C. Cunha-Queda¹, M.-C. Morais¹, H.M. Ribeiro¹ & M.H. Almeida²

¹ UIQA, ²CEF, Instituto Superior de Agronomia,TU Lisbon, Tapada da Ajuda 1349-017 Lisboa, Portugal, e-mail: crisqueda@isa.utl.pt

RESUMO

No presente trabalho procedeu-se à carac­terização físico-química e biológica de pro­dutos obtidos a partir da compostagem de diferentes resíduos orgânicos: lamas de estações de tratamento de águas residuais (ETAR), fracção orgânica de resíduos sóli­dos urbanos (RSU) e, resíduos verdes de parques e jardins. Foi ainda caracterizado um substrato comercial utilizado em vivei­ros florestais.

O composto que apresentou maior limita­ção para ser utilizado na formulação de subs­tratos foi o produzido a partir da fracção orgânica de RSU devido aos elevados valores de pH e de condutividade eléctrica, e aos bai­xos valores de índice de germinação e de crescimento verificados para a espécie utili­zada, o Lepidium sativum; os compostos que apresentaram maior potencialidade para ser utilizado na formulação de substratos foram os produzidos a partir de lamas de ETAR e de resíduos verdes de parques e jardins.

Palavras-chave: Composto, qualidade, substrato, viveiro

ABSTRACT

Present work aimed the physic-chemical and biological characterization of products obtained from composting of several organic wastes: sewage sludge produced at wastewater treatment plants (WWTP), organic fraction of municipal solid waste (MSW) and, green waste from parks and gardens. A commercial sub­strate used at nursery plants was also characterized.

The compost that presented minor po­tentiality to be used on the formulation of substrates was compost produced from organic fraction of MSW due to its high values of pH and electrical conductivity, and low values of germination and growth indexes for Lepidum sativum; composts analysed that presented high potentiality to be used on the formulation of sub­strates were those that were produced from WWTP sewage sludge and from green wastes.

Key-words: Compost, nursery, quality, sub­strate

INTRODUÇÃO

Segundo Abad et al. (2005) o melhor substrato de cultura depende, entre outros, do tipo de material vegetal (semente, estaca, planta, etc.), espécie cultivada, condições climáticas, tamanho e forma do contentor, rega e fertilização, aspectos económicos e a experiência de uso. Entre os vários materiais disponíveis, a turfa tem sido o material orgânico mais utilizado na formulação de substratos para viveiros florestais (Peñula-Rubira & Ocaña-Bueno, 2000). Contudo, a turfa é um recurso limitado, não renovável e caro e, por isso, a utilização de materiais alternativos, como compostos ou outros materiais orgânicos tem sido apontada como uma alternativa viável na formulação de substratos para a produção de plantas flores­tais (Bonnet et al., 2002; Ribeiro et al., 2009). No entanto, vários autores referem que a salinidade (Castillo et al., 2004; Gar­cia-Gomez et al., 2002), os valores elevados de pH que reduzem a disponibilidade de micronutrientes (Perez-Murcia et al., 2006; Ribeiro et al., 2007), assim como a presença de substâncias com efeito fitotóxico (Ribei­ro et al., 2000; Perez-Murcia et al., 2006) podem limitar o uso de compostos na for­mulação de substratos, pelo que se torna necessária uma avaliação preliminar de cada composto destinado a este fim.

Abad et al. (2005) referem que para obter bons resultados durante a germinação, enraizamento e crescimento das plantas devem ser consideradas as características do substrato, nomeadamente: propriedades físi­cas (elevada capacidade de retenção de água facilmente disponível, suficiente arejamen­to, distribuição adequada do tamanho das partículas, baixa densidade aparente, eleva­da porosidade total, estrutura estável); pro­priedades físico-químicas e químicas (capa­cidade de troca catiónica adequada ao tipo de fertirrega, suficiente nível de nutrientes assimiláveis, salinidade reduzida, pH ligei­ramente ácido e capacidade tampão mode­rada, velocidade de decomposição baixa) e outras propriedades (ausência de sementes de infestantes, nemátodos e outros patogéni­cos e de substâncias fitotóxicas, reprodutibi­lidade e disponibilidade, baixo custo, facili­dade de preparação e de manuseamento, facilidade de desinfecção e estabilidade à desinfecção, resistência a alterações físicas, químicas e ambientais extremas).

