Impacto da aplicação de lama residual urbana e de fertilizantes minerais em
solos sob pastagem no Alentejo
INTRODUÇÃO
Entre as vantagens da aplicação ao solo de lamas residuais urbanas (LRU), é
frequente referir-se a possibilidade de enriquecimento do solo em matéria
orgânica e em alguns nutrientes das plantas, como o azoto, o fósforo, o cálcio
e o enxofre (Dias, 2004). De igual modo, ao enunciar os inconvenientes da
aplicação destes resíduos, é comum salientar o risco de contaminação do solo
com metais pesados e/ou microrganismos patogénicos que as LRU podem veicular.
Em trabalhos anteriores, foram identificadas as alterações induzidas pela
aplicação de LRU em alguns parâmetros físico-químicos de solos de diferentes
unidades pedológicas, cultivados com consociações de misturas pratenses
semeadas, para cortes sucessivos.
Foi o caso, em Luvissolos Háplicos na região de Mértola, das variações no pH e
nos teores de M.O., N total, P e K assimiláveis e catiões de troca, durante
dois anos,por efeito da LRU da ETAR de Évora (Serrão et al., 2002), bem como
em alguns compostos orgânicos poluentes, no ano seguinte à aplicação da LRU da
mesma ETAR (Serrão et al., 2005). Também foi apreciada a evolução da
disponibilidade do P no solo (teor extraível pelo método de Egnér-Riehm), ao
longo do tempo, num Leptossolo Dístrico (Reguengos de Monsaraz) e num
Cambissolo Dístrico (Covilhã),após a aplicação das LRU de Elvas e Évora e de
Belmonte e Viseu, respectivamente (Serrão et al., 2001). Em ensaios em vasos,
foi, ainda, comparada a potencialidade de libertação de P num Podzol Háplico
(Pegões) e num Vertissolo Cálcico (Queluz) por um composto de resíduos sólidos
urbanos e uma LRU da ETAR de Frielas (Serrão et al., 2007).
Na sequência destas avaliações e da realizada para o 1º ano (2004-2005) de um
campo experimental com pastagens pastoreadas por ovinos (Serrão et al., 2008),
este trabalho visa prosseguir a comparação, em três anos experimentais, das
variações de indicadores de fertilidade e de contaminação metálica e fecal do
solo, induzidas pela fertilização mineral e pela LRU neste e noutro campo,
também situado no Alentejo.
MATERIAL E MÉTODOS
Ensaios
Os campos experimentais foram instalados no Outono de 2004, nos concelhos de
Aljustrel (Herdade do Revez) e de Ourique (Herdade da Criméia), tendo sido
conduzidos até ao final de Maio e de Julho de 2007, respectivamente.
O esquema experimental foi em splitplot, sendo os grandes talhões
correspondentes a dois tipos de pastagem, natural e semeada. Na Herdade do
Revez, estes talhões foram subdivididos em talhões de 0,5 ha, relativos a três
tratamentos de fertilização (0, LRU e Adubação), enquanto que, na Herdade da
Criméia, foram subdivididos em talhões de 0,5 ha, relativos a quatro
tratamentos de fertilização (0, LRU, LRU+Calagem e Adubação+Calagem).
Constituíram-se, assim, seis modalidades no campo do Revez (PN -Pastagem
natural sem fertilização; PN+LRU -Pastagem natural com lama; PN+Adub. -
Pastagem natural com adubação; PS -Pastagem semeada sem fertilização; PS+LRU -
Pastagem semeada com lama; PS+Adub -Pastagem semeada com adubação) e oito
Modalidades no campo da Criméia (PN -Pastagem natural sem fertilização; PN+LRU
-Pastagem natural com lama; PN+LRU+Cal. -Pastagem natural com lama e calagem;
PN+Adub.+Cal. -Pastagem natural com adubação e calagem; PS -Pastagem semeada
sem fertilização; PS+LRU+Cal. -Pastagem semeada com lama e calagem;
PS+Adub.+Cal. -Pastagem semeada com adubação e calagem).
Aplicaram-se cerca de 12,8 t/ha de maté-ria seca (ms) de uma mistura de LRU das
ETAR de Alvito e Vila Nova de Baronia (V. N. Baronia), numa proporção de 58% e
42% de ms, respectivamente, no campo do Revez, e uma dose correspondente a 6950
kg/ha de ms da LRU de Ferreira do Alentejo (F. Alentejo), no campo da Criméia.
As LRU foram aplicadas, apenas, à data da instalação dos campos (Outubro de
2004).
Na caracterização físico-química (humidade, pH em água, MO, N total, C/N e
teores de P, K, Ca, Mg, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn extraíveis por água
régia) de amostras destas LRU, utilizaram-se os métodos indicados em Serrão et
al. (2008). As LRU tinham baixa humidade e reacção ligeiramente ácida e
similar (Quadro 1), sendo o teor de MO superior a 400 g kg-1, nas LRU de F.
Alentejo e V. N. Baronia.
Quadro 1' Algumas características físico-químicas das LRU
Nas três LRU, os teores de metais pesados eram inferiores aos valores -limite
impostos pelo D.L. n.º 118/2006, que regula a aplicação de lamas em solos
agrícolas.
