Desenvolvimento do tomateiro e modificações nas propriedades químicas do solo em função da aplicação de resíduos orgânicos, sob cultivo protegido

Development of tomato and changes in soil properties with organic materials application in greenhouse

PESQUISA

Desenvolvimento do tomateiro e modificações nas propriedades químicas do solo em função da aplicação de resíduos orgânicos, sob cultivo protegido¹

Development of tomato and changes in soil properties with organic materials application in greenhouse

Simone C. Mello^I; Godofredo C. Vitti^II

^IRua das magnólias, 135, J. Novo Mundo, 13.211-610 Jundiaí, SP

^IIESALQ, Departamento de Solos e Nutrição de Plantas, C. Postal 09, 13.418-900 Piracicaba, SP

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O experimento foi conduzido de fevereiro a agosto de 1997 no município de Piracicaba (SP), a fim de avaliar os efeitos de doses e resíduos orgânicos no desenvolvimento do tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill) cultivado em estufa e nos atributos químicos de um solo Podzólico vermelho-amarelo abrupto, A moderado, textura arenosa/média. O delineamento experimental foi de blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 4, sendo usados três resíduos orgânicos [composto de lodo de cervejaria e cavaco de eucalipto (CLC), composto de lixo (CL) e cama de frango (CF)] e quatro doses equivalentes a 0; 100; 150 e 200 kg ha^-1 de N, com quatro repetições. A produção de frutos de tomate não aumentou com a adição dos materiais orgânicos. A aplicação de CF reduziu o pH e o teor de Mg no solo. As doses do CLC elevaram o conteúdo de matéria orgânica, o teor de cálcio trocável e a capacidade de troca de cátions do solo. O CL, por sua vez, não alterou as propriedades químicas do solo.

Palavras-chave:Lycopersicon esculentum, adubação orgânica, cama de frango, composto de lixo, nitrogênio.

ABSTRACT

An experiment was carried out between February and August/97 to evaluate the effects of different organic wastes on the growth of tomato (Lycopersicon esculentum Mill) plants and on the chemical properties of an Ultisol soil. The experimental design was of complete randomized blocks with four replicates and treatments disposed in a factorial 3x4: three organic wastes [malt residue and eucalyptus chip compost (CLC), urban solid waste compost (CL) and chicken litter (CF)] and four rates equivalent to 0; 100; 150 and 200 kg ha^-1 of N. The fruit yield did not increase with organic waste additions. CF application decreased the pH and exchange Mg of soil. CLC addition increased the organic matter; exchange Ca and cation exchange capacity of soil. However, CL did not change the soil chemical properties.

Keywords:Lycopersicon esculentum, organic manure, chicken litter, urban solid waste, nitrogen.

Com o surgimento de novos processos de tratamento que permitem a redução do potencial poluidor dos resíduos orgânicos, o uso agronômico deles, como fonte de nutrientes às plantas e como condicionadores dos solos, tem se constituído em alternativa interessante na preservação da qualidade ambiental.

Além de possuírem matéria orgânica, que pode melhorar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo, os materiais orgânicos contêm nutrientes, dentre eles o N. Para espécies olerícolas, como o tomateiro, que apresenta alto requerimento por nutrientes em tempo relativamente curto, os materiais orgânicos são normalmente empregados visando suprir parte da necessidade de N pela planta, uma vez que a liberação desse nutriente depende da taxa de mineralização do material orgânico. Gerber et al. (1981) obtiveram aumento de 25,5% na produção de tomate com a aplicação de lodo de esgoto em quantidade equivalente a 112 kg ha^-1 de N, em relação à adição de 112-67-67 kg ha^-1 de N, P₂O₅ e K₂O como fertilizante mineral. Aumento no peso de matéria fresca de plantas de tomate, após sete semanas do transplante das mudas, foi constatado com as aplicações de 2 a 10%, em peso seco, de lodo de esgoto, atribuído à presença de N no material (Elliott & Singer, 1988). Em um Regossolo de textura arenosa, a produção média de oito anos de cultivo de tomate foi aproximadamente 85% superior com a aplicação de 56 kg ha^-1 de N, 84 kg ha^-1 de P₂O₅ e 56 kg ha^-1 de K₂O, juntamente com 10 t ha^-1 de esterco de curral, em relação à adubação mineral, cuja produção foi de 14,31 t ha^-1 (Freitas & Faria, 1981).

