AVALIAÇÕES DE PROPRIEDADES FÍSICAS DE UM LATOSSOLO VERMELHO EUTROFÉRRICO TRATADO COM LODO DE ESGOTO POR DOIS ANOS CONSECUTIVOS
Graziela Moraes de Cesare Barbosa
João Tavares Filho
Ines Cristina de B. Fonseca
Resumo
A importância da utilização do lodo de esgoto como fertilizante agrícola tem levado a vários estudos nesta área. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de dois anos de aplicação de lodo de esgoto, nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho eutroférrico. As avaliações foram realizadas na fazenda experimental da Universidade Estadual de Londrina/PR. O experimento foi instalado a campo, com delineamento em blocos ao acaso contendo três repetições com os seguintes tratamentos: sem adubação, somente adubação mineral, adubação orgânica com lodo de esgoto em doses crescentes de 6, 12 e 18 t.ha
-1 (aplicados em uma e duas vezes por ano) em base seca e complementação mineral. Os resultados mostraram uma tendência de aumento na agregação do solo e macroporosidade e redução na densidade do solo e microporosidade, porém sem diferenças significativas, nos tratamentos que receberam o lodo de esgoto. A densidade de partículas e a condutividade hidráulica aumentaram nos tratamentos que receberam 36 t.ha-1/ano e 18 t.ha-1/ano de lodo, respectivamente. A resistência do solo à penetração foi menor na superfície do solo (0 - 0,1m) no tratamento que utilizou 12 t.ha-1/ano de lodo de esgoto.
Palavras-chave: biossólidos, matéria orgânica, propriedades físicas
Abstract
The importance of using sewage sludge as an agricultural fertilizer has led to several studies in this area. This project had as objective the evaluation of the effects of two years of application of sewage sludge on the physical properties of a red eutroferric laterite soil. The evaluations were performed at the experimental farm of the State University of Londrina / PR. The experiment was installed in the field, with the delineation in random sections containing three repetitions of each of the following treatments: no fertilization, mineral fertilization only, organic fertilization with sewage sludge in increasing doses of 6, 12, and 18 tons per hectare (applied once and twice per year) on a dry base and with mineral complementation. The results showed a tendency for an increase in soil aggregation and in macroporosity and in a reduction of the soil density and microporosity, however, without significant differences, in treatments that received sewage sludge. The particle density and hydraulic conductivity increased in the treatments that received 36 tons/hectare-year and 18 tons/hectare-year, respectively. The soil’s resistance to penetration was smaller at the surface (0 - 0,1 m) of the soil for the treatment that used 12 tons /hectare-year of sewage sludge.
Key words: biosolids, organic matter, physical properties
Introdução
O lodo é o principal subproduto do tratamento de esgotos e a sua disposição final tem sido um problema discutido em vários países. Sua utilização em terras produtivas, reservadas para agricultura e pecuária, e a disposição em aterros sanitários são as formas predominantemente adotadas pelos países desenvolvidos (LUDUVICE, 2000).
A alternativa da reciclagem agrí-cola, segundo ANDREOLI & PEGORINI (2000) tem o grande benefício de transformar o lodo de esgoto como um importante insumo agrícola, o qual fornece matéria orgânica e nutrientes ao solo e vantagens indiretas ao homem e ao ambiente, reduzindo os efeitos adversos à saúde causados pela incineração e diminuindo a dependência de fertilizantes químicos.
Estudos mostram que a aplicação do lodo de esgoto no solo aumenta a capacidade de infiltração e retenção de água, devido ao aumento da porosidade total do solo e da diminuição da sua densidade (BONNET, 1995), bem como, aumenta o teor de matéria orgânica no solo (BATAGLIA et al., 1983; OUTWATER, 1994) e a formação de agregados das partículas do solo (ANDREOLI & PEGORINI, 2000).
A umidade e as altas temperaturas favorecem a degradação acelerada da matéria orgânica. Em razão disso, BISCAIA & MIRANDA (1996) analisaram a grande importância da adição de matéria orgânica para a manutenção do potencial produtivo do solo e da nutrição de plantas, permitindo assim, produtividades elevadas.
Face à importância da utilização de biossólidos na agricultura, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de dois anos de aplicação do lodo de esgoto, nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho eutroférrico.
