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Ciência Rural

Print version ISSN 0103-8478On-line version ISSN 1678-4596

Cienc. Rural vol.34 no.5 Santa Maria Sept./Oct. 2004

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-84782004000500024 

ARTIGOS CIENTÍFICOS
CIÊNCIA DO SOLO

 

Características químicas de solo submetido ao tratamento com esterco líquido de suínos e cultivado com gramíneas forrageiras

 

Chemical characteristics of soil submitted swine liquid manure treatment and cultivated with forage grasses

 

 

Flávia Martins de QueirozI; Antônio Teixeira de MatosII; Odilon Gomes PereiraIII; Rubens Alves de OliveiraIV

IEngenheiro Agrícola, MSc, Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Goiás, Rua Couto Dafico Qd 51, Lt 43, Bairro Jundiaí, 75110-190, Anápolis, GO. Email: flmqueiroz@yahoo.com.br
IIProfessor Adjunto, Departamento de Engenharia Agrícola (DEA), Centro de Ciências Agrárias (CCA), Universidade Federal de Viçosa (UFV), 36571-000 Viçosa, MG, fone 0xx(31)3899-1886. Email: atmatos@mail.ufv.br
IIIProfessor Adjunto, DZO, CCA, UFV, fone 0xx(31)3899 –3323. E mail: odilon@mail.ufv.br
IVProfessor Adjunto, DEA, CCA, UFV, fone 0xx(31)3899-1909. Email: ralves@mail.ufv.br

 

 


RESUMO

Avaliou-se, neste trabalho, o efeito da aplicação intensiva de esterco líquido de suínos (ELS), pelo método do escoamento superficial, nas características químicas de um solo Podzólico Vermelho-Amarelo cultivado com quatro espécies forrageiras: quicuio da Amazônia (Brachiaria humidicola (Rendle) Schweick), braquiária (Brachiaria decumbens Stapf), coastcross (Cynodon dactylon (L.) Pers.) e tifton 85 (Cynodon spp.). O ELS foi aplicado em parcelas de 4m2 e com 5% de declividade, durante 4 meses, na taxa média equivalente a 800kg ha-1d-1 de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5). Para caracterização química, amostras de solo foram coletadas à profundidade de 0-0,20m, antes de iniciar o experimento e após o término dele. A aplicação de ELS proporcionou acúmulo de P, K, Na e Zn no solo, enquanto as concentrações de Mg e Cu diminuíram e a de Ca se manteve inalterada. Houve aumento na acidez, na soma de bases, na CTC e redução na saturação por bases. Devido ao acúmulo de nutrientes, recomenda-se monitoramento das características químicas do solo, ao longo de seu perfil e das águas subterrâneas para que se avaliem riscos de contaminação ambiental.

Palavras-chave: esterco líquido de suíno, tratamento por escoamento superficial, gramíneas forrageiras, disposição de resíduos no solo


ABSTRACT

In this study, the effect of intensive swine liquid manure (SLM) application was evaluated through the overland flow method, on chemical characteristics of a Yellow-red Podzolic soil (Ultisol) cultivated with four forage species: Amazonian kikuyu grass (Brachiaria humidicola (Rendle) Schweick), signal grass (Brachiaria decumbens Stapf), coastcross bermudagrass (Cynodon dactylon (L.) Pers.) and Tifton 85 bermudagrass (Cynodon spp.) were evaluated. SLM was applied in plots of 4m2 and with 5% slope, during four months, at an average equivalent to 800 kg ha-1d-1 of biochemical oxygen demand (BOD5). Soil samples were collected at 0-0,20 m depth, in the beginning and at the end of the experiment. The result showed the increase of the P, K, Na and Zn concentrations while the Mg and Cu concentrations decreased and Ca continued unaltered. The acidity, sum of bases and CEC increased in the soil that received SLM, while the saturation of bases decreased. Due to the nourishiment accumulation, it is recommended to monitor the soil chemical characteristcs and underground water on the profile for evaluation of the enviromental contamination risks.

Key words: swine liquid manure, overland flow, forage grasses, sewage disposal in the soil.


 

 

INTRODUÇÃO

A suinocultura tecnificada, por ser atividade altamente poluidora, tem nos últimos anos demandado pesquisas com vistas ao desenvolvimento de tecnologias adequadas e de baixo custo para o tratamento ou disposição das águas residuárias. A utilização do solo como meio depurador tem mostrado muitas vantagens, tanto de ordem técnica como econômica.

