Utilização de subprodutos da indústria de extração de azeite como matéria fertilizante

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1 Utilização de subprodutos da indústria de extração de azeite como matéria fertilizante Cristina Sempiterno e Rui Fernandes INIAV UEI-SAFSV/ Laboratório Químico Agrícola Rebelo da Silva Workshop: Boas Práticas Agroambientais na Fileira do Azeite Beja, 14 de outubro de 2014

2 Localização e caracterização dos lagares em Portugal Distribuição do número de lagares com diferentes sistemas de extracção de azeite por regiões (NUTS ) em 2013 Norte Centro Lisboa Alentejo Algarve Total Tradicional Contínuo 2 fases Contínuo 3 fases Total Dados do INE, % 40%

3 número de lagares Evolução do número de lagares dos diferentes sistemas nos últimos 10 anos em Portugal lagares prensas +83 lagares 2 Fases Tradicional Contínuo duas fases Contínuo três fases

4 Quantidades de subprodutos gerados (por tonelada de azeitona laborada ou seja ±200kg de azeite) Sistema de prensas: 400 kg de bagaço 0,60 m 3 de água-ruça; Sistema contínuo de três fases: kg de bagaço 1,0-1,2 m 3 de água-ruça; Sistema contínuo de duas fases: kg de bagaço 0,12 m 3 de água-ruça. Azbar, N., Bayram,A., Filibeli, A., Muezzinoglv, A., Sengul, F. e Ozer, A A review of waste management options in olive oil production. Critical Reviews in Envir. Science and Technology 34 (3):

5 Subprodutos gerados pela indústria de extração de azeite em Portugal 88% Número de lagares, quantidade de azeitona laborada, de azeite produzido, estimativas de bagaço e água-ruça obtidos, por sistema de extracção de azeite em Portugal na campanha de 2013 Sistema de extracção Nº de lagares* Azeitona laborada (t)* Azeite obtido (hl)* Estimativa de bagaço obtido (t) Estimativa de águaruça obtida (m 3 ) Tradicional - prensas Contínuo de 2 fases Contínuo de 3 fases Total *Dados do INE, 2014

6 Principais Subprodutos/Resíduos gerados Bagaço Subproduto/Resíduo sólido produzido que nos sistemas de prensas e centrifugação de 3 fases, é constituído pela polpa, caroço, tegumento da azeitona e algum azeite remanescente. Nos lagares de duas fases, o bagaço produzido retém a água de vegetação do fruto tornando-se mais húmido e fluido. Água-ruça subproduto líquido que se obtém do processo de laboração do azeite e que, nos sistemas de prensas e de três fases, engloba a água de constituição da azeitona, a água de adição e lavagem e uma percentagem variável de elementos sólidos. Nos lagares de duas fases a água-ruça é essencialmente constituída por água de lavagem.

7 Sistemas de tratamento dos subprodutos dos lagares de azeite Processos físicos; (Diluição, sedimentação, centrifugação, filtração, ) Processos térmicos; (Evaporação forçada, secagem, combustão, pirólise, lagunagem, ) Processos físico-químicos; (Neutralização, precipitação, oxidação, adsorção, troca iónica, ) Processos biológicos; (biodegradação aeróbia/anaeróbia, compostagem, fitoremediação, aplicação ao solo, )

8 Valorização dos subprodutos dos lagares mediante aplicação ao solo Vantagens: uma forma económica de eliminar e tratar os subprodutos; uma fonte de nutrientes, em especial de potássio e de matéria orgânica; aumento da estabilidade da estrutura do solo; uma fonte alternativa de água para rega (água-ruça).

9 Inconvenientes: a dificuldade de armazenamento dos subprodutos; a elevada salinidade dos subprodutos, que pode causar danos no solo e nas plantas; o baixo valor de ph destes efluentes pode causar alguma preocupação em solos ácidos; o elevado teor em polifenóis que potencialmente lhes confere características fitotóxicas.

