I Simpósio Internacional sobre Gerenciamento de Resíduos Animais I SIGERA Dias 11 a 13 de março de 2009 em Florianópolis/SC Estratégias para otimizaçã ção o do poder fertilizante dos dejetos e mitigaçã ção o do impacto ambiental Carlos Alberto Ceretta Eduardo Girotto UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA DEPARTAMENTO DE SOLOS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DO SOLO
30 mil m 3 /dia de dejeto
Nossa meta? HOMEM e AMBIENTE = HARMONIA Água Elementos químicos Qualidade do Solo FONTE: VEZZANI, 2001
Estimativa do custo total de produção detalhado Defensivos Fertilizantes Sementes Outros Operações Armazenamento Depreciação Irrigação
Porque é estratégico o uso eficiente de nutrientes? 2007 e 2008= Média de 70% importado Relações de trocas de fertilizantes e produtos agrícolas (Quantidade de produto necessária para adquirir 1 tonelada de fertilizante) - http://www.anda.org.br/estatisticas.aspx Algodão c/ Caroço Arroz em Casca Batata Inglesa Café Arábica Cana-de-açúcar Feijão Laranja Milho Soja Trigo Unidade arroba 15 kg saca de 60 kg saca de 60 kg saca de 60 kg tonelada saca de 60 kg caixa de 40,8 kg saca de 60 kg saca de 60 kg saca de 60 kg 2006 39,7 22,3 11,4 2,6 15,9 7,0 48,0 39,3 20,4 28,0 2007 47,2 24,9 13,8 3,0 19,8 7,7 59,7 37,9 20,6 26,5 2008 71,5 32,9 19,5 4,4 36,3 6,2 77,8 51,0 26,3 37,8 2008(*) Jan 68,7 26,5 17,4 4,2 37,2 5,9 75,0 57,7 25,9 40,3
% E a rentabilidade da atividade do agronegócio 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 A cada ano diminui o lucro do produtor!!! PARCELA DA COMERCIALIZÃO PARCELA DO PRODUTOR CUSTO DE PRODUÇÃO 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 Anos
Logo... precisamos da alternativa de nutrientes de fontes orgânicas Qual o valor econômico dos nutrientes dos dejetos de suínos? Propriedade com 500 suínos Gera 105.000 L (105 m 3 ) de dejetos mês Cada m 3 de dejetos contêm: 2,92 kg de N 2,29 kg de P 2 O 5 1,54 kg de K 2 O Total de nutrientes em 1 mês: 306,6 kg de N 240,4 kg de P 2 O 5 161,7 kg de K 2 O Valor dos nutrientes: 1 kg de N (uréia) = R$ 3,47 1 kg de P 2 O 5 (SFT) = R$ 5,43 1 kg de K 2 O (KCl) = R$ 3,32 Valor em reais R$ 1.064,00 para o N R$ 1.305,00 para o P R$ 537,00 para K Total em R$/mês R$ 2.906,00
Necessitamos compatibilizar recursos disponíveis ambientais, humanos e Estratégia? Por onde começar? financeiros Sistemas de produção de culturas: grãos pastagens, horticultura, frutífera, florestas... Sistemas de produção animal. Do simples para o complexo, diferente e inovador Buscar e integrar conhecimento existente
O que estas curvas de resposta sugerem? Rendimento Relativo, % 100 90 75 50 30 Teor crítico 0 Muito Baixo Baixo Médio Alto Muito Alto CLASSE % ARGILA mg P dm -3 1 > 60 2 4 6 12 2 41-60 3 6 9 18 3 21-40 4 8 12 24 4 0-20 7 14 21 42 Alagados 3 6 12 P Mehlich-1 Relação entre rendimento relativo e teor de P no solo, RS/SC, 2004. pg 48
Soja - Fazenda São Luis - PI. Safra 2002/2003 Dirceu Klepker - EMBRAPA Qual a dependência das plantas dos nutrientes aplicados? 100 kg P 2 O 5 /ha (1,7 t/ha) 400 kg P 2 O 5 /ha (3,5 t/ha) Sem P (0,5 t/ha)
MÁXIMA EFICIÊNCIA TÉCNICA(MET) E MÁXIMA EFICIÊNCIA ECONÔMICA(MEE) DA ADUBAÇÃO NITROGENADA À PRODUÇÃO DE GRÃOS DE MILHO COM IRRIGAÇÃO PIVÔ CENTRAL NA REGIÃO DE CRUZ ALTA, RS. Ano agrícola MET MEE -------kg ha -1 de N------- 2000/01 226 160 2002/03 283 156 2003/04 286 158 Ceretta et al. (2005)
