Titulo do Projeto: “Impacto ambiental

Orientador: Dr. João Carlos de Moraes Sá.

“Impacto ambiental e econômico do uso de resíduos

Projeto número: 959/12

Mestranda: Jucimare Romaniw.

Orientador: Dr. João Carlos de Moraes Sá.

PONTA GROSSA 2013

Relatório Parcial

o uso de resíduos orgânicos”

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1. Título do projeto

“Impacto ambiental e econômico do uso de resíduos orgânicos”

1.1 Subtítulo

“Impacto do uso de resíduos orgânicos de aves e suínos em plantio direto sobre a produtividade

do trigo, a emissão de CO2, quantidade de C e a mineralização de nitratos”

2. Nome dos responsáveis/orientador: Orientador: João Carlos de Moraes Sá – Engenheiro Agrônomo Dr. em Solos e Nutrição de Plantas pela ESALQ e The Ohio State University, prof. Adjunto do Departamento de Solos e Engenharia Agrícola da UEPG. Endereço: Universidade Estadual de Ponta Grossa, Setor de Ciências Agrárias e de Tecnologia, Departamento de Ciência do Solo e Engenharia Agrícola. Av. Carlos Cavalcanti, 4748 - Uvaranas CEP: 84030-900 – Ponta Grossa – Paraná Telefone: 42 – 3220-3090 42 – 9978-0410 E-mail: jcmsa@uepg.br Currículo: http://lattes.cnpq.br/5078594632126000 Mestranda: Jucimare Romaniw – Engenheira Agrônoma, mestranda pela UEPG em Agronomia, área de concentração Agricultura. Ênfase em Uso e manejo de solos. Endereço: Avenida Carlos Cavalcanti, s/n CEP : 84001-970 Caixa Postal n.º 281 Ponta Grossa – Paraná Telefone: 47- 91366539 E-mail: ju.romaniw@gmail.com Currículo: http://lattes.cnpq.br/4157586937864267 2.1. Colaboradores/equipe executora

Nome CPF Qualificação Função Instituição Período (meses)

João Carlos de Moraes Sá 33727775734 Doutor Coordenador UEPG 12

Jucimare Romaniw 05065539901 Mestranda Bolsista-CNPQ UEPG 12

Clever Briedis Fabrícia da Silva Ramos

04708937962 05250332978

Doutorando Graduanda

Bolsista-CAPES Bolsista-FOCAM

UEPG

UEPG

12

12

Guilherme Eurich 07888393900 Graduando PIBIC-F.Arauc. UEPG 12

Alessandra Aparecida Padilha 06631709903 Graduanda BIC-F.Arauc. UEPG 12

Pamela Thaisa Bressan 08744865996 Graduanda BIC-F.Arauc. UEPG 12

PALAVRAS-CHAVE: Resíduo orgânico, trigo, mineralização, lixiviação, nitrato.

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3. Introdução Em nível mundial, o conceito de impacto ambiental vem do período da revolução industrial e

tem sido alterado de forma dinâmica. Fato que se deve aos diferentes tipos de atividades humanas que podem dar origem a materiais e/ou energias que afetam o meio ambiente. No entanto, a adoção de sistemáticas para a avaliação de impactos ambientais teve início somente na década de 60. Um dos países pioneiros na determinação de dispositivos legais para a definição de objetivos e princípios da política ambiental foi os Estados Unidos. Com isso varias instituições passaram a exigir em seus programas de cooperação econômica a observância dos estudos de avaliação de impacto ambiental. No Brasil, no âmbito federal, o primeiro dispositivo legal associado à Avaliação de Impactos Ambientais deu-se por meio da aprovação da Lei Federal 6.938, de 31/08/1981.

O processamento de alimentos de origem animal e vegetal sempre terá como resultado a produção de uma fração de resíduos, estes na maioria das vezes são de composição orgânica e podem gerar impactos indesejáveis ao meio ambiente por possuírem baixa viabilidade de uso ou serem pouco aproveitados. O Brasil é o quarto maior produtor mundial de carne suína e o terceiro de aves, (Nakamae, 2007). Estudos apontam que a produção de carne suína deverá crescer em taxas anuais de 1,5% até 2013 em países em desenvolvimento e segundo a FAO, a produção de frango deverá crescer 3,64% até 2020. Sendo o Paraná o maior estado produtor de aves e o quarto produtor de suínos do Brasil. Considerando o número de aves abatidas de 1,328 bilhão e o de suínos de 2,650 milhões de cabeças no ano de 2010.

