Use of biosolid in eucalypt stand: effect on soil chemical attributes, and growth and uptake nutrient by the trees

rbcs Revista Brasileira de Ciência do Solo Rev. Bras. Ciênc. Solo 1806-9657 Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Viçosa, MG, Brazil In order to evaluate the effect of increasing biosolid rates (0, 5, 10, 15, 20 and 40 t ha-1, dry base) on some chemical soil attributes, and macro and micronutrient growth and uptake in Eucalyptus grandis stands, an experiment was established at the Experimental Station of Itatinga of ESALQ/USP, Itatinga (SP). Some treatments had additional application of K and P, and, as reference, only mineral fertilization was applied in one of them as practiced in some high technology forest companies in the region. The soil of the area was characterized as a Red-Yellow Latosol dystrophic, medium texture (Oxisol). Six months after the biosolid application, no pH, P, Mg, Zn, Cu and B changes in the soil were observed. Increasing of K, Ca and S, and reduction of Al, Fe and Mn concentrations were verified. Thirteen months after application, increasing of pH and P, and Ca, K and S concentrations were verified only in the 0-5 cm layer. For the two samplings, increasing biosolid rates caused the reduction of organic matter content only at 0-5 cm soil layer. Accordingly, the leaf N and S concentration increased. Available P (resin) increased considerably with biosolid-soil contact time, resulting in a higher uptake of P and plant growth. The application of P fertilizer in the furrow or in the planting hole, simultaneously with biosolid on soil, was found to be necessary to elevate the initial growth of the plants. No K response was observed. For medium exchangeable K, K fertilizer application in young eucalypt plantations may be no necessary for biosolid rates larger than 10 t ha-1. Increasing biosolid rates from 0 to 40 t ha-1 resulted in a quadratic response of wood production. The response to biosolid application increased with age, mainly due to the beneficial effects of increasing nutrient availability for the trees. SEÇÃO IX - POLUIÇÃO DO SOLO E QUALIDADE AMBIENTAL Uso de biossólidos em povoamento de eucalipto: efeito em atributos químicos do solo, no crescimento e na absorção de nutrientes(1) Use of biosolid in eucalypt stand: effect on soil chemical attributes, and growth and uptake nutrient by the trees L. M. S. VazI; J. L. M. GonçalvesII IProfessor Assistente, Departamento de Tecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana - UEFS. Caixa Postal 252-294, CEP 44031-460 Feira de Santana (BA). E-mail: [e-mail] IIProfessor do Departamento de Ciências Florestais, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP. Caixa Postal 9, CEP 13418-900 Piracicaba (SP). E-mail: [e-mail] RESUMO Com o objetivo de avaliar o efeito da aplicação de doses crescentes de biossólido (0, 5, 10, 15, 20 e 40 t ha-1, base seca) em atributos químicos do solo, crescimento e absorção de macro e micronutrientes em um povoamento de Eucalyptus grandis, foi instalado um experimento na Estação Experimental de Itatinga da ESALQ/USP, Itatinga (SP). Alguns tratamentos tiveram suplementação de K e P e, como referência, em um dos tratamentos foi aplicada adubação mineral como praticado em empresas florestadoras com alta tecnologia na região.O solo da área foi caracterizado como Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico textura média. Seis meses após a aplicação do biossólido, não foram constatadas alterações do pH e dos teores de P, Mg, Zn, Cu e B no solo. Foi observada elevação dos teores de K, Ca e S no solo, bem como redução das concentrações de Al, Fe e Mn, dependendo da dose de biossólido aplicada. Diferentemente, 13 meses após a aplicação do biossólido, percebeu-se a elevação do pH e dos teores de P, Ca, K e S somente na camada de 0-5 cm. Nas duas