Professor Doutor do Departamento de Solos da UFSM, UFSM, Prédio 42, Sala 3316, , Santa Maria-RS Brasil,

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1 PERDAS DE NITROGÊNIO E FÓSFORO POR ESCOAMENTO SUPERFICIAL E PERCOLAÇÃO DURANTE SETE ANOS EM UM SOLO COM APLICAÇÕES SUCESSIVAS DE DEJETO LÍQUIDO DE SUÍNOS Girotto, E.* 1 ; Ceretta, C.A. 2 ; Brunetto, G. 3 ; Lourenzi, C.R. 4 ; Lorensini, F. 4 ; Tiecher, T.L. 4 ; De Conti, L. 4 1 Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), UFSM, Prédio 42, Sala 3005, , Santa Maria-RS Brasil, eduardogirotto@hotmail.com 2 Professor Doutor do Departamento de Solos da UFSM, UFSM, Prédio 42, Sala 3316, , Santa Maria-RS Brasil, caceretta@gmail.com 3 Pós-Doutor do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo da UFSM, UFSM, Prédio 42, Sala 3316, , Santa Maria-RS Brasil, brunetto.gustavo@gmail.com 4 Graduandos do curso de Agronomia da UFSM, UFSM, Prédio 42, Santa Maria-RS Brasil, crlourenzi@yahoo.com.br; felipe.lorensini@hotmail.com; tadeuluis@bol.com.br; lessandrodeconti@gmail.com Resumo A aplicação de dejeto líquido de suínos no solo pode causar perdas de nitrogênio (N) e fósforo (P), por escoamento superficial e/ou percolação, diminuindo a eficiência de utilização pelas plantas e aumentando os riscos de contaminação da água. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de sucessivas aplicações de dejeto líquido de suínos, durante sete anos, sobre as quantidades transferidas de N e P por escoamento superficial e percolação num solo sob sistema de plantio direto. O trabalho foi conduzido na área experimental da Universidade Federal de Santa Maria (RS), Brasil. Os tratamentos foram 0, 20, 40 e 80 m 3 /há de dejeto, a lanço e na superfície do solo. Durante todo o período de maio de 2000 a maio de 2007 foram coletadas amostras de água escoada na superfície e percolada no perfil do solo, e determinado o N mineral e P (extraído por HCl 0,11 mol/l). Os resultados obtidos mostram que as perdas de N mineral e P, em relação ao total aplicado foram pequenas e ocorrem, especialmente, por escoamento superficial, porém podem potencializar a eutrofização de ambientes aquáticos. Palavras-chave: transferência de nitrogênio e fósforo, plantio direto, poluição ambiental. 154

2 NITROGEN AND PHOSPHORUS LOSSES BY SURFACE RUNOFF AND PERCOLATION FOR SEVEN YEARS IN THE SOIL AFTER SUCCESSIVE PIG SLURRY APPLICATIONS Abstract The application of pig slurry in the soil can cause nitrogen (N) and phosphorus (P) losses, by surface runoff and/or percolation, decreasing the use efficiency by plants and increasing the risk of water contamination. The objective in this study was to evaluate the effect of successive applications of pig slurry, during seven years, on the amounts of N and P transferred by surface runoff and percolation under no tillage system. The research was carried out in the experimental area of the Federal University of Santa Maria, Brazil. Pig slurry rates of 0, 20, 40 and 80 m 3 /ha were applied on the soil surface. Water samples of surface runoff and percolation were collected during the period of 2000 to 2007 and mineral N and P (extracted by HCl 0.11 mol/l) were analyzed. The losses of mineral N and P, compared to the total amount applied, were small and occur specially by surface runoff, however, can cause eutrophication of aquatic environments. Key-words: transfers of nitrogen and phosphorus, no tillage system, environmental pollution. Introdução A região Sul do Brasil apresenta áreas com elevada concentração de suínos. O aumento nas exportações de carne suína, aliada aos interesses logísticos das empresas integradoras, favoreceu a concentração