Teores de metais pesados, K e Na, no substrato, em função de doses de composto orgânico de lixo urbano e de cultivares de alface

Heavy metals, K and Na contents in substrate in function of doses of organic compost of urban waste and lettuce cultivars

TEORES DE METAIS PESADOS, K E Na, NO SUBSTRATO, EM FUNÇÃO DE DOSES DE COMPOSTO ORGÂNICO DE LIXO URBANO E DE CULTIVARES DE ALFACE

HEAVY METALS, K AND Na CONTENTS IN SUBSTRATE IN FUNCTION OF DOSES OF ORGANIC COMPOST OF URBAN WASTE AND LETTUCE CULTIVARS

Izabel Cristina dos Santos¹ Vicente Wagner Dias Casali² Glauco Vieira Miranda³

RESUMO

Visando a avaliar os teores de metais pesados, K e Na, no substrato, após a colheita da alface, foi instalado um ensaio com os cultivares Brasil 48, Regina 71, Vitória Verde Clara e Grand Rapids e as doses de composto orgânico de lixo urbano 0, 17,5, 35 e 52,5t ha^-1, em casa de vegetação. Foram analisados: pH em água, condutividade elétrica, carbono orgânico e teores disponíveis de Pb, Cu, Mn, Zn, K e Na no solo. Os resultados demonstraram que as doses de composto orgânico de lixo urbano alteraram os valores de carbono orgânico, condutividade elétrica, pH e os teores disponíveis de Pb, Zn, Cu, Mn, K e Na do substrato após o cultivo dos quatro cultivares. Estes influenciaram os valores de carbono orgânico e os teores de Zn, Cu, Mn, K e Na do mesmo substrato. Quanto maior as doses utilizadas de composto de lixo urbano, maior o teor de Cu, Mn, Pb, Zn, K, Na e maiores o carbono orgânico, a condutividade elétrica e o pH do substrato após o cultivo da alface.

Palavras-chave:metais pesados, composto orgânico, lixo urbano, alface.

SUMMARY

The objective of this experiment was to evaluated the heavy metal, K and Na in the substrate after the harvest of lettuce, in a experiment with cultivars Brasil 48, Regina 71, Vitória Verde Clara e Grand Rapids and doses of organic compost of municipal waste 0, 17.5, 35 e 52.5 t ha^-1, in greenhouse. The variables analised were pH in water, electric conductivit, organic carbon, and avaiable contents of Pb, Cu, Mn, Zn, K and Na in the soil. Results demonstrated that doses of organic compost disturbed the values of pH, organic carbon, electric conductivit, and the avaiable contents of Pb, Cu, Mn, Zn, K and Na in the substrate after the harvest of the four cultivars. Lettuce cultivars influenced the values of organic carbon and the contents of Cu, Mn, Zn K and Na of the same substrate. Increasing the dose of organic compost, values of Pb, Cu, Mn, Zn, K, Na, pH, electric condutivit and organic carbon were increased.

Key words: heavy metals, organic compost, urban waste, lettuce.

INTRODUÇÃO

A utilização de adubo orgânico tem sido uma boa opção para reduzir os gastos com fertilizantes minerais, e obter aumento de produtividade no cultivo de alface. No entanto, há estudos comprovando que a partir de determinados níveis, o adubo orgânico pode limitar a produção por provocar salinização do solo, devido à elevada concentração de íons, os quais variam de acordo com o material que deu origem ao adubo orgânico (CHANYASAK et al., 1983; COSTA, 1994).

A utilização do composto orgânico de lixo urbano na agricultura brasileira tem se difundido nos últimos anos, especialmente próximo às usinas de reciclagem, mas ainda são escassas informações consistentes quanto à sua composição química e quanto à dose adequada para as diferentes espécies. KIEHL (1985) afirma que a composição química e física destes resíduos é extremamente variável com a classe social e a época do ano. Os resultados apresentados por KAUSS (1989) revelaram a existência de altos índices de contaminação com metais pesados em composto orgânico de quatros usinas de lixo brasileiras, comparadas ao padrão alemão.

A mobilidade e retenção de metais pesados no solo dependem das complexas interações com a fase sólida, tanto orgânica quanto inorgânica (BUCKMAN & BRADY, 1979), que envolvem reações de adsorção/dessorção, precipitação/dissolução, complexação e oxirredução (AMARAL SOBRINHO, 1992). Os metais pesados mais perigosos pela toxicidade e potencial de bioacumulação são: Cd, Cu, Zn e Pb (MAEDA et al., 1990; CHANG et al., 1984).

