Um modelo de gestão ambiental para a suinocultura Rodrigo S. Nicoloso Eng. Agrônomo, Dr. Núcleo Temático de Meio Ambiente Embrapa Suínos e Aves Conceito: balanço de nutrientes Fertilizantes (NPK) Agricultura (soja, milho, etc.) Unidade recebedora de grãos Fábrica de ração (energia, proteína, minerais) Propriedade rural Florestas e outros usos agronômicos Agricultura (soja, milho, etc.) Pastagens (carne, leite) Dejeto 45-60% N 50-80 % P, Ca 70-95% K, Mg, Mn, Fe, Cu, Zn Unidade de produção de suínos Madeira e outros produtos Frigorífico, laticínio Frigorífico 1
Conceito: balanço de nutrientes çã ê,, çã Gases: VOC, CO 2, CH 4, N 2 O, NH 3, H 2 S,... Eutrofização (N/P), patógenos Lixiviação NO 3, patógenos Conceito: balanço de nutrientes Fertilizantes (NPK) Agricultura (soja, milho, etc.) Unidade recebedora de grãos Fábrica de ração (energia, proteína, minerais) Propriedade rural Florestas e outros usos agronômicos Agricultura (soja, milho, etc.) Pastagens (carne, leite) Tratamento Dejeto de efluentes (remoção 45-60% de nutrientes N e/ou produção 50-80 de % fertilizante P, Ca 70-95% orgânico K, Mg, Mn, sólido) Fe, Cu, Zn Unidade de produção de suínos Madeira e outros produtos Frigorífico, laticínio Fertilizantes e/ou efluente tratado Frigorífico 2
Conceito: balanço de nutrientes çã ê,, çã Conceito: balanço de nutrientes çã ê,, çã 3
05/07/2016 Conceito: balanço de nutrientes Suinocultura no Sul: - Estrutura fundiária (<20 ha) - Topografia (fortemente ondulado) - Baixa demanda por fertilizantes Conceito: balanço de nutrientes Suinocultura no Centro-Oeste: - Estrutura fundiária (>100 ha) - Topografia (plano) - Alta demanda por fertilizantes 4
Rotas tecnológicas Tratamento por rota líquida Fertilizantes orgânicos Tratamento por rota sólida Perguntas: - Qual o problema a ser resolvido? - Quais as indicações e limitações de cada tecnologia? - Que oportunidades surgem com a adoção de cada tecnologia? Rotas tecnológicas: biodigestão anaeróbia Indicação: Limitações: Redução da DBO/DQO (carbono) e geração do biogás Requer investimento em biodigestores e armazenamento do biofertilizante Não remove nutrientes (NPK) Sistema de tratamento pós-biodigestor (SISTRATES, microalgas, etc.) Oportunidades: Adaptável a diferentes escalas e níveis tecnológicos (modelos de biodigestores) Aproveitamento do biogás (aquecimento, energia elétrica, biometano) Biofertilizante rico em nutrientes (NPK) Biodigestor Lagoa Coberta Biogás Biodigestor CSRT 5
05/07/2016 Rotas tecnológicas: compostagem Indicação: Evaporação da água (redução do volume) e produção de um fertilizante orgânico sólido Limitações: Investimento em estrutura e equipamento de compostagem Custo de operação (substrato, energia elétrica, operador) Requer redução do consumo de água na granja e dejetos com mínimo de 4% de MS Atenção ao manejo das leiras de compostagem Oportunidades: Adaptável a diferentes escalas Concentra nutrientes no fertilizante (menor custo de transporte e exportação de excedente) Fertilizante orgânico registrável no MAPA e base para fertilizantes organominerais Biodigestor CSRT Rotas tecnológicas: fertilizantes orgânicos Indicação: Aproveitamento do valor fertilizante dos dejetos Limitações: Requer estrutura de armazenamento projetada de acordo com calendário agrícola Custo de transporte e aplicação nas áreas agrícolas Necessidade de área agrícola compatível com oferta de nutrientes Oportunidades: Redução do custo de produção na agricultura (substituição aos fertilizantes minerais) Fertilizantes organominerais fluidos Fertirrigação e outras tecnologias de aplicação 6