Existem estimativas onde se afirma que 32% do frango, 38% do porco, 46% do boi e 48% da ovelha (ou cabra) são classificados como produtos não comestíveis, ou seja, resíduos. Destes resíduos, parte será destinada para alimentação animal na forma de ração e cerca de 20 a 22% é descartado no ambiente. O Brasil produz de 3 a 4 milhões de toneladas por ano de matéria animal não consumível diretamente pelo homem (Bellaver, 2003).

O uso do resíduo orgânico oriundo da esterilização de resíduos de aves e suínos em digestor é uma alternativa viável para destino adequado desse subproduto no meio ambiente, pois além de ser importante fonte de macro e micro nutrientes também pode ser usado como complemento de fertilizantes minerais na agricultura. Alves et al. (2009) observou que o uso do resíduo orgânico (oriundo do biodigestor, obtido da fermentação de materiais orgânicos de forma aeróbica e anaeróbica) proporcionou melhores resultados na cultura do feijoeiro para as variáveis: número de folhas, número de vagens e número de grãos por planta. Ferreira et al (2010) também avaliando o uso do resíduo orgânico na cultura do feijão notou que não houve diferença significativa comparando-se o uso deste com o fertilizante mineral no que diz respeito aos componentes de produção da cultura.

Um grande problema ao aplicarmos ao solo resíduos orgânicos ricos em nitrogênio (N), é que o nitrogênio na forma de nitrato, sua principal forma inorgânica em solos, é pouco retido pelos colóides do solo. Com isso, é grande o potencial de perdas de N no perfil do solo, a profundidades fora do alcance do sistema radicular da maioria das culturas. Bem como, o risco de contaminação com esse elemento do lençol freático é evidente (Cembranelli, 2006). Outro problema segundo Wietholter (1996) e Aita (1997) que comumente ocorre no sistema plantio direto é relacionado a decomposição de resíduos culturais, já que o acréscimo de N vem a promover o aumento da população e atividade dos microorganismos decompositores. O reflexo disso é o aumento da imobilização de N que é a principal causa de menor disponibilidade de N em sistema de plantio direto.

No Brasil a literatura apresenta alguns resultados que de forma geral são favoráveis à utilização de resíduos orgânicos na agricultura. O seu uso na agricultura atua como fonte de nutriente para as culturas, aumento do teor de matéria orgânica, elevação do pH do solo, diminuindo o teor de alumínio trocável, aumentando o rendimento de matéria seca e da absorção de N, P, Ca, Mg e Zn. Acarreta também, aumentos significativos na CTC (Capacidade de Troca Catiônica) e do C-orgânico, melhorando a estrutura do solo e atuando no complexo coloidal. (Rocha e Shirota, 1999; Melo et al, 1994 e Bertoncini e Matiazzo, 1998).

Na região dos Campos Gerais (aproximadamente 275.000 ha de agricultura) a produção de resíduos orgânicos oriundos de abatedouros de aves e suínos que poderiam ser empregados como fonte

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nutricional para o solo é estimada em 30.000 ton/ano-1, o que representa aproximadamente 2,18 (6000 ha) a 7,27 % (20.000 ha). Trazendo assim uma série de benefícios para o solo e o meio ambiente tais como: a redução da emissão de CO2, a possível minimização do uso de fertilizantes industriais e o aumento da fertilidade do solo, alem de promover um incremento de N e C ao solo.

4. Objetivos da primeira etapa:

4.1. Objetivo principal Avaliar o uso de resíduos de abatedouros de aves e suínos como fonte nutricional na qualidade do solo, da água, na resposta da cultura do trigo (Triticum aestivum). 4.2. Objetivos específicos parciais (análises)

• Avaliação da eficiência do resíduo orgânico na cultura do trigo e sua equivalência com o fertilizante industrial;

• Avaliar a lixiviação de nitrato com uso de doses crescentes de resíduo orgânico; • Avaliar mineralização de nitrato com incubação de doses crescentes de resíduo orgânico

em laboratório; • Determinação da taxa de decomposição de resíduos culturais a campo;

Diante do exposto, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de detalhar os potenciais impactos nas características químicas e biológicas ao longo do perfil do solo e no desenvolvimento da cultura do trigo, que poderão ocorrer com a aplicação do resíduo orgânico. 5. Materiais e métodos

5.1. Caracterização e processo de obtenção e composição do resíduo orgânico Os resíduos de abatedouro de aves e suínos, aves mortas no transporte e o sangue de suínos, são misturados e amontoados em leiras nas composteiras onde passam pelo processo de compostagem, após período inicial é feito revolvimento da leira para que ocorra aeração, após completar o processo de compostagem o resíduo orgânico é triturado para que ocorra homogenização do material. Abaixo segue a Tabela 1 de composição do resíduo orgânico utilizado no experimento. Tabela 1. Análise química do resíduo orgânico de abatedouro de aves e suínos utilizado no experimento

