Nutrientes em compostos orgânicos de resíduos vegetais e dejeto de suínos

Nutrients in organic composts of plant residues and swine manure

Nota

Nutrientes em compostos orgânicos de resíduos vegetais e dejeto de suínos

Maria Aparecida Nogueira Sediyama^1*; Neusa Catarina Pinheiro Garcia¹; Sanzio Mollica Vidigal¹; AntonioTeixeira de Matos²

¹EPAMIG/CTZM - Vila Gianetti, 46 - C.P. 216 - CEP: 36571-000 - Viçosa, MG.

²Depto. Engenharia Agrícola - UFV, CEP: 36571-000 - Viçosa, MG.

*Autor correspondente <[e-mail]>

RESUMO: Este trabalho objetivou avaliar a concentração de nutrientes de sete diferentes compostos orgânicos produzidos com bagaço de cana-de-açúcar, capim napier, palha de café e dejeto de suínos na forma líquida. Cada composto foi produzido com um ou mais resíduos vegetais associados ao dejeto de suínos, sendo o bagaço de cana-de-açúcar também associado ao gesso e ao superfosfato triplo. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos casualizados, com três repetições e sete tratamentos. Aos 120 dias, as amostras foram coletadas e analisadas quimicamente, para quantificação, em espectrofotômetro de plasma, de macro e micronutrientes presentes nos compostos orgânicos. A presença do bagaço de cana-de-açúcar, como único resíduo vegetal, possibilitou a produção de compostos orgânicos com menor valor de K, Mg, B e pH. A adição de gesso e superfosfato triplo não proporcionou melhorias significativas na qualidade do composto produzido com bagaço de cana-de-açúcar e dejeto de suínos. Os compostos produzidos com palha de café apresentaram valores mais altos para K e pH. A combinação de bagaço de cana-de-açúcar com palha de café melhorou a qualidade dos compostos orgânicos e pode ser prática promissora para a Zona da Mata Mineira, pois estes são resíduos facilmente encontrados na região. A concentração de Cu, Fe e Zn, nos compostos produzidos não ultrapassaram os limites de segurança para sua utilização no solo.

Palavras-chave: compostagem, dejeto, suíno, resíduo vegetal, nutriente

Nutrients in organic composts of plant residues and swine manure

ABSTRACT: This study was carried out to evaluate the nutrient concentration in seven different organic composts produced with crushed sugarcane, nappier grass, coffee straw and liquid swine manure. Each compost was produced with one or more plant residues, associated to swine manure, whereas the crushed sugarcane was also associated to gypsum and triple superphosphate. A randomized block experimental design was used, with three replicates and seven treatments. After a 120-day period, the samples were collected and chemically analyzed in a plasma spectrophotometer and the macro and micronutrients were quantified. Crushed sugarcane as the only plant residue produced a compost with lower values of K, Mg, B, and pH. The addition of gypsum and triple superphosphate did not improve significantly the quality of the compost produced only with crushed sugarcane and swine manure. The composts produced with coffee straw presented higher K and pH values. Combining crushed sugarcane and coffee straw provided composts with a better quality and may be a promising practice for the 'Zona da Mata' region, Minas Gerais, Brazil, where these residues are easily found. The concentrations of Cu, Fe and Zn in the produced compounds did not exceed the safe limits for use in soil.

Key words: composting, swine, manure, vegetal residues, nutrient

INTRODUÇÃO

A região do Vale do Piranga, Zona da Mata Mineira, tem na cafeicultura, na cultura de cana-de-açúcar e na suinocultura as atividades agropecuárias de maior importância. Estas atividades agrícolas são geradoras de grande quantidade de resíduos, alguns de difícil decomposição, em vista da elevada relação carbono/nitrogênio. A suinocultura produz grande quantidade de dejetos, ricos em nitrogênio e outros nutrientes, que, se lançados diretamente em cursos d’água, provocariam poluição de grande magnitude.

A adição dos dejetos de suínos ao solo tende a ser prática relativamente comum, principalmente, para fertilização de forrageiras, fruteiras, cafezais etc, podendo assim, reduzir o efeito poluidor desses resíduos. A incorporação de matéria orgânica nos solos, na forma de esterco animal ou de compostos orgânicos, aumenta a capacidade de troca catiônica e proporciona a melhoria na estrutura, caracterizada pela diminuição da densidade aparente, aumento da porosidade e da taxa de infiltração de água. Além disso, promove o aumento da capacidade de armazenamento de água e diminui os riscos de encrostamento superficial (Kiehl, 1985; Grebus et al., 1994; Maynard, 1994). Matos et al. (1997), avaliando efeitos de aplicação de dejetos líquidos de suínos no solo, sob doses menores que 800 kg ha^-1 de nitrogênio total, não observaram alterações significativas nas suas características químicas e microbiológicas, tendo em vista uma única aplicação.