Rotas tecnológicas: tomada de decisão Número de animais alojáveis Demanda média anual de nutrientes nas áreas agrícolas (kg/ano) Oferta média anual de nutrientes via outros fertilizantes minerais ou orgânicos (kg/ano) Oferta média anual de nutrientes via dejetos excretados por animal alojável (kg/animal/ano) Perdas de nutrientes no armazenamento ou tratamento e exportação da propriedade (%) Eficiência agronômica do dejeto (%) 7
N P 2 O 5 K 2 O MILHO 6 1 4 TRIGO 4 1 3 ARROZ 2 1 1 PASTAGEM 6 1 3 SOJA 0 1 2 DEJETO DE SUÍNOS 1,2 1 0,6 CAMA DE AVIÁRIO 0,9 1 0,4 Base: Nitrogênio 7 6 Demanda Aplicado dejeto Excedente Suplementar (mineral) Unidades de nutriente 5 4 3 2 1 0 Nitrogênio Fósforo Potássio 8
7 6 Base: Nitrogênio Fósforo Demanda Aplicado dejeto Excedente Suplementar (mineral) Unidades de nutriente 5 4 3 2 Nutriente limitante: P 1 0 Nitrogênio Fósforo Potássio Dose de P(kg/ha) Correção(solo) Manutenção(solo) Reposição(planta) 9
Dose de P(kg/ha) Correção(solo) Manutenção(solo) Reposição(planta) Dose de P(kg/ha) Correção(solo) Manutenção(solo) Reposição(planta) 10
MILHO, produtividade 10 ton/ha P 2 O 5 = 45 + (10 4) x15 = 135 kg/ha 11
Fonte: Antonelo, 2011 Tabela 1. Consumo de água, produção de dejetos e excreção de nutrientes de acordo com o sistema de produção de suínos. Sistema de produção Unidade Água Dejetos Excreção de nutrientes N P 2 O 5 K 2 O -- L animal -1 dia -1 -- -------- kg animal -1 ano -1 -------- U.P. Ciclo Completo 1 matriz 72,90 47,10 85,70 49,60 46,90 U.P. Leitões Desmamados 2 matriz 27,80 16,20 14,50 11,00 9,60 U.P. Leitões 2 matriz 35,30 22,80 25,70 18,00 19,40 U.P. Leitões em Creche leitão 2,50 2,30 0,40 0,25 0,35 U.P. Suínos em Terminação 3 suíno 8,30 4,50 8,00 4,30 4,00 Wean-to-finish (single stock) suíno 10,80 6,80 8,40 4,55 4,35 Wean-to-finish (double stock) suíno 6,65 4,55 4,40 2,40 2,35 1 Considerando 2,35 partos por matriz alojada por ano, a produção de 28 leitões por matriz alojada por ano e 12 suínos terminados por matriz alojada por ano. 2 Considerando 2,35 partos por matriz alojada por ano e a produção de 28 leitões por matriz alojada por ano. 3 Considerando 3,26 lotes por ano (lotes de 105 dias e 7 dias de intervalo entre lotes). Fonte: Tavares (2012); CORPEN (2003); Dourmade et al. (2007). 12
Eficiência agronômica do fertilizante 1º+2º cultivo 0,7 1,0 1,0 0,8 1,0 1,0 0,5 1,0 1,0 0,8 1,0 1,0 13
- Tipo de granja: Unidade de Terminação (UT) - Excreção de P por animal alojável (UT): 4,3 kg P 2 O 5 /animal/ano 1. Esterqueira e alta demanda (milho grão, silagem e pastagem) DN (P) = 385 kg P 2 O 5 /ha/ano NA = (385 0)/ 4,3 x1 x1 NA = 89,5 suínos/ha 2. Esterqueira e baixa demanda(milho e trigo): DN (P) = 180 kgp 2 O 5 /ha/ano NA = (180 0) / 4,3 x1 x1 NA = 41,9 suínos/ha 3. Esterqueira e alta demanda mas com uso intensivo de fertilizantes minerais: DN (P) = 385 kg P 2 O 5 /ha/ano NF (P) = 180 kg P 2 O 5 /ano NA = (385 180)/ 4,3 x1 x1 NA = 47,7 suínos/ha Monitoramento da qualidade do solo 14
Monitoramento da qualidade do solo Nitrato 80 dias 1 ciclo de cultura Fonte: Aita e Giacomini, 2008 Monitoramento da qualidade do solo P: 10 anos de adubação com dejetos Fonte: Guardini et al., 2012 15