Parâmetro Unidade Teor pH (em água) 6,7 Umidade, a 60 – 65ºC % (m/m) 3,6 Carbono orgânico g/kg 321 Nitrogênio total g/kg 47,2 Fósforo g/kg 10,5 Potássio g/kg 9,5 Enxofre g/kg 3,5 Cálcio g/kg 109 Magnésio g/kg 4,1 Boro mg/kg 18,1 Cobre mg/kg 51,2 Ferro mg/kg 15341 Manganês mg/kg 1086 Molibdênio mg/kg 3,1 Sódio mg/kg 3110 Zinco mg/kg 90,5

5.2. Componentes de produção do trigo

O presente trabalho foi desenvolvido na Fazenda Escola C990 m de altitude sob as coordenadas geográficas 25°05’26” LS e 50°03’37” LW. O solo da área é caracterizado como Cambissolo Háplico de textura arenosa (S2006). O material de origem foi derivado de material retrabalhado de arenitos da formação folhelhos da formação Ponta Grossa. A vegetação nativa regional é constituída por composição florística denominada campos subtropicais dos Campos Geraispendentes entre 1 a 2% de declividade. A área teve o cultivodiversas operações de manejo e contando com os primeiros cultivos de arroz seguindo com a implantação das culturas predominantes na região sobre plantio direto até a data da implantação do experimento. (Figura 1)

Figura 1. Cronograma de atividades realizadas antes do início da implantação do experimento no ano de

O clima é caracterizado como subtropical úmido, mesotérmico, do tipo cfb (classificação de Koeppen). No histórico da região (média de 44 anos) a tempmínima de 13,3°C (Figura 2), e a pluviosidade total foi de 1545 mm.

Figura 2. Dados históricos em Ponta Grossa: distribuição mensal da precipitação pluviométrica (barras) relacionada com media da temperatura máxima (■ Tmax.) e temperatura mínima (dezembro.

O delineamento experimental utilizado foi o de bOs tratamentos constituem-se de:orgânico (T1); aplicação correspondente a 100% de fertilizante industrialser trabalhada (300 kg.ha-1 de 14aplicação de dose equivalente a 100% do aplicação do equivalente de 75%aplicação do equivalente a 50% fertilizanteaplicação de dose equivalente a

Componentes de produção do trigo, análise de decomposição de resíduos culturais

desenvolvido na Fazenda Escola Capão da Onça de altitude sob as coordenadas geográficas 25°05’26” LS e 50°03’37” LW.

é caracterizado como Cambissolo Háplico de textura arenosa (S2006). O material de origem foi derivado de material retrabalhado de arenitos da formação folhelhos da formação Ponta Grossa. A vegetação nativa regional é constituída por composição florística denominada campos subtropicais dos Campos Gerais-PR. O relevo é suave ondulado com

a 2% de declividade. A área teve o cultivo iniciado no ano de 1994, passando por de manejo e contando com os primeiros cultivos de arroz seguindo com a

implantação das culturas predominantes na região sobre plantio direto até a data da implantação do

Cronograma de atividades realizadas antes do início da implantação do experimento no ano de

O clima é caracterizado como subtropical úmido, mesotérmico, do tipo cfb (classificação de Koeppen). No histórico da região (média de 44 anos) a temperatura média máxima foi de 24,1°C e a

), e a pluviosidade total foi de 1545 mm.

. Dados históricos em Ponta Grossa: distribuição mensal da precipitação pluviométrica (barras) relacionada com Tmax.) e temperatura mínima (● Tmin.) no período de 44 anos para os meses de janeiro a

xperimental utilizado foi o de blocos ao acaso com três repetições (Figurase de: Controle; onde não foi aplicado fertilizante industrial e resíduo

); aplicação correspondente a 100% de fertilizante industrial recomendado para a cultura a de 14-34-00 no plantio e 100 kg.ha-1 de 30-00

aplicação de dose equivalente a 100% do resíduo orgânico (2000 kg.ha-1 de resíduo orgânico) aplicação do equivalente de 75% de fertilizante industrial acrescido de 25% do resíduo orgânico aplicação do equivalente a 50% fertilizante industrial acrescido de 50% do resíduo orgânico aplicação de dose equivalente a 25% de fertilizante industrial acrescido de 75%

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omposição de resíduos culturais

apão da Onça - FESCON, situada a de altitude sob as coordenadas geográficas 25°05’26” LS e 50°03’37” LW.

é caracterizado como Cambissolo Háplico de textura arenosa (SANTOS et al., 2006). O material de origem foi derivado de material retrabalhado de arenitos da formação Furnas e folhelhos da formação Ponta Grossa. A vegetação nativa regional é constituída por composição

PR. O relevo é suave ondulado com iniciado no ano de 1994, passando por

de manejo e contando com os primeiros cultivos de arroz seguindo com a implantação das culturas predominantes na região sobre plantio direto até a data da implantação do

Cronograma de atividades realizadas antes do início da implantação do experimento no ano de 2012.

