23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental

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1 III-135 ESTUDO COMPARATIVO ENTRE ADUBAÇÃO ORGÂNICA E INORGÂNICA ATRAVÉS DE INDICADORES DE SUSTENTABILIDADE. Carla Regina Costa Lima (1) Licenciada em Biologia. Mestre em Geoquímica e Meio Ambiente. Pesquisadora da REDE REVIVER. Josanidia Santana Lima Bacharel em Biologia. Doutora em Paisagismo. Professora Adjunto IV Universidade Federal da Bahia. Pesquisadora e Coordenadora da REDE REVIVER Ariomar de Castro Aguiar Bacharel em Química. Laboratório de Solos da EBDA Salvador. Pesquisador da REDE REVIVER. Endereço (1) : Av.Amaralina, 944, apt.106, Ed.Flore, Salvador - BA - CEP: Brasil - Tel: (71) carlarnc@uol.com.br RESUMO A busca da sustentabilidade dos processos de produção agrícola é uma meta imprescindível quando se pensa na sobrevivência do planeta. Este trabalho tem como objetivo comparar respostas de solos agrícolas frente ao uso de composto orgânico proveniente de resíduos de feira (produzido na usina de compostagem da REDE REVIVER na LIMPEC Camaçari/BA) e fertilizante inorgânico (superfosfato simples, úreia e cloreto de potássio), através do monitoramento de características pedológicas e biológicas do solo e a produção de biomassa vegetal seca radicular e aérea, denominados indicadores de sustentabilidade. Como área experimental, foi usada uma propriedade no distrito de Cordoaria, Camaçari-Ba (12º S / 38º W). Na área foi cultivado feijão de corda (Vigna umbilicada L.). Para tal, foram definidas nove parcelas de 2 metros quadrados cada, onde aleatoriamente foram distribuidos dois tipos de tratamento e um controle, com três repetições cada: adubação com composto orgânico (recomendação de 50 t/ha) e uso do fertilizante mineral. Os indicadores de sustentabilidade avaliados nesta pesquisa foram: ph; teor de matéria orgânica e nitrogênio; CTC; H+Al; micro e macroelementos; condutividade elétrica; capacidade de retenção de água; respiração da biota do solo; saturação por bases (V%) e soma de bases; além da avaliação da biomassa seca vegetal (radicular e aérea). As metodologias utilizadas estão descritas em Embrapa, Foi utilizada a análise ANOVA Multiway para todos os indicadores de sustentabilidade, exceto a biomassa seca radicular e aérea onde foi utilizada a ANOVA Twoway. Os resultados indicaram que, a curto prazo, foram eficientes indicadores de sustentabilidade para o feijão de corda cultivado na área 1: ph, condutividade elétrica, matéria orgânica, teor de carbono total, fósforo disponível e biomassa seca radicular e aérea. Neste estudo, de uma maneira geral, o tratamento composto orgânico se mostrou mais eficiente do que o tratamento inorgânico, no incremento dos indicadores, intimamente relacionados com a fertilidade do solo. PALAVRAS-CHAVE: Indicadores de sustentabilidade, práticas agrícolas sustentáveis, composto orgânico. INTRODUÇÃO É reconhecido que o desenvolvimento econômico alterou os sistemas naturais, embora não se deveria pôr em risco os sistemas naturais indispensáveis à subsistência do próprio homem, como a atmosfera, a água, os solos e os demais seres vivos. Considerando que o solo é um recurso natural não renovável, degradá-lo é perder a chance de recuperar o estabelecimento do ecossistema ou manejá-lo satisfatoriamente. Têm surgido nos últimos anos uma crescente consciência ecológica sobre a qualidade do solo, que é um conceito emergente, integrando avaliações descritivas e analíticas das propriedades físicas, químicas e biológicas. Um desafio atual para as sociedades constitui colocar em prática a noção surgida no final da década de 80 sobre o desenvolvimento sustentável, buscando monitorar as práticas agrícolas utilizadas para controle e manutenção da sustentabilidade do solo. A ação do homem pode influenciar na reconstrução do solo e de sua fertilidade e, principalmente, na degradação ambiental devido à utilização de práticas agrícolas não adequadas às condições do solo e do meio ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 ambiente. À medida que a degradação ambiental se acelera e se amplia espacialmente, em uma determinada área que esteja sendo ocupada e explorada pelo homem, a sua