10 Legislação aplicável: Despacho conjunto n.º626/2000* (MADRP e MAOT) Estabelece um conjunto de normas de utilização das águasruças em solos agrícolas, entre as quais se salientam: A obrigatoriedade de pedido de licenciamento; A necessidade de existir uma lagoa de armazenamento da totalidade da água-ruça produzida na campanha; A aplicação ao solo deve ser realizada no período de março a novembro, devendo ter em conta as condições meteorológicas verificadas nesse ano; Um limite para o volume utilizado que não pode exceder os 80 m 3 /ha.ano; *DR n.º 131 de 6 de junho de 2000

11 A necessidade de realização de um pré-tratamento adequado, nomeadamente através da correção do ph; A limitação da aplicação às culturas arbóreas e arbustivas; A proibição de espalhamento em áreas de reserva Ecológica Nacional e áreas protegidas; O respeito por um conjunto de distâncias de segurança: - 50 m para habitações isoladas, m para aglomerados populacionais, - 50 m de poços ou furos, m de poços ou furos se destinarem para consumo humano, - 35 m de linhas de água, m do nível de pleno armazenamento de albufeiras.

12 Estudos realizados no INIAV de aplicação de subprodutos dos lagares de azeite ao solo agrícola Ensaios de incubação Ensaios de emergência Ensaios em vasos Ensaios de campo

13 Ensaios de incubação Tratamentos experimentais: Objetivo: estudar os efeitos da aplicação de água-ruça (prensas e 3 fases) e de bagaço de duas fases na evolução do ph e da condutividade elétrica, utilisando diferentes tipos de solos (VReu, CMhu, LVfr, CMca). Água-ruça Bagaço Determinações: T1 0 m 3 ha -1 T2 125 m 3 ha -1 T3 250 m 3 ha -1 T4 375 m 3 ha -1 T5 500 m 3 ha -1 T1 0 t ha -1 T2 15 t ha -1 T3 45 t ha -1 T4 90 t ha -1 T5 150 t ha -1 ph(h 2 O) e condutividade eléctrica aos: 1, 7, 14, 28, 56 e 112 dias após aplicação da água-ruça ou bagaço.

14 ph(h2o) ph(h2o) Conclusões dos ensaios de incubação com águas-ruças e bagaço 2 fases 9,0 8,0 8,5 7,5 8,0 7,0 7,5 6,5 7,0 6,0 6, dias de incubação 5, dias de incubação 0 m3 125 m3 250 m3 375 m3 500 m3/ha 0 t 15 t 45 t 90 t 150 t/ha Água-ruça de prensas (CMca) Bagaço 2F (CMca) No início ocorreu uma ligeira acidificação do solo mas rapidamente o solo recuperou ( 7 dias), com tendência a apresentar valores de ph superiores aos iniciais.

15 CE (ds/m) CE (ds/m) 1,0 0,8 0,5 0,4 0,6 0,3 0,4 0,2 0,2 0,1 0, dias de incubação 0, dias de incubação 0 m3 125 m3 250 m3 375 m3 500 m3/ha 0 t 15 t 45 t 90 t 150 t/ha Água-ruça de 3 Fases (CMca) Bagaço 2F (CMca) No ínicio registou-se um acréscimo na CE do solo, mas rápidamente se recuperaram os valores iniciais. A intensidade das alterações dependeu do solo receptor e da quantidade de água-ruça e bagaço aplicados, no entanto e apesar das elevadas doses utilizadas não se observaram níveis passíveis de causar acidificação nem salinização do solo.

16 Ensaio de campo com água-ruça de três fases Olival intensivo (6 x 7m) cv. Picual e Cobrançosa, com 12 anos localizado no Ribatejo num Cambisolo calcárico, com rega subterrânea. Duração do ensaio: 3 anos

17 Anualmente espalhou-se no solo diferentes quantidades de água-ruça: - 0 m 3 /ha - 80 m 3 /ha m 3 /ha m 3 /ha Ensaio delineado em blocos completos casualizados com 4 tratamentos e três repetições

18 O ensaio teve como objectivos avaliar os efeitos da água-ruça sobre: Produção de azeitona Fertilidade do solo Nutrição das plantas Qualidade do azeite

19 Efeitos da aplicação da água-ruça sobre a produção de azeitona por árvore Produções médias mais elevadas com 80 e 160m 3 de AR. Doses mais elevadas de água-ruça conduziram a decréscimos na produção

