Uso de hidrogel e aplicação de esgoto sanitário por gotejamento subsuperficial no cultivo do feijão-caupi

Abstract

A disponibilidade de água em quantidade e/ou qualidade já é um problema atual, dessa forma é importante procurar estratégias para diminuir a demanda por água tratada, aumentar a produção de alimentos e ao mesmo tempo melhorar a eficiência no uso da água. Nesse sentido, o uso de hidrogel é uma alternativa para aumentar à capacidade de retenção de água no solo e consequentemente a água disponível para as plantas. O uso de esgoto sanitário (ES) na agricultura é uma estratégia promissora, a qual possibilita reduzir o consumo de água, diminuir a poluição e preservar os recursos hídricos, disponibilizar água e nutrientes para as plantas e reciclar nutrientes para o solo. A disposição de ES no cultivo do feijão-caupi é promissora, pois é uma cultura de ciclo curto, baixa exigência hídrica e tem tolerância a salinidade do solo. Os sistemas de irrigação por gotejamento são reconhecidos como mais eficientes e seguros para a disposição de ES, pois evitam o contato direto do ES com a parte aérea das plantas, reduzindo as chances de contaminação do ambiente, operador e consumidor. É imprescindível o estudo de técnicas alternativas e mais sustentáveis de produção agrícola, como a aplicação de hidrogel e de ES no estabelecimento do feijão-caupi. A aplicação de ES por meio de irrigação por gotejamento subsuperficial (GSS) contribui para mitigação dos problemas atuais de disponibilidade de água versus produção de alimento. Os experimentos foram conduzidos na Universidade Federal de Viçosa. O primeiro trabalho constituiu pela combinação de oito doses de hidrogel (Agrogel®) e duas fontes de hidratação, com quatro repetições. As doses foram de 0; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,10; 0,12 e 0,14% de hidrogel no substrato seco. As fontes de hidratação foram o esgoto sanitário sintético (ESS) e a água destilada (AD). Observou-se que a capacidade de campo, o ponto de murcha permanente e a água disponível no substrato aumentam com as doses crescentes de hidrogel nos substratos hidratados com água destilada ou esgoto sanitário sintético. O hidrogel aplicado próximo das sementes afetam negativamente a emergência do feijão-caupi. Para os experimentos com a aplicação de ESS em diferentes profundidades de GSS no cultivo do feijão-caupi, as parcelas experimentais consistiram nos seguintes tratamentos: T1: vazão de 1,6 L h-1 e T2: 3,8 L h-1. As subparcelas foram compostas pelas seguintes profundidades de instalação do gotejo, S0: 0; S1: 5; S2: 10; S3: 15; S4: 20; S5: 25 e S6: 30 cm. Verificou-se que a emergência das plantas de feijão-caupi é comprometida com o aumento da profundidade de instalação dos gotejadores, assim como, as variáveis fisiológicas e o desenvolvimento das raízes do feijão-caupi fertirrigado com ESS. Além disso, o aumento da profundidade de instalação do gotejador afetou negativamente a produção de grãos e o desenvolvimento vegetativo do feijão-caupi. Em relação, as variáveis químicas do solo, a fertirrigação com ESS em profundidade incrementa a concentração de P, K, Ca e Mg no solo, e a concentração de sódio no solo é menor para as maiores profundidades de instalação dos gotejadores. Palavras-chave: Vigna unguiculata. Água Disponível. Nutrientes. Emergência. Fósforo.

The availability of water in quantity and/or quality is already a current problem, so it is important to look for strategies to reduce the demand for treated water, increase food production and at the same time improve water use efficiency. In this sense, the use of hydrogel is an alternative to increase the water retention capacity of the soil and consequently the water available for plants. The use of municipal wastewater (MWW) in agriculture is a promising strategy, which makes it possible to reduce water consumption, reduce pollution and preserve water resources, make water and nutrients available to plants and recycle nutrients into the soil. The use of MWW in cowpea cultivation is promising because it is a short-cycle crop with low water requirements and tolerance to soil salinity. Drip irrigation systems are recognized as the most efficient and safest way of disposing of MWW, as they avoid direct contact between MWW and the aerial part of the plants, reducing the chances of contamination of the environment, operators and consumers. It is essential to study alternative and more sustainable agricultural production techniques, such as the application of hydrogel and MWW in the establishment of cowpeas. The application of MWW through subsurface drip irrigation (SDI) helps to mitigate the current problems of water availability versus food production. The experiments were conducted at the Universidade Federal de Viçosa. The first experiment consisted of a combination of eight doses of hydrogel (Agrogel®) and two hydration sources, with four replicates. The doses were 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.10, 0.12 and 0.14% hydrogel in the dry substrate. The hydration sources were MWW and distilled water (DW). It was observed that field capacity, permanent wilting point and available water in the substrate increased with increasing doses of hydrogel in substrates hydrated with distilled water or synthetic MWW. Hydrogels applied close to the seeds negatively affect the emergence of cowpeas. For the experiments with the application of synthetic MWW at different SDI depths in cowpea cultivation, the experimental plots consisted of the following treatments: T1: flow rate of 1.6 L h -1 and T2: 3.8 L h-1. The sub-plots were made up of the following drip installation depths: S0: 0; S1: 5; S2: 10; S3: 15; S4: 20; S5: 25 and S6: 30 cm. It was found that the emergence of cowpea plants is compromised by increasing the installation depth of the drippers, as are the physiological variables and root development of cowpeas fertigated with synthetic MWW. Furthermore, increasing the dripper installation depth negatively affected grain production and the vegetative development of the cowpea. With regard to the chemical variables of the soil, fertigation with synthetic MWW at depth increases the concentration of P, K, Ca and Mg in the soil, and the concentration of sodium in the soil is lower for the greater depths of dripper installation. Keywords: Vigna unguiculata. Available water. Nutrients. Emergency. Phosphor.