na produção de suínos em grandes unidades e, por conseqüência, também a produção de dejetos. O destino dos resíduos produzidos nesta atividade, geralmente, é a sua distribuição em áreas agrícolas, onde os solos e as plantas assumiriam o papel de conversão deste resíduo, pela redução no número de coliformes e ciclagem dos elementos presentes. Contudo, aplicações periódicas de dejeto líquido de suínos, em geral, aumentam a quantidade de nutrientes, entre eles, nitrogênio e fósforo na superfície do solo, o que potencializa as suas transferências por escoamento superficial e percolação no solo (Basso et al., 2005; Ceretta et al., 2005). Desta forma este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de sucessivas aplicações de dejeto líquido de suínos, durante sete anos, sobre as quantidades transferidas de nitrogênio e fósforo por escoamento superficial e percolação num solo sob sistema de plantio direto. Material e Métodos O experimento foi conduzido na área experimental da Universidade Federal de Santa Maria no período de 05/2000 a 10/2007. O solo da área experimental foi classificado como Argissolo Vermelho Distrófico arênico (Embrapa, 2006). Os tratamentos foram constituídos da aplicação de 0, 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto líquido de suínos antes da semeadura de cada espécie, na superfície do solo, em 155

3 um total de 19 cultivos. A rotação de culturas envolveu durante os sete anos, aveia preta, aveia preta+ervilaca, milho, feijão, nabo forrageiro e milheto, no sistema plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com quatro repetições e com parcelas totalizando uma área de 14m 2. A coleta da solução foi realizada durante todo o período em cada chuva onde ocorreu chuva + escoamento superficial. A solução escoada superficialmente foi medida instalandose em cada parcela uma pequena armação metálica com 0,75 m de comprimento e 0,50 m de largura, onde em uma de suas extremidades havia uma calha coletora ligada através de mangueira a um recipiente de armazenamento com capacidade de 23 litros. Depois de medido o volume de solução escoada, uma alíquota era retirada e levada ao laboratório para a determinação de nitrogênio mineral e fósforo extraído com HCl 0,1mol/L. Para obter a solução percolada foram instalados lisímetros de tensão zero em maio de 2000, a 60 cm de profundidade no solo. Estes lisímetros foram confeccionados utilizando-se de chapas de PVC com espessura de 4,0 mm e dimensões de 40 cm de largura e 60 cm de comprimento, na qual foi conectada uma mangueira para conduzir a solução coletada até o recipiente de armazenagem. Maiores detalhes do procedimento geral de instalação foram descritos em Basso (2003). Para determinação dos teores totais de nitrogênio e fósforo aplicado via dejeto segui-se metodologia proposta por Tedesco et al. (1995). Para a determinação dos teores de N mineral, bem como o processo de extração de fósforo, seguiram metodologia descrita em Tedesco et al. (1995), porém a determinação de P foi realizada conforme a metodologia descrita em Murphy & Riley (1962). Resultados e Discussão Durante os sete anos foram aplicados 887; e kg/ha de N, nos tratamentos com aplicações sucessivas de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, respectivamente. Contudo, considerando as perdas de N por volatilização no verão, outono, inverno e primavera média de 23; 24 e 26%, respectivamente, que foram determinadas por BASSO et al. (2003), neste mesmo trabalho, a quantidade total de N adicionada efetivamente no solo, nos últimos sete anos, foram de 683; e kg/ha, nas respectivas doses. As transferências de N aplicado via dejeto somaram 