Monitoramento da qualidade do solo Cu e Zn: 8 anos de adubação com dejetos (base volume) Cu (total) Zn (total) Fonte: De Conti, 2014 Monitoramento da qualidade do solo - Amostragem de solo - Onde? Georreferenciada(contra-prova, fiscalização, análise temporal) - Quantas amostras? 1 amostra composta por talhão ou 1 amostra composta a cada 5 ha (variabilidade espacial). - Que camada de solo?0-10 cm - Parâmetros a serem analisados - P, Cu e Zn - Métodos: P: Mehlich-I(CQFS-RS/SC, 2004) Cu e Zn: USEPA 3050 e 3051 (CONAMA 420/2009) VR e LCA ainda a definir. - Frequência de amostragem: 4 anos (renovação licença) - Utilidade dos dados fiscalização, tomada de decisão (órgão ambiental, produtor indústria, técnico responsável) - Custo? Baixo! - Valores limites: LCA-P, LCA-Cu e LCA-Zn - Prevenção: nível de risco médio - Mitigação: nível de risco alto 16
Monitoramento da qualidade do solo Produtividade das culturas Eficiente Ineficiente Modelo Baixo/Seguro Médio Alto Fósforo na água MB B M A MA P I Fonte: Adaptado de Gatiboni et al., 2014 Teor de P no solo Monitoramento da qualidade do solo P Mehlich-I > LCA-P+20% : o solo é fonte de P para o ambiente -Proibir temporariamente adubação com dejetos e outras fontes de P; e -Adoção obrigatória de medidas mitigatórias até que teores de P no solo sejam reduzidos abaixo do LCA-P Fonte: Adaptado de Gatiboni et al., 2014 P Mehlich-I < LCA-P: -o solo é um reservatório seguro de P; - obrigatório uso de técnicas conservacionistas de manejo do solo Teores de P previstos com a adoção dos critérios para dimensionamento de rebanho P Mehlich-I > LCA-P (até 20%): alto risco de transferência de P para o ambiente -Limitar o aporte de P ano solo a 50% da dose de manutenção; e/ou -Adoção obrigatória de medidas mitigatórias até que teores de P no solo sejam reduzidos abaixo do LCA-P. -Se em até 4 anos (renovação licença ambiental) o teor de P no solo não for reduzido abaixo do LCA-P: proibir temporariamente a adubação com dejetos e outras fontes de P. 17
05/07/2016 Monitoramento da qualidade do solo: resultados Monitoramento da qualidade do solo: resultados 18
Monitoramento da qualidade do solo: resultados Monitoramento da qualidade do solo: resultados 180 160 60.8% Número de amostras 140 120 100 80 60 40 20 0 23.1% 6.5% 3.1% 3.8% 2.7% 0% Muito Baixo Baixo Médio Alto Muito Alto Prevenção Crítico Faixa de disponibilidade de fósforo 19
Monitoramento da qualidade do solo: resultados Monitoramento da qualidade do solo Elemento Metais VRQ, CONAMA 420/2009 (VP, VI) e LCA Planalto VRQ - Solos do RS (FEPAM 85/2014) CONAMA 420/2009 Escudo RS Depressão periférica Arenitos Planície costeira Prevenção --------------------------mg/kgde solo seco (0-20 cm) ---------------------------- Investigação Cádmio 0,59 0,40 0,38 0,42 0,36 1,3 3,0 Chumbo 36 18 19 16 27 72 180 Cobalto 75 13 8 7 29 25 35 1,3 3,0 Cobre 203 9 13 11 37 7260 200 180 25 35 Cromo 94 40 25 21 27 75 150 Mercúrio 0,073 0,034 0,043 0,015 0,105 0,5 12 Níquel 47 12 10 7 11 30 70 Vanádio 567 48 56 76 177 - - Zinco 120 31 31 29 33 300 450 20
05/07/2016 Monitoramento da qualidade do solo Demandas de Investimento em Pesquisa: 1. LCA-P: a) (Re)Calibração do modelo no Brasil b) Inclusão de novos fatores c) Avaliar medidas mitigatórias 2. LCA-Cu e LCA-Zn: a) Definir VRQs, LCA-Cu e LCA-Zn b) Avaliar medidas mitigatórias 3. Novos indicadores (NO3, patógenos, GEEs) Medidas mitigatórias: Injeção de dejetos Fonte: REDE DEJSUI, 2013 21
Medidas mitigatórias: Injeção de dejetos Fonte: REDE DEJSUI, 2013 Medidas mitigatórias: Injeção de dejetos Fonte: REDE DEJSUI, 2013 22
Medidas mitigatórias: Injeção de dejetos Fonte: REDE DEJSUI, 2013 Obrigado rodrigo.nicoloso@embrapa.br (49) 3441-0400 23