Lucro obtido com a venda do milho em dezembro 2005 - R$/ha Milho irrigado por aspersão Região de Cruz Alta, RS. 1200 1000 800 48% R$ ha -1 600 400 200 0 60 120 180 80 N 0 60 120 180 120 N 0 60 120 180 160 N 0 60 120 180 200 N 0 60 120 180 240 N Lucro com a venda em maio e aplicação ao mercado financeiro Lucro com a venda parcelada e aplicação ao mercado financeiro Venda total em dezembro
E os nutrientes do milho que usei para alimentar os suínos Onde estão? Nitrogênio Fósforo Potássio kg Alimentação 100,0 100,0 100,0 Retido no suíno 30,0 26,0 6,0 Presente nos dejetos 70,0 74,0 94,0 Significa que do total aplicado saiu no dejeto: 70% do N 74% do P e 94% do K N e P= Lovatto et al. (2005). K= Oliveira (1993)
Em que cenário isso acontece? 2004/2007 (Mil toneladas) Produção brasileira de carne suína
NPK Solo NPK Ciclagem Nutrientes
Importância de excretas na reciclagem de nutrientes. Vacas leiteiras em lactação 100 Porcentagem do Consumo Total 80 60 40 20 Retenção Leite Urina Fezes 0 N (2562) P (237) K (1720) Ca (726) Mg (222) Na (279) Percentagem da retenção e excreção de nutrientes consumidos por vacas leiteiras em lactação. O consumo total de cada nutriente (gramas por dia) são mostrados nos parênteses. Fonte: Haynes e Wiliams (1993).
Grande volume de dejetos produzido Produção de dejeto líquido de suínos no RS e SC e área necessária para sua disposição, de acordo com normas estabelecidas para Santa Catarina. Estado Produção Dejeto Área necessária para disposição Área total de milho -----m 3 ano -1 ---- ------------------------ha------------------------- RS 13.620.889 1 272.418 1. 436.000 (3) SC 16.920.000 2 338.400 798.400 (3) 19% 42% (1) FEPAM (2006). (2) EPAGRI (2006); (3) Anuário Brasileiro do Milho (2006). Área total de milho em porcentagem que deveria ser utilizada para disposição dos dejetos. Em SC, estipula-se um limite de 50 m 3 de dejetos ha -1 ano -1 (Palhares, 2005); RS não se estabelece limite para aplicação de dejetos.
ASSIM... Suinocultura e bovinocultura devem, estrategicamente, andar juntas na região. Afinal... Bovinocultura, na maioria das situações significa pastagens perenes, que significa ter sempre plantas crescendo e absorvendo nutrientes, ou seja, transferindo do solo à planta, diminuindo perdas. Integrar suinocultura com o uso de plantas de cobertura também é muito importante.
Volatilização N-Dejeto Líquido N-orgânico 40% NH 3 Nitrificação Denitrificação N 2 O, N 2?? Planta N-amoniacal 60% NH 4 + NO 2 - NO 3 - Escoamento superficial Microrganismos Imobilização Lixiviação Aita, (2003).
Principais caminhos de perda do nitrogênio - Milho 2000/01 Nitrogênio kg ha -1 60 50 40 30 20 10 0 Escoamento Percolação Volatilização 20 40 80 Doses de DEJETO- m 3 ha -1 Ceretta et al. (dados não publicados)
Incorporação dos dejetos - equipamento desenvolvido na Universidade de Passo Fundo, RS. Incorporar é diminuir muito a volatilização de N Fotos cedidas por Escosteguy
E o N aplicado? Evolução da proporção entre as formas amoniacal e nítrica de N na camada 0-60 cm. UFSM, 1999 Proporção entre NH 4 + e NO 3 - (%) 100 80 60 40 80 m 3 NH + 4 NO - 3 20 0 0 15 30 45 TEMPO (DIAS) Melhor ainda se aplicado sobre pastagem Em função disso: Quando plantar? Almeida (2000)
Meta? Preocupar-se com a qualidade da estrutura do solo para... Raízes mais profundas = maior ciclagem de nutrientes Bom!
