem. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar a composição química do capim-elefante, crotalária e feijão-de-porco visando a elaboração de compostos com concentrações diferenciadas de nutrientes. Foram realizadas análises químicas nas plantas com 100 dias de idade para determinação dos teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, ferro, manganês, zinco, cobre e boro, relação C/N e porcentagem de carbono. Os resultados mostraram que a composição química das plantas é diferenciada, principalmente em relação à porcentagem de carbono, relação C/N, concentração de fósforo e potássio, teor de ferro e magnésio. Concluiu-se que é possível a obtenção de compostos com concentrações diferenciadas de nutrientes e que a escolha do material a ser compostado deve ser levada em consideração no momento do preparo do composto orgânico, dependendo da finalidade ou características do composto desejado.
Palavras-chave: produção orgânica, compostagem, adubação orgânica, agroecologia.
Abstract: The demand for organic vegetables is increasing annually. However, the production still fighting some challenges such as plant nutrition. The elaboration and usage of organic compost is a challenge for smallholders. The use of different plant material in the organic compost preparation highlights as a solution to obtain better sources of nutrients. In this study we report the vegetal material dependence of organic compost chemical composition. Organic compost was prepared using Crotalaria juncea, Pennisetum purpureum, Canavalia ensiformis as plant material. The organic compost chemical composition significantly differed depending on the plant species used. Organic carbon, C/N relation, phosphorous, potassium, and magnesium were the main responsible for the statistical difference among treatments. Thus, plant material chemical composition need to be considered in the preparation of organic compost depending on the usage demanded and plant nutritional needs, since it results in fertilizers with different nutrient levels.
Keywords: Organic production, Composting, Organic Fertilizers, Agroecology.
Introdução
As hortaliças respondem muito bem a adubação orgânica. Dependendo do nível de fertilidade do solo e dos teores de nutrientes encontrados nos adubos orgânicos, pode-se realizar uma adubação equilibrada e eficiente apenas com este tipo de adubo. Através da adubação orgânica obtêm-se solos saudáveis, que produzem plantas saudáveis, naturalmente resistentes à pragas e patógenos. A maior resistência a estes organismos está ligada à maior capacidade dos solos manejados organicamente em fornecer nutrientes às plantas, de forma a equilibrar seus metabolismos. A adição de matéria orgânica, melhora a química e a física dos solos, ativando a vida que nele habita. Nos solos adubados organicamente, as plantas desenvolvem-se melhor porque são beneficiadas pela relação positiva que se estabelece entre as raízes e os microorganismos como micorrizas e fixadores biológicos de nitrogênio e outras moléculas orgânicas complexas encontradas nos adubos orgânicos (CAPORAL & COSTABEBER, 2005)
Os materiais orgânicos variam muito em sua composição química, e a dose a aplicar depende das condições de mineralização, dos teores de nutrientes e do nível de fertilidade do solo. Estes materiais orgânicos, na sua grande maioria, necessitam sofrer transformações para que adquiram condições compatíveis com aquilo que se convenciona chamar “matéria orgânica” e que, na sua essência, são os compostos orgânicos capazes de induzir mudanças benéficas no solo sob o ponto de vista agrícola (GLÓRIA, 1992). Uma das alternativas para a transformação dos resíduos orgânicos em fertilizantes orgânicos é a utilização do processo de compostagem, que pode ser definido como a união de vários materiais orgânicos que, em processo de fermentação sob condições de umidade e temperatura controladas, produz um composto humificado, com características melhores que as dos materiais utilizados no processo. A compostagem é uma técnica simples que visa a transformação materiais vegetais e estercos em compostos ricos em nutrientes utilizados para adubação das culturas. É resultado da ação de inúmeros organismos, variando desde aqueles que podem ser vistos a olho nu (aranhas, formigas, minhocas, besouros, centopéias) até microrganismos (fungos, bactérias, leveduras, algas e actinomicetos), que são os mais efetivos e importantes para o processo.