A nível da União Europeia não existe uma norma de qualidade para o composto. Alguns países da União Europeia têm padrões de qualidade para compostos, mas não se verifica uniformidade nem para os parâmetros de avaliação, nem para os valo­res indicados. Em 2001 foi proposta no Working Document Biological Treatment of Biowaste (DG Env., 2001) uma classifica­ção para compostos em função da concen­tração de metais pesados (crómio, níquel, cobre, zinco, cádmio, mercúrio e chumbo). Em Portugal, Gonçalves (2001) apresentou uma proposta de regulamentação sobre qua­lidade de composto para utilização na agri­cultura. Após várias revisões, na última ver­são, datada de Dezembro de 2008 e intitula­da “Especificações Técnicas sobre a Quali­dade e Utilizações do Composto” (Anóni­mo, 2008), são estabelecidas classes de qua­lidade para o composto em função de alguns parâmetros e fixados os critérios para a sua utilização bem como as restrições julgadas convenientes para evitar efeitos indesejáveis para o solo, água, plantas, animais e seres humanos. Estes documentos, apesar de ain­da estarem em discussão, são ferramentas muito úteis para a avaliação da qualidade de compostos. Nos documentos referidos para além dos metais pesados são também indi­cados outros parâmetros como o grau de higienização, granulometria e pesquisa de germinação de infestantes e de partes de plantas com capacidade germinativa.

A estabilidade está relacionada com a actividade microbiológica e com o grau de transformação dos componentes das bio­massas facilmente degradáveis. Podem ser utilizados a) Métodos respirométricos: teste AT4 – actividade respiratória ao fim de 4 dias, o valor de AT4 deve ser inferior a 10 mg O2 g^-1 de matéria seca da amostra (DG Env., 2001) para que seja considerado um resíduo não biodegradável e esteja estabili­zado de acordo com o Artigo 2 (m) da Directiva 1999/31/EC; b) Teste do auto­aquecimento (FCQAO, 1994) em que a classe de estabilidade é determinada em função da temperatura que o composto atin­ge quando colocado em condições padroni­zadas (Quadro 1).

Quadro 1-Classes de estabilidade dos com­postos em função da temperatura obtida no teste do auto-aquecimento (FCQAO, 1994)

A avaliação da maturação de compostos pode ser realizada através de ensaios de bio­lógicos de germinação e de crescimento com agrião (Lepidium sativum L.), com os quais se avalia o efeito da presença de subs­tâncias com características de fitotoxicidade na germinação e no crescimento de agrião. Para que um composto ser considerado maturado o índice de germinação deve ser superior a 60% (Pera et al., 1991) e segundo CCME (1996) o índice de crescimento deve ser superior a 50%.

Os objectivos do presente trabalho foram a avaliação da qualidade de produtos com­postados em termos químicos, físicos e bio­lógicos, e a selecção de compostos com maior potencial para serem utilizados para a formulação de substratos para viveiros.

MATERIAIS E MÉTODOS

A caracterização físico-química e biológi­ca dos materiais orgânicos foi realizada de acordo com os parâmetros e métodos indi­cados no Quadro 2.

Quadro 2 -Parâmetros e métodos utilizados para a caracterização físico-química e biológica dos materiais orgânicos utilizados

RESULTADOS E DISCUSSÃO

No Quadro 3 são apresentados os resulta­dos relativos à caracterização físico-química e química dos materiais orgânicos estuda­dos, assim como os valores limite conside­rados adequados por diferentes autores.

Quadro 3 – Algumas características físico-químicas dos materiais orgânicos estudados e valores con­siderados adequados para a utilização de materiais orgânicos em agricultura e para a formulação de substratos (média±desvio padrão, n=3)

Os resultados mostram que os materiais que apresentaram um teor de humidade superior ao recomendado nas Especifica­ções Técnicas sobre a Qualidade e Utiliza­ções do Composto (Anónimo, 2008) foram: o substrato comercial recomendado para sementeiras em viveiros florestais (SC) e o composto produzido a partir de Lamas de ETAR (CL). Relativamente ao teor de maté-ria orgânica apenas o vermicomposto (VC) e um dos compostos produzidos a partir de resíduos verdes de parques e jardins (o CRV1) apresentaram teores inferiores a 30%.