Material e métodos
O trabalho foi realizado em um Latossolo Vermelho eutroférrico, com teor de argila variando de 760 a 820 g.kg-1 entre 0 - 0,40 m, localizado na área experimental da fazenda escola da Universidade Estadual de Londrina (PR), coordenadas geográficas: 23º23' de latitude S e 51º 11' de longitude W, altitude média 566 m e clima, segundo classificação de Köppen do tipo Cfa.
O lodo utilizado (quadro 1) foi digerido anaerobicamente, produzido em Reator Anaeróbico de Lodo Fluidizado (Ralf), e tratado pela cal (CaO e MgO) na concentração de 50% do peso seco de lodo, com umidade variando entre 50 e 75%, que é favorável ao processo de calagem em betoneiras ou manual.
Quadro 1 - Características Química do Lodo Anaeróbio (Ralf) Utilizado na Área Experimental, na Região de Londrina - PR Segundo Andreoli, 1999.
Em relação à condução do experimento, inicialmente o solo recebeu calagem e posteriormente foi gradeado. Após estas operações, foi realizada a aplicação do lodo manualmente, e em seguida, efetuou-se uma segunda gradagem para incorporação do mesmo. As dosagens aplicadas de lodo foram diferentes (6, 12 e 18 t.ha
-1) durante dois anos e, neste período, foram implantadas as culturas de aveia e milho nas safras de 1997, 1997/98 e 1998/99 (verão/inverno). Após o período de dois anos, foi suspensa a aplicação de lodo de esgoto e implantou-se a cultura de milho safrinha (1999).O delineamento experimental utilizado foi em blocos aleatórios, sendo a área total do experimento igual a 0,5 ha, dividida em 3 blocos, com 8 tratamentos, totalizando 24 parcelas. Os 8 tratamentos foram conduzidos da seguinte forma: (1) testemunha (calagem = 1 t.ha
-1); (2) adubação mineral recomendada para o milho (8-18-16) + calagem (somente no primeiro ano); (3) 6 t.ha-1 por ano de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral (no verão); (4) 12 t.ha-1 por ano de lodo calado (sendo6 t.ha
-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral (no verão); (5) 12 t.ha-1 ano por de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral (no verão); (6) 18 t.ha-1 por ano de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral (no verão); (7) 24 t.ha-1 por ano de lodo calado (sendo 12 t.ha-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral (no verão); (8) 36 t.ha-1 por ano de lodo calado (sendo 18 t.ha-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral (no verão).As amostras de solo e os dados de campo foram obtidos 6 meses após a última aplicação do lodo de esgoto, no mês de março de 1999, durante o desenvolvimento da cultura do milho safrinha. Para as análises de densidade do solo (método do anel volumétrico), macroporosidade e microporosidade (método da mesa de tensão), foram coletadas amostras não deformadas em anéis e, para densidade de partículas (método do picnômetro) e estabilidade de agregados em água (método de Yoder), coletaram-se amostras deformadas. As análises fo-ram efetuadas segundo EMBRAPA (1997). A campo, foi determinada a condutividade hidráulica por meio de infiltrômetro de sucção controlada segundo metodologia proposta por ANKENY et al. (1991), para as tensões 0, 1, 3 e 6 cm. A resistência do solo à penetração foi determinada utilizando-se o penetrômetro de Impacto Modelo IAA/Planalsucar STOLF, a partir da superfície do solo até a profundidade de 0,60 m, segundo a metodologia descrita em STOLF (1991).
A análise estatística da condutividade hidráulica foi feita em esquema fatorial. Os dados foram submetidos à análise de variância (nível de significância) e teste de comparações de médias (Tukey) com 5% de probabilidade.
Resultados e discussão
De acordo com a análise de variância (quadro 2), verifica-se que para os parâmetros densidade do solo (Ds), densidade de partículas (Dp), diâmetro médio ponderado (DMP), diâmetro médio geométrico (DMG), índice de estabilidade de agregados (IEA), micro e macroporosidade, não houve efeito significativo entre os tratamentos.
