Atributos físicos de um latossolo cultivado com cana-de-açúcar após aplicações de lodo de esgoto e vinhaça

Physical atributes of oxisol cultivated with sugar cane after applications of sewage sludge and vinasse

Fábio Camilotti Itamar Andrioli Marcos O. Marques Alysson R. da Silva Luiz C. Tasso Júnior Fabio O. de Nobile Sobre os autores

Resumos

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a aplicação anual de lodo de esgoto e vinhaça, resíduos empregados com a finalidade exclusiva de fornecer a quantidade necessária de N e K para cana-de-açúcar, causaria alteração em alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico argiloso, após as colheitas do 3º e 4º cortes da cultura. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos foram: (i) dose de lodo de esgoto para suprir 100% do N exigido pela cultura; (ii) dose de lodo de esgoto para suprir 200% do N exigido; (iii) dose de vinhaça para suprir 100% do K exigido; (iv) dose de vinhaça para suprir 200% do K exigido; (v) combinação dos tratamentos (i) e (iii); (vi) combinação dos tratamentos (ii) e (iv); (vii) testemunha (adubação mineral recomendada). Os somatórios das doses dos resíduos foram de 39 e 51 t ha-1 de lodo de esgoto e de 870 e 1.174 m³ ha-1 de vinhaça até o 3º e 4º cortes, respectivamente. Nas camadas de 0-10; 10-20; 20-30; 30-40 e 40-50 cm de profundidade, após as colheitas do 3º e 4º cortes da cultura, foram determinados: teor de matéria orgânica, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, densidade de partícula, resistência do solo à penetração e teor de água gravimétrico. Aplicações de lodo de esgoto e vinhaça não causaram modificação nos atributos físicos, resultado associado à falta de efeito dos resíduos na matéria orgânica do solo.

matéria orgânica do solo; resíduos orgânicos; Saccharum


The objective of this work was to evaluate if annual application of sewage sludge and vinasse, residues employed with exclusive purpose of supply N and K to sugar cane, would cause alteration on some physical attributes of clayey Haplustox after the harvests of the 3rd and 4th cuts of the crop. The experiment was carried out in a complete randomized block design with three repetitions. The treatments were: (i) rate of sewage sludge to supply 100% of the required N by the crop; (ii) dose rate of sewage sludge to supply 200% of the required N; (iii) rate of vinasse to supply 100% of the required K; (iv) rate of vinasse to supply 200% of the required K; (v) combination of the treatments (i) and (iii); (vi) combination of the treatments (ii) e (iv); (vii) control (mineral fertilization recommended). Sums rates of the residues were of 39 and 51 t ha-1 of sewage sludge and 870 and 1,174 m³ ha-1 of vinasse until the 3rd and 4th cuts, respectively. Soil samples were taken in the layers of 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 e 40-50 cm of depth, after the harvests of the 3rd and 4th cuts of the crop. In these samples were determined the organic matter content, total porosity, macroporosity, microporosity, soil bulk density, particle density, soil resistance to penetration and gravimetric water content. Sewage sludge and vinasse applications did not cause any alteration on the physical attributes, result associated to lack of effect of the residues in the soil organic matter.

organic residues; Saccharum; soil organic matter


ARTIGOS CIENTÍFICOS

ENGENHARIA DE ÁGUA E SOLO

Atributos físicos de um latossolo cultivado com cana-de-açúcar após aplicações de lodo de esgoto e vinhaça

Physical atributes of oxisol cultivated with sugar cane after applications of sewage sludge and vinasse

Fábio CamilottiI; Itamar AndrioliII; Marcos O. MarquesIII; Alysson R. da SilvaI; Luiz C. Tasso JúniorIV; Fabio O. de NobileV

IEngº Agrônomo, Doutorando em Agronomia, Departamento de Solos e Adubos, UNESP, Jaboticabal - SP, Bolsista da CAPES, camilotti@bol.com.br

IIProf. Adjunto, Departamento de Solos e Adubos, UNESP, Jaboticabal - SP

IIIProf. Adjunto, Departamento de Tecnologia, UNESP, Jaboticabal - SP

IVEngº Agrônomo, Doutorando em Agronomia, Departamento de Tecnologia, UNESP, Jaboticabal – SP, Bolsista da CAPES