O clima é caracterizado como subtropical úmido, mesotérmico, do tipo cfb (classificação de eratura média máxima foi de 24,1°C e a

. Dados históricos em Ponta Grossa: distribuição mensal da precipitação pluviométrica (barras) relacionada com

Tmin.) no período de 44 anos para os meses de janeiro a

locos ao acaso com três repetições (Figura 4). ilizante industrial e resíduo

recomendado para a cultura a 00-20 em cobertura) (T2); de resíduo orgânico) (T3);

do resíduo orgânico (T4); industrial acrescido de 50% do resíduo orgânico (T5) e

25% de fertilizante industrial acrescido de 75% do resíduo orgânico

(T6). Nas parcelas onde aplicou-se as mesmas porcentagens o adubo de cobertura

Figura 3. Representação da ordem da aplicação dos tratamentos nas três repetições onde Fertilizante industrial e resíduo orgânicofertilizante industrial acrescido de 25% do resíduo orgânicoorgânico e T6 25% de fertilizante industrial e 75%

A implantação da cultura doanálise dos componentes de produção, (dispensado as bordaduras) para posterior secagem, anápeso hectolítrico.

A coleta de resíduo culturaldecomposição foi realizada antes do plantio do trigo (T1), plantio. Foram retiradas subamostras sucessão a soja. Os resíduos culturaisa quantidade de matéria seca. 5.3. Análise da lixiviação de nitrato

Com relação ao ensaio de lixiviaçãoconstituídas por colunas de lixiviação,diâmetro. Cada bloco continha seisdeformadas (solo seco e peneirado) com cada coluna sem solo, para possibilitar a adição da solução de percolação. colocado um filtro constituído de manta de bedim para evitar a percolação de lixiviado pelas paredes do tubo e para que ocorra a filtragem do lixiviado. tampa de PVC com filtro o qual continhasolução percolada. O tubo foi coberto com folha de papel laminado com um evaporação da água e fazer as trocas gasosas. destilada sobre cada coluna de lixiviação, no período de uma hora.colunas foi a média acumulada segundo figura 2. A primeira adição foi

O delineamento experimental foiindeformado quanto para as com sresíduo orgânico colocado em cada tubo corresponde aos tratamentos:50% = 1000 kg/ha; 100% = 2000 kg/

Na hora seguinte à adição da água destilada,

se as subdoses de fertilizante industrial (T4, T5 e T6) foimesmas porcentagens o adubo de cobertura (30-00-20).

. Representação da ordem da aplicação dos tratamentos nas três repetições onde Tresíduo orgânico); T2 100% fertilizante industrial; T3 100% do resíduo orgânico

ido de 25% do resíduo orgânico; T5 50% de fertilizante industrial acrescido de 50% do resíduo 25% de fertilizante industrial e 75% do resíduo orgânico.

implantação da cultura do trigo cultivar abalone foi realizada na safra inverno de 201análise dos componentes de produção, após a maturação, foi colhida a área central da

ras) para posterior secagem, análise de produtividade, peso de

cultural presente na superfície do solo para avaliarealizada antes do plantio do trigo (T1), 40 (T2), 108 (T3) e

subamostras totalizando 0,31m2 dentro de cada parcela de trigo cultivado emOs resíduos culturais foram secos em estufa a 65ºC até peso constante para determinar

Análise da lixiviação de nitrato Com relação ao ensaio de lixiviação foram feitas unidades experimentais

constituídas por colunas de lixiviação, construídas com canos de PVC com 25seis amostras indeformadas (solo condição de plantio direto

peneirado) com três repetições. Foram deixados 5 cm da parte superior de cada coluna sem solo, para possibilitar a adição da solução de percolação. Sob e abaixo do solo foi colocado um filtro constituído de manta de bedim para evitar a percolação de lixiviado pelas paredes

que ocorra a filtragem do lixiviado. A parte inferior das mesmas foio qual continha um orifício de 3 mm de diâmetro, para permitir a saída da

coberto com folha de papel laminado com um evaporação da água e fazer as trocas gasosas. Semanalmente, durante cinco meses, destilada sobre cada coluna de lixiviação, no período de uma hora. A quantidade de água colocada nas

de chuvas de cada mês (149, 120, 150, 188, 155 e 136 mm.mês. A primeira adição foi feita sete dias após a aplicação dos tratamentos.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado tanto paraas com solo deformado, contendo seis tratamentos e três repetições.

