C.M. Sempiterno¹ & R.M. Fernandes

¹ INRB – ex-Laboratório Químico Agrícola Rebelo da Silva, Tapada da Ajuda, Apartado 3228, 1301­903 Lisboa, e-mail: cristina.sempiterno@inrb.pt

RESUMO

A aplicação ao solo, dos resíduos dos lagares de azeite, em bruto ou após um pro­cesso de compostagem, poderá assegurar um destino final para estes resíduos e ao mesmo tempo permitir a valorização agríco­la de alguns dos seus componentes.

Neste estudo, avaliaram-se os efeitos da aplicação ao solo de uma água-ruça (AR) e de um bagaço (B) provenientes de um lagar com sistema de extracção de três fases, bem como de um composto (C) sobre os teores de azoto total e mineral, de carbono orgâni­co e sobre a relação C/N no solo. Estabeleceram-se dois ensaios em vasos utilizando Hordeum vulgare var. Sereia como cultura teste e dois solos distintos: um Cambissolo calcárico -CMca e um Cambissolo dístrico -CMdy. Os ensaios foram delineados em blocos completos casualizados com três repetições, considerando dez tratamentos experimentais: uma testemunha e três níveis de aplicação de cada um dos três produtos mencionados, equivalentes a 80, 160 e 240 m³/ha.

Os resultados obtidos revelaram que a aplicação de B e de C ao solo provocou um aumento significativo (p≤0,05) nos teores de carbono orgânico, de azoto total e também na razão C/N de ambos os solos. A aplicação de AR e de B provocou um decréscimo significativo (p≤0,05) inicial, nos teores de azoto nítrico, no CMca. Tal efeito não se verificou com a aplicação do composto, o que sugere que, a técnica da compostagem poderá ser benéfica relativamente àqueles subprodutos.

Palavras chave: água-ruça; azoto, bagaço de azeitona; carbono, composto

Effects of soil application of olive mill waste water, solid olive mill waste and a compost on total and mineral nitrogen and on organic carbon

ABSTRACT

Olive mill wastes application to agricultural soils, directly or after composting, could represent a valuable option for their disposal and a good strategy for their valorization.

The aim of the experiment was to evaluate the effects of soil application of olive mill wastewater (OMW) and solid olive mill waste (SOMW) from a three phases olive mill, as well of a compost (C) obtained from a mixture of these byproducts with organic matter residues from gardens and croplands, on soil total and mineral nitrogen, on organic carbon and on carbon/nitrogen ratio.

Two factorial pot experiments were established using Hordeum vulgare var. Sereia as test crop and two soils – a Calcaric cambisol (CMca) and a Dystric cambisol (CMdy). The experiment was arranged into completely randomized blocks, with three replications, performing ten treatments. Four levels – 0, 80, 160 and 240 m³/ha – of each product were applied.

The obtained results showed a significative increase (p≤0,05) on organic carbon, total nitrogen and C/N ratio, in both soils by SOMW and C application. An initial significative decrease (p≤0,05) on NO3-N was verified with the application of OMW and SOMW on the CMca soil. Results showed that composting avoid initial nitrogen immobilization can be a better alternative to those by-products.

Key-words: carbon, compost, nitrogen, olive mill waste water, solid olive mill waste

INTRODUÇÃO

A presença de quantidades relativamente elevadas de matéria orgânica e de elementos minerais com propriedades fertilizantes leva a que, do ponto de vista agronómico, seja considerada benéfica a aplicação controlada destes produtos ao solo. Evitam-se assim tratamentos dispendiosos, frequentemente pouco eficazes e geralmente com consumos inaceitáveis de energia térmica e eléctrica (Di Giovacchino, 2005). A aplicação ao solo, tem por base a elevada capacidade de biodegradação nos solos que, assim, são aproveitados como um sistema eficaz de depuração relativamente aos resíduos vegetais, baseando-se na interacção física, química e microbiológica entre os componentes do resíduo e do solo. Esta prática assegura um destino final para os resíduos e contribui para a valorização agrícola de componentes desses produtos (Cabrera et al., 1996).

Relativamente à matéria orgânica, a aplicação destes subprodutos ao solo vai de encontro ao estabelecido no Acordo de Quioto (art. 3.4), que indica a necessidade de sequestrar o carbono orgânico no solo agrícola, contribuindo para diminuir a emissão de CO2 para a atmosfera que, como se sabe, é um dos gases responsáveis pelo aquecimento global terrestre. Além disso é sempre desejável que se apliquem produtos que funcionem como correctivos orgânicos aos solos, com realce para a maioria dos solos mediterrânicos, muito pobres em car-bono orgânico, conseguindo-se desse modo uma melhor estrutura física, uma maior fertilidade e uma maior resistência à erosão (Stevenson, 1994).