épocas de amostragem do solo, a elevação das doses de biossólido ocasionou redução dos teores de MO somente na camada de 0-5 cm. Em compasso com a mineralização da MO no solo, os teores de N e S no tecido foliar elevaram-se com o aumento das doses de biossólido em ambas as épocas de amostragem. A disponibilidade de P assimilável (P-resina) elevou-se, consideravelmente, com o tempo de contato do biossólido com o solo, resultando em maior absorção de P e crescimento das plantas. A aplicação de fertilizante fosfatado no sulco ou cova de plantio, conjuntamente com o biossólido, mostrou-se necessária para elevar o crescimento inicial das plantas, assegurando atendimento das elevadas demandas iniciais deste nutriente. A suplementação de K em plantações jovens de eucalipto poderá não ser necessária para doses de biossólido maiores que 10 t ha-1, quando as concentrações de K trocável forem médias. A elevação das doses de biossólido, de 0 a 40 t ha-1, resultou numa resposta quadrática em termos de produção de madeira. A resposta à aplicação de biossólido elevou-se com a idade, refletindo, principalmente, os efeitos benéficos decorrentes da elevação da disponibilidade de nutrientes para as árvores. Termos de indexação: eucalipto, cultivo, adubação orgânica, disponibilidade de nutrientes. SUMMARY In order to evaluate the effect of increasing biosolid rates (0, 5, 10, 15, 20 and 40 t ha-1, dry base) on some chemical soil attributes, and macro and micronutrient growth and uptake in Eucalyptus grandis stands, an experiment was established at the Experimental Station of Itatinga of ESALQ/USP, Itatinga (SP). Some treatments had additional application of K and P, and, as reference, only mineral fertilization was applied in one of them as practiced in some high technology forest companies in the region. The soil of the area was characterized as a Red-Yellow Latosol dystrophic, medium texture (Oxisol). Six months after the biosolid application, no pH, P, Mg, Zn, Cu and B changes in the soil were observed. Increasing of K, Ca and S, and reduction of Al, Fe and Mn concentrations were verified. Thirteen months after application, increasing of pH and P, and Ca, K and S concentrations were verified only in the 0-5 cm layer. For the two samplings, increasing biosolid rates caused the reduction of organic matter content only at 0-5 cm soil layer. Accordingly, the leaf N and S concentration increased. Available P (resin) increased considerably with biosolid-soil contact time, resulting in a higher uptake of P and plant growth. The application of P fertilizer in the furrow or in the planting hole, simultaneously with biosolid on soil, was found to be necessary to elevate the initial growth of the plants. No K response was observed. For medium exchangeable K, K fertilizer application in young eucalypt plantations may be no necessary for biosolid rates larger than 10 t ha-1. Increasing biosolid rates from 0 to 40 t ha-1 resulted in a quadratic response of wood production. The response to biosolid application increased with age, mainly due to the beneficial effects of increasing nutrient availability for the trees. Index terms: eucalypt, plantation, organic fertilization, nutrient availability. Texto completo disponível apenas em PDF. Full text available only in PDF format. LITERATURA CITADA Recebido para publicação em setembro de 2000 Aprovado em dezembro de 2001 (1 ) Parte da Tese de Mestrado do primeiro autor, Curso de Pós-Graduação em Ciências Florestais, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP. AYUSO, M.; PASCUAL, J.A.; GARCIA, C. & HERNÁNDEZ, T. Evaluation of urban wastes for agricultural use. Soil Sci. Plant Nutr., 42:105-11, 1996. Evaluation of urban wastes for agricultural use Soil Sci. Plant Nutr. 1996 42 AYUSO M. PASCUAL J.A. GARCIA C. HERNÁNDEZ T. BARROS, N.F.; NOVAIS, R.F. & NEVES, J.C.L. Fertilização