XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo

Transcrição

1 XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la Ciencia del Suelo EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra Cusco Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014 Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco ATRIBUTOS QUÍMICOS EM DECORRÊNCIA DO USO DE CINZAS DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR Bega, R.M. 1 ; Ribeiro, O. 2 ; Munhoz, G. F. L. G. 2 ; A. L. T. Tolfo, 3 ; Corá, J. C. 4 ¹ Doutorando do Programa de Agronomia, Produção Vegetal da FCAV/UNESP e Professor do Curso de Agronomia do Centro Universitário Rio Preto 2 Discentes do Curso de Agronomia do Centro Universitário de Rio Preto 3 Docentes do Curso de Agronomia do Centro Universitário de Rio Preto 4 Professor Associado do Departamento de Solos e Adubos da Universidade Estadual Paulista - UNESP. Câmpus de Jaboticabal *Contato do autor: rmbega@gmail.com; São José do Rio Preto, SP, Av. Silvio Della Roveri n 597; CEP Tel: RESUMO A queima do bagaço de cana-de-açúcar para a geração de energia, apesar da vantagem econômica, gera significativo volume de cinzas que tem sido disposta no solo sem critérios técnicos. O presente trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação em cobertura de cinza de bagaço de cana-de-açúcar (CBC) nos atributos químicos do solo. O experimento foi conduzido em blocos casualizados, com 5 tratamentos (doses em cobertura de CBC de 0, 5, 10, 20 e 40 Mg ha -1 ) e quatro repetições. Em duas safras os atributos químicos nas camadas 0,0-0,1 e 0,1-0,2 m do solo. A aplicação em cobertura da CBC elevou os teores de K no primeiro ano e redução da acidez potencial nos dois anos avaliados. PALAVRAS CHAVES Fertilidade do solo; resíduos INTRODUÇÃO A grande diversidade de atividades humanas, dentre elas as atividades agrícolas e idustriais, geram volumes importantes de resíduos. Como grande parte dos resíduos apresenta elementos essenciais às plantas em sua composição, como por exemplo o N, Ca, K e Mg encontrados nos resíduos da indústria sucroalcooleira (Camargo & Berton, 2006), dentre as várias alternativas de disposição final, a aplicação de resíduos em solos agrícolas vem sendo largamente utilizada nos últimos anos. O advento da cogeração de energia nas unidades sucroenergéticas por meio da queima do bagaço de cana de açúcar proporciona grande quantidade de cinza. Para

2 cada tonelada de cana moída são gerados 250 kg de bagaço (25%) que, após serem queimados em caldeira para produzir energia origina, aproximadamente, 25 kg de cinza (Souza et al., 2011). Em geral as cinzas possuem propriedades alcalinas e alguns nutrientes essenciais às plantas (Augusto et al., 2008; Basu et al., 2009; Demeyer et al. 2001; Ferreira et al. 2012). Quanto a cinza do bagaço de cana-deaçúcar, predominam em sua composição K, Ca, Mg e em menores teores, o P (Cordeiro et al., 2009). Brunelli e Pisanni Júnior (2006) concluíram que a CBC é fonte de macro e micronutrientes essenciais para a produção agrícola, sendo o potássio o principal elemento. Um dos efeitos principais do uso de cinzas no solo seria o desequilíbrio dos nutrientes no solo (Nkana et al., 2002; Park et al., 2004), uma vez que, geralmente, um elemento se destaca dentre os demais em temos de concentração, podendo ocorrer a elevação de apenas um elemento em detrimento aos demais. Assim, a destinação de resíduos no solo pode trazer benefícios ao solo e à planta, porém, deve ser baseada em aspectos técnicos e científicos, visando-se determinar as quantidades a serem aplicadas, as quais dependem da composição do resíduo, atributos do solo e exigências da cultura. Estudos realizados com CBC são escassos na literatura e portanto de caráter relevante, haja vista, a falta de informações sobre o assunto. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação em cobertura de cinza de bagaço de cana-de-açúcar nos atributos físicos do solo. METODOLOGIA A área experimental localizou-se em Itajobi (SP), cuja altitude local é de 500 m, com latitude de S e longitude de O, com relevo plano. O clima, segundo a classificação de Köppen, é do tipo Aw, com precipitação pluvial acumulada média anual de mm, concentrada no período de outubro a março, com temperatura média anual de 22,4 C. O solo se enquadra, conforme critérios do Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (EMBRAPA, 2013), como Latossolo Vermelho-Amarelo, textura média, apresentando teor de argila de 200 g kg -1 no horizonte A (0,0 a 0,25 m), 230 g kg -1 no horizonte B1 (0,25 a 0,50 m) e 250 g kg -1 no horizonte B2 (0,50 a 1,00 m). Em outubro de 2011, os atributos do solo na camada de 0-20 cm de profundidade foram: ph (CaCl 2 0,01 mol L -1 ) 5,1; carbono orgânico 15 g kg - 1 ; P (resina) 7 mg dm -3 ; K 0,5; Ca 12; Mg 4; acidez potencial = 13; CTC = 30, em mmol c dm -3 ; saturação por bases = 56 %. Em novembro de 2011, o experimento foi instalado em blocos casualizados, com cinco tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos constituíram da aplicação em cobertura de cinco doses de cinza de bagaço de cana-de-açúcar no solo (0, 5, 10, 20 e 40 Mg ha -1 para base seca) com quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas por 8 linhas de 15 metros de comprimento, espaçadas por 1,5 metro, totalizando uma área de 180 m². A área útil foi constituída pelas quatro linhas centrais com comprimento de 10 metros, totalizando 60 m 2. A CBC foi submetida a análises químicas conforme metodologia descrita por Vieira & Silva (2009) para a caracterização da cinza como fertilizante (Quadro 1). Após a colheita em cada ano de avaliação, em cada parcela, retiraram-se nove sub-amostras de solo nas linhas da cultura com auxílio de trado tipo holandês, nas camadas de 0,0-0,10 e 0,10-0,20 m de profundidade. As amostras foram

