Conferência Internacional em Saneamento Sustentável: Segurança alimentar e hídrica para a América Latina

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1 AVALIAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO INICIAL DA HELICÔNIA BIHAI EM SUBSTRATO INERTE IRRIGADO COM DIFERENTES NÍVEIS DE DILUIÇÃO DE HUMANA EM CASA DE VEGETAÇÃO Audenice Bezerra da Silva (1) Engenheira Agrícola (UFPB, 2). Mestre em Engenharia Agrícola/Irrigação e Drenagem (UFCG, 22). Pesquisadora dos projetos ECOSAN e REFLIM pela Rede de Tecnologias Limpas - TECLIM/UFBA e Professora da Faculdade de Tecnologia e Ciências - FTC de Feira de Santana - BA. Eduardo Cohim Engenheiro Sanitarista, UFBA, Engenheiro de Irrigação, UFBA/FAMESF, Mestre em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais no Processo Produtivo Ênfase em Produção Limpa, UFBA, Universidade Federal da Bahia. Pesquisador do TECLIM, coordenador do Programa de Saneamento Ecológico. Consultor em saneamento. Asher Kiperstok Engenheiro Civil TECHNION - Israel Institute of Technology. MSc. e PhD em Engenharia Química. Tecnologias Ambientais University of Manchester Institute of Science and Technology (UMIST, Inglaterra). Coordenador da Rede de Tecnologias Limpas e Minimização de Resíduos (TECLIM) e do Programa de Pós Graduação em Produção Limpa, Departamento de Engenharia Ambiental, Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia (EP/UFBA) Aldo Vilar Trindade Engenheiro Agrônomo (UFPB, 1988). Mestre em Solos e Nutrição de Plantas (UFV, 1991) é Doutor em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas (UFL, 1998) e Pesquisador A da EMBRAPA - Centro Nacional de Pesquisa de Mandioca e Fruticultura desde Alide Mitisue Watanabe Cova Estudante de Agronomia (UFRB). Bolsista de Iniciação Científica - CNPq Ana Cristina Bonfim Estudante de Engenharia Química (UFBA). Bolsista de Iniciação Científica - CNPq Vitor Passos Estudante de Engenharia Sanitária e Ambiental (UFBA). Bolsista de Iniciação Científica - CNPq Francisco Ramon Nascimento Estudante de Engenharia Ambiental (FTC). Bolsista de Iniciação Científica - Endereço (1) : Escola Politécnica da UFBA, Departamento de Engenharia Ambiental, Grupo TECLIM. Rua Aristides Novis, nº 2, Federação CEP Salvador - Ba. Brasil - Tel: +55 (71) Fax: +55 (71) audenicesilva@hotmail.com RESUMO A produção de mudas constitui uma das etapas mais importantes do sistema produtivo, das culturas, com influência direta no desempenho final das plantas, tanto do ponto de vista nutricional, como no tempo necessário para a colheita e o número de ciclos possíveis por ano. A floricultura tropical destaca-se como um agronegócio gerador de renda, fixador de mão-de-obra no campo e adequado como alternativa para pequenos produtores. No nordeste brasileiro as helicônias são cultivadas nas mais variadas condições ambientais e os agricultores, em geral, são pequenos e médios produtores, que se caracterizam pelo pouco acesso à água, terra e de recursos para investimento na produção. O uso de urina diluída como solução nutritiva em cultivo hidropônico deve ser avaliado como uma possibilidade de obtenção de produção de determinadas culturas em regiões áridas, semi-áridas, áreas urbanas e periurbanas. Sabe-se que uma pessoa excreta via urina, anualmente cerca de 4,5 kg de nitrogênio, mais de,5 kg de fósforo, e cerca de 1,2 kg de potássio, nutrientes essenciais às culturas. Esta pesquisa apresenta os resultados obtidos da segunda etapa de avaliação da produção de mudas de Helicônia Bihai utilizando urina diluída a,5%, 1,%, 1,5%, 2,%, 2,5% e um tratamento controle com aplicação apenas de água, visando o desenvolvimento de tecnologia de produção de mudas de flores tropicais em hidroponia utilizando como solução nutritiva, urina diluída, efluente de filtro anaeróbio, efluente de filtro intermitente aeróbio e solução nutritiva convencional. Concluiu-se que a maior concentração de urina resultou