Quanto aos benefícios gerados pela adição de materiais orgânicos nas propriedades químicas do solo, são relevantes o aumento do pH, da capacidade de troca de cátions (CTC) e dos teores de nutrientes no solo. No pH do solo, Mazur et al. (1983) obtiveram elevação de 5,2 para 5,7 com a aplicação de 30 t ha^-1 de composto de resíduo urbano. Asiegbu & Oikeh (1995) observaram aumento no pH do solo, após 52 dias das adições de 10; 20 e 30 t ha^-1 de esterco de coelho ou de galinha. Incrementos na CTC do solo foram obtidos com 40 e 60 t ha^-1 de adubo orgânico, proveniente de restos de feno com esterco de curral (Ndayegamiye & Côté, 1989). Melo et al. (1994) observaram elevação na CTC quando 32 t ha^-1 de lodo de esgoto foram aplicados ao solo. Elevações nos teores de P e K do solo foram constatados após a aplicação de 12 t ha^-1 de esterco de galinha (Holanda et al., 1982).

Porém, em virtude da grande diversidade de materiais orgânicos, os efeitos de suas aplicações no solo são variáveis, necessitando de novas pesquisas, visando principalmente aqueles pouco estudados, dentre os quais pode-se citar os materiais derivados do lodo biológico produzido pelas indústrias de cervejarias. Esse resíduo, produzido em grande volume, é um grande problema para as indústrias, uma vez que a sua disposição em aterros sanitários está se tornando inviável, por razões econômicas e ecológicas.

Portanto, o trabalho objetivou avaliar os efeitos da aplicação de composto de lodo de cervejaria e cavaco de eucalipto, composto de lixo e cama de frango no desenvolvimento do tomateiro e nas propriedades químicas do solo, em ambiente protegido.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido de fevereiro a agosto de 1997, em solo Podzólico vermelho-amarelo abrupto, A moderado, textura arenosa/média, cultivado com tomate cv. Carmem, em condições de estufa, no município de Piracicaba, SP.

Os resíduos orgânicos utilizados no experimento foram: 1. composto de lodo de cervejaria e cavaco de eucalipto, proveniente da unidade de Guarulhos (SP), das Cervejarias Reunidas Skol Caracú S/A, constituído da mistura de lodo e terra infusória e cavacos de eucalipto, na proporção de 1:2, respectivamente. Este material foi compostado por cerca de 20 dias em pátio a céu aberto, sob condições de aerobiose, em sistema de leiras estáticas, com aeração forçada, cobertas com plástico. Após este período, o composto orgânico final foi separado do material não decomposto totalmente, por peneiramento; 2. composto de lixo preparado na usina de tratamento de Santo André (SP), por meio da permanência em biodigestor por 60 horas. Após esta etapa, o material foi disposto em leiras a céu aberto, revolvidos com o auxílio de pá carregadeira a cada oito dias, a fim de finalizar o processo de decomposição e peneirado em malha de 11 mm e; 3. cama de frango, constituída da mistura de serragem de pinus com esterco de frango, depositado durante 45 dias. Amostras representativas de cada resíduo foram coletadas e analisadas (Tabela 1).