VEngº Agrônomo, Doutorando em Agronomia, Departamento de Engenharia Rural, UNESP, Jaboticabal - SP

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a aplicação anual de lodo de esgoto e vinhaça, resíduos empregados com a finalidade exclusiva de fornecer a quantidade necessária de N e K para cana-de-açúcar, causaria alteração em alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico argiloso, após as colheitas do 3º e 4º cortes da cultura. O experimento foi conduzido em blocos ao acaso, com três repetições. Os tratamentos foram: (i) dose de lodo de esgoto para suprir 100% do N exigido pela cultura; (ii) dose de lodo de esgoto para suprir 200% do N exigido; (iii) dose de vinhaça para suprir 100% do K exigido; (iv) dose de vinhaça para suprir 200% do K exigido; (v) combinação dos tratamentos (i) e (iii); (vi) combinação dos tratamentos (ii) e (iv); (vii) testemunha (adubação mineral recomendada). Os somatórios das doses dos resíduos foram de 39 e 51 t ha-1 de lodo de esgoto e de 870 e 1.174 m3 ha-1 de vinhaça até o 3º e 4º cortes, respectivamente. Nas camadas de 0-10; 10-20; 20-30; 30-40 e 40-50 cm de profundidade, após as colheitas do 3º e 4º cortes da cultura, foram determinados: teor de matéria orgânica, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, densidade do solo, densidade de partícula, resistência do solo à penetração e teor de água gravimétrico. Aplicações de lodo de esgoto e vinhaça não causaram modificação nos atributos físicos, resultado associado à falta de efeito dos resíduos na matéria orgânica do solo.

Palavras-chave: matéria orgânica do solo, resíduos orgânicos, Saccharum.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate if annual application of sewage sludge and vinasse, residues employed with exclusive purpose of supply N and K to sugar cane, would cause alteration on some physical attributes of clayey Haplustox after the harvests of the 3rd and 4th cuts of the crop. The experiment was carried out in a complete randomized block design with three repetitions. The treatments were: (i) rate of sewage sludge to supply 100% of the required N by the crop; (ii) dose rate of sewage sludge to supply 200% of the required N; (iii) rate of vinasse to supply 100% of the required K; (iv) rate of vinasse to supply 200% of the required K; (v) combination of the treatments (i) and (iii); (vi) combination of the treatments (ii) e (iv); (vii) control (mineral fertilization recommended). Sums rates of the residues were of 39 and 51 t ha-1 of sewage sludge and 870 and 1,174 m3 ha-1 of vinasse until the 3rd and 4th cuts, respectively. Soil samples were taken in the layers of 0-10, 10-20, 20-30, 30-40 e 40-50 cm of depth, after the harvests of the 3rd and 4th cuts of the crop. In these samples were determined the organic matter content, total porosity, macroporosity, microporosity, soil bulk density, particle density, soil resistance to penetration and gravimetric water content. Sewage sludge and vinasse applications did not cause any alteration on the physical attributes, result associated to lack of effect of the residues in the soil organic matter.

Keywords: organic residues, Saccharum, soil organic matter.

INTRODUÇÃO

O tratamento de esgoto urbano gera um resíduo orgânico pastoso denominado lodo de esgoto, material rico em nitrogênio (MELO et al., 2001). A fabricação de álcool a partir da cana-de-açúcar gera um resíduo orgânico fluido conhecido como vinhaça, material rico em potássio (ORLANDO FILHO et al., 1983). Como meio de destinação, a vinhaça vem sendo usada como fonte de K para a cana-de-açúcar, e pesquisas recentes demonstram que o lodo de esgoto pode ser empregado como fonte de N para a cultura. CAMILOTTI et al. (2006) constataram que esses resíduos foram tão eficientes quanto as fontes minerais (uréia e KCl) na produção de colmos e na qualidade da matéria-prima para a agroindústria canavieira.