Por que a realidade mostra como é estratégico preocupar-se em permitir o crescimento de raízes? 0 Resistência à penetração - MPa 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 10 Profundidade - cm 20 30 40 50 60 Plantio direto há 8 anos Resistência do solo a penetração, medida com um penetrógrafo. Experimento com dejeto suíno. S.Maria. Basso et al. 2003
Transferências de nitrogênio por percolação, durante cultivo de milho em 2000/01, em sucessão a aveia. Santa Maria 40 N-NO3 - - mg L -1 35 30 25 20 15 10 Sem esterco 20 m 3 ha -1 40 m 3 ha -1 80 m 3 ha -1 MS esterco = 9,94 5 0 12 21 29 35 57 70 93 103 116 Dias após aplicação do esterco Basso et al. (2005)
Condomínio de suinocultores-paraíso do Sul, RS Uso de dejeto líquido de suínos em campo natural - após 28 aplicações durante 4 anos- Paraíso do Sul, RS. Condomínio suinocultores Esterqueiras Experimento
Menor dose = Maior relação entre a quantidade de nutrientes aplicada via dejetos e acumulada nas plantas 0,8 0,7 a 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Quanto aplicar? 20 m 3 ha -1 40 m 3 ha -1 N P K Ca Mg Nutrientes Durigon, 2003 Eficiência de aquisição de nutrientes (kg de nutriente absorvido por kg de nutriente aplicado) em pastagem natural com aplicação de esterco líquido de suínos.
MS (kg ha -1 dia -1 ) 60 50 40 30 20 10 0 0 m 3 ha -1 20 m 3 ha -1 40 m 3 ha -1 Verão Outono Inverno Primavera Estações do ano Quando aplicar? Durigon, 2003 Produção de matéria seca em pastagem natural com aplicação de esterco líquido de suínos em função da estação do ano. Predomínio de grama forquilha-paspalum notatum e desmodium-desmodium sp.
Dejeto líquido de suínos aplicado antes de cada cultivo, representando 2,5 aplicações por ano, durante 7 anos Santa Maria. Percolado Escoado
Qual a magnitude para os macronutrientes-n-p-k? Quantidades aplicadas de N, P e K na forma total, nas 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, de maio de 2000 e maio de 2007. Quantidade Dose de dejeto líquido de suíno, m 3 ha -1 total aplicada kg ha -1 20 40 80 Nitrogênio (N) 855 1710 3420 Fósforo (P) 564 (1291) 1 1128 (2582) 2256 (5165) Potássio (K) 331 (397) 2 662 (794) 1324 (1589) 1- Números entre parênteses representam à quantidade equivalente em P 2 O 5 aplicada, em kg ha -1. 2 - Números entre parênteses representam à quantidade equivalente em K 2 O aplicada, em kg ha -1. Dá uma média de 184 kg/ha/ano de P 2 O 5
Aplicações consecutivas de dejeto de suíno significa mais matéria orgânica no solo? Sim!! M O, g k g - 1 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 Profundidade, cm 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 S e m a p lic a ç ã o 2 0 m 3 h a - 1 4 0 m 3 h a - 1 8 0 m 3 h a - 1 5 0 Mais carbono no solo = Mais matéria orgânica = melhora a qualidade do solo 6 0 Teor de MO no solo após 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, durante 7 anos Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados.
Onde se acumulam nutrientes como o K? Profundidade, cm 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 K m e h l i c h 1, m g k g - 1 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 S e m a p l i c a ç ã o 2 0 m 3 h a - 1 4 0 m 3 h a - 1 8 0 m 3 h a - 1 5 0 6 0 Teor de P (Mehlich 1) em solo após 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, durante 7 anos. Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados.
Onde se acumulam nutrientes como o P? O que fazer? Profundidade, cm 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 P m e h lic h 1, m g k g - 1 0 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 S e m a p lic a ç ã o 2 0 m 3 h a - 1 4 0 m 3 h a - 1 8 0 m 3 h a - 1 5 0 6 0 Teor de P (Mehlich 1) em solo após 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, durante 7 anos. Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados.
