Fertilidade e contaminação por metais pesados e microrganismos fecais de um solo sob pastagem pela aplicação de lama residual urbana

Soil fertility and contamination by heavy metals and faecal microorganisms as affected by biosolids application in pasture

M. G. Serrão¹, A. Varela¹, P. Fareleira¹, M. A. Castelo Branco¹, M. Fernandes², J. Martins¹, F. Pires¹, J. B. Ramos ², O. Monteiro¹ & A. Dordio³

 

RESUMO

Em vastas áreas do Alentejo, os solos sob pastagem natural apresentam baixa fertilidade. A aplicação de lama residual urbana (LRU) veicula matéria orgânica (M.O.) e nutrientes para o solo, mas também pode introduzir metais pesados e bactérias de origem fecal, pelo que é conveniente monitorizar o solo após a adição destes resíduos. Comparam-se as fertilizações orgânica com LRU e a mineral, nos efeitos em alguns índices de fertilidade e contaminação metálica e fecal de um solo derivado de xistos e grauvaques, no Alentejo, no 1º ano de um campo experimental com pastagens.

O campo, com um esquema experimentalem “split-plot”, foi constituído por seis talhões de 0,5 ha, correspondentes a três tratamentos de fertilização (nula, mineral e orgânica, com LRU), em dois tipos de pastagem, natural e semeada. Aplicaram-se cerca de 13 t/ha de uma mistura de LRU das ETARs de tratamento secundário de Alvito e de Vila Nova de Baronia, com teores apreciáveis de M.O., N e Ca. A adubação incluiu N, P, K, Zn e Mo. Determinaram-se os valores de pH (H2O) e os teores de M.O. total, N total, P e K “assimiláveis”, catiões de troca e de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn extraíveis por água régia, em amostras de terra (fracção < 2 mm), colhidas à profundidade de 0-15/20 cm, antes da aplicação dos fertilizantes e cerca de um ano após a incorporação dos mesmos no solo. Para a prospecção de indicadores microbianos de contaminação fecal (bactérias coliformes e Enterococcus), efectuaram-se três amostragens de terra (0-5/10 cm), imediatamente após a aplicação de LRU e seis e 13 meses depois, nas modalidades com e sem aplicação do resíduo.

Para ambos os tipos de pastagem, a aplicação de LRU beneficiou nitidamente a camada superficial do solo quanto ao teor de M.O., um ano após a aplicação dos fertilizantes, não tendo alterado o nível inicial de metais pesados ou de bactérias de origem fecal.

 

ABSTRACT

In wide areas of Alentejo, soils under natural pasture have low fertility. Urban biosolids (UB) application introduce organic matter (O.M.) and nutrients in the soil, but it can also add heavy metals and bacteria of faecal origin. Thus, soil monitoring after the application of these residues is required. Organic with UB and mineral fertilisations were compared regarding their effects on some fertility and metallic and faecal pollution indicators of a soil derived from schists and grauwacks, in the 1^st year of a field experiment with pastures.

The experimental layout was a split-plot design, with six plots of 0.5 ha, referring to three fertilisation treatments (“nil”, mineral, and organic, with UB), in natural and sown pastures. The UB application was about 13 t/ha of a UB mixture from the Alvito and Vila Nova de Baronia plants, rich in O.M., N, and Ca. Mineral fertilisation included N, P, K, Zn, and Mo. Soil samples (fraction <2 mm) collected at the 0-15/20 cm depth, before the fertilisers application and around one year after the establishment of the experiment were analysed for pH (H2O) value and O.M., total N, available P and K, exchangeable cations, and extractable aqua regia Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn. Microbial indicators of faecal contamination (coliform bacteria and enterococci) were also evaluated from topsoil samples (0-5/10 cm), collected immediately after the UB application, and 6 and 13 months afterwards, in the treatments with and without UB application.

For both types of pasture, the UB application significantly improved the O.M. content in the soil surface layer, one year after the fertiliser application, and did not change the initial soil levels of heavy metals and bacteria populations of faecal origin.

 

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text only available in PDF format.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Almeida, L.A.V. & Balbino, L.R. 1960. Determinação do fósforo e do potássio assimiláveis em alguns solos do País. Anais do Instituto Superior de Agronomia, Universidade Técnica de Lisboa, 23: 19-42.         [ Links ]

Alves, J.A. & Cardoso, J.C. 1967. Empreendimento de fertilização mineral e correcção do solo. I-Fertilização mineral. II Plano de Fomento (1959-1964). Direcção Geral dos Serviços Agrícolas, Lisboa.

Balsa, M.E.L. 1993. O solo. Metodologia químico-analítica para a sua caracterização. Trabalho de síntese elaborado como Prova Complementar para acesso à categoria de Assistente de Investigação. Estação Agronómica Nacional, Instituto Nacional de Investigação Agrária, Oeiras.

Bolton, J. 1972. Effects of potassium, magnesium, and sodium fertilizers and lime on the yield and composition of crops in a ten-year experiment at Rothamsted. Report Rothamsted experimental Station (Part 2): 102-110.

Brito, J.M.C. 1986. As Lamas Pretas como Fertilizante (Contribuição para o seu Estudo). Trabalho elaborado com vista à obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Agronómica, Instituto Superior de Agronomia, Lisboa.