3 encaminhadas para laboratório e submetidas à análises químicas para as seguintes determinações: ph (CaCl 2), teores de P (resina), Ca 2+, Mg 2+ e K + trocáveis, acidez potencial (H+Al), S-SO 4, C orgânico (CO), de acordo com procedimentos descritos por Raij et al. (2001). Tabela 1. Resultados analíticos da cinza do bagaço de cana-de-açúcar, visando caracterização como fertilizante. Atributos Teores (g Kg -1 ) K2O 2,7 Ca 1,2 P2O5 total 1,2 Mg 0,7 S 0,3 Mn 0,1 B 0,02 Zn 0,01 Co Mo <LQ <LQ Cu <0,0,01 Fe 2,8 Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância (Teste F), considerando o nível mínimo de significância de 5% de probabilidade. Para os atributos químicos do solo, a análise de variância seguiu delineamento em blocos casualizados, com parcela subdivididas, sendo as doses de cinza os tratamentos principais e as camadas de solo, os tratamentos secundários. Os efeitos das doses de cinza, quando significativos, foram avaliados por meio de regressão polinomial, até 5% de probabilidade. RESULTADOS E DISCUSSÃO A análise de variância detectou efeito significativo da adição de CBC e posterior incorporação no solo para K e acidez potencial no primeiro ano após a aplicação (Quadro 2) e apenas para acidez potencial no segundo ano (Quadro 3). Foram observados aumentos no teor de K e redução na acidez potencial. A adição de CBC elevou os teores de K no solo (Figura 1), praticamente dobrando os teores, porém permaneceram muito baixos segundo classificação de Raij et al. (1996). A CBC quando limitou seu efeito no primeiro ano de avaliação do experimento, em razão principalmente da alta solubilidade do K presente nas cinzas. No primeiro ano do experimento, se observou aumento do teor de K do solo de forma linear, sendo que a dose 40 Mg ha -1, considerando-se o teor de K 2O na CBC (Quadro 1), foram adicionados por hectare 108 kg de K 2O. Como a cana-de-açúcar extrai em torno de 150 kg ha -1 de K 2O (Franco et al., 2008), a aplicação de 40 Mg ha -1 de CBC é capaz de atender 72% da demanda por potássio exigida pela cultura. Se mantida a adubação mineral de rotina, a aplicação da cinza pode garantir a demanda pela cultura e proporcionar a elevação dos teores de K no solo, como foi observado no primeiro ano de condução do experimento.