Por outro lado, a presença de compostos fenólicos e o teor de azoto relativamente baixo, destes materiais, provocam uma imobilização do azoto, que deste modo poderá ficar temporariamente indisponível para as plantas (Sánchez-Monedero et al., 2008).

A compostagem visa a eliminação dos polifenóis, criando-se melhores condições para um aumento da taxa de mineralização da matéria orgânica aplicada, assim como a diminuição da acidez original dos subprodutos, de modo a obter-se uma reacção próxima da neutralidade. Associado à matéria orgânica está o azoto que desta forma passa a estar em maior quantidade na forma iónica, principalmente como NO3^-ou como NH4⁺. O produto resultante da compostagem apresenta-se sem elementos fitotóxicos, com um nível elevado de humificação e com um maior teor em nutrientes (Albuquerque et al., 2006).

Vários autores (Balis et al., 2001; Baeta et al., 2002; Cegarra et al., 2004; Roig et al., 2006) têm estudado a técnica de compostagem dos subprodutos dos lagares de azeite, tendo concluído que esta é uma técnica viável, de baixo custo e que respeita o ambiente, produzindo correctivos orgânicos isentos de fitoxicidade, ricos em matéria orgânica bem humificada e com um considerável teor em potássio e azoto que podem assim ser utilizados, sem risco ambiental, para melhorar a fertilidade dos solos.

Com este trabalho pretende-se avaliar os efeitos da aplicação aos solos agrícolas de águas-ruças (AR), bagaços de azeite (B) e produtos resultantes da sua compostagem (C), tendo-se avaliado as alterações que decorreram sobre os teores de azoto total e mineral, de carbono orgânico e da razão C/N no solo.

MATERIAL E MÉTODOS

Tendo em vista os objectivos do estudo, estabeleceram-se 2 ensaios em vasos, utilizando cevada (Hordeum vulgare var. Sereia) como cultura teste (Sempiterno & Fernandes, 2006) e, dois solos de características fisico-químicas distintas, delineados em blocos completos casualizados com três repetições. Foram considerados dez tratamentos experimentais, uma testemunha (sem adição de qualquer produto) e três níveis de aplicação dos três produtos mencionados, equivalentes à aplicação de 80, 160 e 240 m³ /ha.

Utilizou-se uma água-ruça e um bagaço de azeitona provenientes de um lagar com sistema contínuo de três fases e um compos-to resultante da compostagem daqueles dois subprodutos com outros resíduos (bagaço de uva, de figo e de alfarroba, restos de poda, aparas de relva e serradura). As características analíticas destes produtos apresentam-se no Quadro 1.

Quadro 1 – Características analíticas da água-ruça (AR) do bagaço (B) e do composto (C)

Utilizaram-se dois solos distintos, um derivado de granitos, proveniente da zona de Viseu (Cambissolo dístrico -CMdy) e outro derivado de rocha calcária, da região de Santarém (Cambissolo calcárico -CMca), cujas características físico­químicas se apresentam no Quadro 2. As análises foram efectuadas segundo os métodos em uso no LQARS (LQARS, 1988).

Quadro 2 – Características físico-químicas dos solos CMca e CMdy utilizados no ensaio (0-20 cm)

Entre as características que distinguem os dois solos, salienta-se a capacidade de troca catiónica (CTC), com o valor 13,62 cmol(+) kg^-1 para o solo CMca e 8,37 cmol(+) kg^-1 para o solo CMdy. Do mesmo modo serve de distinção a caracterização granulométrica, o solo CMca apresenta 9,1 % de areia grossa, 14,9 % de areia fina, 56,4 % de limo e 19,6 % de argila, classificando-se como um solo de textura Franco-limosa e o solo CMdy apresenta 43,4 % de areia grossa 33,4 % de areia fina, 15,5 % de limo e 7,7 % de argila, classificando-se como um solo de textura Franco-arenosa. Estes dois solos apresentam também reacções distintas, que se manifestam pelos seus valores de pH, sendo o CMdy considerado um solo ácido (pH entre 4,6 e 5,5), e o solo CMca considerado um solo pouco alcalino (pH entre 7,6 e 8,5) (LQARS, 2006).

O ensaio foi instalado em vasos de polietileno com capacidade para 1,5 litros. Na data de aplicação da água-ruça, do bagaço e do composto, forneceu-se também água desionisada a todos os vasos, de modo a obter-se um teor de humidade correspondente a 70 % da capacidade de campo, que se procurou manter ao longo de todo o período experimental.

Determinaram-se os parâmetros -carbono orgânico (Corg), azoto total (N tot), azoto nítrico (NNO3) e razão carbono/azoto (C/N) ­, após um breve período de incubação de três dias (antes da sementeira) – período I,e após um período de 170 dias (após a colheita da cultura) -período II.