Cardoso, J.C. 1974. A classificação dos solos de Portugal. Nova versão. Boletim de Solos do S.R.O.A., 17: 14-46.         [ Links ]

Costa, J.B. 1979. Caracterização e Constituição do Solo. (2ª Ed.). Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.

Curiale, M. 2004. MPN Calculator, version VB6. < htpp://i2workout.com/mcuriale//mpn/index.html >

Decreto-Lei n.º 118/2006. Diário da República nº 118, I Série-A, 21 de Junho 2006, pp. 4380-4388.

Dias, J.C.S. 2004. Guia de Boas Práticas – Aplicação de lamas na Agricultura. Reciclamas – Multigestão ambiental, S.A., Lisboa.

Domingues, H. 1999. Comportamento de Metais Pesados (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) em Solos tratados com Lamas Residuais Urbanas. Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia do Ambiente, Sistemas Naturais e Suas Tensões, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa.

Domingues, H., Monteiro, O.R., Pedra, F., Amaro J.T. & Gusmão, M.R. 2001. Aplicação de Lamas Residuais Urbanas em Solos Agrícolas. Síntese dos Estudos Desenvolvidos no Departamento de Ciência de Solo, da Estação Agronómica Nacional -INIA. Revista das Ciências Agrárias, 25 (3 e 4): 341-352.         [ Links ]

EN 13346 2000. Caractérisation des boues – Détermination des éléments traces et du phosphore – Méthodes d’ extraction à l’eau regale. Comité Européen de Normalisation (CEN), Bruxelles.

FAO 2001. Lecture notes on the major soils of the world. World Soil Resources Reports, 94. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.

Gerba, C.P. 2000a. Domestic wastes and waste treatment. In: Meyer, R. M., Pepper, I.L. & Gerba, C.P. (Eds.) Environmental Microbiology, pp. 505-534. Academic Press, San Diego, CA, USA.

Gerba, C.P. 2000b. Indicator microorganisms. In: Meyer, R.M., Pepper, I.L. & Gerba, C.P. (Eds.) Environmental Microbiology, pp. 505-534. Academic Press, San Diego, CA, USA.

Gonçalves, M.J.S. 1999. Gestão e Tratamento de Resíduos Sólidos Urbanos, sua Valorização para Fins Agrícolas pelo Método de Compostagem. Trabalho elaborado com vista à obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Agronómica, Instituto Superior de Agronomia, Lisboa.

ISO 11047 1998. Soil quality – Determination of cadmium, chromium, cobalt, copper, lead, manganese, nickel and zinc in aqua regia extracts of soil – Flame and electrothermal atomic absorption spectrometric methods. International Organization for Standardization, Genève.

LQARS 2000. Manual de Fertilização das Culturas. INIA – Laboratório Químico Agrícola Rebelo da Silva, Lisboa.

Norma Portuguesa 1048-2, 1990. Matérias fertilizantes. Adubos e correctivos alcalinizantes. Características, processos de análise e marcação. Instituto Português da Qualidade, Edição de Janeiro de 1991.

Pepper, I.L., Gerba, C.P., & Brendecke, J.W. 1995. Environmental Microbiology: A Laboratory Manual. Academic Press, San Diego, CA, USA.

Rigueiro, A., Rodriguez, S. & Mosquera, M.R. 2006. Residual effect of organic fertilization and liming on soil phosphorus and pasture in a silvopastoral system. Grassland Science in Europe, 11: 610-612.

Serrão, M.G., Gomes, R. & Silveira, H.L. 1999. Solarização do solo. Evolução da disponibilidade de alguns nutrientes e da salinidade em Solos Hidromórficos e Mediterrâneos Pardos. Revista de Ciências Agrárias, 22: 35-54.         [ Links ]

Serrão, M.G., Boto, J.M., Neves, M.J., Fernandes, M.L., Martins, J.C., Pires, F.P. & Oliveira, A. 2002. Evolução da fertilidade de um Solo Mediterrâneo Pardo de Materiais Não Calcários de grauvaques sob pastagem, por efeito da adubação e da fertilização com uma lama de ETAR. Revista de Ciências Agrárias, 25 (3 e 4): 382-393.         [ Links ]

Serrão, M.G., Fernandes, M.L., Martins, J.C., Pires, F.P., Domingues, H., Horta, C., Campos, A.M. & Dordio, A. 2004. As lamas residuais urbanas como melhoradoras da produção de misturas pratenses semeadas em solos marginais do Alentejo. Pastagens e Forragens, 25 (em publicação).         [ Links ]

Smith, S.R. 1996. Agricultural Recycling of Sewage Sludge and the Environment. CAB International, Wallingford, U K.

Turco, R.F. 1994. Coliform bacteria. In: R.W. Weaver et al. (Eds.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Microbiological and Biochemical Properties. SSSA Book Series, nº 5, Soil Science Society of America, Madison, USA.

Varennes, A. 2003. Produtividade dos solos e ambiente. Escolar Editora, Lisboa, Portugal.

 

¹ Dep. de Ciência do Solo e

² Dep. Estatística Experimental, Economia e Sociologia Estação Agronómica Nacional, Av. República, 2784-505 Oeiras, e-mail: gserrao@netcabo.pt;

³ Av. Bombeiros Voluntários, 38, 6º, 1495-020 Algés, dordioma@mail.telepac.pt