20 Efeitos da aplicação da água-ruça sobre o estado de fertilidade do solo Potássio extraível Potássio de troca Aumento significativo nos teores de K extraível e de troca e ainda de matéria orgânica. Não se registaram efeitos sobre o ph nem na Condutividade elétrica

21 Concentrações foliares de nutrientes A aplicação de água-ruça ao solo não afetou significativamente o estado de nutrição das oliveiras. Qualidade da massa de azeitona e do azeite O teor de gordura e de humidade da azeitona, bem como a qualidade do azeite (acidez, Ind. Peróxidos, estab. oxidativa, polifenóis, absorvâncias no UV) não foram afetadas pela aplicação de água-ruça ao solo.

22 Ensaio de campo com bagaço de duas fases Olival intensivo (6x7m) cv. Cobrançosa, com 16 anos localizado no Ribatejo num Cambisolo calcárico Tratamentos experimentais: 0, 60 e 120 t de bagaço ha -1 Ensaio delineado em blocos completos casualizados com três repetições. Blocos com 420m 2 e 12 árvores (4 arvores úteis).

23 O ensaio teve como objetivo avaliar os efeitos da aplicação de bagaço de 2 fases sobre alguns parâmetros da fertilidade do solo (Matéria orgânica, N total, N nítrico, C/N e K) A diferentes profundidades: 0-10cm; 10-20cm; 20-50cm.

24 N total (%) Matéria orgânica(%) Resultados dos estudos 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 2,0b 4,1b 7,1a 2,2 ab 1,6 b 3,3 a 0,9a 0,9a 0,7a Aumento significativo nos teores de Matéria orgânica nas camadas 0-10cm e 10-20cm. profundidade (cm) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,17b 0,12c 0,23a t/ha 0,17a 0,09a 0,08a 0,06a 0,06a 0,06a Aumento significativo nos teores de Azoto total na camada superficial 0-10cm. 0, profundidade (cm) t/ha

25 K ext. (mg K2O.kg -1 ) N- NO 3 (mg kg -1 ) ,0a 25,4a 22,7b 21,1b 21,9a 21,9a 21,7a 20,9a 20,1a Decréscimo significativo nos teores de Azoto nítrico na camada superficial 0-10cm. profundidade (cm) b 170c 372a t/ha 227a 133b 150b 94a 97a 100a Aumento significativo nos teores de potássio nas camadas 0-10cm e 10-20cm. profundidade (cm) t/ha

26 Considerações Finais A aplicação controlada de águas-ruças e de bagaços de duas fases, ao solo agrícola, poderá ser um adequado destino para estes subprodutos, visto não causarem problemas de acidificação ou de salinização do solo nem prejudicarem a produção ou a qualidade das culturas instaladas e ainda permite tirar partido do seu potencial valor fertilizante;

27 Considerações Finais Relativamente ao bagaço de duas fases, devido aos efeitos negativos na dinâmica do N no solo e às dificuldades de manuseamento encontradas, considera-se preferível a sua valorização agrícola após um processo de compostagem. Conclui-se que não será necessário proceder à correção do ph das águas-ruças antes de estas serem aplicadas ao solo e, portanto, o diploma legal deverá ser alterado.

28 Muito obrigada pela vossa atenção Instituto Nacional de Investigação Agrária e Veterinária, I.P. Av. da República, Quinta do Marquês, Oeiras, Portugal Tel: (+ 351) Fax: (+ 351) cristina.sempiterno@iniav.pt

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30 Considerações Finais A actual legislação (Despacho conjunto 626/2000) deverá sofrer algumas alterações desígnadamente: O valor limite das dotações de AR poderá ser superior a 80m 3 /ha.ano; Alargar a possibilidade de aplicação de águasruças a algumas culturas anuais herbáceas; Dispensar a exigência de pré-correcção do ph das águas-ruças

31 Monitorização da aplicação Frequência das análises: A análise da terra deverá ter lugar aquando do pedido da primeira licença de aplicação e, depois, de 4 em 4 anos. A análise da água-ruça deverá ter lugar aquando do pedido da primeira licença de aplicação, mantendo-se válida enquanto não for alterado o sistema de laboração do lagar;

32 Colheita das amostras: Amostra de terra Deverá ser colhida percorrendo em ziguezague cada parcela homogénea, colhendo em 15 a 20 pontos subamostras na camada de 0-50cm de profundidade. Misturar bem para constituir a amostra compósita para análise. Amostra de água-ruça - Deverá resultar da combinação de subamostras colhidas em diferentes pontos e em várias profundidades do tanque ou lagoa utilizando material não contaminante (vidro ou plástico).