produtividade tende a diminuir, a menos que o homem invista no sentido de recuperar essas áreas. Alterar a vegetação para fins agrícolas leva inevitavelmente a modificações das propriedades do solo. A lavoura modifica consideravelmente o solo, principalmente a sua química e a sua biologia. As mudanças mais drásticas correspondem normalmente às tentativas, bem sucedidas ou não, de melhorar a produtividade da terra (fertilidade) por exemplo, recorrendo a fertilizantes. Fica sempre a possibilidade de ocorrer poluição atmosférica, das águas superficiais, dos solos e dos lençóis freáticos, devido ao uso de produtos químicos na agricultura, além, é claro, da contaminação dos próprios alimentos produzidos. Para garantir que o manejo do solo não está afetando a sustentabilidade do sistema, é necessária a definição de parâmetros (indicadores de sustentabilidade) que sejam sensíveis e possam expressar modificações gradativas do meio, principalmente relacionadas à fertilidade do solo ao longo do tempo. Os indicadores de sustentabilidade podem ser usados eficazmente na avaliação de manejos agrícolas buscando padrões de qualidade. Os principais objetivos da avaliação de sustentabilidade incluem conservar os recursos naturais, caracterizar e quantificar os principais processos degradativos e identificar opções de manejo compatíveis com o seu potencial e as suas limitações. Os estudos ambientais têm demonstrado que as condições para os diversos ecossistemas, tanto o terrestre, o aquático, quanto o humano variam segundo as qualidades biológica, física e química. Estas qualidades podem ser quantificadas, principalmente as duas últimas. Medidas, indicadores e índices físicos, químicos e biológicos têm sido usados para descrever, retratar e controlar as condições do meio ambiente e a sua sustentabilidade. Os indicadores de sustentabilidade são variáveis que podem ser de natureza diversa: física, química, biológica, socioeconômica, etc. Sendo assim, esses indicadores podem ser observados, ao longo do tempo, através de monitoramento, e suas respostas podem ser interpretadas para se inferir na qualidade do sistema. A aplicação agronômica do composto de lixo urbano, quando obtido de modo adequado, é viável devido à sua riqueza em matéria orgânica e nutrientes, à ausência de microorganismos patogênicos e às melhorias das condições de cultivo do solo (aumento do teor de matéria orgânica, elevação do ph, redução da acidez potencial e aumento da disponibilidade de fósforo, potássio, cálcio e magnésio). É importante ressaltar as vantagens da compostagem como método de tratamento de lixo urbano, considerando seu baixo custo operacional, e benefícios da utilização do produto final, desde que o material a ser compostado tenha sido devidamente coletado, transportado e acondicionado, a fim de evitar contato com materiais contidos no lixo, tais como lâmpadas e baterias, e conseqüentemente a contaminação do composto orgânico produzido. A utilização do processo de compostagem para reciclagem da fração orgânica do lixo urbano, representa uma solução para os problemas ambientais e sanitários gerados pela presença do lixo em locais inadequados e também uma opção para produção agrícola de uma forma orgânica e sustentável. Com um intuito de comparar os manejos inorgânico e orgânico, na busca de práticas mais conservadoras e ecológicas, através das características citadas anteriormente, utilizaremos neste trabalho fertilizante mineral solúvel (uréia, superfosfato simples e cloreto de potássio) representando a prática convencional de manejo, e adição de composto orgânico proveniente de resíduos de feira, representando o manejo orgânico do solo. Buscamos identificar das características as que melhor respondessem, a curto prazo, como indicadores de sustentabilidade, em um latossolo vermelho amarelo distrófico, cultivado feijão de corda (Vigna umbilicada L.). MATERIAIS E MÉTODOS Seguindo os principios básicos da repetição e da aleatorização, foram definidas nove parcelas de 2 metros quadrados cada, com distância de 30cm entre elas. Foram utilizados dois tipos de tratamento (grupo experimental) e um controle (grupo controle), com três repetições cada, adubação com composto orgânico proveniente de resíduos de feiras e uso do fertilizante mineral solúvel (superfosfato simples, úreia e cloreto de potássio). Foi realizado um sorteio que definiu o tratamento de cada parcela (unidade experimental). O feijão de corda foi semeado no solo, três sementes por vez, ocorrendo desbaste de plantas quando necessário (em caso da emergência dos três exemplares de feijão). ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 Para acompanhar as respostas do solo cultivado com feijão de corda (Vigna umbilicada L.) frente aos dois tipos de adubação, o experimento foi realizado três vezes, totalizando três campanhas. A primeira campanha ocorreu entre os meses de novembro de 2001 e fevereiro/março de 2002, caracterizado como um período seco. A segunda campanha teve início no mês de junho de 2002 e término em agosto/setembro de 2002, sendo este período marcado por intensas chuvas. A terceira campanha teve começo em fevereiro de 2003 e final em abril/maio de 2003, sendo marcada assim como a primeira campanha por pouca precipitação. O trabalho teve no total sete coletas de solo, para análise dos parâmetros biogeoquímicos e três coletas de plantas para avaliação de biomassa seca aérea e radicular. A primeira amostragem de solo, com o objetivo de caracterização e de recomendação de adubação e calagem, foi realizada através de 10 amostras compostas (provenientes de cinco sub-amostras) das duas áreas destinadas à implantação do experimento, nunca antes cultivadas, na profundidade 0-20cm, que é a camada arável, segundo o método das trincheiras. As demais amostragens foram realizadas, duas a duas, ao longo das três campanhas. Uma coleta quinze dias após a adubação e plantio e no momento da colheita, em cada canteiro, através de amostras simples coletadas de forma aleatória e respeitando a borda, na profundidade 0-20cm. Ainda no momento da colheita, foram coletados quatro exemplares de plantas de cada canteiro para determinação da biomassa seca aérea e radicular. As plantas foram cuidadosamente retiradas do solo com o auxílio das mãos para nenhuma parte da planta se perdesse durante a coleta. Também foi utilizada água para facilitar a extração do vegetal. O solo coletado em cada canteiro foi acondicionado em sacos plásticos devidamente identificados e transportado para o LAVIET (Laboratório de Alternativas Viáveis a Impactos em Ecossistemas Terrestres), no Instituto de Biologia da Universidade Federal da Bahia, onde foi seco ao ar (TFSA) em casa de vegetação, peneirado em malha de 2mm, antes de ser analisado. As plantas coletadas para análise de biomassa foram acondicionadas em sacos plásticos devidamente identificados e encaminhadas ao laboratório. A recomendação de adubação e calagem foi realizada em todas as campanhas (Tabela 1). Na primeira, usando a análise de solo inicial, na segunda campanha, baseada nos dados da coleta da primeira colheita e na terceira, baseada nos resultados das análises da segunda colheita. A recomendação de adubação e calagem ficou a cargo da EBDA (Empresa Baiana de Desenvolvimento Agrícola), que utilizou os métodos, descritos nos manuais de adubação e calagem para o estado da Bahia (1990). A recomendação utilizada no manejo orgânico do solo foi de aplicação do composto em quantidade equivalente a de 50 t.ha -1, por campanha, indicada para solos com pouca aptidão agrícola como os das área estudadas. Na parcelas experimentais destinadas ao tratamento composto orgânico, foi incorporado, na profundidade 0-20cm o composto orgânico, proveniente de resíduos de feiras, produzido na usina de compostagem da REDE REVIVER no Aterro Sanitário da LIMPEC (Limpeza Pública de Camaçari, BA). O adubo mineral solúvel foi aplicado no momento do plantio de feijão de corda, utilizado de modo localizado e quando reaplicado durante as campanhas foi colocado a lanço no solo. O superfosfato simples, a uréia e o cloreto de potássio, utilizados neste trabalho, foram adquiridos em loja de artigos especializados em produtos agrícolas. Quando recomendado, foi incorporado calcário dolomítico (PRNT=100%) às parcelas destinadas ao tratamento mineral, 50 dias antes do plantio ou transplantio. As metodologias de solo foram descritas pela EMBRAPA e