O impacto do uso do lodo de esgoto e da vinhaça na agricultura é primariamente associado ao solo. Adição de resíduos orgânicos pode resultar em aumento de matéria orgânica no solo. Com incremento do teor de matéria orgânica, a agregação do solo aumenta e, como conseqüência, seus atributos físicos podem ser alterados (BAYER & MIELNICZUK, 1999). Pesquisas demonstram que a aplicação de lodo de esgoto em solos tropicais resulta em aumento da macroporosidade (MELO et al. (2004) e diminuição da resistência do solo à penetração (BARBOSA et al., 2002). Em contraste, estudos mostram que a aplicação de vinhaça não alterou a densidade do solo (CAMARGO et al., 1983), a porosidade total, a macroporosidade e a microporosidade (ANDRIOLI, 1986), devido ao fato de não ter havido aumento de matéria orgânica do solo. Mas, aplicações sucessivas de vinhaça por longo período podem aumentar o teor de matéria orgânica (CANELLAS et al., 2003) e, com isso, melhorar a condição física do solo.

Assim, aplicações de lodo de esgoto e vinhaça podem melhorar a condição física de solos canavieiros, que estão sujeitos à desagregação provocada por determinados implementos, e compactação, causada pela pressão exercida por máquinas que trafegam intensamente na área (CAMILOTTI et al., 2005). Ainda que seja válido do ponto de vista ambiental, aplicar tais resíduos somente com a finalidade agronômica de melhorar a estruturação do solo pode ser antieconômico. Em contrapartida, minimizam-se os riscos econômicos quando os resíduos são aplicados para fornecer nutrientes às culturas.

O objetivo deste trabalho foi avaliar se a aplicação anual de lodo de esgoto e vinhaça, resíduos empregados com a finalidade exclusiva de fornecer a quantidade necessária de N e K para a cana-de-açúcar, causaria alteração em alguns atributos físicos de um Latossolo Vermelho distroférrico argiloso após as colheitas do 3º e 4º cortes da cultura.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi desenvolvido em área da Destilaria Santa Inês Ltda., município de Pontal - SP. O solo da área foi classificado como Latossolo Vermelho distroférrico argiloso, cujas características na camada de 0-20 cm de profundidade estão apresentadas na Tabela 1. O clima da região é do tipo Cwa, pela classificação de Köeppen.

O plantio da cana-de-açúcar (variedade SP81-3250) ocorreu em abril de 2000. Antes, a área estava sendo cultivada com cana-de-açúcar e milho para silagem, na reforma do canavial.

O experimento constou de sete tratamentos, com três repetições distribuídas em delineamento em blocos ao acaso. A área total de cada unidade experimental (parcela) foi de 75 m2 (cinco linhas de cana-de-açúcar, cada uma com comprimento de 10 m, e espaçamento entre linhas de 1,5 m).

Os tratamentos apresentados na Tabela 2 consistiram em duas doses de lodo de esgoto e duas doses de vinhaça, sendo os resíduos aplicados separadamente ou em conjunto. O lodo de esgoto foi aplicado anualmente para fornecer 100% ou 200% de todo N requerido pela cana-de-açúcar, conforme recomendação de SPIRONELLO et al. (1997), ou seja, 100 ou 200 kg ha-1 de N, respectivamente. Da mesma forma, a vinhaça foi aplicada anualmente para fornecer 100% ou 200% de todo K requerido pela cana-de-açúcar, conforme recomendação de SPIRONELLO et al. (1997), ou seja, 130 ou 260 kg ha-1 de K2O, respectivamente.

O lodo de esgoto, obtido na Estação de Tratamento de Esgoto da Sabesp de Franca - SP, e a vinhaça, obtida na Destilaria Santa Inês, apresentaram teores médios de carbono orgânico de 115 g kg-1 e de 2,3 kg m-3, respectivamente. Nos tratamentos com um só tipo de resíduo orgânico, quando se usou lodo de esgoto como fonte de N, o K foi suplementado com KCl; quando se usou vinhaça como fonte de K, o N foi suplementado com uréia. Nos tratamentos com os dois resíduos, uréia e KCl não foram empregados. Na testemunha, todo N e todo K requeridos pela cana-de-açúcar foram fornecidos com uréia e KCl, respectivamente. Os resíduos orgânicos foram aplicados em área total no plantio e após cada colheita da cultura. As soqueiras foram cultivadas com cultivador de uma haste com ponteiras aletadas. A cultura foi mantida no limpo por meio de aplicações de herbicida (hexazinona + diuron).