da tubo corresponde aos tratamentos: 0% = 0 kg/100% = 2000 kg/ha; 200% = 4000 kg/ha; 400% = 8000 kg/

seguinte à adição da água destilada, foi coletada a solução percolada

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(T4, T5 e T6) foi aplicado nas

T1 representa o controle (sem

do resíduo orgânico; T4 75% de industrial acrescido de 50% do resíduo

realizada na safra inverno de 2012. Para colhida a área central da parcela

lise de produtividade, peso de 1000 grãos e

presente na superfície do solo para avaliação da taxa de 108 (T3) e 142 (T4) dias após

dentro de cada parcela de trigo cultivado em secos em estufa a 65ºC até peso constante para determinar

unidades experimentais (Figura 4) canos de PVC com 25 cm de altura e 7 cm de

formadas (solo condição de plantio direto) e seis deixados 5 cm da parte superior de

Sob e abaixo do solo foi colocado um filtro constituído de manta de bedim para evitar a percolação de lixiviado pelas paredes

das mesmas foi vedada com uma um orifício de 3 mm de diâmetro, para permitir a saída da

coberto com folha de papel laminado com um furo central para evitar meses, foi adicionada água

A quantidade de água colocada nas (149, 120, 150, 188, 155 e 136 mm.mês-1)

dias após a aplicação dos tratamentos. o inteiramente casualizado tanto para as colunas com solo

deformado, contendo seis tratamentos e três repetições. O % = 0 kg/ha; 25% = 500 kg/ha;

400% = 8000 kg/ha. a solução percolada e congelada. Nela

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medido o volume e determinada a quantidade de nitrato, em aparelho FIA, de acordo com Tedesco et al. (1995). A quantidade total de nitrogênio lixiviada durante os meses será obtida pelo somatório das quantidades lixiviadas em cada semana. Ao final do experimento, coletaram-se amostras de solo e quantificara-se a quantidade de nitrato remanescente, extraídos com KCl 1mol.l-1, seguindo metodologia descrita em Tedesco et al. (1995).

Figura 4. Tubos de PVC contendo amostras de solo indeformadas e deformadas com adição ou não de adubo

orgânico em experimento de analise de lixiviação de NO3-. 5.4. Análise de mineralização de nitrato

No ensaio de mineralização com incubação do solo e sem lixiviação foi utilizado (Figura 5) o delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos e três repetições cada. Foi adicionado o resíduo orgânico a 500 g de solo, em tratamentos que proporcionem aplicação de resíduo orgânico equivalentes a: zero, 500, 1000, 2000, 4000 e 8000 kg ha-1. Foram transferidos cada um dos tratamentos para frasco de polietileno, aplicando-se água deionizada para ajustar a umidade até 70% da capacidade de campo. Os frascos serão tampados com tampa de polipropileno para minimizar a perda de umidade, que é controlada pela pesagem periódica dos potes. O ensaio foi conduzido em ambiente com temperatura controlada (25-28°C).

As coletas foram feitas nos períodos de 0, 7, 14, 21, 28, 42, 56, 70, 84, 98, 112, e 126 dias de incubação. A extração do nitrato foi realizada com 10 g de solo úmido e misturados com 2N KCl (50 mL), depois de agitar-se e ficar 24 horas em repouso foram filtradas as amostras e determinando o nitrato extraído em aparelho FIA, de acordo com Tedesco et al. (1995).

Figura 5. Frascos de polipropileno contendo solo com e sem adubo orgânico utilizados no experimento para

avaliação da mineralização de NO-3.

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5.5. Análise estatística Os resultados preliminares foram submetidos à análise de variância utilizando o software

SISVAR 5.0 (FERREIRA, 2007) e as médias serão comparadas pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. O procedimento da análise de regressão foi realizado pelo programa JMP IN versão 3.2.1 (SALL et al., 2005), utilizando-se o teste F, a 5, 1 e 0,1% de probabilidade. 6. Resultados parciais 6.1. Componentes de produção 6.1.1. Produtividade, peso de grãos, peso hectolítrico e decomposição de palhada. Na Figura 6 observou-se que não houve variação entre os tratamentos para as variáveis, peso de 1000 grãos peso hectolítrico e produtividade, sendo que tal fato pode ser atribuído a área da parcela possuir um bom nível de fertilidade aliado ao clima propício a cultura fazendo com que a testemunha não diferi se dos demais tratamentos, apesar da não significância no peso de mil grãos (Fig. 6I) o tratamento T4 (75% de fertilizante mineral e 25% de resíduo orgânico) obteve o melhor resultado, 7,3% superior ao menor resultado correspondente ao tratamento T2 (100% fertilizante mineral), quanto ao peso hectolítrico os tratamentos ficaram com respostas muito parecidas apenas o T2 apresentou uma pequena variação ficando com valor de 83,05 kg.hL-1 diferentemente dos demais que se apresentam uma média de 82,65 kg.hL-1. Os bons valores de peso hectolítrico se deve as boas condições climáticas ocorridas durante a safra o garantiram boa sanidade, produtividade e qualidade de grãos. Podemos observar que a produtividade foi 20% maior coparando o tratamento T5 (50% fertilizante mineral e 50 % resíduo orgânico) com a testemunha T1 que obteve menor produtividade dentre os demais tais resultados evidenciam que o potencial uso do resíduo orgânico como fonte nutricional para cultura deve ser melhor explorado nas safras conseguintes para obtenção de resultados mais concretos.