análise estatística utilizada foi a ANOVA Multiway, com nível de significância de 5%, para todos os indicadores de sustentabilidade, exceto a biomassa seca radicular e aérea onde foi utilizada a ANOVA Twoway, com igual nível de significância. Os gráficos obtidos plotam as médias das unidades experimentais pertencentes ao grupo experimental (adubação orgânica e inorgânica) e ao grupo controle de cada área cultivada, separadamente, levando-se em consideração três aspectos para todos os indicadores de sustentabilidade, em ambas áreas: 1) Adubação; 2) Tempo (campanhas); 3) Coletas (15 dias após a adubação e no momento da colheita). Com exceção dos indicadores biomassa seca, radicular e aérea, onde apenas os aspectos 1 e 2 foram levados em consideração. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 Tabela 1 Recomendação de adubação mineral e calagem, realizada pela EBDA: Calcário Nutrientes (Kg/ha) dolomítico Úreia (N) (Kg/ha) 1ª campanha PRNT= 100% Plantio 15 a 20 dias após germinação 30 dias após germinação Superfosfato simples (P 2 O 5 ) Plantio Cloreto de potássio (K 2 O) Plantio Área 1- feijão 2ª campanha dispensa Área 1- feijão dispensa ª campanha Área 1- feijão RESULTADOS Em curto prazo, os tratamentos empregados (adubação orgânica e inorgânica) e o tempo (campanhas) se mostraram significativos estatisticamente nas características ph, condutividade elétrica, teor de matéria orgânica, teor de carbono total, fósforo disponível, biomassa seca radicular e aérea, comprovando, neste caso, o caráter de indicadores de sustentabilidade a esses aspectos estudados. As demais características estudadas não demonstraram neste estudo, em curto prazo, significância estatística de comportamento, com nível de significância de 5%, em relação ao tempo e à adubação. Como no presente trabalho a intenção é avaliar a influência dos tratamentos orgânico e inorgânico através de características que se comportem como indicadores de sustentabilidade, ou seja, que sejam significantes em relação ao tempo e ao mesmo em relação ao manejo empregado, as características que não apresentaram esse comportamento não foram discutidas. O efeito da adubação sobre o ph foi significativo. Em ambos os tratamentos houve um aumento considerável em relação ao ph, que inicialmente era de 4,7 e após calagem (tratamento mineral) e adubação orgânica (tratamento composto orgânico) foi para 5,9 e 5,7 (médias das três repetições dos tratamentos nas duas coletas da campanha), respectivamente, na primeira campanha. Observando a figura 1, notamos que o ph do solo variou bastante durante o experimento. Os tratamentos se mostraram eficientes na correção do ph do solo, sendo que o tratamento composto foi usado sem combinações de corretivos e a adubação inorgânica se serviu da calagem na primeira e terceira campanha (Tabela 1). Apesar do melhor resultado ter sido no tratamento mineral durante a primeira colheita, o tratamento composto se mostrou, ao final das três colheitas, no mesmo patamar que o tratamento mineral, mas com melhores resultados na segunda campanha como um todo, já que nesta não houve calagem nas parcelas de tratamento mineral. Dessa forma, a aplicação de composto orgânico 10 Kg de composto (50 t.ha 1 ) teve resultados semelhantes a aplicação das doses de calcário dolomítico recomendadas (Tabela 1), em parcelas de 2m 2 de latossolo vermelho amarelo distrófico. Portanto, a utilização do composto de lixo é uma alternativa na correção da acidez desse solo. Também no controle observou-se oscilação do valor de ph, provavelmente influência do cultivo nas parcelas. Para solos tropicais, como este, com regular aptidão agrícola, é importante a diminuição da acidez do solo a fim de disponibilizar a outros cátions (Ca, Mg, K, dentre outros) espaços antes ocupados por H +. O aumento do ph em solos ácidos, decorrente da aplicação de composto de lixo pode ser atribuído à presença de humatos alcalinos, a produção de hidroxilas (OH - ), capacidade de consumo de prótons (H + ) e complexação do H + e ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Al 3+ pela carga orgânica do composto. Apesar da ação concomitante desses mecanismos na elevação dos valores de ph do solo, o principal