O solo, considerado um sistema disperso, polifásico e heterogêneo, possui propriedades que possibilitam sua utilização como meio de tratamento de águas residuárias. Este filtro natural, constituído pela matriz solo, com suas propriedades de adsorção química e física, pelas plantas e pelos microrganismos, pode atuar como depurador de águas residuárias por meio da intercepção dos sólidos em suspensão e remoção de nutrientes, além da oxidação do material orgânico promovido por bactérias que se estabelecem no próprio solo. Entretanto, para que a disposição de efluentes líquidos no solo não traga riscos de salinização e contaminação ambiental, torna-se necessário o conhecimento da capacidade de suporte de cada sistema solo-planta para que se possa estabelecer a taxa de aplicação mais adequada, de forma a resguardar a integridade dos recursos naturais (MATOS & SEDIYAMA, 1995).

Estudos sobre os efeitos da aplicação de águas residuárias nas características químicas de solos têm sido realizado por vários pesquisadores. KING et al. (1985), aplicando o efluente de lagoa anaeróbia de suinocultura no capim-coastcross, nas taxas de 335, 670 e 1 340kg de N ha-1 ano-1, obtiveram aumento na concentração de P na superfície e de K, Na, Ca e Mg em profundidade. Resultados semelhantes foram obtidos por CAMPELO (1999), que avaliou a capacidade de um Podzólico Vermelho Amarelo, sem cobertura vegetal, em infiltrar águas residuárias de suinocultura com quatro diferentes concentrações de sólidos totais (2,40; 7,00; 16,30 e 26,90kg m-3) e encontrou aumento nas concentrações de Ca, Cu, Zn e P nas camadas superficiais do solo. Por outro lado, MATOS et al. (1997) não verificaram aumento nas concentrações de Cu e Zn trocáveis no perfil do solo submetido à aplicação de esterco líquido de suínos nas doses de 0, 50, 100, 150 e 200m3 ha-1, sendo que neste caso a aplicação foi efetuada, na sua totalidade, em uma só vez. CHATEAUBRIAND (1988) aplicou estas mesmas doses na cultura do milho por meio de irrigação por sulcos e observou tendência de aumento nas concentrações de P, K e S disponíveis, na profundidade de 0 - 0,20m, na época da floração, o mesmo não ocorrendo no período da colheita.

Embora existam trabalhos que visam conhecer a capacidade de suporte de solos que receberam água residuária, nem todos utilizaram cobertura vegetal na área avaliada. Considerando que a planta tem participação fundamental na viabilidade técnica e sustentabilidade do sistema de tratamento, objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da aplicação intensiva de esterco líquido de suínos nas características químicas e físico-químicas de um solo Podzólico Vermelho-Amarelo, cultivado com diferentes gramíneas forrageiras.

 

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi instalado na área experimental de Hidráulica, Irrigação e Drenagem do Departamento de Engenharia Agrícola, na Universidade Federal de Viçosa. O período de avaliação foi compreendido entre 29 de novembro de 1999 e 28 de março de 2000.

Em terreno arado e gradeado, foram delimitadas 32 parcelas de 4m² (2 x 2m), com 5% de declividade, separadas por ruas de 1m de largura, sendo as gramíneas forrageiras plantadas e os tratamentos aplicados definidos por sorteio.

O plantio das gramíneas forrageiras quicuio da Amazônia (Brachiaria humidicola (Rendle Schweick), braquiária (Brachiaria decumbens Stapf), coastcross (Cynodon dactylon (L.) Pers.) e tifton 85 (Cynodon spp.) foi feito com mudas, em sulcos de aproximadamente 0,15m de profundidade, espaçados de 0,30m entre linhas e 0,20m entre plantas. Na ocasião da implantação, aplicaram-se 50kg ha-1 de superfosfato simples, no sulco de plantio.

O escoamento superficial sobre o solo foi feito com esterco líquido proveniente do setor de suinocultura da Universidade Federal de Viçosa e, nas parcelas testemunhas, utilizou-se água da rede de abastecimento, sendo ambas distribuídas por gravidade e em igual volume.

A estrutura hidráulica para armazenamento e distribuição de água nas parcelas foi constituída por reservatórios de amianto de 0,50m3, posicionados 0,50m acima da superfície do solo, e sistema de distribuição da água residuária nas parcelas. Na parte inferior dos reservatórios, conectou-se uma válvula de gaveta de 25,4mm, na qual foi adaptada uma tubulação de PVC do mesmo diâmetro, para conduzir a água até as mangueiras de distribuição. A aplicação de água no solo foi realizada com uso de mangueira de 63,5mm de diâmetro e 2m de comprimento, posicionada na parte superior das parcelas. Estas foram perfuradas a cada 0,10m, com furos de 8mm de diâmetro e tiveram as laterais fechadas com tampão de madeira. A vazão aplicada foi de, aproximadamente, 0,002m3s-1, regulada pela abertura da válvula inserida na tubulação de alimentação de 25,4mm.