Os métodos analíticos utilizados na análise do N e do C no solo foram: N total – Norma ISO 13878, determinação após combustão seca, num analisador elementar de CNS (Leco 2000); N nítrico – Extracção com uma solução de sulfato de cobre 0,01 M e doseamento por eléctrodo selectivo ião nitrato; C orgânico – Oxidação por via húmida com dicromato de sódio 0,5 M e doseamento por espectrofotometria de absorção molecular a 645 nm.

Recorreu-se à análise de variância multi-factorial (ANOVA tipo II), para avaliar os efeitos dos tratamentos experimentais sobre os vários parâmetros do solo considerados no estudo e ao teste de Duncan (p=0,05) para comparação de médias a posteriori.A aplicação dos referidos métodos de análise estatística foi efectuada utilizando o programa de análise estatística Statgraphics 5 plus.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Carbono orgânico

A análise dos resultados encontrados para os três produtos (Quadros 3 e 4), revelou que a aplicação de quantidades crescentes de água-ruça não teve influência significativa (p>0,05) no teor do car-bono orgânico, em nenhum dos solos utilizados nos ensaios. Tratando-se de um produto com um teor de carbono de apenas 0,7 % era já previsível que os solos não respondessem à sua aplicação, relativamente ao parâmetro em causa.

Quadro 3 -Teores de carbono, azoto total e azoto nítrico e razão C/N doseados nos dois solos no período I (antes da sementeira)

Quadro 4 -Teores de carbono, azoto total e azoto nítrico e razão C/N doseados nos dois solos no período II (após a colheita da cultura)

Quer a aplicação de doses crescentes de bagaço quer de composto provocou, de uma forma geral, acréscimos significativos (p≤0,05) do teor de carbono orgânico, em ambos os solos, dando origem a teores superiores aos encontrados na testemunha, tanto no período I como no período

II. Este efeito apenas não se verificou no solo CMdy com a dose de 80 m³/ha.

Calculou-se a eficiência aparente (%) da aplicação das diferentes doses dos três produtos na variação do teor de carbono orgânico dos dois solos em estudo, que se apresenta no Quadro 5. Esta eficiência resulta da razão entre a variação real observada analiticamente (ou seja a percentagem de carbono orgânico determinado em cada tratamento experimental subtraída da percentagem de carbono orgânico observada na testemunha) e a variação calculada com base nas características dos diferentes produtos. Analisando o Quadro 5 verifica-se que no solo CMca a eficiência da aplicação de bagaço e de composto foi maior do que no solo CMdy, o que está de acordo com a correlação estreita existente entre a capacidade de retenção de matéria orgânica e a granulometria dos solos, com efeito, solos de textura mais fina tendem a ter uma maior capacidade de retenção de matéria orgânica (Brady & Weil, 2002).

Quadro 5 – Valores de eficiência aparente (%) da aplicação das diferentes quantidades de bagaço (B) e composto (C) sobre o teor de carbono orgânico em ambos os solos nos períodos I e II

No período I, no cambissolo calcárico, a aplicação de bagaço conduziu aos valores mais elevados de eficiência de retenção de carbono orgânico (superior a 85%) independentemente das doses aplicadas. Já para o composto a eficiência foi crescente com os volumes aplicados. No entanto, no período II o composto revelou eficiências superiores às apresentadas pelo bagaço.

No cambissolo dístrico, no período I,a aplicação de composto mostrou maior eficiência que o bagaço, para as primeiras doses (80 e 160 m³/ha), atingindo-se o valor mais elevado de 74 % para o segundo nível de aplicação. Neste solo, tanto o bagaço como o composto, quando aplicados no nível mais alto (240 m³/ha), originaram respostas de eficiência inferiores relativamente às observadas com a dose intermédia (160 m³/ha). No período II registou­se uma inversão nos resultados observando­se valores mais elevados de eficiência para o bagaço nas duas primeiras doses.

Em relação ao período II, a dose 160 m³/ha é, de modo geral, aquela que apresenta valores de eficiência mais elevados, para ambos os produtos e nos dois solos em estudo, com excepção do caso do composto no solo CMdy.

Não se apresentam os dados de eficiência aparente para a água-ruça porque, em ambos os solos, os valores doseados nos tratamentos que receberam este produto foram inferiores aos registados na testemunha.

Azoto total e mineral

Relativamente ao teor de azoto total (Ntot) registou-se um acréscimo significativo com a aplicação das doses mais elevadas de bagaço e de composto, não se tendo observado resposta significativa à aplicação de água-ruça (Quadros 3 e 4).

