Transporte de Nitrato Via Percolação e Escoamento Superficial em Nabo Forrageiro Fertigado com Água Residuária da Suinocultura
Thaisa Pegoraro1, Silvio César Sampaio2, Maria Hermínia Tavares3, Silvia Renata Machado
Coelho4, Leocir José Carneiro5, Denise Palma6
1 Bióloga, Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola (PGEAGRI) da Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE), CASCAVEL - PR, thaisapegoraro@gmail.com
2
Engenheiro Agrícola, Docente do PGEAGRI – UNIOESTE, CASCAVEL – PR, ssampaio@unioeste.br 3
Engenheira Química, Docente do PGEAGRI – UNIOESTE, CASCAVEL – PR, mhstavar@gmail.com 4
Agrônoma, Docente do PGEAGRI – UNIOESTE, CASCAVEL – PR, srmcoelho@gm ail.com 4
Engenheiro Agrícola, Pós-Graduando, PGEAGRI, UNIOESTE - CASCAVEL – PR, ljaera@hotmail.com 5
Bióloga, Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola (PGEAGRI) da UNIOESTE, CASCAVEL – PR, palmadenise@yahoo.com.br
ABSTRACT: The swine production, quite prevalent in southern of Brazil, is highly polluting due the generation of organic load of waste, among which stands out the nitrate ion (NO3-N),
very soluble in water. This study evaluated NO3-N losses in leaching and runoff in the
cultivation of oilseed radish (Raphanus sativus L.) with application of swine wastewater (SW) in typical dystrophic soil. It was carried out the parameters pH and NO3-N in runoff and
leachate of nine lysimeters of drainage in three treatments: no irrigation (T0), irrigation (T1) and fertigation of SW (T2) on an intensity of 450 m3.ha-1 during the role cycle of oilseed radish. As a result, it was found higher values of the parameters in the SW treatment, highlighting the needed of further investigations and management of waste applied in soil and release in the environment.
KEYWORDS: reuse of water, leaching, runoff, Raphanus sativus L. INTRODUÇÃO
No Brasil, anualmente, a carne suína movimenta cerca de 1,6 bilhões de dólares, gerando emprego e renda para cerca de dois milhões de propriedades rurais (Dal Bosco et al., 2008). A Região Sul do Brasil destaca-se por apresentar cerca de 60% da produção nacional, sendo que o Paraná possui 135 mil propriedades suinícolas e um rebanho estimado em 4,5 milhões de animais (Miranda, 2007).
Regiões de elevada concentração de suínos normalmente apresentam sérios problemas ambientais, devido à geração de elevadas quantidades de efluentes impactantes, a água residuária da suinocultura (ARS), rica em coliformes e nutrientes, como o nitrogênio (N) e suas formas (Hiragashi et al., 2008). A forma orgânica do nitrogênio na ARS, por exemplo, é convertida em amônia depois da aplicação no solo ou até mesmo durante o armazenamento. Ao atingir o solo, a ARS pode percolar, ficar armazenada nas depressões do terreno ou escoar pela superfície do solo. A amônia geralmente não sofre lixiviação até a zona da raiz, mas pode se converter em nitrato (NO3)que é altamente solúvel e pode
mover-se facilmente com a água podendo contaminar águas superficiais e subterrâneas (Costa et al. 1999; Bakhsh et al., 2005; Rossato, 2004). Altas concentrações de nitrato não apresentam relativa toxidez para os adultos, entretanto, podem ser fatais para crianças, pois no sangue, é convertido em nitrito que se combina com a hemoglobina, causando a síndrome do bebê azul. Além disso, outros problemas podem ser causados pela formação de nitrosaminas cancerígenas (Monteiro et al., 2003).
O objetivo do presente trabalho é avaliar perdas de nitrogênio na forma de nitrato via percolação e escoamento superficial com a aplicação de ARS no cultivo de nabo forrageiro (Raphanus sativus L.), que apresenta alto potencial na ciclagem de nutrientes (Costa, 1993; Rossato, 2004) e menores potenciais de poluição difusa quanto ao nitrogênio (N) se comparado a aveia (Ceretta et al., 2005; Basso et al., 2005) e milho (Ceretta et al., 2005). MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi instalado no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola da Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE, localizada na Rodovia BR 467, Km 101, no município de Cascavel, Paraná, Brasil. O solo da área experimental é
classificado, conforme Embrapa (1999), como Latossolo Vermelho Distroférico típico, composto de 68% de argila, 13% de silte e 19% de areia.
A área experimental total possui 0,162 ha, divididos em 09 parcela de 180 m2 cada, com um lisímetro de drenagem de 1m3 em cada parcela, totalizando três lisímetros por tratamento.