O composto obtido a partir de resíduos vegetais e estercos pode ser usado sem restrições em todas as culturas com benefícios importantes para a estrutura física, na vida e para fertilidade do solo. A riqueza nutricional e biológica que os compostos orgânicos conferem ao solo e às plantas auxiliam sobre maneira no seu cultivo, permitindo melhorar as qualidades químicas, físicas e biológicas do solo. Com a utilização do composto nas adubações produzem-se múltiplos efeitos positivos pelo aumento da permeabilidade, agregação das partículas minerais, fornecimento de macro e micronutrientes, correção da acidez e incremento na população de micro-
organismos do solo além da elevação na eficiência de absorção de nutrientes pelo aumento da capacidade de troca de cátions do solo Ronessa & Souza (2008).
A compostagem é importante porque parte de alguns nutrientes contida nos resíduos orgânicos está na forma orgânica, devendo ser mineralizada para ser aproveitada pelas plantas. A partir daí, a fração mineralizada comporta-se de forma semelhante aos nutrientes dos adubos minerais. Segundo Paschoal (1994) todo potássio (K) aplicado por meio de adubo orgânico comporta-se como mineral desde a aplicação, uma vez que não faz parte de nenhum componente orgânico estável, portanto, não necessita sofrer a ação dos microrganismos. O fósforo (P) sofre mineralização de cerca de 80% no primeiro ano de cultivo e cerca de 20% no segundo ano. Para o nitrogênio (N), a taxa de mineralização é de cerca de 50% no primeiro ano e 20% no segundo ano. A partir do terceiro ano a totalidade do N e P aplicada na forma orgânica encontra-se mineralizada.
A qualidade do material e a umidade retida no composto pode influenciar a retenção de umidade do solo, auxiliando o sistema radicular das plantas em um possível estresse hídrico (TESTER, 1990).
A relação C/N todos os compostos orgânicos deve se encontrar abaixo de 18, permitindo a estabilização do adubo e a não concorrência dos microorganismos decompositores pelo nitrogênio do solo (PEIXOTO, 2000)
Nem sempre um mesmo composto é capaz de nutrir satisfatoriamente diversas espécies de plantas, pois estas apresentam demandas diferenciadas de nutrientes.
Como exemplo, segundo a CQRF/RS-SC, (2004) em solo com teor médio de matéria orgânica, fósforo e potássio, ao cultivo de couve-flor são necessários, por hectare, 200 kg de N, 260 kg de P2O5 e 280 kg de K2O, numa relação N:P:K de 1:1,3:1,4, o que é muito diferente para a alface, cuja necessidade é de 100 kg de N, 100 kg de P2O5 e 160 kg de K2O, cuja relação N:P:K é de 1:1:1,6. Assim, para nutrir adequadamente espécies olerícolas, precisam-se, obviamente, de diferentes quantidades de cada um daqueles nutrientes e, o mais importante, relacionados diferentemente entre si CQRF/RS/SC (2004).
Este presente trabalho teve como objetivo avaliar a composição química do capim- elefante, crotalária e feijão-de-porco visando a elaboração de compostos com concentrações e relações de diferenciadas de nutrientes.
Objetivo geral
Estudar a composição química de capim-elefante, crotalária e feijão-de-porco na obtenção de compostos com concentrações e relações diferenciadas de nutrientes.
Metodologia
O trabalho foi conduzido em Itajaí/SC, na Estação Experimental da Epagri-EEI, situada a 27o 34’ de latitude Sul, 48o 30’ de longitude Oeste de Greenwich e altitude de 5m. De acordo com Köeppen (1948) o clima do lugar é subtropical, com chuvas bem distribuídas e verão quente e úmido, do tipo Cfa.
O trabalho constou plantio inicial de capim-elefante (Pennisetum purpureum).
Decorridos 100 dias deste plantio, o capim-elefante foi cortado e neste mesmo dia foram semeados as fabáceas feijão-de-porco (Canavalia ensiformis) e crotalária (Crotalária juncea). O experimento foi delineado em blocos casualizados com três espécies de plantas. Cada tratamento continha três repetições com parcela área útil de 50m2. As plantas foram adubadas conforme recomendação de adubação constantes no manual de adubação e calagem para o RS e SC CQRF/RS-SC (2004). De cada bloco foram retiradas cinco amostras, as quais foram consideradas repetições, totalizando 15 por tratamento.