deles parece ser a troca de H + e Al 3+ entre o sistema tampão do solo e da matéria orgânica do composto. Figura 1: Efeito dos tratamentos no ph do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. O efeito da adubação sobre a condutividade elétrica foi significativo para os dois tipos de adubação. Observando a figura 2, vimos que para ambos tratamentos houveram resultados mais expressivos durante a primeira campanha, sendo o tratamento composto aquele com maiores resultados. Era esperado um incremento da condutividade elétrica do solo devido ao uso de fertilizantes. Entretanto, durante todas as campanhas a condutividade elétrica tendeu a decair, principalmente na segunda campanha. Este fato se deve a ação de chuvas no período da segunda campanha, o que contribuiu aparentemente com a lixiviação de sais no solo. A chuva também prejudicou as reaplicações do adubo mineral, podendo este ter sido transportado pelas chuvas e possivelmente provocado interferências entre os tratamentos, favorecido pelo relevo levemente inclinado. Ao final das três colheitas, o tratamento composto, de modo geral, foi o que obteve as melhores médias (ver anexo), apesar de ter variado seus resultados, ao longo das coletas e campanhas. O bom desempenho do composto na elevação da condutividade elétrica se deve aos elevados teores de sais presentes no composto orgânico utilizado. A adubação inorgânica também mostrou bons resultados na primeira colheita e na coleta de 15 dias após adubação, da terceira campanha, onde alcançou estatisticamente resultados semelhantes à da adubação orgânica. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 Figura 2: Efeito dos tratamentos na condutividade elétrica do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. A adubação também foi significativa em relação ao teor de matéria orgânica. Entretanto, as chuvas intensas no decorrer da segunda campanha parecem ter afetado esta característica, já que durante esse período obtivemos em média 13,4 g/kg para os canteiros que receberam adubo orgânico, 14,0 g/kg para os canteiros que receberam o inorgânico e 13,1 para os canteiros que não receberam adubação, em relação à primeira campanha, onde as médias, em g/kg, foram 21,8 para o composto, 14,7 para o mineral e 15,6 para o controle. O decréscimo do teor de matéria orgânica do solo inicial em relação às campanhas se explica pelo fato da retirada de vegetação e queima no solo (prática muito usada na região), já que este solo não tinha sido usado anteriormente para agricultura. Após limpeza, o solo ainda esperou os 50 dias necessários à ação da calagem no solo, sem receber cultivo. Um incremento mais considerável deste indicador no tratamento composto orgânico já era esperado (Figura 3), em comparação à adubação inorgânica, visto a natureza do adubo orgânico, que é obtido pela decomposição da fração orgânica de resíduos de feira livre. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 Figura 3: Efeito dos tratamentos no teor de matéria orgânica do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. A adubação também foi significativa para o indicador teor de carbono total. Para interpretação dele podemos observar a figura 3, já que o teor de matéria orgânica é obtido através da conversão do carbono total, utilizando-se o fator 1,724. Dessa forma, o teor de carbono total teve respostas compatíveis e similares ao indicador teor de matéria orgânica. A adubação também foi significativa ao longo do tempo para o indicador fósforo disponível. O fósforo disponível foi a característica do solo validada neste estudo que mais teve incremento. No solo inicial foi determinado 0,5 g/kg deste indicador. Este valor foi elevado, em g/kg, ao final das três campanhas a 10,2 no tratamento composto orgânico e 5,9 no tratamento mineral. O fato do tratamento orgânico apresentar maiores teores desse elemento, em todas as campanhas (Figura 4), pode ser explicado pelo teor de fósforo contido no composto orgânico utilizado e pela interação do aumento do ph e do aporte de matéria orgânica com a força de adsorção/dessorção do elemento em diferentes solos ácidos. A elevação do ph, próximo da neutralidade, situação observada em solos que recebem composto orgânico, diminui a adsorção deste elemento pelo solo, visto que a matéria orgânica bloqueia os sítios de adsorção do solo. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Figura 4: Efeito dos tratamentos no fósforo disponível do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. A adubação e o tempo foram significativos para a biomassa seca radicular e aérea. A biomassa seca radicular do feijão de corda na primeira campanha teve uma média de 9,5 g no tratamento composto orgânico, superando a média no tratamento inorgânico que foi de 6,5 g. Este fato pode ser explicado pela diferença da aplicação do composto orgânico, que foi incorporado ao solo a 0-20cm, enquanto o mineral foi localizada, em volta da semente. Sendo assim, nas parcelas com composto orgânico as raízes se desenvolveram mais, pois os nutrientes estavam mais dispersos em comparação ao mineral (Figura 5). Este fato não voltou a se repetir na campanha seguinte, provavelmente em função da alta precipitação, que influenciou bastante, visto que o feijão de corda é cultivado, normalmente, em época de estiagem. Na segunda campanha os tratamentos não mostraram diferenças significativas entre si, assim como na terceira campanha. A biomassa seca aérea do feijão de corda teve durante todas as campanhas médias significativamente maiores no tratamento composto em comparação ao tratamento inorgânico. Entretanto, esperava-se um aumento crescente da biomassa no decorrer das campanhas, o que não aconteceu (Figura 6). Na segunda campanha em decorrência da elevada precipitação, que comprometeu a colheita. Na terceira, que ainda teve melhores médias que as da segunda campanha, houve a necessidade de adiantarmos a colheita 20 dias, em virtude da retirada da cerca de proteção do experimento, o que deixou as plantas vulneráveis a ataques de animais como coelhos. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

9 Figura 5: Efeito dos tratamentos na biomassa seca radicular do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. Figura 6: Efeito dos tratamentos na biomassa seca áerea do solo da área 1, cultivada com feijão de corda. Os resultados obtidos nesta pesquisa demonstram que o bom desempenho do composto orgânico no cultivo de feijão de corda, em latossolo vermelho amarelo distrófico, faz dele uma alternativa viável de adubação. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 CONCLUSÕES Partindo do conceito de indicadores de sustentabilidade, que os garante como suporte de monitoramento e aferição da conservação de sustentabilidade de sistemas, podemos concluir que o tratamento composto orgânico, nesta área, ao longo do tempo estudado, se mostrou eficiente na conservação e incremento dos indicadores das características estudadas, comparando com a adubação inorgânica, sendo assim, uma alternativa viável de manejo neste solo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ABREU JR, C.H.; MURAOKA, T.; OLIVEIRA, F.C. Cátions trocáveis, capacidade de troca de cátions e saturação por base em solos brasileiros adubados com composto de lixo urbano. Revista Scientia Agrícola, Piracicaba, v.58, n.4, p , out/dez, BERTON, R.S.; VALADARES, J.M.A.S. Potencial agrícola do composto de lixo urbano no estado de São Paulo. O Agronômico, v.43, p.87 93, BULLUCK III, L.R. et all. Organic and synthetic fertility amendments influence soil microbial, physical and chemical properties on organic and conventional farms. Applied Soil Ecology. Vol.19. p DALAL, R.C. et all. Application of sustainability indicators, soil organic matter and electrical conductivity, to resource management in the northern grains region. Australian Journal of Experimental Agriculture. Vol.43.p EMBRAPA. Manual de métodos de análises de solos. Centro Nacional de Pesquisas de Solos. 2ª ed. 212p. Rio de Janeiro, EMBRAPA/DPD. Desenvolvimento de metodologias para definição, Monitoramento e Avaliação de Indicadores de Sustentabilidade de Agroecossistemas. EMBRAPA, p. 7. LIMA, J.S. e MENK, J.R. Estudos preliminares sobre a ação de composto orgânico em algumas propriedades de solos agrícolas. Revista Engenharia Sanitária e Ambiental. Vol.2. p nº 3 Jul/Set e nº 4 Out/Dez,1997. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 10