33 Parâmetros a analisar Na terra Textura Matéria orgânica ph Condutividade elétrica N total P, K e Mg extraíveis Necessidade de cal Na água-ruça Teor de humidade Matéria orgânica ph Condutividade elétrica C/N N, P, K, Ca, Mg e Na totais Razão de adsorção de sódio (RAS)

34 Legislação aplicável: Folhas e ramos Separados da azeitona previamente Biomassa Excluídos do RGGR - DL73/2011 (altera o DL176/2006), alínea f do n.º2 do artigo 2º Aplicação ao solo Água-ruça Despacho 626/2000

35 Legislação aplicável: Bagaço Extração de óleo Aliment. animal Outros destinos Subproduto Bioresíduo DL 32/94, port. 928/98 DL 131/2003 RGGR, Art. 3ºd) do DL 73/2011 (altera o DL 176/2006) * Subproduto Art. 44-A do DL 73/2011 Caroço Bioresíduo RGGR, DL 73/2011 * * Inscrição no sistema integrado de registo eletrónico de resíduos - SIRER

36 Grande parte do bagaço é encaminhado para as indústrias de extração de óleo, sofrendo previamente um processo de secagem. Depois de extratado o bagaço é normalmente valorizado como fonte energética para queima em caldeiras.

37 Estudos realizados no INIAV de aplicação de subprodutos dos lagares de azeite ao solo agrícola Ensaios de incubação Ensaios de emergência com cevada

38 Ensaios em vasos com cevada e azevém Ensaios de campo em olival

39 2 Ensaios de incubação com Águas Ruças Ensaio 1- Água-ruça de prensa hidráulica Ensaio 2 Água-ruça de sistema contínuo de três fases Delineados em blocos completos casualizados, com 2 repetições e 5 tratamentos experimentais: T1 0 m 3 ha -1 4 Solos (VReu, CMhu, LVfr, CMca) Determinações: ph(h 2 O) e condutividade eléctrica aos: 1, 7, 14, 28, 56 e 112 dias após aplicação das águas-ruças. T2 125m 3 ha -1 T3 250 m 3 ha -1 T4 375 m 3 ha -1 T5 500 m 3 ha -1

40 2 Ensaios de incubação com Bagaço de 2 Fases Ensaio 1 - Bagaço sem caroço Ensaio 2 - Bagaço com caroço Delineados em blocos completos casualizados, com 3 rep. e 5 tratamentos experimentais: T1 0 t ha -1 Solo utilizado CMca de Moura Determinações: ph(h 2 O) e CE aos: 1, 7, 14, 28, 56 e 112 dias, após aplicação dos bagaços. T2 15 t ha -1 T3 45 t ha -1 T4 90 t ha -1 T5 150 t ha -1 Determinaram-se outros parâmetros químicos do solo no final dos ensaios (MO, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Na ext., bases de troca, N nit., N amon. e N tot.)

41 CE (ds/m) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, dias de incubação 0 m3 125 m3 250 m3 375 m3 500 m3/ha Água-ruça de 3 Fases (CMca)

42 A aplicação de bagaço húmido ao solo revelou potencial como enriquecedor da fertilidade do solo, provocando aumentos nos teores de matéria orgânica e potássio. Contudo, revelou também efeitos negativos na dinâmica do N no solo.

43 Decréscimo significativo nos teores de Azoto nítrico na camada superficial (0-10cm).

44 Aumento significativo nos teores de potássio nas camadas 0-10cm e 10-20cm.

45 Aumento significativo nos teores de Azoto total na camada superficial (0-10cm).

46 Resultados dos estudos Aumento significativo nos teores de Matéria orgânica nas camadas 0-10cm e 10-20cm.