PROPRIEDADES FÍSICAS DE UM LATOSSOLO TRATADO COM LODO DE ESGOTO E SERRAGEM

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1 PROPRIEDADES FÍSICAS DE UM LATOSSOLO TRATADO COM LODO DE ESGOTO E SERRAGEM Garcia, A. 1 *; Souza, M.F.P. 1 ; Luques, A.P.P.G. 1 ; Alves, M.C. 1 ; Sá, M.E. 1 ; 1 Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, UNESP, Ilha Solteira, SP, Brasil * Autor para contato: celonando@hotmail.com Dept de Engenharia Rural, Fitossanidade e Solos, Faculdade de Engenharia de Ilha solteira Unesp, Avenida Brasil, 56, cep: , Ilha Solteira, SP, Brasil, RESUMO As propriedades físicas do solo influenciam a função do ecossistema e a escolha do melhor manejo a ser adotado. O objetivo do trabalho foi verificar o efeito da aplicação de lodo de esgoto e serragem de madeira sobre a porosidade do solo. O estudo foi realizado na área experimental da UNESP-Ilha Solteira localizada no município de Selvíria, MS. O Delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, num esquema fatorial 4 x 4 + 1, com 4 repetições, totalizando 68 parcelas. Cada parcela ocupou uma área de 480 m 2. Foi avaliada a porosidade total do solo (Pt) e a densidade do solo (Ds) em três pontos por parcela nas camadas de 0 a 0,05 m; 0,05 a 0,10 m; 0,10 a 0,20 e 0,20 a 0,40 m. Os dados coletados foram submetidos ao teste F e as médias comparadas pelo teste de Dunnett ao nível de 5% de probabilidade e a regressão polinomial. A aplicação de lodo de esgoto (LE) e serragem de madeira (SM) influenciaram as características físicas do solo na camada de 0,05-0,10 m de profundidade. A aplicação de doses crescentes de LE acarretou na redução da porosidade total do solo até a dose de 13 Mg ha -1. O LE mostrou-se eficiente no aumento da densidade do solo na camada de 0-0,05 m de profundidade PALAVRAS-CHAVES Sólidos orgânicos, densidade, porosidade. INTRODUCÃO A qualidade do solo está relacionada com sua funcionalidade dentro dos ecossistemas naturais ou manejados e significa a capacidade deste em sustentar a atividade biológica, promover o crescimento e a saúde das plantas e animais, e manter a qualidade ambiental (Doran & Parkin, 1994). Esta capacidade resulta de interações entre inúmeros processos químicos, físicos e biológicos de natureza complexa (Tótola & Chaer, 2002) e sofre alterações com o manejo (Reichertet al., 2003). O emprego de práticas não sustentáveis pode causar a degradação de sua qualidade física, química e biológica, diminuindo a qualidade do solo (Costa et al., 2003), o que, muitas vezes pode ser de difícil reversão. A serragem de madeira é um resíduo que pode ser aproveitado no processo de compostagem, servindo como fonte de carbono, contudo sua decomposição é mais lenta que materiais baseados em celulose, que são decompostos três vezes mais rápido em relação às partes lenhosas ricas em taninos (Larcher, 2000). A serragem de madeira é considerada como o produto de madeira mais utilizado como cobertura. O lodo de esgoto é um resíduo de composição predominantemente orgânica, obtido ao final do processo de tratamento de águas servidas, à população (OLIVEIRA, 1995). Contudo, quando se considera o uso de biossólidos (lodo de esgoto) em áreas agrícolas é necessário que se leve em conta os benefícios desse uso, tais como reciclagem de nutrientes, melhoria de propriedades físicas e aumento da atividade biológica do solo, bem como os aspectos adversos, dentre os quais a presença de metais pesados, pois estes podem se acumular nos solos e serem absorvidos pelas plantas em 1