Para a utilização em hortaliças, em especial as folhosas, torna-se conveniente a fermentação e ou compostagem destes resíduos com vistas à estabilização do material orgânico, redução dos riscos de disseminação de patógenos e aumento da disponibilidade de nutrientes para as culturas.

O uso do dejeto líquido gerado na suinocultura, como fonte de nitrogênio para a compostagem de resíduos de culturas agrícolas tem sido identificada como alternativa promissora para a destinação desses resíduos poluentes. O teor de nitrogênio total dos resíduos de culturas agrícolas é baixo, situando-se na faixa de 10 a 15 g kg^-1, enquanto que no dejeto de suínos esses teores alcançam de 40 a 50 g kg^-1 na matéria seca (Ayanaba, 1982 e Pratt & Castellanos, 1981, citados por Igue & Pavan, 1984).

Com a finalidade de minimizar as perdas de nitrogênio durante a compostagem, tem sido recomendado o uso de fosfato de cálcio (Tibau, 1983; Kiehl, 1985; Costa, 1985) e o sulfato de cálcio (Tibau, 1983; Kiehl, 1985; Prochnow et al., 1995). Hoitinik & Poole, 1980 e Poincelot, 1975, citados por Kiehl (1985), observaram que o fosfato de cálcio proporcionou aumento na velocidade de decomposição do material orgânico e maior conservação do nitrogênio, pela obtenção do fosfato de amônio que é mais estável. O uso do sulfato de cálcio (gesso) tem por finalidade proporcionar a reação com o amônio, formando, com isso, o sulfato de amônio, também contribuindo na redução das perdas de nitrogênio das medas e da poluição do ar. Entretanto, dada à baixa solubilidade do gesso em água, os resultados não têm sido satisfatórios (Miyasaka et al., 1983; Kiehl, 1985). Prochnow et al. (1995) avaliaram a eficiência do gesso agrícola e do superfosfato simples, nas doses de 50, 100, 150 e 200 kg t^-1, no controle da perda de amônia por volatilização, durante a compostagem de esterco fresco de galinha e de bovino. Os autores observaram redução na perda de amônia à medida que aumentou a dose de ambos os materiais, sendo o gesso mais eficiente no processo.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentração de nutrientes em sete compostos orgânicos, produzidos com bagaço de cana-de-açúcar, capim napier e palha de café, associados ao dejeto de suínos na forma líquida, sendo o bagaço de cana-de-açúcar enriquecido ou não com sulfato de cálcio e superfosfato triplo.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido na Fazenda Experimental Vale do Piranga no município de Oratórios, MG, pertencente à Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais. Para a confecção das medas de compostagem foram utilizados três resíduos vegetais disponíveis na região: bagaço de cana-de-açúcar, capim napier picado e palha de café.

Os dejetos de suínos foram coletados no depósito de resíduos da suinocultura após uma semana de estocagem. Amostras dos resíduos vegetais e do dejeto de suínos foram analisadas para quantificar a concentração de macro e micronutrientes, bem como o seu conteúdo de umidade. A determinação do nitrogênio total das amostras foi feita utilizando o método Kjeldahl (Bremner & Mulvaney, 1982) e a do carbono pelo método da combustão (Kiehl, 1985). Os teores totais dos demais elementos foram determinados, após extração nítrico-perclórica, em espectrofotômetro de plasma.

A quantidade de dejeto de suínos e de resíduo vegetal, colocados nas medas para compostagem, foi calculada com base na composição química dessas matérias-primas (TABELA 1), de forma a se obter relação C/N inicial próxima de 30:1. Nas medas de compostagem produzidas com bagaço de cana-de-açúcar como único resíduo vegetal, em razão da insuficiente capacidade de retenção de todo dejeto líquido necessário, a relação C/N inicial ficou próxima de 40:1. Considerando a baixa relação C/N do capim napier (TABELA 1), a adição de dejeto de suínos teve por objetivos a incorporação de microorganismos decompositores e o umedecimento do material das medas.