Vários autores afirmam que espécies vegetais e até cultivares diferem quanto à capacidade de absorção e acúmulo de metais pesados (ZURERA et al., 1987; NICKLOW et al., 1983). A alface é considerada uma das espécies mais eficientes na absorção de tais elementos (NICKLOW et al., 1983). Como cultivares de alface apresentam comportamento diferencial quanto à quantidade e velocidade de absorção de macro e micronutrientes (RODRIGUES, 1994), supôs-se que também apresentariam tal comportamento em relação a outros elementos, incluindo metais pesados.

Este trabalho teve por objetivo verificar o efeito da adubação com composto orgânico de lixo urbano sobre pH em água, condutividade eléctrica, carbono orgânico, teores de Pb, Cu, Mn, Zn, K e Na no substrato, após o cultivo de alface.

MATERIAL E MÉTODOS

Em 1993 foi conduzido um experimento em casa de vegetação, na Universidade Federal de Viçosa (UFV), Viçosa, MG, que consistiu no transplante de mudas de alface (Lactuca sativa L.) com 21 dias, em vasos de plástico com capacidade para 5dm³. O experimento fatorial consistiu na combinação de quatro cultivares de alface (Brasil 48, Grand Rapids, Vitória Verde Clara e Regina 71) e quatro doses de composto orgânico de lixo urbano, dispostos no delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições. As doses testadas, em base seca, foram: 0t ha^-1 (testemunha); 17,5t ha^-1(1/2 da dose recomendada pela COMISSÃO... (1989) para a alface); 35t ha^-1 (dose recomendada) e 52,5t ha^-1(1,5 vezes a dose recomendada). A sementeira foi preparada utilizando-se substrato não contaminado (verificado por meio de análise química) e recebeu uma irrigação com solução nutritiva completa (MARTINEZ, 1988), com 25% da concentração inicial e irrigações diárias com água desmineralizada.

Para preparo do substrato dos vasos, utilizou-se composto orgânico de lixo urbano, cedido pela Companhia de Limpeza Urbana do Rio de Janeiro (COMLURB, RJ), oriundo da Usina de Jacarepaguá, retirado de material disponível para venda e uso pelos agricultores, e material de um Latossolo vermelho-amarelo, textura argilosa, proveniente do Município de Machado-MG, fornecido pelo Banco de Solos do Departamento de Solos da UFV. O pH do material de solo foi corrigido por meio da aplicação de carbonatos de cálcio e magnésio p.a.. As características físicas e químicas do composto orgânico de lixo urbano, após seco ao ar, encontram-se na tabela 1. As características do solo e dos substratos antes de receberem adubação mineral são apresentadas na tabela 2.

Após incubação por 26 dias com irrigação periódica com água desmineralizada, o substrato recebeu adubação mineral. Cada vaso de 5dm³ recebeu 150ml de solução nutritiva que foram manualmente homogeneizados, de modo que cada dm³ de substrato recebeu: 50mg de nitrogênio, 100mg de fósforo e 50mg de potássio, na forma dos seguintes sais: NH₄NO₃, NH₄H₂PO₄ e KH₂PO₄. A adubação nitrogenada em cobertura foi realizada 13 e 21 dias após o transplante, fornecendo 50mg N.dm^-3, em cada aplicação, sendo utilizado o (NH₄)₂HPO₄ p.a. para evitar contaminação. A umidade dos vasos foi mantida pela irrigação com água desmineralizada, sempre que necessário, de modo a evitar o percolamento de excessos para os pratos coletores.

A colheita foi realizada 30 dias após o transplante, com o corte das plantas rente ao solo. Após separação das raízes por peneiramento, de cada unidade experimental foi retirada uma amostra do substrato para determinações do pH em água, pelo método potenciométrico; de Pb, Cu, Mn, Zn, K e Na disponíveis, pelo método do extrator duplo ácido Mehlich-1 (DEFELIPO & RIBEIRO, 1981); do carbono orgânico (CO), em %, pelo método Walkley e Black (DEFELIPO & RIBEIRO, 1981) e da condutividade elétrica (CE) no extrato de saturação, conforme metodologia descrita por RHOADES (1982).