Quadro 2 - Efeito da Aplicação de Lodo Lodo de Esgoto Sobre a Densidade de Solo (Ds), Densidade de Partículas (Dp), Microporosidade, e Macroporosidade, Diâmetro Médio Ponderado (DPM), Diâmetro Médio Geométrico (DMG) e Índice de Estabilidade de Agregados (IEA), de um Latossolo Vermelho Eutroférrico na Região de Londrina (PR)
1 - Tratamentos: (1) testemunhas; (2) adubação mineral recomendada para o milho + calagem; (3) 6 t.ha-1 por ano de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral; (4) 12 t.ha 1 por ano de lodo calado (sendo 6 t.ha-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral; (5) 12 t.há-1 por ano de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral; (6) 18 t.há-1 por ano de lodo calado (única aplicação) + complemento mineral (7) 24 t.ha-1 por ano de lodo calado (sendo 12 t.ha-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral; (8) 36 t.ha-1 por ano de lodo calado (sendo 18 t.ha-1 aplicado semestralmente) + complemento mineral. 2- Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de tukey com 5% de probabilidade.
Mesmo não havendo diferença significativa no nível de 5% na densidade do solo (Ds), há uma tendência de redução desta propriedade com o aumento das dosagens de lodo de esgoto, em relação à testemunha. Este resultado estávtemunha, porém observou-se uma tendência de aumento, conforme se aumentava a dose de lodo de esgoto (quadro 2). Estes resultados estão de acordo com FIEST et al. (1998) que também verificaram tendência de acréscimo na Dp na dose de 9,6 t.ha-1 de lodo de esgoto, porém sem diferença significativa.
Para a análise de agregados, os parâmetros DMP, DMG, IEA não apresentaram diferença significativa, entre os tratamentos, mas verificou-se uma tendência na formação de agregados maiores (DMP) quando utilizado lodo de esgoto. MELO & MARQUES (2000) demonstrava que a matéria orgânica e os cátions presentes (Ca
2+ e Al3+ dentre outros) no lodo de esgoto influenciam na agregação de partículas do solo e determinam aumento no seu volume, causando redução na sua densidade. O IEA também foimaior nestes tratamentos, demonstrando que o lodo de esgoto contribuiu para a agregação do solo pois, quanto menor a quantidade de agregados < 0,25 mm, maior será o IEA. LUE-HING et al. (1992), LOGAN & HARRISON (1995), MARX et al. (1995), encontraram resultados semelhantes para estabilidade de agregados em solos tratados com lodo de esgoto. JORGE et al. (1991) verificaram que a estabilidade de agregados teve efeito benéfico nos tratamentos que utilizaram 40 e 80 t.ha-1 em base úmida, com e sem aplicação de calcário. EPSTEIN (1976) verificou que o lodo aumentou a estabilidade dos agregados do solo, alterando sua estrutura, afetando a infiltração de água no solo e distribuição das raízes.Em relação à porosidade do solo, observa-se que para a macroporosidade, mesmo não sendo significativo os resultados no nível de 5%, existe uma tendência de aumento nos tratamentos que utilizaram 18 (tratamento 6) e 24 t.ha
-1 /ano (tratamento 7), denotando uma melhoria na agregação do solo. Esta tendência observada é coerente com os resultados encontrados por KLADIVKO et al. (1979), LUE-HING et al. (1992), os quais concluíram que a utilização do lodo de esgoto aumenta a porosidade do solo. Também foi observado um aumento na macroporosidade de um Latossolo Vermelho Escuro argiloso distrófico em um estudo realizado por JORGE et al. (1991), quando aplicadas 40 ou 80 t.ha-1 de lodo de esgoto, numa única aplicação. Para a microporosidade observou-se, em relação à testemunha, uma tendência de redução quando utilizadas doses acima de 12 t.ha-1/ano de lodo de esgoto. WISNIEWSKI et al. (1996) verificaram uma tendência na diminuição da densidade do solo, devido ao aumento da porosidade total do solo, em estudos de recuperação de áreas degradadas. MARCIANO (1999), aplicando doses crescentes de lodo de esgoto, observou aumento na porosidade total de um Latossolo Vermelho-Amarelo. JORGE etal. (1991), estudando um Latossolo Vermelho-Escuro argiloso, distrófico, após quatro anos de aplicação de lodo de esgoto com doses de até 80 t.ha-1, parceladas (20 t.ano-1) ou não, observaram efeitos sobre a porosidade e densidade.No caso da condutividade hidráulica (quadro 3), a interação entre os tratamentos e potenciais matriciais (0, 1, 3, 6 cm), assim como o efeito dos potenciais não foram significativos, porém a análise de variância mostrou efeito significativo de tratamento.