Após cada camada de resíduo vegetal, adicionou-se o dejeto de suínos, espalhando-o uniformemente. As medas de compostagem foram preparadas nas dimensões de 3,0 m x 1,5 m x 1,0 m, com seis camadas alternadas de resíduo vegetal e dejeto de suínos. Foi utilizado o delineamento experimental de blocos casualizados, com três repetições e sete combinações das matérias-primas assim constituídas:

1. bagaço de cana-de-açúcar + dejeto líquido de suínos; 2. capim napier + dejeto líquido de suínos; 3. palha de café + dejeto líquido de suínos; 4. bagaço de cana-de-açúcar + dejeto líquido de suínos + gesso (1 kg m^-3); 5. bagaço de cana-de-açúcar + dejeto líquido de suínos + superfosfato triplo (1 kg m^-3); 6. bagaço de cana-de-açúcar + dejeto líquido de suínos + palha de café e 7. capim napier + dejeto líquido de suínos + palha de café.

As medas de compostagem foram revolvidas de acordo com a necessidade, sendo estabelecido o monitoramento, a cada dois dias, da temperatura e da umidade. A temperatura foi determinada com uso de termômetro de mercúrio e a umidade pelo método padrão da estufa.

A maturação das medas ocorreu entre 90 e 120 dias após a sua formação, quando a relação C/N dos compostos atingiu valor próximo de 12. Ao final do período de compostagem, foram retiradas amostras do material fresco para que, após secagem em estufa com convecção forçada, a 65 °C, por 72 horas e, posteriormente, a 110 °C, por três horas, fossem obtidos o teor de matéria seca e a concentração de cada nutriente nos compostos orgânicos produzidos. A determinação do nitrogênio total e das concentrações totais dos demais nutrientes seguiu metodologia idêntica à anteriormente citada para as matérias-primas utilizadas.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A concentração de macro e micronutrientes, o pH e a relação C/N dos compostos orgânicos produzidos estão apresentadas na TABELA 2.

A não ocorrência de diferenças significativas nas concentrações de nitrogênio total, entre os compostos orgânicos produzidos, apesar de diferenças observadas nas concentrações originais dos resíduos vegetais utilizados (TABELA 1), pode ser atribuída à equalização havida nas concentrações de N das medas após terem sido feitas as compensações, com aplicação de doses maiores de dejeto de suínos nas medas constituídas por resíduos pobres em N. Não foram observados efeitos positivos da aplicação do gesso (combinação 4) e do superfosfato triplo (combinação 5) nos teores de N total dos compostos orgânicos obtidos a partir de bagaço de cana-de-açúcar e dejeto de suínos. Tal fato pode ser atribuído à baixa quantidade de gesso e superfosfato triplo utilizada, em relação àquela usada por Prochnow et al.(1995). A ausência de efeito do gesso na redução das perdas de N também foi observada por Miyasaka et al. (1983) e Kiehl (1985), que atribuíram à baixa solubilidade do gesso em água, a pequena reatividade do sulfato com o amônio. Os teores de N encontrados em todos os compostos orgânicos foram relativamente altos, porém, cabe-se ressaltar que a maior parte desse nutriente encontra-se na forma orgânica, somente sendo disponibilizado após a mineralização do material orgânico. Brinton Junior & Seekins (1994) estimaram em 15 % do total a quantidade de N prontamente disponível para as plantas nos compostos orgânicos produzidos com restos de peixaria e 50 %, nos compostos produzidos com dejetos animais. Baseando-se nesses mesmos percentuais, obtêm-se concentrações disponíveis de N entre 3,4 e 4,4 g kg^-1.

O composto orgânico produzido a partir da combinação 5, que recebeu o superfosfato triplo, apresentou concentração de fósforo total superior apenas à encontrada no composto produzido com palha de café como único resíduo vegetal (combinação 3).

A palha de café, por possuir originalmente maior concentração de potássio, proporcionou a produção de compostos (combinações 3, 6 e 7) com percentuais de K superiores aos demais. Nos compostos orgânicos em que o bagaço de cana-de-açúcar entrou como único resíduo vegetal (combinações 1, 4 e 5), foram observados menores teores de K. Os resultados obtidos na avaliação da composição química do composto de bagaço de cana-de-açúcar com dejeto de suínos (combinação 1) foram semelhantes aos observados por Nakagawa et al. (1992). A adição da palha de café ao bagaço de cana-de-açúcar (combinação 6) aumentou a quantidade de K no composto orgânico.