Figura 6. Peso de mil grãos, peso hectolítrico e produtividade de trigo afetada pela combinação de fertilizante mineral e resíduo orgânico, na primeira safra de aplicação. T1= Testemunha (sem Fertilizante Mineral (FM) e Resíduo Orgânico (RO); T2= FM100%; T3= RO100%; T4= FM75% + RO25%; T5= FM50% + RO50%; T6= FM25% + RO75%. Médias com letras iguais não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%.

34,50

35,00

35,50

36,00

36,50

37,00

37,50

38,00

38,50

39,00

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Pe

so

de

10

00

grã

os (

g)

a

a

a

a

aa

81,60

81,80

82,00

82,20

82,40

82,60

82,80

83,00

83,20

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Pe

so H

ect

olít

rico

Kg

.hL-1

a

a

a

a

aa

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Pro

du

tivid

ad

e, K

g h

a-1 a a a

aa

a

II

III

I

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Em estudo com o mesmo resíduo e na mesma região desse experimento, Briedis et al. (2011) e Ferreira et al. (2010) mostraram que também não houve distinção na produtividade e outros componentes de produção da cultura do trigo e feijão, na comparação entre adubação com resíduos orgânicos e adubação mineral, ou entre suas combinações, demonstrando a eficácia do uso de resíduos orgânicos provenientes de abatedouro de aves e suínos na nutrição da planta.

A Figura 7 demonstra que os tratamentos obtiveram uma taxa de decomposição da matéria orgânica da cultura antecessora ao trigo, neste caso a soja, semelhante entre eles nem mesmo a testemunha mostrou ter um comportamento diferenciado dos outros tratamentos onde houve um incremento de N ao solo tanto na forma de adubo industrial, resíduo orgânico ou associados.

Figura 7. Persistência da palha de soja, em Kg.ha-1 de matéria seca aos 40, 108 e 142 dias após plantio de trigo afetada pela combinação de fertilizante mineral e resíduo orgânico, na primeira safra de aplicação. T1= Testemunha (sem Fertilizante Mineral (FM) e Resíduo Orgânico (RO); T2= FM100%; T3= RO100%; T4= FM75% + RO25%; T5= FM50% + RO50%; T6= FM25% + RO75%.

Segundo Cerreta et al. (2002) a taxa de decomposição de resíduos vegetais está associada a relação carbono/nitrogênio (C/N) do tecido, por isso espécies não gramíneas como ervilhaca, feijão e soja possuem maior taxa de decomposição quando comparadas com gramíneas. A aplicação de resíduos orgânicos e de adubos nitrogenados vem a promover o acréscimo de N no solo que também poderia influenciar na taxa de decomposição de resíduos vegetais. Isso devido a população e atividade dos microorganismos decompositores ser muito influenciada pela quantidade de N no solo e esse aumento na disponibilidade de N pode favorecer a taxa de decomposição (Wietholter, 1996; Aita 1997). Assim como observado no trabalho em sua pesquisa Flecha (2000) também não observou aumento na decomposição de palhada de aveia ao fazer acréscimos de N.

De uma série de fatores, o clima é preponderante no processo, especialmente a precipitação e a temperatura, já que ambos influenciam nas condições ambientais do solo, e, portanto, na maior ou menor atividade microbiana.

A persistência dos resíduos vegetais, avaliada em função da redução da quantidade de matéria seca de palha de soja, em relação à quantidade inicial depositada sobre o solo, está apresentada na Figura 7. De forma geral, a decomposição da palha ao longo do tempo (até 148 dias), de todos os tratamentos, assumiu um comportamento exponencial decrescente. Alguns estudos têm mostrado que essa relação pode ser ajustada a modelos linear (Crusciol et al., 2005; Crusciol et al., 2008), quadrático (Pal; Broadbent, 1974) ou exponencial (Wieder; Lang, 1982).