Foi realizada a análise de variância e de regressão, sendo as médias do fator qualitativo (variedades) comparadas pelo teste de Duncan, em 5% de probabilidade. Para o fator quantitativo (doses de composto orgânico), as equações foram ajustadas de acordo com a significância dos efeitos linear, quadrático e cúbico, pelo teste de F em 5% de probabilidade de erro.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O resumo da análise de variância dos teores de Pb, Zn, K, Na e dos valores de carbono orgânico (CO) encontram-se na tabela 3 e os valores do pH em água, da condutividade elétrica (CE) e dos teores de Cu e Mn encontram-se na tabela 4.

A análise de variância da porcentagem de CO do substrato mostrou efeito significativo dos cultivares e da interação cultivar x dose (tabela 3). O efeito das doses de composto sobre a porcentagem de CO foi crescente, sendo linear no substrato onde foi cultivada 'Vitória Verde Clara' e quadrático no substrato dos demais cultivares (tabela 5). As doses estimadas do teor máximo de CO foram de 56,7, 70,0 e 77,5t ha^-1 para ‘Brasil 48’, ‘Grand Rapids’ e ‘Regina 71’, respectivamente. HE et al. (1992) afirmam que a alteração mais significativa que o composto orgânico de lixo provoca no solo é o aumento no conteúdo de matéria orgânica, verificado neste trabalho através da porcentagem de CO (% CO x 1,74 = % de matéria orgânica). DUGGAM & WILES (1976) e GENEVINI et al. (1991) também verificaram acréscimo no conteúdo de matéria orgânica do solo com aplicação de composto orgânico de lixo urbano. HERNANDO et al. (1989) constataram, após 90 dias de incubação do solo com composto orgânico de lixo, aumento da porcentagem de agregados estáveis e da capacidade de retenção de água, ao aplicarem doses superiores a 30t ha^-1.

Os cultivares estudados, bem como a interação cultivares x doses tiveram efeito significativo sobre o teor de Pb do substrato após a colheita (tabela 3). O efeito das doses de composto sobre a porcentagem de Pb foi linear no substrato onde foi cultivado 'Vitória Verde Clara' e quadrático no substrato dos demais cultivares (tabela 5). As doses estimadas do teor máximo de Pb no solo foram de 70,7, 69,5 e 85t ha^-1 para ‘Brasil 48’, ‘Grand Rapids’ e ‘Regina 71’, respectivamente. O teor de Pb do substrato, após a colheita da alface, apresentou uma grande variação, o que é compreensível, já que o teor de Pb no substrato aumentou de 0,6mg.dm^-3 na ausência de composto, para 6,6mg.dm^-3 com 52,5t ha^-1 de composto (tabela 2). No entanto, GENEVINI et al. (1991), ao utilizarem 0, 21 e 42t ha^-1 de composto orgânico de lixo urbano, não encontraram teores de Pb significativamente diferentes entre si; provavelmente, o composto utilizado tinha baixo teor de Pb. COSTA (1994), ao adubar alface com composto orgânico de lixo, verificou que a elevação das doses de composto (0; 30; 60 e 90t ha^-1) provocou aumento nos teores disponíveis de Pb do substrato.

Houve efeito dos cultivares e da interação cultivar x dose sobre o teor de Zn no substrato (tabela 3). Na tabela 5, pode-se observar o efeito quadrático das doses de composto sobre o teor de Zn no substrato de cada cultivar, aproximando-se dos resultados obtidos por SANTOS et al. (1998). As doses estimadas do teor máximo de Zn no solo foram de 63,5, 62,0, 77,8, 69,5t ha^-1 para ‘Brasil 48’, ‘Grand Rapids’ ‘Vitória Verde Clara’e ‘Regina 71’, respectivamente. COSTA (1994) verificou aumento no teor de Zn disponível no solo, ao adubar alface com doses crescentes de composto orgânico de lixo urbano. Resultado semelhante foi obtido por ALCOFORADO e TRINDADE (1993), ao usarem doses crescentes de composto orgânico de lixo urbano em milho.

Houve efeito de cultivares sobre o teor de Cu do substrato, mas não da interação cultivar x dose (tabela 4). O teor de Cu do substrato onde foi cultivado 'Grand Rapids' diferiu estatisticamente dos demais com média de 2,47mg dm^-3, enquanto ‘Brasil 48’, ‘Vitória Verde Clara’ e ‘Regina 71’ apresentam médias de 1,93, 1,89 e 1,99mg dm^-3, respectivamente. SANTOS et al. (1998), trabalhando com dez cultivares de alface e 35t ha^-1 de composto de lixo urbano, também detectaram efeito de cultivares sobre o teor de Cu no substrato, embora não tenha ocorrido diferença significativa entre o teor de Cu nos substratos de 'Brasil 48', '’Regina 71', 'Grand Rapids' e 'Vitória Verde Clara'. O efeito das doses sobre o teor de Cu dos substratos foi linear e crescente (tabela 5). COSTA (1994), trabalhando com o cultivar Brasil 48 em Latossolo vermelho-amarelo franco argiloso também detectou efeito linear crescente das doses (0, 30, 60, 90t ha^-1) de composto sobre o teor de Cu disponível no substrato.