4 Quadro 2. Atributos químicos do solo em função de doses de cinza de bagaço de cana-de-açúcar aplicadas e incorporada, nas camadas 0,0-0,1 e 0,1-0,2m em 2012 Fontes de ph P S-SO4 CO Ca 2+ Mg 2+ K + Na + H+Al SB CTC V (CaCl2) resina variação ----mg dm g dm mmolc dm % Doses (D) Mg ha , ,3 1, , ,3 0, , ,4 1, , ,5 1, , ,7 1, Fdoses (1) 1,79 ns 2,41 ns 0,49 ns 1,22 ns 0,48 ns 0,84 ns 4,95* 0,88 ns 3,98* 0,61 ns 0,37 ns 1,49 ns CV(%) (2) 3,0 23,6 121,1 11,1 25,0 50,9 39,6 69,8 10,2 30,1 22,2 8,21 Prof. (P) m 0,0-0,1 6, ,6 1, ,1-0,2 5, ,4 1, Fprof, (1) 76,56** 30,32** 0,86 ns 28,04** 20,85** 8,74** 26,01** 2,02 74,49** 14,78** 7,21* 70,06** Interação DXP Finteração 0,70 ns 0,85 ns 0,77 ns 0,23 ns 0,39 ns 0,55 ns 0,41 ns 0,71 ns 2,21 ns 0,29 ns 0,23 ns 1,69 ns CV(%) (2) 2,1 23,1 68,8 6,3 19,0 43,9 19,0 53,7 9,0 24,1 18,0 5,2 (1): * = significativo a 5% de probabilidade;** = significativo a 1% de probabilidade; ns = não significativo a 5% de probabilidade;(2): coeficiente de variação. Figura 1. Médias de profundidade para teores de K em decorrência da aplicação e incorporação de CBC em 2012 Do ponto de vista da destinação de resíduos no solo, um dos principais fatores a se considerar é o equilíbrio no complexo de troca do solo. A adição de materiais com concentração elevada de determinado elemento pode levar o solo ao desequilíbrio, o que não ocorreu para CBC, e esse fato mostra-se vantajoso, pois mesmo em doses elevadas (40 Mg ha -1 ), o efeito ficou restrito ao primeiro ano de aplicação para K, trazendo a idéia que nova aplicação poderia ser realizada. A acidez potencial decresceu linearmente (Figura 1) em 21% para 2012 comparando-se a dose 40 Mg ha -1 e a testemunha e 15% para 2013, em razão do efeito remanescente da CBC no solo. Os resultados apresentados mostram que a CBC é uma boa alternativa para utilização em renovações de canaviais, pois, quando incorporada ao solo, mostrou-se

5 efetiva na elevação dos teores de K do solo, sem provocar desequilíbrio entre as bases; além de reduzir a acidez potencial com efeito remanscente no ano seguinte. Quadro 3. Atributos químicos do solo em função de doses de cinza de bagaço de cana-de-açúcar aplicada e incorporada, nas camadas 0,0-0,1 e 0,1-0,2m em 2013 Fontes ph P S- CO Ca 2+ Mg 2+ K + Na + H+Al SB CTC V de (CaCl2) resina SO4 variação ----mg dm g dm mmolc dm % Doses (D) - Mg ha , ,3 1, , ,6 0, , ,3 0, , ,4 0, , ,6 1, Fdoses (1) 2,10 ns 0,58 ns 0,99 ns 0,96 ns 0,78 ns 1,08 ns 1,25 ns 0,76 ns 3,42* 0,72 ns 0,60 ns 1,51 ns Cv(%) (2) 2,5 39,5 79,4 80,6 18,8 29,1 96,9 77,9 8,2 20,9 15,5 4,42 Prof. (P) m 0,0-0,1 6, ,5 1, ,1-0,2 5, ,4 0, Fprof, (1) 108,63** 22,16** 0,01 ns 0,99 ns 117,58** 127,49** 0,47 ns 15,9** 84,5** 138,6** 119,32** 113,03** Interação DXP Finteração 0,55 ns 1,27 ns 0,59 ns 1,06 ns 1,02 ns 1,40 ns 0,78 ns 0,65 ns 1,11 ns 0,97 ns 1,06 ns 1,12 ns CV(%) (2) 3,7 38,5 107,9 83,3 15,0 16,9 111,6 86,1 11,8 13,4 9,0 6,0 (1): * = significativo a 5% de probabilidade;** = significativo a 1% de probabilidade; ns = não significativo a 5% de probabilidade;(2): coeficiente de variação. O efeito da profundidade de amostragem foi significativo para ph, P(resina), CO, Ca, Mg, K, H+Al, SB, CTC e V% (Quadro 1). Esse efeito é decorrente da própria incorporação das cinzas que ocorreu na profundidade de 10 cm, equivalente a camada superficial amostrada além das práticas agrícolas, cujos efeitos, na maioria das vezes, se refletem em superfície. CONCLUSÃO A aplicação da CBC a lanço com posterior incorporação reduziu a acidez potencial do solo e elevou o teor de K no primeiro ano após a aplicação mostrando que a CBC pode funcionar como fonte complementar de K nos sistemas produtivos. REFERÊNCIAS BRUNELLI, A. M. M. P.; PISANI JÚNIOR, R. Proposta de Disposição de Resíduo Gerado a partir da Queima do Bagaço de Cana em Caldeiras como Fonte de Nutriente e Corretivo do Solo. In: CONGRESO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL, 30., 2006, Punta del Leste. Anais Punta del Leste : Asciación Interamericana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, v. 1. p CAMARGO, O. A.; BERTON, R. S. A disposição de rejeitos em solos agricultáveis. In: ANDRADE, J. C.; ABREU, M. F. (eds). Analise química de resíduos sólidos para