2 crescimento em quantidade suficiente para afetar negativamente o seu desenvolvimento e/ou a saúde dos consumidores (CHANG et al., 1997). Sendo assim, o emprego do lodo de esgoto na agricultura, além de ser uma forma de disposição de baixo custo, pode trazer benefícios aos sistemas agrícolas, incluindo ganhos de produtividade e melhorias nas propriedades físicas e químicas dos solos (MARCIANO, 1999). Em face do exposto o presente trabalho teve como objetivo verificar o efeito da utilização da serragem de madeira e lodo de esgoto sobre os atributos físicos do solo. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi realizado na área experimental da UNESP-Ilha Solteira localizada no município de Selvíria, MS, nas coordenadas de 51 o 22 de longitude oeste e 20 o 22 de latitude sul, com altitude média de 327 m. A precipitação média anual é de 1370 mm e a temperatura do ar média anual de 23,5 o C. A área apresenta-se degradada pela retirada, há 40 anos, de uma camada de solo de 6 m de espessura, para utilização na construção da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira, Estado de São Paulo, totalizando 700 hectares de solo decapitado. O solo original da área de estudo foi classificado como Latossolo Vermelho distrófico, textura média (EMBRAPA, 2013). O Delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, num esquema fatorial 4 x 4 + 1, com 4 repetições, totalizando 68 parcelas. Cada parcela ocupou uma área de 480 m 2 (20 m x 24 m), perfazendo um total de m 2 nas 17 parcelas. Dentro de cada bloco as parcelas foram espaçadas 6 m, assim como entre os blocos. O experimento constitui-se de 16 tratamentos, mais o controle, definidos como: T0: (controle) ausência de plantas e de resíduos e sem o preparo do solo; T1: (testemunha) com plantas e sem resíduo; T2: T1 (Tratamento 1) + 8 Mg ha -1 de serragem de madeira (SM); T3: T t ha -1 de SM; T4: T t ha -1 de SM; T5: T1 + 8 t ha -1 de lodo de esgoto a base seca (LE); T6: T1 + 8 t ha -1 de LE + 8 t ha -1 de SM; T7: T1 + 8 t ha -1 de LE + 16 t ha -1 de SM; T8: T1 + 8 t ha -1 de LE + 24 t ha -1 de SM; T9: T t ha -1 de LE; T10: T t ha -1 de LE + 8 t ha -1 de SM; T11: T t ha -1 de LE + 16 t ha -1 de SM; T12: T t ha -1 de LE + 24 t ha -1 de SM; T13: T t ha -1 de LE; T14: T t ha -1 de LE + 8 t ha -1 de SM; T15: T t ha -1 de LE + 16 t ha -1 de SM; T16: T t ha -1 de LE + 24 t ha -1 de SM. Para o preparo do solo, foram realizadas duas subsolagens subsequentes, atingindo a profundidade de 0,30 m. O solo teve sua acidez corrigida pela distribuição e incorporação de calcário com grade leve, de modo a elevar sua saturação por bases a 50%. Parte do lodo de esgoto e da serragem de madeira foi distribuída em sulcos de plantio (20%), em fevereiro de 2009, e o restante (80%) em superfície em dezembro de 2009, visando o arranque inicial do eucalipto (E. camaldulenses) que foi plantado em todas as parcelas, com exceção do controle, em março de 2010, com espaçamento de 3,0 m x 2,0 m, totalizando 60 plantas por parcela e 4080 plantas no experimento todo. O lodo de esgoto foi obtido na ETE (Estação de Tratamento de Esgoto) da Sanear- Saneamento de Araçatuba S/A, no município de Araçatuba, Estado de São Paulo. O tratamento lá produzido é do tipo aeração prolongada, mediante oxigenação por equipamento eletromecânico, por 18 a 24 horas, com tempo de residência de 30 a 40 dias. Após a aeração, o efluente é desaguado por centrífuga, reduzindo sua umidade para um valor em torno de 80%. A serragem de madeira foi obtida a partir de árvores de eucalipto. Foi avaliada a porosidade total (Pt) e densidade do solo (Ds) em três pontos por parcela nas camadas de 0 a 0,05 m; 0,05 a 0,10 m; 0,10 a 0,20 m e 0,20 a 0,40 m, coletadas em fevereiro de 2011, 24 meses após a instalação do experimento. 2