O solo da área experimental (840 m²) foi amostrado 30 dias antes do plantio, coletando-se 15 sub-amostras à profundidade de 0-20 cm, para formar uma amostra composta, e analisado no Lab. de Análise de Solos do Depto. de Solos e Nutrição de Plantas da ESALQ/USP. Os resultados foram: pH (CaCl₂) = 5,1; matéria orgânica = 17 g dm^-3; P (resina) = 64 mg dm^-3; K, Ca e Mg = 4,6, 52 e 23 mmol_c dm^-3 , respectivamente; H + Al = 15 mmol_c dm^-3; CTC = 94,6 mmol_c dm^-3 e saturação por bases (V) = 84 %. Na adubação de plantio empregaram-se 300 kg ha^-1 de P₂O₅ como superfosfato simples (18% de P₂O₅) em área total da estufa, segundo Trani et al. (1996). Os materiais orgânicos foram aplicados juntamente com o fósforo. O nitrogênio e o potássio, em cobertura, foram fornecidos, durante o ciclo da cultura, via fertirrigação, totalizando 380 kg ha^-1 de N e 450 kg ha^-1 de K₂O, conforme indicações de Vivancos (1993), empregando-se as fontes nitrato de potássio (13% de N e 44% de K₂O) e uréia (45% de N).

As mudas de tomate cv. Carmem foram produzidas em bandejas, em casa-de-vegetação, e transplantadas para uma estufa do tipo arco, coberta com filme de polietileno aditivado, no espaçamento de 0,5 m entre plantas e 1,0 m entre fileiras, sendo que as plantas foram conduzidas em fitilhos. Pulverizações preventivas à podridão apical foram feitas semanalmente, a partir do início do florescimento, dirigidas aos frutos, com uma solução de cloreto de cálcio a 0,6% e espalhante adesivo (Castellane, 1988). Para o controle de pragas e doenças foram utilizados inseticidas e fungicidas cúpricos, respectivamente, conforme as necessidades da cultura.

O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições, no esquema fatorial 3 x 4, constituído de três resíduos orgânicos (composto de lodo de cervejaria e cavaco de eucalipto; composto de lixo e cama de frango) e quatro doses de N (0; 100; 150 e 200 kg ha^-1), tendo como fontes os resíduos orgânicos. Essas quantidades de N foram equivalentes a: 0; 7,0; 10,5 e 14 t ha^-1 de composto de lodo de cervejaria + cavo de eucalipto (CLC); 0; 2,9; 4,4 e 5,9 t ha^-1 de cama de frango (CF); 0; 8,2; 12,3 e 16,4 t ha^-1 de composto de lixo (CL). Cada parcela foi composta por 16 plantas com plantio em linha dupla, ou seja, oito plantas por linha, totalizando uma área de 8,0 m².

Para as determinações dos teores totais de macro e micronutrientes, na época do florescimento, foram coletadas cinco folhas por parcela, tomando-se a quarta folha a partir do ápice da planta, conforme metodologia descrita por Malavolta et al. (1997).

A colheita dos frutos ocorreu durante 56 dias, iniciando-se em 12/05 e se estendendo até 07/07/97. A produção total e a produção de frutos comercializáveis (frutos com diâmetro maior que 5,5 cm), bem como o peso médio de frutos e o número de frutos por planta foram avaliados nas 16 plantas da parcela.

No final do experimento, em 06/08/97, foram coletadas amostras de solo (20 amostras simples/parcela), para as determinações do pH (em CaCl₂), matéria orgânica (método colorimétrico), fósforo disponível (extraído por resina trocadora de íons e determinado por método colorimétrico), potássio, cálcio e magnésio (extraídos por resina trocadora de íons e determinados por espectrofotometria de absorção atômica) e acidez potencial (método tampão SMP). A capacidade de troca de cátions foi calculada pela soma das bases (K⁺, Ca⁺⁺ e Mg⁺⁺) e da acidez potencial (H⁺ + Al³⁺).

Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste F, a 5% de significância, com comparação entre médias feita pelo teste de Tukey para os resíduos orgânicos e regressão polinomial para as doses.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Para o número de frutos por planta (39,3), peso médio de frutos (122,6 g), produção total (108,9 t ha^-1) e de frutos comercializáveis (101,7 t ha^-1), a análise de variância não acusou diferença significativa para a interação dos fatores materiais orgânicos e doses, assim como dos fatores isoladamente. Para as doses, a análise de regressão polinomial também não foi significativa. Esses resultados indicam que a adubação mineral com N, aplicada via fertirrigação, foi suficiente para o desenvolvimento da cultura, embora existam indicações de resposta do tomateiro, em cultivo protegido, com a adição de até 540 kg ha^-1 de N. Por sua vez, Hampton et al. (1994) também não observaram incrementos na produção de tomate com a aplicação de 16 a 48 t ha^-1 de materiais derivados de lixo sólido, em solo adubado com 240 kg ha^-1 de N, atribuindo esse resultado às baixas doses adicionadas ou ao fertilizante inorgânico aplicado em todos os tratamentos.