Em 29 de novembro de 1999, após corte de uniformização das gramíneas forrageiras, iniciou-se a aplicação de esterco líquido de suínos (ELS) e água da rede de abastecimento nas parcelas. Esta ocorreu de forma intermitente, nos dias úteis e no período da manhã, sob uma taxa que, em média, foi equivalente a 800kg ha-1d-1 de demanda bioquímica de oxigênio (DBO5). Durante quatro meses, foi realizada amostragem periódica do esterco líquido para realização das análises químicas, físicas e bioquímicas pertinentes (APHA, 1995), possibilitando, assim, o cálculo do volume a ser aplicado. Na tabela 1, estão apresentados a quantidade média de nutrientes aplicados semanalmente e o total do período de experimentação.

 

 

Na tabela 2, estão apresentados os dados climáticos médios mensais de temperaturas máxima, média e mínima, umidade relativa, e totais semanais de precipitação pluvial e insolação fornecidos pelo Laboratório de Meteorologia do Departamento de Engenharia Agrícola da UFV. No período experimental, a temperatura máxima foi de 30,7ºC e a mínima de 17,3ºC, enquanto a umidade relativa do ar variou de 72,6 a 88,8% e a precipitação total foi de 642,1mm.

 

 

O solo local, classificado como Podzólico Vermelho-Amarelo, foi amostrado com uso de trado holandês, na profundidade de 0 a 0,20m em três épocas distintas: antes do plantio, antes de iniciar o experimento e após o término deste. Antes do plantio, as parcelas não estavam delimitadas, sendo retiradas amostras em cinco pontos distintos da área total, formando assim uma amostra composta, da qual se retiraram subamostras que foram encaminhadas ao Laboratório de Física, Química e Fertilidade do Solo da Universidade Federal de Viçosa. Nas duas amostragens seguintes, três amostras foram retiradas de cada parcela sendo estas analisadas no Laboratório de Análise de Solo Viçosa. Em todos os casos, as amostras foram secadas ao ar, homogeneizadas, destorroadas e passadas em peneira de 2mm de malha, sendo a concentração de P disponível, Na e K trocáveis determinada com extrator Mehlich 1 com colorímetro e fotometria de chama, respectivamente, Ca, Mg trocáveis (KCL1mol L-1), Cu e Zn trocáveis (Mehlich 1) por espectrofotometria de absorção atômica, Al3+ trocável (KCL 1mol L-1) e acidez potencial (acetato de cálcio 0,5 mol L-1) por titulometria e o pH (H2O) foi determinado em potenciômetro (EMBRAPA, 1997). A soma de bases trocáveis e o índice de saturação por bases foram obtidos por cálculo enquanto a CTC foi obtida pelo método da soma de bases trocáveis. Na análise física, obtiveram-se 210, 140, 60 e 590g kg-1 de areia grossa, areia fina, silte e argila, respectivamente, resultando na classificação textural de argila.

Os resultados foram analisados segundo o arranjo experimental de parcelas subdivididas, sendo as parcelas constituídas pelo esquema fatorial 4 x 2, quatro espécies forrageiras (quicuio da Amazônia, braquiária, coastcross e tifton 85) e duas qualidades de água aplicadas (residuária e da rede de abastecimento) e as subparcelas, constituídas pelas épocas de amostragem, analisadas segundo o delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. De acordo com o resultado da análise de variância, procedeu-se ao teste de médias Tukey (P < 0,01) para diferenciação entre os atributos químicos avaliados.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Verificou-se, mediante análise de variância, que a concentração dos nutrientes P, K, Na, Zn e Cu, no solo, foi influenciada pela interação entre tratamento e pela época de amostragem, sendo que somente o K variou também em função da gramínea forrageira, já a concentração de Ca foi influenciada exclusivamente pelo tratamento, enquanto o Mg pela época de amostragem.

O resultado do teste de médias referente à interação entre tratamento e época de amostragem (Tabela 3) mostra que, antes do início do experimento, as concentrações de P, K, Na, Cu e Zn eram semelhantes (P < 0,01) entre as parcelas. Ao final do período de experimentação, ao contrário, o solo das parcelas que receberam ELS apresentou maiores concentrações de P disponível e K, Na e Zn trocáveis que o solo que recebeu água da rede, o mesmo não acontecendo com o cobre trocável.