Amostras de solo foram retiradas do meio das entrelinhas, nas camadas de 0-10; 10-20; 20-30; 30-40 e 40-50 cm de profundidade, com trado ou com anel volumétrico, após as colheitas do 3º e 4º cortes e antes da reaplicação dos resíduos.

As amostras retiradas com trado foram usadas para a determinação do teor de matéria orgânica, segundo RAIJ et al. (2001), e para a obtenção da densidade de partícula pelo método do picnômetro (BLAKE & HARTGE, 1986).

As amostras indeformadas, retiradas com anéis volumétricos, foram utilizadas para a determinação da densidade do solo, porosidade total e microporosidade, segundo EMBRAPA (1997). A densidade do solo foi calculada pela relação entre a massa da amostra de solo do anel volumétrico, seca a 110 ºC durante 24 h, e o volume do mesmo anel. A porosidade total foi obtida pela diferença entre a massa do solo saturado e a massa do solo seco em estufa a 110 ºC, durante 24 h. A microporosidade foi determinada pelo método da mesa de tensão, com uma coluna de água de 60 cm de altura. Pela diferença entre a porosidade total e a microporosidade, obteve-se a macroporosidade.

A resistência do solo à penetração foi avaliada nas camadas de 0-10; 10-20; 20-30; 30-40 e 40-50 cm de profundidade por meio de penetrômetro de impacto, modelo IAA/Planalsucar - STOLF (STOLF et al., 1983), sendo os cálculos realizados segundo STOLF (1991). Nas mesmas camadas, determinou-se o teor de água gravimétrico do solo segundo EMBRAPA (1997).

As análises de variância dos atributos avaliados foram feitas para cada profundidade.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A análise de variância efetuada para cada profundidade revelou que os atributos do solo, avaliados após as colheitas do 3º e 4º cortes da cana-de-açúcar, não foram influenciados pela aplicação cumulativa de lodo de esgoto e/ou vinhaça desde o plantio da cultura (Tabelas 3 e 4).

A matéria orgânica do solo não aumentou mesmo com aplicações que acumularam, ao longo de quatro anos, 51 t ha-1 de lodo de esgoto, base seca (Tabelas 5 e 6), confirmando a constatação de MARQUES (1996), que empregou até 160 t ha-1 do resíduo, base úmida, e também não observou aumento do teor do atributo. Por outro lado, incrementos no teor de matéria orgânica têm sido obtidos após longo período de aplicações repetidas de lodo de esgoto (MELO et al., 2004) ou após curto período de aplicação de quantidade extremamente elevada do resíduo (NAVAS et al., 1998). O resultado do atual estudo é explicado primariamente pela aplicação anual de doses moderadas de lodo de esgoto (< 15 t ha-1) que apresentou teores relativamente baixos de carbono orgânico (cerca de 115 g kg-1). Acredita-se, também, que o tempo decorrido entre a aplicação de lodo de esgoto e a retirada das amostras de solo (em torno de um ano) tenha sido suficiente para a decomposição da matéria orgânica possivelmente formada. ABRAHÃO (1992) observou que o teor de matéria orgânica aumentou com a aplicação de lodo de esgoto, mas foi diminuindo progressivamente com o tempo (170 dias). Finalmente, a impossibilidade de se detectar efeito do resíduo em tal atributo do solo pode ter tido influência da profundidade mínima de amostragem que, no caso, foi de 0-10 cm. Nesse último aspecto, AMARAL et al. (2004) verificam que a variação no teor de carbono orgânico do solo, causada pela deposição de diferentes tipos de resíduos vegetais, foi mais evidente na camada de 0-2,5 cm de profundidade.

A aplicação de vinhaça não acarretou alteração no teor de matéria orgânica do solo (Tabelas 5 e 6), assim como observou ANDRIOLI (1986), que empregou doses do resíduo de até 1.200 m3 ha-1 em Latossolo. Em contraste, CANELLAS et al. (2003) constataram que um Cambissolo cultivado com cana-de-açúcar teve aumento de carbono orgânico depois de 35 anos de aplicação de vinhaça. Isso sugere que a matéria orgânica do solo pode aumentar após aplicações sucessivas do resíduo por período de tempo maior do que o considerado neste trabalho (quatro anos).