e correção do solo para o plantio de eucalipto. In: BARROS, N.F. & NOVAIS, R.F., eds. Relação solo-eucalipto. Viçosa, Folha de Viçosa,1990. p.127-186. Relação solo-eucalipto 1990 BARROS N.F. NOVAIS R.F. NEVES J.C.L. BARROS N.F. NOVAIS R.F. BERTON, R.S.; CAMARGO, O.A. & VALADARES, J.M.A.S. Absorção de nutrientes pelo milho em resposta à adição de lodo de esgoto a cinco solos paulistas. R. Bras. Ci. Solo, 13:187-192, 1989. Absorção de nutrientes pelo milho em resposta à adição de lodo de esgoto a cinco solos paulistas R. Bras. Ci. Solo 1989 13 BERTON R.S. CAMARGO O.A. VALADARES J.M.A.S. BEVACQUA, R.F. & MELLANO, V.J. Cumulative effects of sludge compost on crop yields and soil properties. Comm. Soil. Sci. Plant Anal., 25:395-406, 1994. Cumulative effects of sludge compost on crop yields and soil properties Comm. Soil. Sci. Plant Anal. 1994 25 BEVACQUA R.F. MELLANO V.J. DUTCH, J. & WOLSTENHOLME, R. The effects of sewage sludge to a heathland site prior to planting with Sitka spruce. For. Ecol. Manag., 66:151-163, 1994. The effects of sewage sludge to a heathland site prior to planting with Sitka spruce For. Ecol. Manag. 1994 66 DUTCH J. WOLSTENHOLME R. FOLLE, F.; SHUFORD, J.W.; TAYLOR, R.W.; MEHADI, A.A. & TADESSE, W. Effect of sludge treatment, heavy metal, phosphate rate, and pH on soil phosporus. Comm. Soil. Sci. Plant Anal., 26:1369-1381, 1995. Effect of sludge treatment, heavy metal, phosphate rate, and pH on soil phosporus Comm. Soil. Sci. Plant Anal. 1995 26 FOLLE F. SHUFORD J.W. TAYLOR R.W. MEHADI A.A. TADESSE W. GONÇALVES, J.L.M.; VAZ, L.M.S.; AMARAL, T.M. & POGGIANI, F. Aplicabilidade de biossólido em plantações florestais: II Efeito na fertilidade do solo, nutrição e crescimento das árvores. In: BETTIOL, W. & CAMRGO, O.A., eds. Impacto ambiental do uso do lodo de esgoto. São Paulo, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 2000a. p.179-196. Impacto ambiental do uso do lodo de esgoto 2000 GONÇALVES J.L.M. VAZ L.M.S. AMARAL T.M. POGGIANI F. BETTIOL W. CAMRGO O.A. GONÇALVES, J.L.M.; STAPE, J.L.; BENEDETTI, V.; FESSEL, V.A.G. & GAVA, J.L. Reflexos do cultivo mínimo e intensivo do solo em sua fertilidade e na nutrição das árvores. In: GONÇALVES, J.L.M. & BENEDETTI, V., eds. Nutrição e fertilização florestal. Piracicaba, Instituto de Pesquisas e Estudos Florestais, 2000b. p.3-57. Nutrição e fertilização florestal 2000 GONÇALVES J.L.M. STAPE J.L. BENEDETTI V. FESSEL V.A.G. GAVA J.L. GONÇALVES J.L.M. BENEDETTI V. GONÇALVES, J.L.M.; BARROS, N.F.; NAMBIAR, E.K.S. & NOVAIS, R.F. Soil and stand management for short-rotation plantations In: NAMBIAR, S. & BROWN, A., eds. Management of soil, nutrients and water in tropical plantation forests. Camberra, ACIAR Austrália/CSIRO Austrália/CIFOR Indonésia, 1997. p.379-418. Management of soil, nutrients and water in tropical plantation forests 1997 GONÇALVES J.L.M. BARROS N.F. NAMBIAR E.K.S. NOVAIS R.F. NAMBIAR S. BROWN A. GONÇALVES, J.L.M.; RAIJ, B. van & GONÇALVES, J.C. Florestais. In: RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A. & FURLANI, A.M.C., eds. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. 2.ed. Campinas, Instituto Agronômico de Campinas & Fundação IAC, 1996. p.245-259. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo 1996 GONÇALVES J.L.M. RAIJ B. van GONÇALVES J.C. RAIJ B. van CANTARELLA H. QUAGGIO J.A. FURLANI A.M.C. HENRY, C.L.; COLE, D.W. & HARRISON, R.B. Use of municipal sludge to restore and improve site productivity in forestry: the Pack Forest Sludge Research Program. For. Ecol. Manag., 66:137-149, 1994. Use of municipal sludge to restore and improve site productivity in forestry: the Pack Forest Sludge Research Program For. Ecol. Manag. 1994 66 HENRY C.L. COLE D.W. HARRISON R.B. LINDSAY, W.L. & NORVELL, W.A. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J., 42:421-428, 1978. Development of a DTPA soil test for zinc, iron, manganese and copper Soil Sci. Soc. Am. J. 1978 42 LINDSAY W.L. NORVELL W.A. MALAVOLTA, E.; VITTI, E.C. & OLIVEIRA, S.A. Avaliação do estado nutricional das plantas (princípios e aplicações). 2.ed. Piracicaba, Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1997. 319p. Avaliação do estado nutricional das plantas (princípios e aplicações) 1997 MALAVOLTA E. VITTI E.C. OLIVEIRA S.A. MARTINS, L.G.C.; VALLE, C.F. & BARROS, N.F. Efeitos da aplicação do lodo da indústria de papel e celulose sobre características do solo e sobre a biomassa de raízes de Eucalipto. In: IUFRO CONFERENCE OF SILVICULTURE AND IMPROVEMENT OF Eucalyptus. Salvador, 1997. Anais. Salvador, 1997. p.169-173. Anais 1997 MARTINS L.G.C. VALLE C.F. BARROS N.F. McDONALD, M.A.; HAWKINS, B.J.; PRESCOTT, C.E. & KIMMINS, J.P. Growth and foliar nutrition of western red cedar fertilized with sewage sludge, pulp sludge, fish silage, and wood ash on northern Vancouver Island. Can. J. For. Res., 24:297-301, 1994. Growth and foliar nutrition of western red cedar fertilized with sewage sludge, pulp sludge, fish silage, and wood ash on northern Vancouver Island Can. J. For. Res. 1994 24 McDONALD M.A. HAWKINS B.J. PRESCOTT C.E. KIMMINS J.P. McNAB, W.H. & BERRY, C.R. Distribution of aboveground biomass in three pine species planted on a devasted site amended with sewage sludge or inorganic fertlizer. For. Sci., 31:373-382, 1985. Distribution of aboveground biomass in three pine species planted on a devasted site amended with sewage sludge or inorganic fertlizer For. Sci. 1985 31 McNAB W.H. BERRY C.R. MELO, W.J. & MARQUES, M.O. Potencial do lodo de esgoto como fonte de nutrientes para as plantas. In: BETTIOL, W. & CAMARGO, O.A., eds. Impacto Ambiental do Uso do Lodo de Esgoto. São Paulo, Empresa de Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 2000. p.109-141. Impacto Ambiental do Uso do Lodo de Esgoto 2000 MELO W.J. MARQUES M.O. BETTIOL W. CAMARGO O.A. MELO, W.J.; MARQUES, M.O.; SANTIAGO, G.; CHELLI, R.A. & LEITE, S.A.A. Efeito de doses crescentes de lodo de esgoto sobre frações da matéria orgânica e CTC de um latossolo cultivado com cana-de-açúcar. R. Bras. Ci. Solo, 18:449-455, 1994. Efeito de doses crescentes de lodo de esgoto sobre frações da matéria orgânica e CTC de um latossolo cultivado com cana-de-açúcar R. Bras. Ci. Solo 1994 18 MELO W.J. MARQUES M.O. SANTIAGO G. CHELLI R.A. LEITE S.A.A. MIYAZAWA, M.; GIMENEZ, S.M.N.; FERNANDEZ, F.; OLIVEIRA, E.L.D. & SILVA, S.M.C.P. Efeito do lodo de esgoto nos teores de metais pesados no solo e na planta. In: ANDREOLI, C.V.; LARA, A.I.; FERNANDES, F., eds. Reciclagem de Biossólidos: Transformando problemas em soluções . Curitiba, Companhia de Saneamento do Paraná, 1999. p.204-225. Reciclagem de Biossólidos: Transformando problemas em soluções 1999 MIYAZAWA M. GIMENEZ S.M.N. FERNANDEZ F. OLIVEIRA E.L.D. SILVA S.M.C.P. ANDREOLI C.V. LARA A.I. FERNANDES F. NOVAIS, R.F.; BARROS, N.F.; NEVES, J.C.L.; COUTO, C. Níveis críticos de fósforo para o eucalipto. R. Árvore, 6:29-37, 1982. Níveis críticos de fósforo para o eucalipto R. Árvore 1982 6 NOVAIS R.F. BARROS N.F NEVES J.C.L. COUTO C. OLIVEIRA, F.C.; MARQUES, M.O.; BELLINGIERI, P.A. & PERECIN, D. Lodo de esgoto como fonte de macronutrientes para a cultura do sorgo granífero. Sci. Agric., 52:360-367, 1995. Lodo de esgoto como fonte de macronutrientes para a cultura do sorgo granífero Sci. Agric. 1995 52 OLIVEIRA F.C. MARQUES M.O. BELLINGIERI P.A. PERECIN D. PHILLIPS, R.; FISHER, J.T. & MEXAL, J.G. Fuelwood production utilizing Pinus eldarica and sewage sludge fertilizer. For. Ecol. Manag., 16:95-102, 1986. Fuelwood production utilizing Pinus eldarica and sewage sludge fertilizer For. Ecol. Manag. 