3 Os dados coletados foram submetidos ao teste F sobre a análise da variância ao nível de 1% e 5% de probabilidade, teste de comparação de médias pelo Teste de Dunnett ao nível de 5% de probabilidade e a regressão polinomial. RESULTADOS E DISCUSSÃO De acordo com a Tabela 1, houve efeito da aplicação de lodo de esgoto (LE) sobre os atributos avaliados na camada de solo avaliada na profundidade de 0-0,05 m. A utilização de serragem de madeira (SM) não influenciou sobre os atributos do solo avaliados independente da camada de solo analisada. Entretanto, verificou-se interação significativa entre as doses de lodo de esgoto e serragem para a porosidade total do solo na camada de 0,20-0,40 m. Tabela 1. Valores de F e coeficiente de variação (CV) para microporosidade, macroporosidade e porosidade total em função da aplicação de serragem de madeira (SM) e lodo de esgoto (LE) em diferentes profundidades. FV Profundidade (m) 0-0,05 0,05-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 Densidade do solo LE 2,129 ns 3,774 * 0,298 ns 1,977 ns SM 0,642 ns 0,609 ns 1,553 ns 0,405 ns LE*SM 1,014 ns 0,391 ns 1,122 ns 1,959 ns CV (%) 7,73 6,49 4,24 4,87 Porosidade Total LE 2,325 ns 3,442* 0,120 ns 0,588 ns SM 0,309 ns 0,203 ns 1,348 ns 0,660 ns LE*SM 1,81 ns 0,483 ns 1,068 ns 2,560 ns CV (%) 10,21 9,73 5, Os resultados de porosidade total e a densidade do solo obtidos na camada de 0,05-0,10 m em função da aplicação de LE se ajustaram em um modelo matemático com resposta quadrática as doses de LE aplicado ao solo (Figura 1A e 1B). Entretanto, a porosidade do solo apresentou redução nos valores dos tratamentos que se fizeram uso da aplicação de LE em comparação aos resultados exibidos pela testemunha. Já para a densidade do solo, comportamento contrário foi encontrado com maiores valores para o atributo exibidos nos tratamentos com incorporação do material orgânico, sendo 15,11 Mg ha -1 a dose verificada no ponto de máxima da regressão polinomial obtida. Assim, os benefícios da aplicação do LE para a densidade somente foram verificados para doses a partir 15,11 Mg ha -1, esses benefícios são verificados pela redução da densidade, o que demonstra a recuperação do atributo no solo a partir do uso de doses mais elevadas de LE (Figura 1B). A B Figura 1. Porosidade total (A) e densidade do solo (B) em função das doses aplicadas de lodo de esgoto. Estes resultados concordam com os obtidos por Barbosa (2002), que testando resíduos de LE em um Latossolo Vermelho observou que mesmo não havendo efeito sobre a densidade do solo, 3

4 houve uma tendência de redução com o aumento das doses de LE, em relação à testemunha. Resultados que não diferiram dos encontrados por Fiest et al. (1998) que também verificaram tendência de acréscimo na densidade na dose de 9,6 Mg ha -1 de LE, porém sem diferença significativa. Para densidade do solo, houve diferença significativa entre os tratamentos testados, sendo que alguns tratamentos que receberam a incorporação de material orgânico diferenciaram-se do controle, sem diferirem entre si nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m (Tabela 2). Para a camada de 0,05-0,10 m observou-se que T1, T3, T4, T6, T7, T12, T13, T15 e T16 diferiram-se do controle, que apresentou valor de 1,66 Mg m -3, sem no entanto, não diferirem entre si e dos demais tratamentos adotados. De acordo com Reichert et al. (2003), em solos com textura média, valor de 1,55 Mg m -3 para densidade é considerado como crítico para o desenvolvimento do sistema radicular das plantas. Neste caso, os resultados obtidos após dois anos, demonstram que a densidade deste solo encontra-se abaixo do valor considerado como crítico pelo autor, o que demonstra uma recuperação do atributo no solo estudado. Nas camadas de 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m de profundidade, verificou-se efeito semelhante ao ocorrido na camada mais superficial, com destaque para os tratamentos T4 e T7, que apresentaram os menores valores para as camadas 0,05-0,10 e 0,10-0,20 m, respectivamente. Tabela 