Decorridos 100 dias do corte do capim elefante e do plantio do feijão-de-porco e da crotalária, as plantas foram colhidas (Figura 1), picadas e colocadas para secar à 65ºC. Depois de seco o material foi encaminhado para análises químicas ao Laboratório de fisiologia e nutrição vegetal da Epagri de Caçador-SC. Foram determinados os teores de nitrogênio (g/Kg), fósforo (g/Kg), potássio (g/Kg), cálcio (g/Kg), magnésio (g/Kg), ferro (mg/Kg), manganês (mg/Kg), zinco (mg/Kg), cobre (mg/Kg), boro (mg/Kg), a porcentagem de carbono e a relação C/N.
Os dados foram então submetidos à análise de variáveis canônicas (CVA) para a redução da dimensionalidade, ilustrando graficamente as posições relativas e as orientações médias da composição química das plantas em cada tratamento sob comparação. A significância entre os tratamentos emparelhados foi comparada através do F-teste aproximado (p<0,05) utilizando a distância de Mahalanobis entre as médias das classes canônicas das variáveis. Todas as análises estatísticas foram realizadas no software R (R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2013)
Figura 1. Área de corte da Crotalária juncea para análises químicas. Epagri-Itajaí, 2016.
Resultados e discussões
As análises químicas demonstraram diferenças na composição das plantas analisadas (Tabela 1):
Tabela 1. Resultado das análises químicas realizadas nas plantas promissoras para o preparo de composto orgânico. Itajaí, SC, 2016
Variáveis Crotalária Feijão Capim
g/Kg
N 22,07 (± 1,25) 25,18 (± 1,60) 10,38 (± 0,55)
P 6,12 (± 0,31) 2,72 (± 0,16) 2,00 (± 0,13)
K 16,03 (± 1,13) 14,83 (± 1,95) 25,92 (± 1,69)
Ca 4,99 (± 0,23) 15,33 (± 1,13) 2,50 (± 0,14)
Mg 2,25 (± 0,36) 2,67 (± 0,38) 1,57 (± 0,16)
mg/Kg
Fe 995,39 (± 159,0) 2032,89 (± 328,48) 242,19 (± 20,81) Mn 100,50 (± 10,8) 240,41 (± 32,91) 129,78 (± 12,18)
Zn 48,97 (± 2,87) 45,92 (± 3,59) 37,64 (± 2,24)
Cu 7,48 (± 0,76) 10,26 (± 1,95) 5,73 (± 0,74)
B 19,81 (± 0,88) 11,42 (± 1,11) 16,26 (± 0,51)
%
C 48,54 (± 1,15) 41,21 (± 1,82) 52,00 (± 0,61)
Relação C/N 23,54 (± 1,81) 17,26 (± 1.31) 51,43 (± 2,22)
A análise das variáveis canônicas (CVA) das diferentes plantas testadas para a produção de compostos orgânicos indicou diferença significativa entre suas composições (Wilks’ λ = 0,003; F = 42,60; df (num/den) = 24/62; P < 0,001). Dois eixos canônicos foram calculados, sendo todos significativos (Tabela 2)
Baseando-se nos coeficientes agrupados entre classes canônicas padronizadas, os parâmetros que mais contribuíram para a diferenciação dos tratamentos no eixo 1 foram, respectivamente, a concentração de fósforo, relação C/N e potássio (Tabela 2). Por sua vez, no eixo 2 o teor de ferro, fósforo, e magnésio foram respectivamente os responsáveis pela diferenciação (Tabela 2).
Tabela 2. Eixos canônicos e seus coeficientes (agrupados entre classes canônicas padronizadas) relativos aos parâmetros químicos avaliados nas diferentes plantas testadas para a produção de composto orgânico. Itajaí, SC, 2016.