6.2. Lixiviação e mineralização de nitrato 6.2.1. Lixiviação de nitrato em colunas com aplicação de doses crescentes de resíduo orgânico

A contaminação da água por nitrato Pode ser diretamente relacionado com a intensificação da

y = 8057,8e-0,012x R² = 0,9047y = 7212e-0,012x R² = 0,8748

y = 8573,7e-0,012x R² = 0,8819y = 9583,4e-0,019x R² = 0,9055

y = 8515,5e-0,013x R² = 0,8822y = 8827,1e-0,016x R² = 0,9239

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Dias após plantio

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produção agrícola, envolvendo a aplicação de fertilizantes com N mineral e resíduos orgânicos (Di e Cameron, 2002). Quando a adubação nitrogenada é utilizada de forma inadequada, pode ocorrer um desequilíbrio de nutrientes essenciais às culturas, gerando aumento no custo de produção e podendo ainda acarretar o aparecimento de doenças nas plantas, além de efeitos ecológicos indesejáveis, tais como a eutrofização de águas superficiais e a contaminação de águas subterrâneas. A poluição das águas e do solo constitui-se num dos mais sérios problemas ecológicos decorrentes da atividade humana na atualidade (Rambo et al., 2004).

Assim como no trabalho de Boeira (2009) a Figura 8 (gráficos II e IV) nos mostra que houve aumento da quantidade de nitrato lixiviado quando se aumentaram as doses dos resíduos. Esses resultados evidenciam o aumento do risco potencial de poluição ambiental por nitrato ao se utilizarem doses superiores de resíduo orgânico. O uso agrícola de resíduos orgânicos (por exemplo, lodo de esgoto ou composto de lixo urbano ou industrial) está aumentando, e mais informações sobre os efeitos ambientais e melhores opções de gestão para aplicação no solo desses materiais é necessária.

Resultados de estudos sobre as perdas de nitrato de lixiviação de solos alterada com resíduos orgânicos ou que receberam aplicações de fertilizantes minerais são muitas vezes discordantes (Diacono e Montemurro, 2010). Por exemplo, Basso e Ritchie (2005), em 6 anos de rotação de milho e alfafa conduzida no sudoeste Michigan, EUA, observada a maior quantidade de NO3- lixiviado para o tratamento de estrume, seguido por N de composto inorgânico e de controle.

Na Figura 8 nos gráficos I e III podemos notar que o teor de nitrato lixiviado respondeu de maneira similar no que se refere ao comportamento das retas, porém o nível de nitrato lixiviado em solo indeformado é superior ao solo deformado. Neste estudo o solo presente nas amostras indeformadas seria equivalente a um solo onde é feito o plantio direto, pois estas amostras são retiradas intactas do solo, já nas amostras deformadas o solo é retirado e peneirado rompendo os agregados e assim simulando uma condição de plantio convencional. Ao verificarmos a quantidade de nitrato lixiviado nos dois sistemas nota-se que no gráfico I (solo deformado) a quantidade é menor (até 55,9 ppm) do que no gráfico III (valores até 154,04 ppm) este fato pode ser explicado pelo fato do solo indeformado possuir uma continuidade de poros em seu perfil facilitando o deslocamento do nitrato pelo solo já o solo deformado por não apresentar essa continuidade de poros fazendo com que o nitrato seja menos deslocado pelo solo, outro fator que pode ter contribuído com esse fato é a atividade microbiana como afirma Bayer & Mielniczuk (2008), que sob vegetação natural o conteúdo de matéria orgânica do solo é mais estável, e com o uso agrícola esse conteúdo é, de modo geral, acentuadamente reduzido quando se utilizam métodos de preparo com intenso revolvimento do solo e sistemas de cultura com baixa adição de resíduos vegetais, condições estas que influenciam a atividade e a biomassa microbiana (Venzke Filho et al., 2008).

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Meses coleta

I

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Figura 8. Nitrato nas lixiviações coletadas por período de tempo e acumulado em solo deformado (I e II) e indeformado (III e IV) com crescentes doses de resíduo orgânico de aves e suínos. No período de 1, 2, 3, 4 e 5 meses após a incubação inicial. Onde + T1= Testemunha (somente solo); ■ T2= 500 kg resíduo orgânico (RO); ▲ T3= 1000 kg RO; × T4= 2000 kg RO ˗ T5= 4000 kg RO; ● T6= 8000 kg RO.