A análise de variância do teor de Mn do substrato revelou efeito significativo dos cultivares e não significativo da interação cultivar x dose (tabela 4). As doses elevaram o teor de Mn no substrato ajustando-se o mo delo quadrático para tal efeito(tabela 5). O teor máximo estimado de Mn no substrato foi encontrado na dose de 63,9t ha^-1. O substratos de 'Brasil 48' apresentou o valor de 9,59 mg dm^-3 de Mn, enquanto ‘Grand Rapids’, ‘Vitória Verde Clara’ e 'Regina 71' apresentaram 9,29, 8,86 e 8,56mg dm^-3, respectivamente. Isso mostra que 'Brasil 48' absorveu menos e 'Regina 71' absorveu mais Mn. GENEVINI et al. (1991) também verificaram aumento no teor de Mn no solo em função de doses de composto orgânico de lixo urbano, que variou de 6,07mg.dm^-3 (sem composto) a 7,76mg dm^-3 (42t ha^-1).

Houve efeito dos cultivares e da interação cultivar x dose sobre o teor de K do substrato (tabela 3). O efeito das doses foi quadrático no substrato de 'Brasil 48' e linear nos demais (tabela 5). A dose estimada do teor máximo de K, no solo, foi de 93,9t ha^-1 para ‘Brasil 48’. No trabalho desenvolvido por SANTOS et al. (1998), com dez cultivares de alface e 35 t ha^-1 de composto de lixo, os substratos onde foram cultivados 'Brasil 48' e 'Grand Rapids' também apresentaram altos teores de K e os substratos onde foram cultivados 'Vitória Verde Clara' e 'Regina71', baixos teores de K no substrato. ALCOFORADO e TRINDADE (1993) também constataram aumento no teor de K com o aumento das doses, após incubação do solo com composto orgânico de lixo. FRITZ e VENTER (1988) e CABRERA et al. (1989) também observaram aumento no teor de metais pesados e K no solo com o uso de composto orgânico de lixo urbano.

A análise de variância do teor de Na no substrato revelou efeito significativo dos cultivares e da interação cultivar x dose (tabela 3). ). O efeito das doses foi quadrático para 'Brasil 48', 'Grand Rapids' e 'Vitória Verde Clara' e linear para 'Regina 71' (tabela 5). As doses estimadas do teor máximo de Na, no solo, foram de 55,0, 61,9 e 64,3t ha^-1 para ‘Brasil 48’, ‘Grand Rapids’ e ‘Vitória Verde Clara’, respectivamente. SANTOS et al. (1998) observaram que os teores de Na nos substratos de 'Brasil 48' e 'Grand Rapids', que receberam 35t ha^-1 de composto, foram também superiores aos de 'Vitória Verde Clara' e 'Regina 71'. No trabalho de COSTA (1994), o teor de Na disponível no substrato alcançou níveis elevados, em virtude do alto teor deste elemento no composto orgânico de lixo (1091,9mg dm^-3); foi estimado que o teor de Na na testemunha, após colheita de 'Brasil 48', foi 0,155mg dm^-3 e alcançou 191,37 e 353,25mg dm^-3 quando o tratamento foi de 30 e 60t ha^-1 de composto orgânico de lixo urbano, respectivamente.