No Quadro 3 são igualmente comparados os valores obtidos para os materiais orgâni­cos estudados com os valores propostos, por vários autores, para a utilização de materiais orgânicos para a formulação de substratos. Os resultados mostram que apenas o SC apresentou o valor da relação C/N dentro do intervalo de valores propostos. Relativa­mente à condutividade eléctrica (CE) verifi­cou-se que apenas o SC apresentou valores adequados para utilização como substrato, sendo de salientar que o CFO foi o material orgânico que apresentou o maior valor de CE. Apesar da condutividade eléctrica dos compostos CL, CRV1 e CRV2 poder limi­tar a utilização extreme destes compostos como substratos, a sua mistura com outros materiais com baixa condutividade eléctrica (por ex. turfa não fertilizada, cascas de coní­feras), em proporções próximas dos 50%, poderá conduzir à obtenção de um substrato adequado para a produção de plantas em viveiros. Efectivamente, Bonnet et al. (2002) verificaram ser possível produzir Eucalyptus viminalis, Mimosa scarbrella e Schinus terebinthifolius em contentores de 75 cm³ utilizando substratos contendo uma percentagem de 30 a 60% de compostos de biossólidos. Também Ribeiro et al. (2009) produziram Pinus pinea em contentores de 200 cm³ utilizando um substrato contendo 50% de composto de lamas de ETAR.

No Quadro 4 são apresentados os valores para os nutrientes N-NH4⁺, N-NO3^-, P, K⁺ e Mg²⁺ extraíveis para os materiais orgânicos estudados, assim como os níveis considera­dos adequados para a produção de plantas em viveiros (Ansorena-Miner, 1994).

Quadro 4 -Teores dos nutrientes (N-NH4⁺, N-NO3^-, P, K⁺ e Mg²⁺) extraíveis (extracto aquoso 1:6, v/v) para os materiais orgânicos estudados e respectivos valores adequados (média±desvio padrão, n=3)

Os valores obtidos indicam que os níveis de N-NO3^-, N-NH4⁺ e P mais elevados foram observados para o CL e para o CFO. Relativamente ao K⁺ os níveis mais eleva­dos foram observados para: VC, CFO, CRV1 e CRV2. Os níveis mais elevados para o Mg²⁺ observaram-se para o VC epara o CL. É, ainda de destacar que a mistu­ra do composto CL com materiais pobres em nutrientes extraíveis (por ex. turfa não fertili­zada, cascas de coníferas), em proporções próximas dos 50%, poderá conduzir à obten­ção de um substrato com teores de nutrientes próximos dos valores adequados. Ribeiro et al. (2009) verificaram que a substituição de 50% de um substrato à base de turfa por um composto de lamas de ETAR permitiu a obtenção de plantas de Pinus pinea com qualidade semelhante às obtidas com o substrato comercial e reduzir em 50% a fer­tilização efectuada.

No que se refere aos teores totais de zinco e cobre presentes nos materiais orgânicos (Quadro 5), apenas o composto de lamas de ETAR (CL) excedeu os valores para a clas­se 2 pelo que segundo o Working Document Biological Treatment of Biowaste (DG Env., 2001) é classificado como resíduo biodegradável estabilizado (RBE) (Quadro 6) e segundo as Especificações Técnicas sobre a Qualidade e Utilizações do Compos-to (Anónimo, 2008) como sendo Classe IIA (Quadro 6). Os restantes materiais orgâni­cos, relativamente a estes metais, são classi­ficados como compostos de elevada quali­dade.

Quadro 5 -Teores “totais” de zinco e de cobre nos materiais orgânicos (média±desvio padrão, n=3)

Quadro 6 -Valores máximos admissíveis para os teores “totais” de metais pesados (fracção solúvel em água régia) em compostos.