O mesmo foi notado no trabalho de Sagoi et al. 2003 onde a maior lixiviação de N foi observada com a manutenção de palha na superfície fato que pode ser explicado por haver melhores condições de temperatura e umidade, as quais favorecem a atividade microbiana, que assim mineraliza mais matéria orgânica (Fries, 1997; Ernani et al., 2002) e transforma mais NH4+ para NO3-, tornando o nitrogênio mais facilmente lixiviável. Além disto, a incorporação de restos culturais com alta relação C/N num solo com intensa atividade microbiana, pode ter estimulado a imobilização temporária de nitrogênio (Lech, 2001). Com isto, menos nitrato foi lixiviado nos tubos com solo revolvido.

y = -2E-06x2 + 0,0343x + 101,14

R² = 0,9734

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Doses de resíduo orgânico kg.ha-1

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Meses coleta

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Doses de resíduo orgânico kg.ha-1

IV

III

II

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Notou-se também que na figura 8 nos gráficos I e III que o aumento de nitrato lixiviado segue a tendência do volume de água aplicada, já que o volume de água aplicado seguiu as tendências pluviométricas referentes a cada mês, foi notado que nos meses em que houve maior volume de água precipitada sobre os tubos de lixiviação houve uma maior taxa de nitrato lixiviado conforme a dose de adubo orgânico aplicado, apenas a sequencia do tratamento com 0 kg de adubo orgânico não seguiu esta variação. Levando a concluir que a lixiviação de nitrato é totalmente dependente do volume de água que passa pelo solo.

6.2.2. Mineralização de Nitrato com incubação e aplicação de doses crescentes de resíduo

orgânico De acordo com a Figura 9 no gráfico I todas as doses com de resíduo orgânico aplicadas

tiveram ponto de máxima mineralização entre o 35 e 42 dias após a incubação e o acumulo de nitrato tendeu a ser maior conforme a dose de adubo orgânico aplicado (figura 9II). A velocidade de mineralização foi maior no início da incubação e decresceu com o tempo. Comportamentos semelhantes com lodos de esgoto foram constatados por Boeira et al (2002) e Banerjee et al. (1997), em razão da decomposição inicial de formas nitrogenadas mais lábeis, com posterior predominância de formas recalcitrantes.

Em média segundo a figura 9I, 51,8% do nitrato mineralizado para os seis tratamentos foi obtido até o 35º dia de incubação. A partir daí e prolongando-se até o final da incubação, o processo atingiu patamares mais estáveis, aproximando-se da cinética do início da incubação, com diminuição do nitrogênio mineralizado em função do tempo, sendo tal situação mais evidente para o tratamento T6 (8000 kg.ha-1de resíduo orgânico).

Figura 9. Teor de nitrato mineralizado em cada tratamento e acumulado em solo com diversas doses de resíduo orgânico, onde T1= Testemunha (somente solo); ■ T2= 500 kg resíduo orgânico por há (RO); ▲ T3= 1000 kg.ha-1 RO; × T4= 2000 kg.ha-1 RO + T5= 4000 kg.ha-1 RO; ● T6= 8000 kg.ha-1 RO.

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Dias após incubação

y = 7E-07x2 + 0,006x + 188,69

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Doses resíduo orgânico em kg.ha-1

I

II

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No gráfico II da figura 9 nota-se que com o sucessivo aumento de dose de resíduo orgânico há o aumento de nitrato mineralizado no meio levando-nos a concluir que deve se haver o cuidado nas doses de resíduo aplicadas ao solo. Se o resíduo aplicado tiver como meta a supressão de N pelas culturas o mesmo deve fundamentalmente satisfazer as necessidades de N das plantas e evitar a geração de nitrato em quantidades excessivas que venham a lixiviar no perfil do solo, colocando em risco a qualidade das águas subsuperficiais (Gangbazo et al., 1995). 6. Resultados parciais - Verificamos que a possibilidade do uso do resíduo orgânico como fonte nutricional para a cultura é uma alternativa viável do ponto de vista produtivo, porém estudos em solos com menor fertilidade ou em sucessão de cultivos com uso de resíduo orgânico seriam interessantes para obtermos uma resposta produtiva mais concreta. - As mesmas taxas de decomposição de matéria seca foram notadas em todos os tratamentos inclusive na testemunha. - Maiores taxas de mineralização e de lixiviação de nitrato foram notadas com a aplicação de doses crescentes de resíduo orgânico de abatedouros de aves e suínos, doses adequadas com o potencial de extração da cultura devem ser calculadas para fortalecer assim a segurança ambiental de seu uso. - O potencial de mineralização do nitrogênio pode ser utilizado como um índice de disponibilidade de nitrato para a cultura do trigo, e calculo quantidade adequada de resíduo orgânico para máximo aproveitamento da cultura e redução de perdas. 7. Referências bibliográficas

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ANEXO I

Figura 10. Foto área experimental na safra de trigo no inverno de 2012.

Figura 11. Imagem do ensaio de respirometria para calculo do CO2. frascos de vidro contendo

solo em mistura com resíduo orgânico e recipiente com extrator de NaOH. Dados serão encaminhado juntamente com relatório final.