2 em desbalanço de íons no substrato, reduzindo o crescimento em relação à dose de 1,5% de diluição, o que indica que está diluição apresentou-se com melhor características de desenvolvimento, é provável que as helicônias tenham se beneficiado do aumento das concentrações de nitrato+nitrito, como fonte de nitrogênio. Pode-se afirmar que o impacto na urina foi maior nos teores de K e Na e menor em P e N. PALAVRAS-CHAVE: Urina Humana, Helicônia bihai, Substrato Inerte. ABSTRACT The production of seedlings is one of the most important stages of production, crops, with direct influence on the final performance of the plants, both in nutrition, as in the time needed to harvest and the number of cycles per year possible. A tropical flowers highlights agribusiness as a generator of income, fixation of labor-in the field and suitable as an alternative for small producers. In the northeastern Brazilian helicônias are cultivated in various environmental conditions and farmers, in general, are small and medium-sized producers, which are characterized by little access to water, land and resources for investment in production. The use of diluted urine as a nutritional cultivation in hidroponic should be evaluated as an opportunity to obtain the production of certain crops in regions arid, semi-arid, urban and peri. It is known that a person excreted via urine, annually about 4.5 kg of nitrogen, more than.5 kg of phosphorus, and about 1.2 kg of potassium, essential nutrients to crops. This research presents the results of the second stage of evaluation of the production of seedlings of Helicônia Bihai using urine diluted to.5%, 1.%, 1.5%, 2.%, 2.5% and a control treatment only with application of water, to the development of technology for the production of seedlings of tropical flowers in hidroponia using as a nutritional, urine diluted, anaerobic effluent of filter, filter effluent from intermittent aerobic and nutritional conventional solution. It is concluded that the largest concentration of urine resulted in imbalance of ions in the substrate, reducing the growth in relation to the dose of 1.5% dilution, which indicates that dilution is presented themselves with better characteristics of development, it is likely that the helicônias have been benefited from increased concentrations of nitrite + nitrate as a source of nitrogen. It can be argued that the impact was greater in urine levels of K and Na and lower in P and N. KEYWORDS: Human urine, Heliconia Bihai, Inert Substratum INTRODUÇÃO A produção de mudas constitui uma das etapas mais importantes do sistema produtivo, das culturas, com influência direta no desempenho final das plantas, tanto do ponto de vista nutricional, como no tempo necessário para a colheita e o número de ciclos possíveis por ano. A floricultura tropical destaca-se como um agronegócio gerador de renda, fixador de mão-de-obra no campo e adequado como alternativa para pequenos produtores. No nordeste brasileiro as helicônias são cultivadas nas mais variadas condições ambientais e os agricultores, em geral, são pequenos e médios produtores, que se caracterizam pelo pouco acesso à água, terra e de recursos para investimento na produção. A elevada demanda por alimentos para suprir a população humana exige uma agricultura de grande produtividade e, portanto, um solo com condições ótimas de cultivo. A aplicação de fertilizantes químicos tornou-se comum para fornecer nutrientes em quantidades ideais ao crescimento vegetal e formação de frutos (LAPIDO-LOUREIRO & NASCIMENTO, 23). Entretanto, além do elevado custo, existem inúmeros impactos ambientais associados a essa prática, dentre eles: depleção das reservas naturais dos nutrientes, problemas relacionados à mineração, acidificação dos solos e todas as suas conseqüências (IFA, 2). Os sistemas de saneamento básicos atualmente utilizados se caracterizam por trabalhar em ciclos abertos desperdiçando tanto a água quanto os nutrientes inseridos nos efluentes. A partir da concepção de sustentabilidade surge o conceito de saneamento ecológico onde se aplica a racionalização do consumo de água e a segregação dos efluentes para viabilizar o seu reúso, próximos às fontes geradoras. GONÇALVES et al. (26) cita que as recomendações feitas na Europa para fezes e urina sejam utilizadas como fertilizantes ou complemento nas mais variadas culturas agrícolas, respeitando as suas características diferentes em termos da patogenicidade, conteúdo de nutrientes e benefícios ao solo e plantas.