Os tratamentos basearam-se no tipo de irrigação: sem irrigação (T0), com irrigação (T1) e com fertigação com ARS (T2). A cultivar de nabo forrageiro CATI AL 1000 foi semeada em junho de 2009 na densidade de 27 kg.ha-1, a lanço. A ARS aplicada no tratamento T2 foi obtida através de uma cooperativa local, na saída de um biodigestor e a aplicação foi em lâmina fixa, de aproximadamente 450 m3.ha-1 durante todo o ciclo da cultura, em uma lâmina de 7,7 mm por irrigação, calculada com base na precipitação média provável para a região (Longo et al., 2006). A ARS e a água utilizada no experimento foram conduzidas por um sistema de irrigação por aspersão, espaçados 16 x 12 metros, composto por 16 aspersores, marca Kadox, modelo IR-1612F, de círculo cheio, com um bocal. As irrigações ocorreram aos 34, 49, 72, 87, 101 e 118 DAS.
A coleta do material escoado aos 55 DAS e as coletas do material percolado, aos 55, 98 e 118 DAS, foram realizadas após cada evento de precipitação e uma amostra composta do material drenado em cada lisímetro sendo acondicionada para posterior análise (Embrapa, 2009) e encaminhada ao laboratório de Saneamento Ambiental da UNIOESTE/PGEAGRI/RHESA, para realização de análises de pH, pelo método potenciométrico em pHmetro e nitrato (NO3), determinado por colorimetria, em
espectofotômetro modelo DR/2010 e Kit Nitraver 5, ambos da marca Hach.
Antes do plantio de nabo forrageiro, foram coletadas três amostras compostas de solo da área experimental, uma em cada tratamento (Tabela 1). Realizaram-se, igualmente, análises físico-químicas da ARS aplicada no tratamento T2 (Emprapa, 2009), apresentada na Tabela 2. A ARS1 foi utilizada da 1ª até a 4ª irrigação (1ª coleta) e a ARS2 foi utilizada na 5ª e 6ª irrigação (2ª e 3ª coleta).
Os dados de pH e NO3 foram submetidos à análise de variância (ANOVA) tendo como
referência o delineamento experimental inteiramente casualizados (DIC) e testes de Scott-Knott, ao nível de 5% de significância e visando uma maior homogeneidade dos dados, foram transformados em no software Sisvar (2007).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Totalizaram-se três coletas de material lixiviado e apenas uma coleta de escoado, tendo em vista que as precipitações posteriores a primeira foram de pouca intensidade, não sendo suficiente para coletas superficiais.
Na Tabela 3 encontra-se resumo da ANOVA para os parâmetros avaliados. Nota-se que os valores foram significativos para o parâmetro NO3-N na 2ª e 3ª coleta do material lixiviado e
na única coleta do material escoado. A Tabela 4 mostra os resultados do parâmetro NO3-N e
pH para os três tratamentos nas coletas de lixiviado e escoado. Verifica-se que para o parâmetro pH, ao nível de 5% de significância, não houve diferença significativa entre todos os tratamentos no decorrer das coletas, indicando que a aplicação de ARS na cultura de nabo forrageiro foi positiva neste parâmetro, mesmo constatando que o tratamento T2 apresentou pH superior se comparado aos demais tratamentos. O processo de nitrificação, isto é, a conversão do íon amônio a nitrato, libera íons hidrogênio de modo a acidificar o meio. Entretanto, diferentemente do esperado, não houve relação linear entre o íon nitrato e os valores de pH tanto para os materiais escoados como para lixiviados. Anami et al. (2008) constataram o aumento do pH no solo após aplicação de ARS e atribuem este efeito, provavelmente, à presença de ânions orgânicos de grande carga negativa no solo ou ao aumento do teor de matéria orgânica, que mesmo em pequenas concentrações, promove o consumo de H+.
Para o parâmetro NO3-N no material lixiviado (Tabela 4), o tratamento fertigado com ARS,
em todas as coletas, se mostrou diferente estatisticamente dos demais tratamentos, ao nível de 5% de significância, apresentando valores médios de 2,5, 1,1 e 6,4 mg.L-1 na 1ª, 2ª e 3ª coleta, respectivamente. Estas concentrações do íon podem estar relacionadas ao baixo
intervalo de tempo entre a aplicação de ARS e o evento de escoamento (Ceretta et al., 2005). De qualquer forma, os valores de N-NO3 em todos os tratamentos foram inferiores ao
limite máximo de contaminação de água subterrânea para consumo humano, estabelecido no Brasil através das Resoluções do CONAMA no 396 (Brasil, 2008) e no 420 (Brasil, 2009),
que é de 10 mg.L-1. O deslocamento do ânion NO3 no material escoado obteve
comportamento semelhante ao lixiviado, uma vez que o tratamento T2 também apresentou valores superiores aos demais tratamentos, diferindo-se estatisticamente, ao nível de 5% de significância. Os valores médios do material coletado nos lisímetros de drenagem foram de 1,06, 2,56 e 8,63 mg.L-1 para os tratamentos T0, T1 e T2, respectivamente, sendo que um lisímetro no tratamento T2 apresentou valor de 13,2 mg.L-1, isto é, acima do limite (10 mg.L-1) da Resolução no 357 do CONAMA, que legisla sobre contaminação de rios e de água para consumo humano (Brasil, 2005).