A CE no extrato de saturação do substrato, após o cultivo de alface, foi influenciada apenas pelas doses de composto (tabela 4), contrastando com resultado obtido por SANTOS et al. (1998), no qual os cultivares influenciaram significativamente a CE. Com a elevação das doses, ocorreu a elevação da CE, ajustando-se o modelo linear (tabela 5), que deve ser aceito com restrição, pois o desvio foi significativo. Na maior dose, antes do plantio, a CE no extrato de saturação do substrato alcançou, em média, 5,9dS m^-1 (tabela 2), valor superior a 4,0dS m^-1, que caracteriza um solo salino (BUCKMAN e BRADY, 1979). A elevação da CE do extrato de saturação do solo é comum após a aplicação de composto orgânico de lixo urbano ao solo devido aos altos teores de K e Na desses materiais (PETRUZZELLI et al., 1989 e GENEVINI et al., 1991). HERNÁNDEZ et al. (1992) observaram que a CE, inicialmente 2,86dS m^-1, alcançou 4,28dS m^-1 quando adicionaram ao solo 180t ha^-1 de composto orgânico de lixo urbano. COSTA (1994) também constatou aumento da CE do extrato de saturação dos substratos, com a elevação das doses de composto de lixo em cultivo de alface, cultivar Brasil 48, em Latossolo vermelho-amarelo; sem composto, a CE média foi 1,71dS m^-1 e nas doses 30 e 60t ha^-1 a CE média foi 3,34 e 10,29 dS.m^-1, respectivamente. Se fossem usadas 52,5t ha^-1 do composto utilizado por COSTA (1994) ter-se-ia uma CE estimada de 9,0dS m^-1, enquanto 52,5t ha^-1 do composto utilizado neste trabalho elevou a CE a 6,67dS m^-1, média dos quatro cultivares. Ambos os compostos são oriundos do Rio de Janeiro-RJ, porém de usinas e épocas diferentes, o que mostra a variabilidade das características de tais materiais. O autor concluiu que o aumento da concentração salina foi um dos principais efeitos do uso do composto orgânico de lixo.

Somente as doses de composto tiveram efeito sobre o pH do substrato (tabela 4), ajustando-se o modelo quadrático que deve ser aceito com restrição, pois o desvio da regressão foi significativo (tabelas 4 e 5). A elevação do pH dos substratos com as doses de composto orgânico de lixo urbano pode ser observada na tabela 5. O aumento do pH com as doses de composto é uma resposta comum nos solos (GENEVINI et al., 1991; ALCOFORADO & TRINDADE, 1993; HERNANDO et al., 1989; HERNÁNDEZ et al., 1992 e COSTA, 1994). Mazur (1983), citado por KIEHL (1985), constatou a elevação do pH de 5,2 para 5,7 quando empregou composto de lixo urbano para determinar a influência da matéria orgânica no pH de um Latossolo amarelo. Segundo PETRUZZELLI et al. (1989), a aplicação de 30t ha^-1. ano^-1 de composto orgânico de lixo elevou o pH em 0,5 unidade. COSTA (1994), cultivando alface em Latossolo vermelho-amarelo, também constatou aumentos significativos no pH (4,48; 7,05; 7,95 e 8,53) com a elevação das doses de composto orgânico de lixo (0, 30, 60 e 90t ha^-1, respectivamente). Sabe-se que, pelo menos temporariamente, a tendência é de que o pH se eleve com a adição de composto orgânico ao solo, principalmente por causa das bases trocáveis como Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ e Na⁺ (KIEHL, 1985), que normalmente são encontradas em alta concentração nesses materiais. A remoção dessas bases pelas plantas ou pela lixiviação é que provoca a acidificação do solo. Como nesse trabalho a lixiviação foi evitada, provavelmente, foi a remoção de bases pelas plantas que provocou uma diminuição do pH original do substrato.

CONCLUSÃO

As doses de composto orgânico de lixo urbano alteram os valores de CO, CE, pH e os teores disponíveis de Pb, Zn, Cu, Mn, K e Na do substrato após o cultivo da alface.

Os cultivares de alface influenciam os valores de CO e os teores de Zn, Cu, Mn, K e Na do substrato após o cultivo.

Quanto maior as doses utilizadas de composto de lixo urbano, maior o teor de Cu, Mn, Pb, Zn, K, Na e maiores o CO, a CE e o pH do substrato após o cultivo da alface.

² Engenheiro Agrônomo, PhD., Professor Titular,. Departamento de Fitotecnia, UFV.

³ Engenheiro Agrônomo, Professor Adjunto, Doutor, Departamento de Fitotecnia, UFV, 36571-000, Viçosa, MG. Autor para correspondência.

Recebido para publicação em 11.02.98. Aprovado em 11.11.98

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Engenheiro Agrônomo, MSc., Departamento de Fitotecnia. Universidade Federal de Viçosa (UFV). Bolsista do CNPq.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  11 Dez 2006
• Data do Fascículo
  Set 1999

Histórico

• Aceito
  11 Nov 1998
• Recebido
  11 Fev 1998