Alterações químicas em solo cultivado com milho, algodoeiro e feijoeiro em sucessão e fertirrigado com esgoto sanitário tratado

Abstract

A utilização de esgoto sanitário tratado (EST) como fonte de água e nutrientes para os cultivos agrícolas é uma das principais alternativas a serem exploradas para lidar com a escassez hídrica. Quanto maior a quantidade de esgoto aplicada, menor será a necessidade de outras fontes de água para a cultura, contudo, a concentração de nutrientes e outros elementos químicos no EST podem limitar, consideravelmente, o seu uso. Assim, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de se avaliarem os impactos nos atributos químicos de um Latossolo Vermelho eutrófico cultivado com milho, algodoeiro e feijoeiro, em sucessão, e fertirrigados com EST, para fornecer de 50 a 200% da recomendação de potássio para essas culturas, cultivadas no Norte de Minas Gerais, região semiárida. Os experimentos foram conduzidos em campo, em uma área anteriormente cultivada com algodoeiro, de maio a outubro de 2012, com objetivo semelhante ao do presente trabalho. Os tratamentos foram definidos por quatro doses de potássio, fornecidas via esgoto sanitário efluente de tratamento terciário da ETE de Janaúba/MG, constituídos pela aplicação de 50 (T1), 100 (T2), 150 (T3) e 200% (T4) da recomendação da adubação de potássio em cobertura para as respectivas culturas e com um tratamento testemunha (T0), no qual foi feito o fornecimento de 100% da recomendação de N, P e K via adubação mineral e aplicação de água com padrão de potabilidade. Os experimentos foram arranjados em delineamento de blocos casualizados, com 5 tratamentos e quatro repetições totalizando 20 parcelas experimentais. Cada parcela tinha área de 32 m 2 e seis linhas laterais de sistema de aplicação por gotejamento. Nos tratamentos que receberam EST, a demanda hídrica foi complementada com água com padrão de potabilidade e as recomendações de N, P para as culturas foram complementados com adubação mineral. Após cada cultivo na área foram coletadas amostras de solo, por camada de 0,20 m até 0,80 m de profundidade, para as análises químicas do solo, de argila dispersa em água e de condutividade elétrica no extrato da pasta saturada do solo (CE es ). Após a colheita do milho, cultivado de novembro de 2012 a fevereiro de 2013, verificou-se, pela análise de regressão, que com o aumento da lâmina de EST aplicada, a partir da camada de 0,2 a 0,4 m, os teores de Na + trocável no solo aumentaram, o que proporcionou comportamento semelhante para a porcentagem de sódio trocável (PST) nas camadas de 0,20 a 0,40 m e 0,60 a 0,80 m e para a razão de adsorção de sódio (RAS) na camada de 0,60 a 0,80 m; além disso, observou-se, em algumas camadas do solo, redução nos valores da saturação por bases e teores de matéria orgânica, Mn e Cu disponíveis. Após a colheita do algodão, cultivado de junho a novembro de 2013, com o aumento da lâmina de EST aplicada, até 0,2 m de profundidade, houve redução no pH, teores de cálcio trocável, soma de bases (SB), capacidade de troca de cátions potencial (CTC ph7,0 ) e saturação por bases (V) e aumento na acidez potencial; nas demais camadas observou-se aumento na acidez potencial e nos teores de Fe disponível e redução nos teores de B e Zn disponíveis; em todo o perfil do solo, em função da lâmina de EST aplicada, os teores de sódio trocável, PST e RAS aumentaram; a CE es , assim como ocorreu após o cultivo do milho, aumentou apenas na camada de 0,60 a 0,80 m de profundidade do solo, o que pode ter proporcionado a redução na ADA na mesma camada. Após a colheita do feijão, cultivado de abril a junho de 2014, com o aumento da lâmina de EST aplicada, observou-se aumento nos teores de Na + trocável, PST e RAS em todo o perfil do solo; a ADA aumentou na camada de 0,2 a 0,4 m e diminuiu nas camadas vizinhas, na camada de 0,6 a 0,8 m não houve diferença entre os tratamentos; o pH e a CE es aumentaram até 0,6 m de profundidade em função da lâmina de EST aplicada. Os teores de Cu disponível, a partir da camada de 0,20 a 0,40 m, diminuíram com o aumento da lâmina de EST aplicada. A aplicação de EST, além de fornecer até 200% da recomendação de K para as culturas do milho, algodoeiro e feijoeiro, proporcionou economia de até 50% de toda a água demandada pelas culturas, 65 e 69% dos 160 kg ha -1 de N e 42 e 83% dos 120 kg ha -1 de P 2 O 5 recomendados para as culturas do milho e algodoeiro, respectivamente. E, para a cultura do feijoeiro, proporcionou economia de até 49,5% dos 100 kg ha -1 de N e 41% dos 90 kg ha -1 de P 2 O 5 recomendados. Assim, após os cultivos realizados na área pode-se concluir que: a aplicação de EST, para fornecer até 200% da recomendação de K para as culturas agrícolas, não aumentou as concentrações de macro e micronutrientes no solo que representassem risco de toxicidade às plantas; A concentração de sódio foi mais restritiva que a de potássio para o uso agrícola do EST devido aos aumentos lineares na porcentagem de sódio trocável e na razão de adsorção de sódio, no perfil do solo, em função das lâminas de EST aplicadas; a aplicação de EST não alterou o teor de matéria orgânica no solo; após o último cultivo, até 0,6 m de profundidade do solo, houve aumento no pH e na CE es em função das lâminas de EST aplicadas, atingindo valores de até 6,5 e 0,66 dS m -1 , respectivamente, na camada superficial; os teores de argila dispersa em água, nas camadas de 0,0 a 0,20 m e 0,40 a 0,60 m de profundidade do solo, diminuíram em função das lâminas de EST aplicadas, indicando serem mais influenciada pela salinidade do que pela sodicidade no meio.