3 Os experimentos realizados no âmbito do PROSAB permitiram várias observações em cultivo hidropônico utilizando esgotos tratados, entre elas, que não se recomenda o uso do esgoto por período maior que 3 dias. Devido à evaporação intensa acarretar acúmulo de sólidos suspensos, sais dissolvidos e o desenvolvimento de culturas indesejáveis (fungos e algas) que são prejudiciais ao desenvolvimento das plantas (Melo et al., 26). Bastos (23) pesquisando diversas culturas em casa de vegetação utilizando efluentes de filtros anaeróbios em hidroponia observou que das culturas (flor benedita, feijão macassar, alface, cravo-da-índia, pimentão e pimenta malagueta) as que melhor se adaptaram foram o cravo-da-índia e benedita. O uso de urina diluída como solução nutritiva em cultivo hidropônico deve ser avaliado como uma possibilidade de obtenção de produção de determinadas culturas em regiões áridas, semi-áridas, áreas urbanas e periurbanas. Sabe-se que uma pessoa excreta via urina, anualmente cerca de 4,5 kg de nitrogênio, mais de,5 kg de fósforo, e cerca de 1,2 kg de potássio, nutrientes essenciais às culturas. Segundo Nour et al (26) o gerenciamento alternativo de águas amarelas, baseado na separação das rotas de evacuação da urina e das fezes, maximiza a recuperação e a recirculação de nutrientes que não contenham resíduos perigosos. A urina contém a maior parte dos nutrientes que são essenciais na agricultura (NPK) em quantidades bastante adequadas para o uso direto na produção (Esrey et al, 1998 apud Nour et al 26). O autor cita que a urina pode ser aplicada tanto na forma líquida quanto na forma de cristais precipitados, exemplificando a estruvita (MgNH 4 PO 4.6H 2 O). A urina possui baixo conteúdo de metal e carga patogênica, já que poucas doenças são transmitidas por essa excreta (KVARNSTROM et al., 26). Em experimentos, a emissão de amônia após a distribuição da urina no solo varia em torno de 5%. Não foram observados efeitos tóxicos em estudos com cultivo de cereais (JONSSON, 21). Assim, a utilização de urina humana em sistema agrícola, se feita de forma adequada, pode acarretar inúmeros benefícios, como a redução da emissão de nitrogênio e fósforo em corpos hídricos, da emissão de gases do efeito estufa e da demanda energética (TIDAKER et al., 27). Diante do exposto, pode-se afirma que, a água residuária tratada é uma alternativa viável para produção vegetal hidropônica desde que se faça um controle dos riscos sanitários de acordo com as exigências vigente para as culturas a serem cultivadas. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o desenvolvimento inicial da Helicônia Bihai utilizando urina diluída a,5%, 1,%, 1,5%, 2,%, 2,5% e um tratamento controle com aplicação apenas de água da concessionária, visando definir qual diluição a planta apresenta melhor características de desenvolvimento. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido no interior da casa de vegetação construída na Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia EPUFBA, localizada no bairro da Federação em Salvador, Bahia. Composto por doze (12) vasos contendo 7 litros de substrato inerte (areia lavada) cultivado com os rizomas e disposto em fileiras conforme figura 1. Figura 1 Disposição dos vasos e com os reservatórios das diluições

4 O cultivo dos rizomas ocorreu em 8/5/7, o experimento constituiu-se de seis tratamentos (um controle e cinco diluições) apresentando duas repetições inteiramente casualizados com as seguintes diluições de urina,5%, 1,%, 1,5%, 2,%, 2,5% e o tratamento controle com aplicação apenas de água da concessionária. Com os resultados obtidos na primeira etapa de avaliação com a cultura em estudo optou-se para o início da prégerminação dos rizomas; aplicar somente água durante nove semanas (63 dias) período necessário para emissão das primeiras folhas visto que nesse período os rizomas têm reservas nutricionais suficiente para se desenvolver. Visando avaliar o desenvolvimento inicial da Helicônia com as diluições anteriormente citada foi observada periodicamente o crescimento das plantas por meio do perfilhamento, do número, tamanho de folhas, diâmetro do pseudocaule, altura de planta, e atividade fotossintética. A aplicação das lâminas de irrigação iniciou-se com 1ml diariamente tendo em vista que no estágio inicial de desenvolvimento da cultura, não se recomenda deixar o substrato encharcado para não ocorrer o apodrecimento dos rizomas; então à medida que a planta aumenta o seu ciclo vegetativo aumenta-se a lâmina aplicada segundo cálculo da necessidade hídrica da cultura chegando ao final deste cultivo com uma aplicação de 6ml por vaso. A determinação de umidade na planta foi feita em estufa a uma temperatura de 6-65 C por 72 horas, de nitrogênio inorgânico em solo pelo método da destilação a vapor (Raij et al., 21), a de fósforo pelo método espectrofotômetro, o potássio e o sódio pelo espectrofotômetro de chama. A helicônia foi colhida aos 136 dias após a semeadura. RESULTADOS E DISCUSSÃO O aumento da concentração de urina até 2,5% resultou em aumentos também nos teores de P, K e Na, mas com valores proporcionalmente maiores para potássio e sódio (figuras 2, 3 e 4) devido ao maior teor desses elementos no resíduo ppm ÁGUA,5% 1,% 1,5% 2,% 2,5% Tratamentos Figura 2 Teores de fósforo em soluções diluídas de urina humana ppm ÁGUA,5% 1,% 1,5% 2,% 2,5% Diluição Figura 3 Teores de potássio em soluções diluídas de urina humana.