2. Teste de comparação de médias para densidade (Mg m -3 ) ao longo do perfil em função dos tratamentos com lodo de esgoto e serragem de madeira. Profundidade (m) Tratamento 0-0,05 0,05-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 1 1,357b 1,494b 1,618ab 1,675ab 2 1,453ab 1,487b 1,636ab 1,723ab 3 1,362b 1,503b 1,577b 1,687ab 4 1,307b 1,464b 1,672ab 1,806a 5 1,453ab 1,569ab 1,653ab 1,739ab 6 1,406b 1,588ab 1,633ab 1,748ab 7 1,401b 1,598ab 1,556b 1,709ab 8 1,485ab 1,608ab 1,615ab 1,755ab 9 1,503ab 1,600ab 1,619ab 1,710ab 10 1,460ab 1,631ab 1,583b 1,657ab 11 1,515ab 1,578ab 1,605b 1,693ab 12 1,368b 1,557ab 1,682ab 1,616b 13 1,407a 1,498b 1,608b 1,717ab 14 1,504ab 1,617ab 1,620ab 1,639ab 15 1,433b 1,609ab 1,673ab 1,806a 16 1,445b 1,552ab 1,649ab 1,672ab TEST 1,668a 1,728a 1,759a 1,712ab DMS 0,234 0,214 0,145 0,174 Em geral, as menores densidades ocorreram nas camadas superficiais de 0,0-0,20 m. Densidades menores nas camadas superficial foram encontrados também por Reinert et al. (2008) e por Genro Junior et al. (2004). Menores valores de densidade nas camadas superficiais podem estar relacionados com o maior teor de matéria orgânica, em que partes, podem ser atribuídas ao uso e incorporação de material orgânico no solo. O fato do tratamento T1 não apresentar nenhum tipo de material orgânico e mesmo assim ter se assemelhado aos tratamentos realizados com LE e SM pode ser justificado pela presença de plantas de eucaliptos instaladas nesse tratamento, fato esse verificado também por Reinert et al (2008), que verificaram em seu trabalho que os sistemas radiculares favoreceram a diminuição da densidade nas camadas mais superficiais. Ainda de acordo 4

5 com os resultados obtidos, pode-se dizer que os resíduos orgânicos utilizados nos tratamentos, com destaque para o uso do LE independente da dose aplicada, foram eficientes na melhoria da densidade do solo estudado. Os valores de densidade do solo, com exceção dos tratamentos controle para a camada que vai de 0,0-0,20 m de profundidade, estão abaixo do valor máximo de 1,71 Mg m -3 observado por Albuquerque & Reinert (2001) para um solo compactado. Para a camada mais subsuperficial avaliada de 0,20-0,40 m, o tratamento T12 apresentou o menor valor para densidade e diferiu significativamente dos tratamentos T4 e T15, sem, porém, diferir do controle. Isso pode ser explicado pelo aumento da profundidade, que tende a aumentar o valor da densidade do solo em camadas mais subsuperficiais, devido ao acúmulo maior de resíduos orgânicos nas camadas mais superficiais. Para porosidade total do solo, a aplicação de LE e SM influenciaram sobre os resultados do atributo apenas para as camadas avaliadas de 0-0,05 e 0,20-0,40 m (Tabela 3). Na camada de 0-0,05 m o tratamento T4 apresentou o maior valor para o atributo avaliado (0,47 m³ m -3 ) o qual diferiu do controle, no entanto, não diferiu dos demais tratamentos. Furrer & Stauffer (1983) afirmaram que a adição de lodo de esgoto pode não alterar a porosidade total, independentemente da condição original do solo. Por sua vez, Navas et al. (1998) obtiveram incremento da porosidade total de 0,38 m 3 m -3 para 0,49 m 3 m -3, quando foram aplicados 320 Mg ha -1 de LE. Uma das hipóteses para justificar tal fato é o curto período de avaliação do experimento, já que, a recuperação de características físicas do solo se dá ao longo do tempo. Já para a profundidade de 0,20-0,40 m, o tratamento T15 se diferenciou significativamente dos demais tratamentos, inclusive do controle, o qual não diferenciou de nenhum outro tratamento à base de material orgânico (Tabela 3). Tabela 3. Teste de comparação de médias para porosidade total (m 3 m -3 ) ao longo do perfil em função dos tratamentos com lodo de esgoto e serragem de madeira. Profundidade (m) Tratamento 0-0,05 0,05-0,10 0,10-0,20 0,20-0,40 1 0,456ab 0,423 0,385 0,390a 2 0,421ab 0,410 0,376 0,362a 3 0,455ab 0,408 0,392 0,376a 4 0,474a 0,422 0,361 0,346a 5 0,450ab 0,386 0,382 0,366a 6 0,440ab 0,387 0,381 0,363a 7 0,436ab 0,379 0,388 0,370a 8 0,359ab 0,361 0,378 0,367a 9 0,402ab 0,366 0,360 0,361a 10 0,413ab 0,369 0,388 0,382a 11 0,414ab 0,390 0,391 0,375a 12 0,443ab 0,395 0,381 0,388a 13 0,423ab 0,389 0,379 0,371a 14 0,417ab 0,375 0,391 0,389a 15 0,404ab 0,378 0,371 0,330b 16 0,425ab 0,404 0,372 0,381a TEST 0,350b 0,346 0,345 0,368a DMS 0,090 0,079 ns 0,042 ns 0,050 CONCLUSÃO A aplicação de LE e SE influenciaram as características físicas do solo na camada de 0,05-0,10 m de profundidade. A partir da dose de 13 Mg ha -1, a aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto acarretou no aumento da porosidade total do solo. 5

6 Em doses mais elevadas o lodo de esgoto se mostrou eficiente na recuperação da qualidade física do solo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Albuquerque J.A. Reinert D.J. Densidade radicular do milho considerando os atributos de um solo com horizonte B textural. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 25: Barbosa G.M.C. Tavares Filho J. Fonseca I.C.B. Avaliações de propriedades físicas de Latossolo Vermelho eutroferrico tratado com lodo de esgoto por dois anos consecutivos. Sanare, 17: Costa F.S. Albuquerque, J.A. Bayer C. Fontoura S.M.V. Wobeto C. Propriedades físicas de um Latossolo Bruno afetadas pelos sistemas plantio direto e preparo convencional. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 27: Chang A.C. Hyun H. Page A.L. Cadmium uptake for swiss chard grown on composted sewage sludge treated field plots: plateau or time bomb? Journal of Environmental Quality, 26: Doran J.W. Parkin T.B. Defining and assessing soil quality. In: Doran J.W. Celeman D.C. Bezdicek D.F. Stewart B.A., eds. Defining soil quality for sustainable environment. Madison, Soil Science Society of America, p EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Brasília: Embrapa Produção de informação, p. Fiest L.C. Andreoli C.V. Machado M.A.M. Efeitos da aplicação do lodo de esgoto nas propriedades físicas do solo. Sanare, 9: Furrer O.J. Stauffer W. Influence of sewage sludge application on physical properties of soils and its contribution to the humus balance. In: The Influence of sewage sludge application on physical and biological properties of soils. Dordrecht: D. Reidel, p Genro Junior S.A. Reinert D.J. Reichert J.M. Variabilidade temporal da resistência à penetração de um Latossolo argiloso sob semeadura direta com rotação de culturas. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 28: Larcher W. Ecofisiologia Vegetal. São Carlos: Rima Artes e Textos, p. Marciano C.R. Incorporação de resíduos urbanos e as propriedades físico-hídricas de um Latossolo Vermelho Amarelo. Piracicaba, p. Tese (Doutorado) Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo. Navas A. Bermúdez F. Machín, J. Influence of sewage sludge application on physical and chemical properties of Gypsisols. Geoderma, 87: Oliveira F.C. Marques M.O. Bellingieri P.A. Perecin, D. Lodo de esgoto como fonte de macronutrientes para a cultura do sorgo granífero. Scientia Agrícola, 52: Reichert J.M. Reinert D.J. Braida J.A. Qualidade do solo e sustentabilidade de sistemas agrícolas. Revista Ciência Ambiental, 27: Reinert D.J. Albuquerque J.A. Reichert J.M. Aita C. Andrada M.M.C. Limites críticos de densidade do solo para o crescimento de raízes de plantas de cobertura em Argissolo Vermelho, Revista Brasileira de Ciência do Solo, 32: Tótola M.R. Chaer G.M Microrganismos e processos microbiológicos como indicadores daqualidade dos solos. Pp , in: Tópicos em Ciências do Solo. Viçosa: SBCS. 6