1986 16 PHILLIPS R. FISHER J.T. MEXAL J.G. POLGLASE, P.J. & MYERS, B.J. Tree plantations for recycling effluent and biosolids in Australia. In: ELDRIGE, K.G.; CROWE, M.P. & OLD, K.M., eds. THE JOINT AUSTRALIAN/JAPANESE WORKSHOP HELD IN AUSTRALIA, 1., Sydney, 1996. Proceedings. Calligwood: CSIRO, 1996. p.100-109. Proceedings 1996 POLGLASE P.J. MYERS B.J. ELDRIGE K.G. CROWE M.P. OLD K.M. RAIJ, B. van; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A. & FURLANI, A.M.C., eds., Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo. 2.ed. Campinas, Instituto Agronômico de Campinas & Fundação IAC, 1996. 285p. Recomendações de adubação e calagem para o Estado de São Paulo 1996 RAIJ B. van CANTARELLA H. QUAGGIO J.A. FURLANI A.M.C. RAIJ, B. van; QUAGGIO, J.A.; CANTARELLA, H.; FERREIRA, M.E.; LOPES, A.S. & BATAGLIA, O.C. Análise química do solo para fins de fertilidade. Campinas, Fundação Cargill, 1987. 170p. Análise química do solo para fins de fertilidade 1987 RAIJ B. van QUAGGIO J.A. CANTARELLA H. FERREIRA M.E. LOPES A.S. BATAGLIA O.C. RIEKERK, H. Effects of sludge disposal drainage solution of two forests. Soil For. Sci., 27:792-800, 1981. Effects of sludge disposal drainage solution of two forests Soil For. Sci. 1981 27 RIEKERK H. SARRUGE, J.R. & HAAG, H.P. Análise química em plantas. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 1974. 56p. Análise química em plantas 1974 SARRUGE J.R. HAAG H.P. SKOUSEN J. & KLINGER, C. Sewage sludge land application progam in West Virginia. J. Soil Water Conserv., 48:145-151, 1998. Sewage sludge land application progam in West Virginia J. Soil Water Conserv. 1998 48 SKOUSEN J. KLINGER C. SPOSITO, G. The chemistry of soil. New York, Oxford University Press, 1989. 277p. The chemistry of soil 1989 SPOSITO G. STEVENSON, F.J. Cycles of soil. Canada, John Wiley & Sons, 1986. 380p. Cycles of soil 1986 STEVENSON F.J. SUI, Y. & THOMPSON, M.L. Phosphorus sorption, desorption, and buffering capacity in a biosolids-amended mollisol. Soil Sci. Soc. Am. J., 64:164-169, 2000. Phosphorus sorption, desorption, and buffering capacity in a biosolids-amended mollisol Soil Sci. Soc. Am. J. 2000 64 SUI Y. THOMPSON M.L. TEDESCO, M.J.; SELBACH, P.A.; GIANELLO, C. & CAMARGO, F.A.O. Resíduos orgânicos no solo e os impactos no ambiente. In: SANTOS, G.A. & CAMARGO, F.A.O., eds. Fundamentos da matéria orgânica no solo: ecossistemas tropicais e subtropicais. Porto Alegre, GENESIS, 1999. p.159-196. Fundamentos da matéria orgânica no solo: ecossistemas tropicais e subtropicais 1999 TEDESCO M.J. SELBACH P.A. GIANELLO C. CAMARGO F.A.O. SANTOS G.A. CAMARGO F.A.O. TISDALE, S.L.; NELSON, W.L. & BEATON, J.D. Soil fertility and fertilizers. New York, Macmillan, 1985. 754p. Soil fertility and fertilizers 1985 TISDALE S.L. NELSON W.L. BEATON J.D. TSAI, S.M & ROSSETO, R. Transformações microbianas do fósforo. In: CARDOSO, E.J.B.N.; TSAI, S.M. & NEVES, M.C.P., org. Microbiologia do solo. Campinas, Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 1992. p.231-242. Microbiologia do solo 1992 TSAI S.M ROSSETO R. CARDOSO E.J.B.N. TSAI S.M. NEVES M.C.P. TSUTYA, M.T. Alternativas de disposição final de biossólidos gerados em estações de tratamento de esgotos. In: BETTIOL, W. & CAMARGO, O.A., eds. Impacto ambiental do uso do lodo de esgoto. São Paulo, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, 2000. p.69-105. Impacto ambiental do uso do lodo de esgoto 2000 TSUTYA M.T. BETTIOL W. CAMARGO O.A. WEETMAN, G.F.; McDONALD, M.A.; PRESCOTT, C.E. & KIMMINS J.P. Responses of western hemlock, Pacific silver fir, and western red cedar plantations on northern Vancouver Island to applications of sewage sludge and inorganic fertilizer. Can. J. For. Res., 23:1015-1020, 1993. Responses of western hemlock, Pacific silver fir, and western red cedar plantations on northern Vancouver Island to applications of sewage sludge and inorganic fertilizer Can. J. For. Res. 1993 23 WEETMAN G.F. McDONALD M.A. PRESCOTT C.E. KIMMINS J.P.