31,1; 31,0 e 48,7 kg/ha de N mineral durante os sete anos de avaliação, com uma média de 4,4; 4,4 e 5,5 kg/ha/ano de N mineral, com a aplicação de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, respectivamente, descontando-se as quantidades de N- mineral transferidas na área onde não foi aplicado dejeto. Além disso, se observa que aplicação de maiores quantidade de N via dejeto, em períodos mais chuvosos resultam em maiores transferências de N mineral por escoamento superficial. Exemplo disso ocorreu no ano agrícola 2002/03, quando foram transferidas as maiores quantidades de N mineral com a solução escoada, totalizando 33,3; 32,6 e 35,8 kg/ha com as doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto (Tabela 1). Durante os sete anos foram aplicados 583,7, 1.167,4 e 2.334,8 kg/ha de fósforo na forma total, com as doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto. Descontando- 156

4 se as transferências da área onde não foi aplicado dejeto, as quantidades transferidas de fósforo extraído por HCl 0,11 mol/l (disponível) foram de 39,9, 61,2 e 84,5 kg/ha, com as doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, respectivamente (Tabela 1). Em média, do total de fósforo adicionado via dejeto, foram transferidos 5,7; 8,7 e 12,1 kg/ha/ano de fósforo disponível com as doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, enquanto que onde não foi aplicado dejeto a transferência média foi de 2,1 kg/ha/ano de fósforo disponível. Isso mostra que as transferências de fósforo foram 3,7; 5,1 e 6,7 vezes maiores onde foi aplicado o dejeto nas doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha, em comparação com a área onde não recebeu aplicação. Do ponto de vista de disponibilidade de fósforo à nutrição mineral de plantas, as transferências de fósforo por escoamento superficial são expressivas, porque significam que de todo o fósforo adicionado via dejeto nos últimos sete anos, foram transferidas quantidades equivalentes a 13,05; 19,9 e 27,7 kg/ha/ano de P 2 O 5 com aplicações das doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, respectivamente. Ao longo dos sete anos agrícolas as transferências de N mineral, proveniente do dejeto, por percolação somaram 12,3, 12,2 e 55,0 kg/ha nos tratamentos com aplicações sucessivas de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto (Tabela 1). Isso, descontandose as quantidades de N mineral transferidas no tratamento testemunha. Desta forma o se observa que ao longo dos sete anos agrícolas, as quantidades de N mineral, proveniente do dejeto, transferidas via percolação foram pequenas. Porém, vale ressaltar que as aplicações sucessivas podem aumentar a transferência N mineral por percolação, o que pode contaminar águas subsuperficiais. Durante os sete anos de condução do experimento foram transferidos 1,3, 1,7 e 4,2 kg/ha de P na forma disponível para os tratamentos com aplicações sucessivas de 20, 40 e 80 m 3 /ha de dejeto, respectivamente. Em relação ao total aplicado, as transferências foram de 0,23, 0,14 e 0,18 % para as doses de 20, 40 e 80 m 3 /ha, o que demonstra uma baixa transferência de P via percolação. Este comportamento se justifica pela baixa mobilidade do P no perfil do solo e, conseqüentemente, um baixo potencial poluente de águas subsuperficiais. Conclusões As perdas de N mineral e fósforo, em relação ao total aplicado, são pequenas e ocorrem predominantemente por escoamento superficial. Porém, sucessivas aplicações de altas doses dejeto líquido de suínos, em solo sob sistema plantio direto, devem ser evitadas, pois ocasionam aumentos significativos nas transferências de nitrogênio e fósforo por escoamento superficial e percolação, o que pode causar eutrofização de ambientes aquáticos. 157