No que respeita aos teores de azoto na forma nítrica (NNO3), observaram-se respostas distintas nos dois solos. No Cambissolo dístrico (CMdy), no período I, os teores encontrados não foram influenciados significativamente (p>0,05) quer pela aplicação dos diferentes produtos quer pelas diferentes doses utilizadas, não apresentando em nenhum dos casos, valores significativamente diferentes dos observados na testemunha. No período II observou-se um decréscimo que apesar de estatisticamente significativo (p≤0,05) apresenta uma diferença de valores reduzida, com a aplicação das doses mais elevadas de bagaço e com kg^-1 (nos tratamentos com 240 m³/ha) e qualquer dose de composto.

No Cambissolo calcárico (CMca) a apli-cação de água-ruça e de bagaço deram ori-gem, no período I,  a valores de azoto na forma nítrica significativamente diferentes (p£0,05) entre as várias doses e inversamente proporcionais às quantidades aplicadas, variando entre  cerca de 30 mg kg-1 (nos tra-tamentos com 80 m3/ha) e cerca de 12 mg kg-1 (nos tratamentos com 240 m3/ha) e  todos eles significativamente inferiores à concentração obtida na testemunha. No entanto, no período II este efeito deixou de se fazer sentir, na medida em que, os valores doseados para a dose mais elevada de água-ruça deixou de ser significativamente diferente da testemunha e, no bagaço, o valor obtido foi significativamente superior ao da teste-munha assim como aos das outras doses.

Este efeito sobre o teor de azoto nítrico já tem sido referido por outros autores como sendo resultado de uma imobilização do azoto mineral resultante da elevada razão C/N do material aplicado ao solo (Mengel & Kirkby, 2001; Ordónez et al., 1999) e também da presença de substâncias orgânicas que podem interferir na actividade microbiana do solo, designadamente os compostos fenólicos presentes em elevadas quantidades nestes produtos, provocando uma inibição temporária do processo de nitrificação (Pérez & Galhardo-Lara, 1987).

No período I, a aplicação de composto, em ambos os solos, deu origem a teores de NNO3 não significativamente diferentes (p>0,05), entre as diferentes doses aplicadas, nem entre estas e a testemunha. Este comportamento confirma estudos efectuados anteriormente que apontam para a não existência de substancias tóxicas no produto resultante da compostagem, com especial referência aos compostos fenólicos (Balis et al., 2001; Cegarra et al., 2004; Roig et al., 2006; Fakharedine, 2006 cit. por Sánchez-Monedero et al., 2008). No período II, a aplicação de composto deu origem a teores de NNO3 significativamente mais elevados (p≤0,05) para a dose 240 m³/ha, no solo CMca.

Razão carbono/azoto

A razão carbono/azoto (C/N) revela a maior ou menor estabilidade do solo na manutenção do teor de matéria orgânica em períodos de tempo mais longos, sendo sinónimo de imobilização de carbono valores desta razão mais elevados.

A água-ruça, apesar de apresentar um valor de C/N=35, não alterou significativamente (p>0,05) os valores iniciais desta razão de ambos os solos, nem mesmo com a dose mais elevada (240 m³/ha), o que possivelmente se deve ao facto de se tratar de um produto com um teor de humidade muito elevado (99,4 %) não permitindo a existência de uma interacção suficiente para que surta efeitos quantificáveis (Quadros 3 e 4). Já a aplicação de volumes crescentes quer de bagaço quer de composto provocou, no período I, acréscimos significativos (p≤0,05) nos valores desta razão. As maiores variações ocorreram no solo derivado de calcário e com textura mais fina (CMca), o que está de acordo com o previsto, sendo de realçar o efeito da aplicação de 240 m³/ha de bagaço que deu origem a um valor duas vezes e meia maior do que o observado na testemunha.

No período II, no solo CMca, continuou a observar-se um aumento significativo (p≤0,05) da razão C/N com a aplicação de quantidades crescentes de bagaço e de composto, mais relevante no caso do primeiro produto. Neste período, no solo CMdy não se observaram diferenças significativas entre os vários tratamentos experimentais.

Os resultados obtidos nestes ensaios permitem concluir que:

As características físicas e químicas distintas dos solos foram determinantes na resposta à aplicação dos produtos relativamente aos parâmetros em análise.

A água-ruça pela sua elevada humidade e consequente elevada diluição de constituintes, não deu origem a alterações significativas finais no solo.

Revelou-se a importância de se assegurar um intervalo de tempo entre a aplicação de água-ruça ou bagaço ao solo, e a sementeira de uma cultura., evitando-se a fase inicial de carência em N e permitindo a degradação das possíveis substâncias fitotóxicas presentes.

Tanto as aplicações de bagaço como de composto demonstraram ser uma via importante de sequestrar o carbono no solo, com vantagem para o derivado da compostagem, porque não apresenta imobilizações de azoto numa fase inicial de aplicação.

A quantidade 160 m³/ha aparentou ser o valor mais eficaz, em termos de aumento do carbono orgânico do solo, tanto para o bagaço como para o composto.

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