A porosidade total, a macroporosidade e a microporosidade, nas diferentes camadas do solo, não foram alteradas com aplicações de lodo de esgoto e/ou vinhaça (Tabelas 5 e 6). Com relação ao lodo de esgoto, MELO et al. (2004) obtiveram resultados parcialmente semelhantes aos do presente trabalho, constatando que adições de até 50 t ha-1 do resíduo sólido durante cinco anos não causaram nenhum efeito na porosidade total e na microporosidade de dois Latossolos, mas promoveram aumento da macroporosidade na camada de 0-10 cm. Com relação à vinhaça, ANDRIOLI (1986) também não observou efeito de doses de até 1.200 m3 ha-1 do resíduo fluido na porosidade total, macroporosidade e microporosidade, associando os resultados ao fato de não ter havido aumento de matéria orgânica no solo, situação análoga à deste trabalho (Tabelas 5 e 6). Nem mesmo a aplicação conjunta de lodo de esgoto e vinhaça causou qualquer alteração nesses três atributos do solo (Tabelas 5 e 6).

Os valores de macroporosidade, em todas as camadas do solo (Tabelas 5 e 6), foram superiores ao limite crítico (10 cm3 100 cm-3) em que ainda é possível o desenvolvimento normal do sistema radicular da cana-de-açúcar (VOMOCIL & FLOCKER, 1961) e da maioria das culturas (ARGENTON et al., 2005). Abaixo desse valor, a aeração do solo pode ser reduzida de maneira drástica (XU et al., 1992), a ponto de prejudicar a respiração de raízes e, portanto, o crescimento radicular.

A densidade do solo e a densidade de partícula não foram influenciadas pelas adições de lodo de esgoto e/ou vinhaça (Tabelas 5 e 6). JORGE et al. (1991) verificaram que aplicações de até 80 t ha-1 de lodo de esgoto também não alteraram tais atributos de um Latossolo Vermelho argiloso. Em relação à vinhaça, CAMARGO et al. (1983) constataram que o emprego do resíduo não aumentou nem diminuiu a densidade do solo.

Finalmente, a resistência do solo à penetração e o teor de água gravimétrico do solo também não foram alterados com aplicações de lodo de esgoto e/ou vinhaça (Tabelas 5 e 6), evidenciando que tais resíduos não atenuam nem agravam o problema da compactação do solo. SOUZA et al. (2005) constataram que adição de 50 t ha-1 de lodo de esgoto em Latossolos (textura média e argiloso) não modificou a resistência do solo à penetração e à umidade do solo. No entanto, menor resistência à penetração na camada superficial de um Latossolo argiloso que recebeu 24 t ha-1 desse resíduo, foi verificada por BARBOSA et al. (2002).

Os resultados de resistência do solo à penetração são confiáveis porque o teor de água do solo não variou entre tratamentos. STOLF et al. (1983) advertem que o valor de resistência é variável com a umidade.

Como consideração final, é preciso ter em conta que os atributos físicos não foram alterados em função da adição de lodo de esgoto e vinhaça somente porque não houve incremento de matéria orgânica do solo. Solos canavieiros sofrem pressões elevadas de máquinas e implementos e são revolvidos por cultivos de soqueira, eventos que certamente alteram mais consistentemente a condição física do solo do que a matéria orgânica. Neste estudo, é possível que o manejo do solo tenha minimizado o efeito dos tratamentos.

CONCLUSÕES

Os atributos físicos do solo não foram alterados pela aplicação de lodo de esgoto e/ou vinhaça com objetivo de fornecer a quantidade de N e K requerida pela cana-de-açúcar, mesmo após a realização de quatro aplicações anuais sucessivas e a conclusão de quatro ciclos da cultura.

Recebido pelo Conselho Editorial em: 8-12-2005

Aprovado pelo Conselho Editorial em: 9-11-2006

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    15 Abr 2008
  • Data do Fascículo
    Dez 2006

Histórico

  • Aceito
    09 Nov 2006
  • Recebido
    08 Dez 2005
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