Nas medas de compostagens em que a palha de café foi associada ao bagaço de cana-de-açúcar e ao capim napier, combinações 6 e 7, respectivamente, observou-se que não houve diferenças em termos de fornecimento de NPK pelos compostos orgânicos. Esses resultados são de importância para a região onde o trabalho foi conduzido, pois o bagaço de cana-de-açúcar é o resíduo que exigiu adição de maiores quantidades de dejeto de suínos para a produção do composto, além de ser facilmente encontrado nas usinas de açúcar e álcool.

Não foram encontradas diferenças significativas nas concentrações de cálcio entre as combinações, embora algumas tenham recebido mais cálcio, como é o caso das combinações 4 e 5, que receberam, respectivamente, gesso (207,3 g kg^-1 de Ca) e superfosfato triplo (143,0 g kg^-1 de Ca). As menores concentrações de magnésio de modo geral estiveram associadas à presença do bagaço de cana-de- açúcar, mesmo não sendo esta a matéria-prima com menor concentração de magnésio, no início do processo.

O capim napier proporcionou a produção de compostos orgânicos mais ricos em K e Mg que os produzidos com o bagaço de cana-de-açúcar.

O sódio, cujo acúmulo nos compostos se deve, principalmente, à contribuição do dejeto de suínos (2.000 mg kg^-1 na matéria seca), esteve mais concentrado no composto produzido exclusivamente com bagaço de cana-de-açúcar do que aquele produzido exclusivamente com capim napier. Isso se deve à necessidade de maiores quantidades de dejeto de suíno para a decomposição do bagaço de cana-de-açúcar em razão de sua maior relação C/N. Os teores totais de ferro, manganês, molibdênio, silício e cobre foram semelhantes em todos os compostos estudados.

A adição de dejeto de suínos na forma líquida, sabidamente rico em Cu e Zn (concentrações de 958 e 303 mg kg^-1 na matéria seca, respectivamente), proporcionou aumento nas concentrações totais desses metais em todos os compostos orgânicos produzidos. A concentração do zinco no composto orgânico de bagaço de cana-de-açúcar com o superfosfato triplo (combinação 5) foi superior à obtida no composto que recebeu apenas palha de café como resíduo vegetal (combinação 3). Atribuem-se às maiores concentrações dos metais presentes na matéria-prima e às possíveis contaminações desse fertilizante inorgânico os resultados obtidos. Após a compostagem, as concentrações máximas encontradas de Cu e Zn foram, respectivamente, 306 e 178 mg kg^-1 na matéria seca. Considerando que os limites máximos para a concentração desses metais em compostos orgânicos são de 750 mg kg^-1 de cobre e de 1.400 mg kg^-1 de zinco (Wa Doe Interim Guidelines for Compost Quality, citado por Beaver, 1994), pode-se concluir que as concentrações desses metais situam-se dentro de padrões bastante seguros para utilização desses compostos orgânicos na agricultura.

CONCLUSÕES

Os compostos orgânicos produzidos com palha de café apresentaram valores de K e pH mais elevados;

Os compostos orgânicos produzidos com bagaço de cana-de-açúcar apresentaram baixas concentrações de K, Mg, bem como menor pH;

A adição de gesso e superfosfato triplo, na dose utilizada, não proporcionou melhorias significativas na qualidade dos compostos orgânicos produzidos;

As concentrações de Cu, Fe e Zn nos compostos orgânicos produzidos não ultrapassaram os limites de segurança para utilização no solo, para o cultivo agrícola;

A combinação de bagaço de cana-de-açúcar com palha de café para a produção de compostos orgânicos é prática promissora para a Zona da Mata Mineira;

A utilização do dejeto de suínos na compostagem de resíduos orgânicos proporcionou a produção de adubos de alto valor fertilizante que, quando aplicados ao solo em doses adequadas, torna-se excelente opção para a disposição desses resíduos no ambiente.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à FAPEMIG pelo apoio financeiro ao projeto e ao Técnico Agrícola Antenor de Paula Rodrigues pelo auxílio prestado na condução do trabalho.

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Recebido em 18.01.99

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  28 Abr 2000
• Data do Fascículo
  Mar 2000

Histórico

• Recebido
  18 Jan 1999