 

 

Ao se comparar época de amostragem, verifica-se que as concentrações de P disponível e K, Na e Zn trocáveis aumentaram com a aplicação de ELS.

CAMPELO (1999) obteve resultado semelhante na camada superficial para P, K e Zn. KING et al. (1985) obtiveram resultados semelhantes para P e CHATEAUBRIAND (1988), para P e K. Segundo Pratt (1979), citado por OLIVEIRA (1993), o acúmulo de P e K pelo uso de grandes quantidades de dejetos de animais, por longos períodos, pode causar desbalanço de nutrientes, como é o caso do sintoma de deficiência de magnésio em plantas, devido ao excesso de potássio no solo. Segundo os mesmos autores, estes efeitos, porém, só se apresentam após décadas de aplicação contínua de resíduos orgânicos.

O cobre, diferentemente do encontrado para outros nutrientes, teve sua concentração diminuída em ambos os tratamentos, indicando que este mineral, tal como foi verificado por MATOS et al. (1997), além de em parte extraído pela cultura, tornou-se menos disponível em razão da complexação pela matéria orgânica do solo que era adicionada com o ELS, tornando-se, dessa forma, não extraível com extratores fracos. CAMPELO (1999) verificou acúmulo deste metal na camada superficial do solo, entretanto, no trabalho deste autor, o solo não estava coberto com vegetação.

Nas parcelas que receberam água da rede de abastecimento não houve diferença significativa para as concentrações de P disponível e Na e Zn trocáveis, em função da época de amostragem, exceto os nutrientes K e Cu que sofreram significativo decréscimo em sua concentração no solo, possivelmente em razão da utilização destes nutrientes pelas plantas (Tabela 3).

A concentração de potássio no solo variou também em função da gramínea forrageira, conforme se verifica na tabela 4, registrando-se maior acúmulo nas parcelas cultivadas com os capins tifton 85, coastcross e quicuio da Amazônia. As parcelas cultivadas com o capim-braquiária foram as que menos acumularam este nutriente no solo. Talvez isto se deva a uma maior capacidade de extração de K por este capim em relação aos demais.

 

 

A concentração de cálcio no solo variou com a qualidade de água aplicada. Os resultados do teste de médias indicam que o solo que recebeu esterco líquido de suínos teve, ao final do período de experimentação, a concentração de Ca trocável significativamente aumentada (4,48cmolc dm-3) em relação ao solo tratado com água da rede de abastecimento (3,88cmolc dm-3).

A concentração de magnésio trocável no solo foi influenciada pelo tempo de aplicação, sendo estatisticamente maior no início do experimento (1,17cmolc dm-3) que no final (1,01cmolc dm-3), possivelmente devido à extração pelas plantas.

As características do solo relacionadas com a CTC, apresentadas na tabela 5, mostram que antes de iniciar o experimento o solo estava em boas condições, no que se refere à soma e saturação por bases, CTC a pH 7,0 e CTC efetiva, caracterizadas, segundo a CFSEMG (1989), respectivamente como alta, média e média. Ao final do período de experimentação, o solo tratado com água da rede de abastecimento apresentou a tendência de diminuição da soma de bases e, conseqüentemente, da CTC (determinada pelo método de soma de bases) e saturação por bases, possivelmente, em razão da extração de nutrientes do solo pelas plantas. O solo que recebeu esterco líquido de suínos teve aumentada sua acidez, soma de bases e CTC. O aumento na soma de bases foi devido ao aumento de potássio, e a redução no pH deve ter causado a redução na saturação por bases e o aumento do alumínio trocável. Os resultados confirmam o enriquecimento do solo que recebeu o esterco líquido de suínos, entretanto, ressalta-se que os impactos negativos desta aplicação sobre o solo e águas subterrâneas estão condicionados às características do solo, como a textura (BURNS, et al., 1985), ao tipo de cultura explorada e às condições climáticas locais (LOEHR, 1984).

 

 

CONCLUSÃO

Os nutrientes P, K, Na e Zn aplicados com o esterco líquido de suínos, acumularam no solo, na profundidade de 0–0,20m, sendo recomendável um monitoramento das características químicas do solo, ao longo de seu perfil e das águas subterrâneas para que se avaliem riscos de contaminação ambiental.

O solo que recebeu esterco líquido de suínos teve aumento na soma de bases, CTC e alumínio trocável e decréscimo do pH e da saturação por bases.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Recebido para publicação 24.12.03
Aprovado em 28.04.04

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