Os teores foliares de macronutrientes e de micronutrientes não variaram entre os materiais orgânicos dentro de cada dose. As concentrações médias, em g kg^-1, de N, P, K, Ca, Mg e S foram: 43,2; 7,1; 31,9; 22,5; 6,4 e 5,3. Para o B, Cu, Fe, Mn e Zn foram encontrados os seguintes teores foliares médios, em mg kg^-1: 56,9; 212,5; 108,7; 91,2 e 30,6. Dessa forma, as diferenças entre os conteúdos de nutrientes nos materiais orgânicos não refletiram na concentração foliar.

Os teores foliares de K aumentaram linearmente com a aplicação do CLC (Figura 1), provavelmente devido ao fornecimento ao solo desse elemento pelo material orgânico, que se tornou disponível para as plantas. Resultados concordantes foram obtidos por Asiegbu & Oikeh (1995), os quais observaram acréscimos nos teores foliares de K após a adição de esterco de suíno ou lodo de esgoto, em quantidades que variaram de 10 a 30 t ha^-1. Por outro lado, as análises de regressões não foram significativas para os teores de K nas folhas com a aplicação do CL e da CF.

A adição do CLC diminuiu os teores de enxofre nas folhas (Figura 1). Essa redução, entretanto, foi pequena, não prejudicando o desenvolvimento da planta. As aplicações do CL reduziram linearmente as concentrações de Fe e Mn nas folhas (Figura 2). Provavelmente, as quantidades de matéria orgânica (8,2 a 16,4 t ha^-1) adicionadas por esse composto, bem como suas propriedades químicas (Tabela 1) reduziram a disponibilidade de Fe e Mn através da complexação pelos compostos orgânicos, o que resultou em menor acúmulo desses metais no tecido vegetal. Mugwira (1979) também constatou redução nas concentrações de Fe e Mn em plantas de milheto, com o aumento das doses de esterco de curral, devido, neste caso, ao aumento do pH proporcionado pelo adubo.

Para os teores foliares de Cu, ajustaram-se equações de regressões quadráticas em função da aplicação de CL (Figura 2) e CF, sendo que para este material orgânico a equação de regressão foi a seguinte: y=0,0046x² –1,0433x + 247,05 (R²=0,99). Fritz & Venter (1988) verificaram o mesmo comportamento em frutos de tomate, em que a adição de 50 t ha^-1 de composto de lixo reduziu o conteúdo de Cu, que aumentou posteriormente com a aplicação de 100 t ha^-1.

Com exceção do Cu, os teores dos nutrientes encontram-se dentro da faixa considerada adequada, segundo Trani & Raij (1996). Os teores foliares de N, K e Mg também foram semelhantes aos obtidos por Asiegbu & Oikeh (1995). Os teores de Cu, apesar de elevados, provavelmente devido à contaminação por pulverizações foliares com fungicidas cúpricos, não foram tóxicos às plantas.

As propriedades químicas do solo, aos seis meses após a incorporação dos materiais orgânicos, constam da Tabela 2. Com exceção dos teores de Ca trocáveis e da CTC, as características do solo não foram alteradas pelo tipo de material orgânico. Nas doses mais elevadas, os teores de Ca trocáveis foram superiores para o CLC em relação aos demais, em virtude da maior quantidade de Ca encontrada nesse material (Tabela 1). O mesmo comportamento foi observado para a CTC do solo, que foi maior para o CLC, provavelmente devido à natureza química desse material.