Isotermas de adsorção de P em solo há 5 anos com uso de dejeto de suínos. Santa Maria, RS. A d s o r ç ã o d e P e m s u p e r fic ie 4 0 0 0-2,5cm Fósforo adsorvido mg kg -1 3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 D o s e 0 C M A P = 3 1 1, 4 m g k g - 1 D o s e 4 0 C M A P = 2 6 6, 6 m g k g - 1 D o s e 8 0 C M A P = 1 9 7, 8 m g k g - 1-1 0 0 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 F ó s f o r o n a s o l u ç ã o m g L - 1 Quanto mais aplica ou mais tempo de aplicação mais P em formas solúveis Berwanger et al. (2005)
Ocorre acúmulo de Cu e Zn no solo? Sim.. Cu total, mg kg -1 Zn total, mg kg -1 0 20 40 60 80 0 20 40 60 80 Profundidade, cm 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 (a) Sem aplicação 20 m 3 ha -1 40 m 3 ha -1 80 m 3 ha -1 Profundidade, cm 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 25 30 35 40 (b) Sem aplicação 20 m 3 ha -1 40 m 3 ha -1 80 m 3 ha -1 50 50 60 60 Teores totais de cobre (a) e zinco (b) em profundidades de um solo após 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, durante 7 anos. Fonte: Girotto (2007)
Altos teores de Cu e Zn nos dejetos de suínos... Quantidades totais aplicadas de Cu e Zn nas 17 aplicações de dejeto líquido de suínos, no período entre maio de 2000 e outubro de 2006. Quantidade total aplicada Dose de dejeto líquido de suínos, m 3 ha -1 Variação na concentração kg ha -1 20 40 80 mg L -1 Cobre (Cu) 16,0 32,0 64,0 5 a 208 Zinco (Zn) 19,9 39,8 79,6 4 a 200 Tempo (anos) de aplicação baseado nos teores aplicados de Cu e Zn Quantos Conama anos? 60 60 30 30 15 15 (2006) CONAMA (2006) Fonte: Girotto ( 2007)
Transferência de N mineral N mineral, kg ha -1 120 100 80 60 40 20 Percolado Escoam ento 0 0 20 40 80 Dose de dejeto, m 3 ha -1 Transferências acumuladas de N mineral nas soluções transferidas no solo, durante 7 anos com aplicação de dejetos de suínos. Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados
Transferência de P disponível P disponível, kg ha -1 100 Percolado 90 Escoam ento 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 80 Dose de dejeto, m 3 ha -1 Transferências acumuladas de P disponível nas soluções transferidas no solo, durante 7 anos aplicando dejetos de suínos Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados.
Transferência de K disponível K disponível, kg ha -1 300 Percolado Escoam ento 250 200 150 100 50 0 0 20 40 80 Dose de dejeto, m 3 ha -1 Transferências acumuladas de K disponível nas soluções transferidas no solo, durante 7 anos aplicando dejetos de suínos Fonte: Ceretta (2008), dados não publicados.
Maior problema é o escoamento superficial? Então! -1 Matéria seca total Mg ha 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Matéria seca total % de perda de água 0 20 40 60 80 60 50 40 30 20 % de escoamento Doses de esterco líquido de suínos - m 3 ha -1 Relação entre a porcentagem de escoamento superficial e a produção total de matéria seca na sucessão aveia preta/milho. UFSM, Santa Maria, RS. Ceretta et al. (dados não publicados)
Ok, protegi a superfície do solo, mas... Não existem solos diferentes e com usos diferentes? Seleção de áreas: descarte de resíduos orgânicos
Contudo, estas reações dos elementos no solo dependem... Mattias (2006): Estudou características de argila e matéria orgânica em Nitossolo, Argissolo, Cambissolo. O que ele observou? Que o tipo de solo também determina o acúmulo de elementos e isso tem implicações à nutrição de plantas e qualidade do ambiente
CONSIDERAÇÕES FINAIS Suinocultura e bovino de leite e corte devem ser atividades comuns na mesma região. Tipo de solo e demais características da microbacia hidrográfica devem ser norteadores da implantação ou expansão da suinocultura. O objetivo em todo o sistema de uso do solo à produção agropecuária deve ser o da ciclagem dos nutrientes. Meta? Maior eficiência e menores perdas de nutrientes. Como técnicos e seres sociais não podemos mais ser tão passivos diante da idéia de continuar comprando nutrientes e jogando fora a maior parte.
carlosceretta@smail.ufsm.br