Quadro 3 - Efeito residual do lodo de esgoto na condutividade hidráulica em um latossolo vermelho eutroférrico na região de Londrina - PR
De acordo com os resultados encontrados referentes à condutividade hidráulica, os tratamentos que utilizaram doses acima de 12 t.ha
-1/ano de lodo de esgoto, apresentaram uma tendência de aumento na condutividade, sendo o tratamento que utilizou 18 t.ha-1/ano (tratamento 6) diferente, estatisticamente, em relação à testemunha e à adubação química. Esses resultados diferem dos encontrados por MARCIANO (1999) que constatou uma redução na condutividade hidráulica de um Latossolo Vermelho-Amarelo, com exceção do potencial mátrico de 0 KPa, quando aplicado o lodo de esgoto. JORGE et al. (1991) observaram que em 8 tratamentos analisados com e sem lodo de esgoto, não houve diferença significativa na taxa de infiltração do solo. Para MAZURAK et al. (1975), a adição da matéria orgânica pode ser um atributo que afeta a infiltração básica do solo, causando, na maioria das vezes, aumentos significativos.Os resultados de condutividade hidráulica obtidos podem estar refletindo o fato de existir uma tendência de formação de agregados maiores (quadro 2) quando utilizado lodo de esgoto, portanto, maiores serão os espaços porosos entre os agregados, o que provocará aumento na infiltração da água no solo, como observado, principalmente no tratamento 6.
Com relação à resistência do solo à penetração (quadro 4), somente o tratamento 5, (12 t.ha
-1/ano), apresentou diferença significativa no nível de 5%, em relação à testemunha, para a profundidade de 0- 0,1 m. Nas profundidades abaixo, não houve diferença significativa entre os tratamentos. Provavelmente essa diferença encontrada na superfície seja em função da incorporação do lodo, pois o mesmo foi aplicado e incorporado superficialmente, não influenciando as camadas mais profundas.Quadro 4 - Resultado do efeito residual do lodo de esgoto da resistência do solo à penetração de um latossolo vermelho eutroférrico na região de Londrina - PR
Em sua maioria, os resultados apresentados neste estudo mostraram, a existência de diferenças não significativas. Portanto, devido à importância da utilização do lodo de esgoto no solo, seriam necessários estudos de longa duração para a obtenção de respostas com um maior grau de confiabilidade na confirmação ou não da influência do lodo nas propriedades físicas do solo.
Conclusões
Nas condições em que foi realizado este experimento, foi possível concluir que:
1. Existe uma tendência de aumento da agregação do solo e macroporosidade e redução da densidade do solo e microporosidade, porém sem diferenças significativas, nos tratamentos que receberam o lodo de esgoto.
2. A densidade de partículas e a condutividade hidráulica aumentam nos tratamentos que receberam 36 t.ha
-1/ano e 18 t.ha-1/ano de lodo respectivamente.3. A resistência do solo à penetração foi menor somente na superfície do solo (0 - 0,1 m) no tratamento que utilizou 12 t.ha
-1/ano de lodo de esgoto.
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Autores
Graziela Moraes de Cesare Barbosa,
engenheira agrícola pela Unioeste, bolsista da Capes, no mestrado em Agronomia pela UEL
João Tavares Filho,
engenheiro agrícola, mestre em Solos pela Ufla - Lavras, doutor em Ciências do Solo pela Université Hanry Poincaré Nancy I França, professor do Departamento de Agronomia
da Universidade Estadual
de Londrina (UEL)
Ines Cristina de Batista Fonseca,
engenheira agrônoma, especialista em Estatística Aplicada pela UEM, mestre em Agronomia pela Unesp - Botucatu, doutora em Ciências Biológicas pela Unesp - Botucatu, professora do Departamento de Agronomia da UEL.