O pH sofreu redução linear com a adição da CF (Figura 3), possivelmente devido aos processos de nitrificação do amônio e produção de ácidos orgânicos, resultantes do ataque ao resíduo por fungos decompositores, o que está de acordo com as observações de Chang et al. (1991). Estes autores obtiveram reduções no pH de 0,3 a 0,7 unidade após onze aplicações anuais de 30 a 90 t ha^-1 de esterco de curral. As aplicações dos demais materiais orgânicos não alteraram o pH do solo. Isto indica, que dependendo do tipo de resíduo aplicado pode ou não ocorrer mudanças na acidez do solo, fato também comprovado por Eira & Carvalho (1970), que observaram aumento do pH com a adição de palha de cana e torta de filtro e nenhuma variação do pH com a adição de um composto orgânico. Os teores de Mg no solo foram reduzidos com a adição da CF (Figura 3), provavelmente pela diminuição no pH do solo, fato também reportado por Dai et al. (1995).

A adição do CLC aumentou o conteúdo de matéria orgânica do solo (Figura 4), o que pode ser explicado pela natureza estável dos compostos orgânicos deste resíduo, mais resistentes à degradação. Incremento no conteúdo de matéria orgânica do solo também foi comprovado por Gill & Meelu (1982), após a adição de 12 t ha^-1 de esterco de curral misturado com restos de feno. Resultados semelhantes foram obtidos por Murillo et al. (1989), com as aplicações de 200 e 400 t ha^-1 de composto de lixo urbano. Para os demais resíduos sugere-se que foram mais rapidamente decompostos, onde a maior parte do carbono orgânico foi consumida na respiração pelos microrganismos.

A aplicação do CLC aumentou linearmente os teores de Ca trocáveis e da CTC do solo (Figura 4). O aumento no teor de Ca pode ser atribuído ao fornecimento de Ca e pelo aumento da CTC. Pavan (1993) também observou aumento no teor de Ca do solo com a adição de esterco bovino curtido e biodigerido em dose equivalente a 120 kg ha^-1 de N, com aumento concomitante da CTC do solo. A relação linear (R² = 0,88) sugere que o aumento da CTC foi causado principalmente pelo carbono orgânico contido no material. Ndayegamiye & Côté (1989) também observaram incrementos na CTC de 7,6 e 15,2%, respectivamente, com a aplicação de 40 e 60 t ha^-1 de adubo orgânico (esterco de curral misturado com restos de feno), atribuídos aos incrementos nos conteúdos de carbono orgânico do solo.

Dessa forma, pode-se inferir que é possível melhorar a fertilidade do solo com o emprego de pequenas doses de composto de lodo de cervejaria e cavaco de eucalipto. Por outro lado, a ausência de resposta do tomateiro à adubação orgânica sugere a necessidade de novos estudos, utilizando quantidades maiores dos materiais orgânicos empregados, com o objetivo de incrementar a sua produtividade e reduzir a utilização de fertilizante mineral.