5 ppm ÁGUA,5% 1,% Diluição 1,5% 2,% 2,5% Figura 4 Teores de sódio em soluções diluídas de urina humana. Os teores de nitrato+nitrito aumentaram à medida que se aplicaram soluções mais concentradas de urina (figura 5), sendo superior aos teores de amônio. Estes sofreram alteração apenas na maior concentração de urina 2,5%, sendo, neste caso, superior ao teor de nitrato+nitrito. Como a helicônia respondeu em crescimento à adição das doses crescentes de urina, é provável que as plantas tenham se beneficiado do aumento das concentrações de nitrato+nitrito, como fonte de nitrogênio. O fósforo e potássio presente no substrato também foram importantes para o crescimento das plantas, pois são elementos essenciais ao crescimento vegetal. Entretanto, os teores de fósforo detectados ainda são considerados baixos para condições de solo. Já para o potássio, os teores verificados no substrato podem ser considerados de médio a alto, para a maioria dos solos. É importante se avaliar o efeito do aumento da concentração deste nutriente sobre a absorção de cálcio e magnésio pelas plantas, elementos também essenciais e que competem pelos sítios de absorção com o potássio. Da mesma forma, o sódio, embora não sendo elemento essencial, pode ser absorvido pelas plantas e causar sintomas de toxidez, como inibição do desenvolvimento radicular, além de competir com o potássio. Assim, o sódio pode ser um elemento impeditivo ao uso de maiores concentrações de urina em substrato ou solo, devido à possibilidade de inibir o crescimento das plantas e de causar alterações prejudiciais ao solo, como a dispersão. 8 7 mg/kg de solo seco NH4+ NO3- +NO2- N-soma 1 água,5% 1,% 1,5% 2,% 2,5% Soluções de urina Figura 5 Teores de amônio e nitrato+nitrito em substrato de crescimento de helicônias irrigado com soluções diluídas de urina. CONCLUSÕES Através dos resultados obtidos verificou-se que a maior concentração de urina resultou em desbalanço de íons no substrato, reduzindo o crescimento em relação à dose de 1,5% de diluição, o que indica que está diluição apresentou-se com melhor características de desenvolvimento, é provável que as helicônias tenham se

6 beneficiado do aumento das concentrações de nitrato+nitrito, como fonte de nitrogênio. Pode-se afirmar que o impacto na urina foi maior nos teores de K e Na e menor em P e N. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BASTOS, R. K. X. et al. Utilização de esgotos tratados em fertirrigação, hidroponia e piscicultura. Rio de Janeiro: ABES, 23. v p. (Projeto PROSAB, Edital 3). Título secundário: Desinfecção de efluentes sanitários, remoção de organismos patógenos e substâncias nocivas. Aplicações para fins produtivos como agricultura, aqüicultura e hidroponia. ISBN GONÇALVES, Ricardo Franci (Coord.). Uso racional de água em edificações. Rio de Janeiro: ABES, 26. v p. (Projeto PROSAB, Edital 4). Título secundário: Tecnologias de segregação e tratamento de esgotos domésticos na origem, visando à redução do consumo de água e da infra-estrutura de coleta, especificamente nas periferias urbanas. ISBN INTERNATIONAL FERTILIZER INDUSTRY ASSOCIATION (IFA); UNITED NATIONS ENVIRONMENT PROGRAMME (UNEP). O Uso de Fertilizantes Minerais e o Meio Ambiente. Revised Edition. Paris, KVARNSTROM, E. et al. Urine diversion: one step towards sustainable sanitation. EcoSanRes Publication Series. Report LAPIDO-LOUREIRO, F.E.V., NASCIMENTO, M. Importância e Função de Fertilizantes numa Agricultura Sustentável. CETEM/MCT p. (Estudos e Documentos, 53). 6. MELO, H. N. de S. Utilização de esgotos tratados em hidroponia. In: Tratamento e utilização de esgotos sanitários. Rio de Janeiro: ABES, 26. v.2. Cap p. 7. NOUR, E.A.A. et. al. Gerenciamento de águas negras e amarelas. In: Rede 5 Esgoto, Projeto PROSAB 4, TIDAKER, P., MATTSSON, B. JONSSON, H. Environmental impact of wheat production using human urine and mineral fertilisers - a scenario study. Journal of Cleaner Production RAIJ, B. V., ANDRADE, J. C. de, CANTARELLA, H., & QUAGGIO, J.A. Análise química para avaliação da fertilidade de solos tropicais, Instituto Agronômico, 285p, 21.