Anami et al. (2008), através da avaliação do coeficiente de dispersão hidrodinâmico e do fator de retardamento do NO3-N, evidenciaram elevado potencial de contaminação do ânion,
visto o seu rápido deslocamento em colunas de solo. Bertol et al. (2005) verificaram semelhante comportamento na movimentação de NO3-N, porém, com aplicação de dejeto
suíno. Em estudos os autores, o tratamento com ARS (60 m3.ha-1) apresentou teor superior do ânion se comparado aos demais tratamentos, de adubação orgânica (200 kg.ha-1) e sem adubo, em condições de semeadura direta. Já Bakhsh et al. (2005) relatam picos de 31,8 mg.L-1 de NO3–N na água drenada de subsuperfície em uma área com cultivo contínuo de
milho por seis anos, quando aplicado dejeto suíno em concentrações médias de 150 Kg.ha-1 de N por ano. Tais pesquisas corroboram com o resultado do presente estudo, evidenciando a alta mobilidade de NO3-N, sobretudo quando da aplicação de dejeto suíno no solo.
CONCLUSÃO
A aplicação de ARS no cultivo de nabo forrageiro em uma taxa de 450 m3.ha-1 aumentou os níveis de NO3-N no material coletado oriundo do escoamento superficial e da lixiviação em
solo Latossolo Vermelho Distroférrico típico. Entretanto, em concentrações médias inferiores ao limite máximo determinado pela resolução 357 do CONAMA. Maiores estudos se fazem necessários a fim de otimizar o manejo da ARS no solo, especialmente quando se trata do ânion NO3 e outros nutrientes presentes no efluente, sobretudo com o a espécie Raphanus sativos L., cujas pesquisas quando irrigada são ainda incipientes.
TABELA 1. Caracterização do solo da área experimental
SB CTC K P NPK NO3 + NO2 pH (CaCl2) CE dS.m-1 V (%) (mmolc.dm -3 ) (mg.dm-3) Tratamento T0 6,43 0,040 63 62,4 98 1,7 5,3 966 3,7 Tratamento T1 6,07 0,031 56 59,6 106 1,2 6,7 938 4,6 Tratamento T2 5,96 0,049 56 61,6 109 2,1 2,9 945,1 7,9
T0 – Tratamento Sequeiro; T1 – Tratamento com irrigação; T2 – Tratamento com fertigação
TABELA 2. Caracterização da ARS aplicada no tratamento T2
pH CE NTK P K NO3 (CaCl2) dS.m -1 mg.L-1 ARS1 8 2,93 280,80 2,51 428,30 42,13 ARS2 7,93 5,94 270,27 3,02 397,80 22,13
TABELA 3. Resumo da ANOVA
Parâmetro 1ª coleta 2ª coleta 3ª coleta
pH P-valor 0,128 n.s -- -- pH CV (%) 3,37 -- -- NO3-N P-valor 0,047* -- -- Escoado NO3-N CV (%) 17,75 -- -- pH P-valor 0,4899 n.s 0,2609n.s 0,2389 n.s pH CV (%) 3,33 2,30 2 Percolado NO3-N P-valor 0,0684 n.s 0,00* 0,0002*
NO3-N CV (%) 19,48 3,38 14,20
TABELA 4. Valores transformados de pH e NO3-N para os três tratamentos analisados
Lixiviado Escoado
1ª Coleta 2ª Coleta 3ª Coleta
pH NO3-N pH NO3-N pH NO3-N pH NO3-N Tratamentos (CaCl2) mg.L -1 (CaCl2) mg.L -1 (CaCl2) mg.L -1 (CaCl2) mg.L -1
T0 6,59a 1,30ª 6,67a 1,048a 6,73a 1,079a 6,92a 1,43a
T1 6,64a 1,33ª 6,70a 1,048a 6,68a 1,125a 7,21a 1,88a
T2 6,81a 1,93b 6,89a 1,448b 6,89a 2,706b 7,40a 3,06b
Letras iguais na coluna não diferem entre si de acordo com o Teste de Scott-Knott ao nível de 5 % de significância. Dados de lixiviado e escoado foram transformados em (x+1)0,5.T0 = Nabo forrageiro sem irrigação; T1 = Nabo forrageiro irrigado; T2 = Nabo forrageiro fertigado
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