Relativamente à estabilidade (Quadro 7), todos os materiais apresentaram valores de actividade respiratória (AT4) inferiores a 10 mg O2 g^-1 m.s., o que segundo o DG Env. (2001) indica que todos os materiais são estáveis. A mesma conclusão pode ser obti­da através da interpretação dos resultados do teste do auto-aquecimento. Em todos os materiais a temperatura obtida neste teste foi inferior a 30 ºC. Desta forma, e de acordo com as normas interpretativas (Quadro 1 e FCQAO, 1994), todos os materiais são clas­sificados como sendo classe V, a classe de estabilidade mais elevada.

Quadro 7 -Estabilidade e maturação dos materiais orgânicos estudados e valores propostos

Apesar dos todos materiais utilizados se apresentarem estabilizados, os testes efec­tuados indicam que nem todos se encontram maturados. Com efeito, o índice de germi­nação mostra que o composto produzido a partir da fracção orgânica de RSU recolhida selectivamente (CFO) apresentou um IG = 53% relativamente ao ensaio com a teste­munha (realizado com água destilada), o que segundo Pera et al. (1991) indica que o composto apresenta características fitotóxi­cas. O índice de crescimento foi inferior a 50% para os compostos CFO e VC, tendo­se verificado que o IC nestes materiais foi apenas 0,7 e 28% respectivamente, do cres­cimento observado na modalidade testemu­nha. Estes resultados indicam, assim, que estes dois materiais não se encontram con­venientemente maturados para serem utili­zados em agricultura. É, ainda de acrescen­tar que o composto CFO foi o material orgânico que apresentou o maior valor de CE o que poderá ter contribuído para os valores baixos dos índices de germinação e de crescimento observados para este mate­rial.

Não se verificou a presença de infestantes e de partes de plantas com capacidade ger­minativa nos materiais usados.

CONCLUSÕES

Os resultados obtidos indicam que nenhum dos materiais avaliados neste traba­lho tem as características adequadas para ser utilizado como o único componente num substrato para a produção de plantas em viveiro.

Os materiais orgânicos estudados que apresentaram maior limitação para o uso como substratos foram o vermicomposto e o composto de fracção orgânica de RSU reco­lhida selectivamente devido à condutividade eléctrica muito elevada e aos índices de germinação e crescimento muito baixos.

Dos materiais orgânicos estudados os que apresentaram maior potencial para serem utilizados na formulação de substratos foram o composto de lamas de ETAR (CL) e os dois Compostos Resíduos Verdes de Parques e Jardins. Apesar da condutividade eléctrica poder limitar a utilização extreme destes compostos, a sua mistura com outros materiais com uma reduzida condutividade eléctrica (por ex. turfa não fertilizada, cascas de coníferas) em proporções próximas dos 50% poderá conduzir à obtenção de um substrato adequado para a produção de plan­tas em viveiros.

Em geral, os resultados obtidos mostram que é necessário proceder a misturas com outros materiais para a formulação de subs­tratos e verificar as propriedades físicas, físico-químicas, químicas e biológicas de forma a se obter um substrato com as carac­terísticas adequadas para a sua utilização em viveiros.

AGRADECIMENTOS

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito das actividades do INTERREG III B SU­DOE DEFOR SO2 /1.3/F64, Développe­ment Forestier -La recherche au service du développement durable et la compétitivité du secteur forestier Sud Ouest Européen.

A UIQA (Unidade de Investigação Quí­mica Ambiental) e o CEF (Centro de Estu­dos Florestais) têm o apoio financeiro da FCT (Fundação para a Ciência e Tecnolo­gia).

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Abad, M., Noguera, P. & Bures, S. 2001. National inventory of organic wastes for use as growing media for ornamental potted plant production: case study in Spain. Bioresource Technology, 77: 197-200.

Abad, M., Noguera, P. & Carrión, C. 2005. Sustratos para el cultivo sin suelo y ferti­rrigación. In C. Cadahía (Coord.) Ferti­rrigación, Cultivos hortícolas, frutales y ornamentales, pp. 299-354. Mundi-Prensa, Madrid, Spain.

Anónimo 2008. Especificações Técnicas sobre a Qualidade e Utilizações do Composto. Documento de trabalho da Agência Portuguesa do Ambiente, Lis­boa.