5 Literatura Citada I Simpósio Internacional sobre Gerenciamento de Resíduos de Animais BASSO, C. J. et al Dejeto líquido de suínos: II-Perdas de nitrogênio e fósforo por percolação no solo sob plantio direto. Ciência Rural, v. 35, n. 6, p BASSO, C. J Perdas de nitrogênio e fósforo com aplicação no solo de dejetos líquidos de suínos. 125 f. Tese (Doutorado em Agronomia), Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria. CERETTA, C. A. et al Dejeto líquido de suínos: I - perdas de nitrogênio e fósforo na solução escoada na superfície do solo, sob plantio direto. Ciência Rural, v. 35, n. 6, p EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos Sistema brasileiro de classificação de solos. 2.ed. Rio de Janeiro, 306p. MURPHY, J. & RILEY, J. P A modified single solution method for the determination of phosphate in natural waters. Anal. Chim. Acta, v. 27, p TEDESCO, M. J. et al Análises de solo, planta e outros materiais. 2. ed. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 174p. (Boletim técnico, 5). 158

6 Tabela 1. Quantidade aplicada de nutrientes e transferência na solução via escoamento superficial e percolação, durante sete anos, em solo com sucessivas aplicações de dejeto líquido de suínos. Dose DLS Quantidade aplicada de nutrientes Transferência de água e nutrientes Nitrogênio Fósforo Água 1 Nitrogênio 2 Fósforo 3 Escoamento Percolado Escoamento Percolado Escoamento Percolado m 3 /ha kg/ha m 3 /ha kg/ha Ano agrícola 2000/ ,83 7,16 1,21 0, , ,35 (13,6) 5 10,82 57,2 (2,4) 4 6,05 (8,5) 6 0,24 (0,0 6 ) ,0 114, ,61 (5,75) 11,92 (1,6) 7,92 (5,9) 0,47 (0,1) ,0 228, ,04 (4,44) 29,61 (3,8) 9,90 (3,8) 0,66 (0,2) Ano agrícola 2001/ ,61 2,32 1,19 0, ,0 18, ,90 (12,1) 3,29 (1,4) 4,26 (16,7) 0,11(0,0 6 ) ,0 36, ,43 (4,03) 3,30 (0,7) 4,75 (9,7) 0,62(1,3) ,0 73, ,45 (2,08) 9,04 (2,5) 5,57 (5,9) 1,68(2,1) Ano agrícola 2002/ ,73 5,13 1,76 0, ,0 46, ,35 (2,4) 8,08 (1,8) 6,21 (9,6) 0,16 (0,0 6 ) ,0 92, ,58 (1,0) 7,65 (0,8) 11,14 (10,1) 0,20 (0,0) ,0 185, ,80 (0,9) 10,81 (0,9) 15,00 (7,1) 0,55 (0,1) Ano agrícola 2003/ ,10 4,61 5,91 0, ,0 30, ,93 (2,3) 6,46 (1,8) 9,90 (13,2) 0,16 (0,1) ,0 59, ,24 (1,3) 4,50 (0,0 6 ) 12,06 (10,3) 0,08 (0,0 6 ) ,0 119, ,79 (0,8) 10,07 (1,3) 19,50 (11,3) 0,16 (0,0) Ano agrícola 2004/ ,62 12,27 2,12 0, ,0 88, ,74 (5,4) 12,82 (0,8) 9,38 (8,2) 0,06 (0,0 6 ) ,0 177, ,17 (5,0) 11,79 (0,0 6 ) 12,79 (6,0) 0,09 (0,0 6 ) ,0 354, ,35 (2,9) 18,19 (2,3) 15,30 (3,7) 0,11 (0,0 6 ) Ano agrícola 2005/ ,14 1,88 1,30 0, ,0 216, ,13 (1,1) 2,74 (1,1) 7,34 (2,8) 0,07 (0,0 6 ) ,0 433, ,20 (0,6) 0,75 (0,0 6 ) 11,53 (2,4) 0,06 (0,0 6 ) ,0 866, ,74 (0,4) 3,10 (0,40) 7,27 (0,7) 0,15 (0,1) Ano agrícola 2006/ ,86 1,30 0, ,0 126, (8,1) 3,34 (3,7) 11,52 (8,1) 0,11 (0,1) ,0 253, (4,0) 7,57 (7,2) 15,81 (5,7) 0,17 (0,1) ,0 506, ,66 (6,4) 9,41 (4,9) 26,71 (5,0) 0,89 (0,4) (1) Solução percolada durante todo o ano; (2) N transferido na forma de N-mineral; (3) P transferido na forma de P-disponível; (4) Os números entre parênteses representam as porcentagens das perdas em relação ao aplicado, considerando-se um potencial de perda do N mineral por volatilização de 23, 24 e 26% para as doses de 20, 40 e 80 m 3 ha -1, respectivamente de acordo com Basso et al. (2003). (5) Os números entre parênteses representam as perdas em relação ao P aplicado via dejeto, descontando-se o valor das perdas na testemunha. (6) Os números entre parênteses que apresentam valores iguais a zero, que são devidos ao menor volume na solução percolada, portanto no somatório final os resultados foram iguais ou menores que os da testemunha. 159