LITERATURA CITADA

Aceito para publicação em 15 de fevereiro de 2.002

• ASIEGBU, J.E.; OIKEH, S. Evaluation of chemical composition of manures from different organic wastes and their potential for supply of nutrients to tomato in a tropical Ultisol. Biological Agriculture and Horticulture, v. 12, p. 47-60, 1995.
• CASTELLANE, P.D. Podridão apical em frutos de tomateiro Jaboticabal: FUNEP, 1988. 39 p.
• CHANG, C.; SOMMERFELDT, T.G.; ENTZ, T. Soil chemistry after eleven annual applications of cattle feedlot manure. Journal of Environmental Quality, v. 20, p. 475-480, 1991.
• DAI, ZH.; LIU, YX.; WANG, XJ.; ZHAO, D.W. Acidification and change of physicochemical properties of Mt \heng soils in last 34 years. Journal of Environmental Science, v. 7, p. 346-351, 1995.
• EIRA, A.F.; CARVALHO, P.C.T. A decomposição da matéria orgânica pelos microrganismos do solo e sua influência nas variações do pH. Revista de Agricultura, v. 45, p. 15-21, 1970.
• ELLIOTT, H.A.; SINGER, L.M. Effect of water treatment sludge on growth and elemental composition of tomato (Lycopersicon esculentum) shoots. Communications in Soil Science and Plant Analysis, v. 19, p. 345-354, 1988.
• FREITAS, M.B.; FARIA, C.M.B. Influência de práticas agrícolas na fertilidade do solo e no rendimento do tomateiro no Agreste Pernambucano. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 5, p. 54-57, 1981.
• FRITZ, D.; VENTER, F. Heavy metals in some vegetable crops as influenced by municipal waste composts. Acta Horticulturae, v. 222, p. 51-62, 1988.
• GERBER, J.M.; SWIADER, J.M.; PECK, T.R. Sewage sludge on vegetables - A mixed Blessing. Illinois Research, v. 23, p. 12-13, 1981.
• GILL, H.S.; MEELU, O.P. Studies on the substitution of inorganic fertilizers with organic manure and their effect on soil fertility in rice-wheat rotation. Fertilizer Research, v. 3, p. 303-314, 1982.
• HAMPTON, M.O.; SCHAFFER, B.; BRYAN, H.H. Nutrient concentrations growth and yield of tomato and squash in municipal solid-waste amended soil. Hortscience, v. 29, p. 785-788, 1994.
• HOLANDA, J.J.; MIELNICZU, J.; STAMMEL, J.G. Utilização de esterco e adubo mineral em quatro sequências de culturas em solo de encosta basáltica do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 6, p. 47-51, 1982.
• MALAVOLTA, E.; VITTI, G. C.; OLIVEIRA, S. A. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. Piracicaba: POTAFOS, 1997. 319 p.
• MAZUR, N.; VELLOSO, A.C.X.; SANTOS, G. A. Efeito do composto de resíduo urbano no pH e alumínio trocável em solo ácido. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 7, p. 157-159, 1983.
• MELO, W.J.; MARQUES, M.O.; SANTIAGO, G.; CHELLI, R.A. Efeito de doses crescentes de lodo de esgoto sobre frações da matéria orgânica e CTC de um Latossolo cultivado com cana-de-açúcar. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 18, p. 449-455, 1994.
• MUGWIRA, L.M. Residual effects of dairy cattle manure on millet and rye forage and soil properties. Journal of Environmental Quality, v. 8, p. 251-255, 1979.
• MURILLO, J.M.; HERNANDEZ, J.M.; BARROSO, M.; LOPEZ, R. Produccion frente a contaminacion en la utilizacion agricola de compostos urbanos. Anales de Edafologia y Agrobiologia, v. 48, p. 143-160, 1989.
• NDAYEGAMIYE, A.; CÔTÉ, D. Effect of long-term pig slurry and solid cattle manure application on soil chemical and biological properties. Canadian Journal of Soil Science, v. 69, p. 39-47, 1989.
• PAVAN, M.A. Avaliação de esterco de bovino biodigerido e curtido na fertilidade do solo e na nutrição e produção do cafeeiro Londrina: IAPAR, 1993. 16p. (IAPAR. Boletim Técnico, 45).
• TRANI, P.E.; RAIJ, B. van. Hortaliças. In: RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C., ed. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. Campinas: Instituto Agronômico de Campinas, 1996. p. 155-203. (Boletim Técnico, 100)
• TRANI, P.; NAGAI, H.; PASSOS, F.A. Tomate (estaqueado). In: RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A.; FURLANI, A.M.C., ed. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. Campinas: Instituto Agronômico de Campinas, 1996. p. 184. (Boletim Técnico, 100)
• VIVANCOS, A.D. Fertirrigacion Madrid: Mundi-Prensa, 1993. 217 p.

1

Parte da Tese de Doutorado apresentada ao Departamento de Solos e nutrição de plantas da ESALQ/USP, pelo primeiro autor.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Out 2003
• Data do Fascículo
  Jun 2002

Histórico

• Aceito
  15 Fev 2002