Ansorena-Miner, J. 1994. Substratos: pro­priedades e caracterizacion. Ediciones Mundi-Prensa, Madrid, España.         [ Links ]

Bonnet, B., Wisniewski, C., Reissmann, C., Nogueira, A., Andreoli, C. & Barbieri, S. 2002. Effects of substrates compose of biosolids on the production of Euca­lyptus viminalis, Schinus terebinthi­folius and Mimosa scabrella seedlings and on the nutritional status of Schinus terebinthifolius seedlings. Water Science and Technology, 10: 239-246.

CAN/BNQ 1996. Organic Soil Conditioners – Compost. CAN/BNQ 0413-200, secç­ão 9.3.3: 12-14.

Castillo, J. E., Herrera, F., López-Bellido, R. J., López-Bellido, F. J., López-Bellido, L. & Fernández, E. J. 2004. Municipal solid waste (MSW) composts as a to­mato transplant medium. Compost Sci­ence & Utilization, 12(1): 86-92.

CCME 1996. Guidelines for compost qual­ity. Canadian Council of the Ministers of the Environment, Minister of Public Works and Government Services Can­ada, cat. n.º EN 108-3/1-106E, 11pp.

CEC 1978. Standardisation of analytical methods for manure, soils, plants and water. Workshop organised by Commis­sion of the European Communities, Gent, Belgium.

DG Env. 2001. Working document Biologi­cal Treatment of Biowaste, 2nd Draft. Directorate-General Environment, Di­rectorate A -Sustainable Development and Policy Support, ENV.A.2 – Sustain­able Resources, Brussels, European Un­ion.

FCQAO 1994. Methods Book for the Anslysis of Compost, BGK, Nr. 230. Federal Compost Quality Assurance Organization, Cologne, Germany.

Garcia-Gomez, A., Bernal, M. P. & Roig, A. 2002. Growth of ornamental plants in two composts prepared from agroindus­trial waste. Bioresource Technology, 83: 81-87.

Gonçalves, M. S. 2001. Qualidade do com­posto para utilização na agricultura (proposta de regulamentação). Confe­rência Europeia sobre Compostagem -Estado da Arte e Histórias de Sucesso em Portugal e na Europa, Lisboa, Portu­gal.

Peñuelas-Rubira, J. & Ocaña-Bueno, L. 2000. Cultivo de plantas forestales en contenedores, principios e fundamentos. Mundi Prensa libros SL, Madrid, Spain.

Perez-Murcia, M. D., Moral, R., Moreno-Caselles, J., Perez-Espinosa, A. & Pare­des, C. 2006. Use of composted sewage sludge in growth media brocolli. Biore­source Technology, 97: 123-130.

Ribeiro, H. M., Romero, A. M., Pereira, H., Borges, P., Cabral, F. & Vasconcelos, E. 2007. Evaluation of a compost obtained from forestry wastes and solid phase of pig slurry as a substrate for seedlings production. Bioresource Technology, 98: 3294-3297.

Ribeiro, H. M., Vasconcelos, E., Cabral, F. & Ribeiro D. 2009. Fertilization of Pinus pinea L. with a sewage sludge-based compost. Waste Management & Research, 27: 112-118.

Ribeiro, H. M., Vasconcelos, E. & Santos, J. Q. 2000. Fertilisation of potted pelargo­nium with a municipal solid waste com­post. Bioresource Technology, 73: 247­-249.

Zucconi, F. & De Bertoldi, M. 1987. Com­post specifications for the production and characterization of compost from municipal solid waste. In M. De Ber­toldi, M. P. Ferranti, P. L’Hermite & F. Zucconi (eds) Compost: production, quality and use, pp. 30-50. Elsevier, New York, USA.

Zucconi, F., Monaco, A. & Forte, M. 1985. Phytotoxins during the stabilization of organic matter. In: J.K.R. Grasser (ed) Composting of agricultural and other wastes, pp.73-88. Elsevier, New York.

Zucconi, F., Pera, A., Forte, M. & De Ber­toldi, M. 1981. Evaluation toxicity of immature compost maturity. BioCycle, 22(2): 54-57.