Variáveis Eixos canônicos
1º 2º
Nitrogênio 0,58 0,40
Fósforo 1,11 0,78
Potássio 0,73 0,10
Cálcio -0,66 -0,06
Magnésio -0,19 0,61
Ferro 0,02 1,36
Manganês -0,04 -0,26
Zinco -0,33 -0,46
Cobre 0,71 -0,45
Boro 0,78 -0,05
Carbono orgânico 0,13 0,14
Relação C/N 0,84 -0,44
F appr. 42,60 35,44
P <0,001* <0,001*
Eigenvalue 22,20 12,18
O diagrama de ordenação derivado da CVA (Figura 2) foi confeccionado a partir dos eixos 1 e 2 (Tabela 2). As plantas avaliadas diferiram significativamente entre si pelo de teste F (P< 0,05), baseado na distância de Mahalanobis entre as médias das classes.
Figura 2. Diagrama de ordenação (CVA) mostrando a discriminação entre os parâmetros químicos avaliados nas diferentes plantas testadas para a produção de composto orgânico. Tratamentos dentro do mesmo círculo não diferem pelo teste F (P< 0,05), baseado na distância de Mahalanobis entre as médias das classes. Itajaí, SC, 2016.
A determinação da composição química dos resíduos orgânicos é importante para seleção dos materiais a serem compostados, uma vez que a composição do química do composto elaborado dependerá da qualidade do material orgânico compostado.
Schallenberger et al. (2015) avaliando a composição química de plantas constatou que a o teor de nitrogênio foi de 2,73% na Crotalária juncea, 2,65% no feijão-de- porco e 1,27% no capim-elefante. Já para o fósforo os teores foram de 0,68% na Crotalária juncea, 0,77% no feijão-de-porco e 0,68% no capim-elefante e para o potássio os teores 2,78% na Crotalária juncea, 2,67% no feijão-de-porco e 2,18% no capim-elefante.
A relação C/N é um fator importante que afeta a qualidade do composto e do processo de compostagem. O equilíbrio da relação C/N é um fator de importância fundamental na compostagem, já que, o principal objetivo do processo é criar condições para fixar nutrientes, de modo a serem posteriormente utilizados como adubo. A relação C/N inicial mais favorável para a compostagem fica em torno de 30/1. O conhecimento da relação C/N dos materiais a serem compostados é fundamental para a elaboração da pilha de compostagem e da determinação das proporções dos matérias a serem compostados (MARAGNO et al. 2007).
Silva et al. (2011) utilizando mistura de capim-elefante e casca de café curtida obtiveram composto com 1,5% de N, 0, 3% de P2O5 e 1,73% de K2O. Quando
compostaram a mistura de capim-elefante com cama de frango e casca de café verde obtiveram um produto com 3,0% de N, 3,5% de P2O5e 3,0% de K2O. Leal et al. (2007) ao utilizarem para compostar Crotalária juncea pura obtiveram um composto com 4,0% de N, 0,95% de P2O5e 0,45% de K2O e quando empregaram capim-elefante puro no processo obtiveram composto com 0,96% de N, 0,95% de P2O5 e 0,23% de K2O.
Schallenberger et al (2015) compostando diferentes plantas com 100 dias de idade obteve compostos mais ricos em nitrogênio quando compostou plantas leguminosas puras como crotalária e feijão de porco e composto mais rico em fósforo com compostos de elaborados com capim elefante e palha de arroz adicionados de esterco de aves. O teor de potássio foi mais elevado nos compostos elaborados com crotalária pura e de palha de arroz com esterco de aves e teor mais baixo de potássio nos compostos elaborados com feijão de porco puro e de capim elefante com esterco de aves
Conclusões
As plantas de crotalária, feijão-de-porco e capim-elefante apresentaram diferenças na composição química sendo assim possível a obtenção de compostos com concentrações diferenciadas de nutrientes,
A escolha do material a ser compostado deve ser levada em consideração no momento do preparo do composto orgânico, dependendo das plantas a serem adubadas ou das características do composto desejado.
Agradecimentos
Ao CNPq, FAPESC e Epagri pelo apoio financeiro para realização deste trabalho.
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