The use of treated sanitary wastewater (TWW) as a source of water and nutrients for agricultural crops is one of the options to be explored to deal with water scarcity. The greater amount of sewage applied, decrease the need for other sources of water for the crop, but the concentration of nutrients and other chemicals at TWW may limit, considerably, its use. This work was developed with the aim of evaluating the impacts at chemical attributes of a Oxisol cultivated with maize, cotton and bean, in succession, and fertirrigated with TWW to supply 50 to 200% of the potassium recommendation for these crops, cultivated in the North of Minas Gerais, semiarid region on Brazil. The experiments were conducted in the field, at previously cultivated area with cotton, from May to October 2012, with similar objective at the present study. Treatments consisted of four potassium doses provided by tertiary treated sanitary wastewater, to supply 50 (T1), 100 (T2), 150 (T3) and 200% (T4) of recommendation of potassium fertilization in coverage for the crops and a control treatment (T0), to provide 100% of the recommendation of potassium, nitrogen and phosphorus by mineral fertilizer and irrigation with potable water. The experiments were arranged in a randomized complete block design with five treatments and four replications totaling 20 experimental plots. Each experimental plot had 32 m 2 of area and six lines of drip application system. In treatments with TWW, its contributions of N, P and water were supplemented with mineral fertilizer and potable water to meet the crop recommendations. After each cultivation, soil samples were collected until 0.80 m deep for the soil chemical analysis, and to analysis of water-dispersible clay (WDC) and electrical conductivity in the extract of saturated soil paste (ECs). After harvest of maize, grown since November 2012 until February 2013, it was found by regression analysis that increasing TWW application, exchangeable Na + levels increased, providing the same trends for sodium adsorption ratio (SAR) in 0.20- 0,40 and 0.60-0.80 m soil layers and for exchangeable sodium percentage (ESP) in 0.60-0.80 m layer; furthermore, in some soil layers, it was observed reductions at the basis saturation and organic matter contents, Mn and Cu available. After the cotton harvesting, grown of June to November 2013, until 0.20 m soil deep, with the increase of TWW application, the pH, exchangeable cálcium levels, sum of basis (SB), potential cation exchange capacity (CEC ph7,0 ) and basis saturation (BS) decreased and potential acidity increased; in the other soil layers, the potential acidity and Fe available increased and B and Zn available decreased; throughout the soil profile, the levels of exchangeable Na, SAR and ESP increased with the increase of TWW application. The ECs, as occurred after maize cultivation, increased only in the 0.60-0.80 m soil layer, what can have decreased WDC at the same layer. After the bean cultivation, from April to June 2014, throughout the soil profile, exchangeable Na, ESP and SAR increased with the increase of TWW application; the WDC increase in the 0.20-0.40 m layer and decreased in adjacent layers, in the layer 0.60-0.80 m treatments were statistically equals; pH and CEs increased until 0.6 m soil depth as a function of the TWW application. The Cu available, from the soil layers of 0.20-0,40 m until 0.60-0.80 m, decreased with increasing of TWW application. The TWW application, besides to supply until 200% of the recommendation of K for crops of maize, cotton and bean, allowed to save until 50% of all water demanded by crops, 65 and 69% of 160 kg ha -1 of N and 42 and 83% of 120 kg ha -1 of P 2 O 5 recommended for maize and cotton, respectively. And, for bean crop, it was possible to save 49.5% of the 100 kg ha - of N and 41% of the 90 kg ha -1 of P 2 O 5 recommended. After the crops cycles conducted in the area, it can be concluded that: the fertigation of TWW, to provide up to 200% of K recommendations for agricultural crops, did not increase the concentrations of macro and micronutrients in the soil that represented risk of toxicity to plants; for fertigation with EST, its sodium concentration was more restrictive than the potassium providing linear increases in exchangeable sodium content, SAR and ESP, in the soil profile, as a function of the supplied TWW quantities; the fertigation with EST did not change the content of organic matter in the soil; from the last cultivation cycle, until 0.6 m depth of the soil, pH and CEs increased as a function of the supplied TWW, its reaching values up to 6.5 and 0.66 dS m -1 , respectively, in the surface layer; the WDC contents, in the 0.0-0.20 m and 0.40-0.60 m soil deeps, decreased as a function of the supplied TWW quantities, suggesting it are more influenced by salinity than by sodicity in the soil.