6 monitoramento e estudos agroambientais. Campinas: Instituto Agronômico, p AUGUSTO, L.; BAKKER, M. R.; MEREDIEU, C. Wood ash applications to temperate forest ecosystems: potential benefits and drawbacks. Plant Soil, Dordrecht, v. 306, n. 1-2, p , BASU, M.; PANDE, M.; BHADORIA, P. B. S.; MAHAPATRA, S. C. Potential fly-ash utilization in agriculture: A global review. Progress in Natural Science, London, v. 19, n. 10, p , CORDEIRO, G. C.; TOLEDO FILHO, R. D.; FAIRBAIRN, E. M. R. Influência da substituição parcial de cimento por cinza ultrafina da casca de arroz com elevado teor de carbono nas propriedades do concreto. Ambiente Construído, v.9, n.4, p , 2009 DEMEYER, A.; NKANA, J. C. V.; VERLOO, M. G. Characteristics of wood ash and influence on soil properties and nutrient uptake: an overview. Bioresource Technology, v. 77, n. 03, p , EMBRAPA, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Sistema brasileiro de classificação de solos. 3. ed. Brasília: Embrapa Produção de Informação SPI; Rio de Janeiro: Embrapa Solos, p. FERREIRA, E. P. de B.; F., AGERIAE, N. K.; D., DIDONET, A. D. Chemical properties of an oxisol under organic management as influenced by application of sugarcane bagasse ash. Revista Ciência Agronomica, v. 43, n. 2, p , abr-jun, 2012 FRANCO, H.C.J.; TRIVELIN, P.C.O.; VITTI, A.C.; OTTO, R.; FARONI, C.E.; SARTORI, R.H. & TRIVELIN, M.O. Acúmulo de nutrientes pela cana-de-açúcar. Revista STAB, v.26, p.47-51, 2008 NKANA, J. C. V.; DEMEYER, A.; VERLOO, M. G. Effect of wood ash application on soil solution chemistry of tropical acid soils: incubation study. Bioresource Technology, Amsterdam, v. 85, n. 3, p , 2002 PARK, N. D.; RUTHERFORD, P. M.; THRING, R. W.; HELLE, S. S. Wood pellet fly ash and bottom ash as an effective liming agent and nutrient source of rye Grass (Lolium perenne L.) and oats (Avena sativa). Chemosphere, Oxford, v. 86, n. 4, p , RAIJ, B. van; ANDRADE, J.C.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais. Campinas Instituto Agronômico, p SOUZA, A. E.; TEIXEIRA, S. R.; SANTOS, G. T. A.; COSTA, F. B.; LONGO, E. Reuse of sugarcane bagasse ash (SCBA) to produce ceramic materials. Journal of Environmental Management, London, v. 92, n. 10, p , 2011 VIEIRA, W.; SILVA, F. C. Análises de fertilizantes minerais, organominerais e corretivos. In: SILVA, F. C. (Org.). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica; Rio de Janeiro: Embrapa Solos, p