A adubação de fundo dos talhões com fertilização mineral, à instalação das
pastagens, foi calculada em função da caracterização físico-química do solo na
área total do ensaio (em Maio de 2004) e, para o P e K, também na produção de
matéria seca esperada (3-6 t/ha) da pastagem semeada. No campo do Revez,
aplicaram-se N (25 kg/ha), P (61 kg/ha), K (104 kg/ha), Mo (0,05 kg/ha) e Zn
(3,6 kg/ha) e no campo da Criméia, a adubação integrou N (25 kg/ha), P (33 kg/
ha), K (104 kg/ha), Cu (1,3 kg/ha), Mo (0,05 kg/ha) e Zn (7,3 kg/ha).
Utilizaram-se os adubos nitroamoniacal a 20,5% N, superfosfato 18% P2O5,
cloreto de potássio 60% K2O, molibdato de sódio, sulfato de cobre e sulfato de
zinco. No campo da Criméia, a fertilização mineral também incluiu uma calagem
cuja dose (2300 kg/ha) foi calculada através do valor neutralizante (183%
CaCO3) do correctivo (cal apagada magnesiana) e da Necessidade de Cal (4,1
t CaCO3/ha) do solo, determinada pelo método de Kamprath (1970). Na aplicação
dos fertilizantes, utilizaram-se distribuidores de estrume e centrífugo,
respectivamente, para a LRU e para os adubos (campo do Revez) ou adubos +
correctivo (campo da Criméia). A incorporação no solo foi realizada até cerca
de 15 cm de profundidade, por gradagem.
No final de 2006, aplicou-se superfosfato 18% e cloreto de potássio, nas
modalidades com adubação. No campo do Revez, aplicaram-se 20 kg/ha de P e 63
kg/ha de K (pastagem natural) e 13 kg/ha de P e 50 kg/ha de K (pastagem
semeada). No campo da Criméia, aplicou-se 30 kg/ha P e 60 kg/ha K em ambos os
tipos de pastagem.
A mistura de espécies semeadas (30 kg/ha) incluiu cinco espécies de trevo, duas
espécies de serradela, bissérula, azevém perene, panasco e alpista dos prados.
As pastagens foram pastoreadas com 6 ovinos/talhão, nos três anos, no campo do
Revez (ovinos em crescimento, em 2005, e ovinos adultos, nos anos seguintes), e
apenas em 2006 e 2007, no campo da Criméia (ovinos adultos).
Solo
Nas áreas ocupadas pelos campos experimentais, os solos classificam-se como
Luvissolos Háplicos e Leptossolos Háplicos (Herdade do Revez) e Luvissolos
Férricos (Herdade da Criméia), de acordo com a nomenclatura da FAO (2001).
Entre 2004 e 2007, colheram-se amostras compósitas de terra (0-15/20 cm), nos
talhões dos campos, em Setembro de 2004 (antes da aplicação dos fertilizantes)
e em Novembro de 2004, Setembro de 2005 e de 2006 e em Maio e Julho de 2007,
nos campos da Criméia e do Revez, respectivamente. Cada amostra compósita (2/
talhão) foi constituída a partir de 3 a 4 pontos de amostragem em 2500 m2.
Nas amostras de terra secas ao ar e crivadas (< 2 mm), determinaram-se os
valores de pH (H2O) e os teores de MO total, N total, P e K extraíveis pelo
método de Egnér-Riehm (P e K Riehm), catiões de troca extraíveis por acetato
de amónio, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn extraíveis por água régia e Cu e Zn
biodisponíveis (extraíveis por acetato de amónio + ácido acético + EDTA),
pelos métodos indicados em Serrão et al.(2008). Os valores analíticos obtidos
nas modalidades e épocas de colheita de cada campo foram sujeitos a análise de
variância (ANOVA) e ao teste de Fisher LSD (P≤ 0,05), para comparação de
médias, com excepção dos teores de Cd, que não foram detectados.
No Quadro 2, mostram-se algumas características físico-químicas iniciais da
camada superficial (0 -15/20 cm) dos solos, nas áreas experimentais dos dois
campos.
Quadro 2 'Algumas características dos solos (0-15/20 cm), em Setembro de 2004
A camada superficial dos solos tinha reacção ácida (4,6 <pH <5,5), segundo
Costa (1979), mas no campo da Criméia, a acidez era mais acentuada. O teor
médio de MO total era médio (20 a 50 g kg-1), atendendo à textura (Costa,
1979). No campo do Revez, o teor médio de P Riehm era baixo (<22,2 mg kg-1)
para os cereais de Inverno (Almeida & Balbino, 1960) enquanto, no campo da
Criméia, era médio (22,2 ' 43,6 mg kg-1), embora próximo do valor mais baixo
deste intervalo. Os teores médios de K Riehm também eram baixos (<42,5 mg kg-1)
para a produção daquelas culturas (Almeida & Balbino, 1960). Os teores de
Mg de troca eram muito altos (>1 cmol(c) kg-1) para uma produção normal, no
campo do Revez e baixos (<0,25 cmol(c) kg-1), no campo da Criméia (Bolton,
1972). Os teores de Zn biodisponível (<2,0 mg kg-1) e de Mo extraível (<0,2
mg kg-1) eram baixos, em ambos os campos, bem como o de Cu biodisponível
(≤0,8 mg kg-1), no campo da Criméia (LQARS, 2000). Os teores de metais pesados
extraíveis por água-régia eram inferiores aos valores limite legislados
(Decreto-Lei nº 118/2006), para solos com pH (H2O) inferior a 5,5.
Para a prospecção de indicadores de contaminação fecal (coliformes totais,
coliformes fecais, E. colie Enterococcus), efectuaram-se 6 amostragens de
terra (0-5/10 cm), nos talhões das modalidades com e sem aplicação de LRU
(campo de Revez) e em todas as modalidades (campo da Criméia). As colheitas
ocorreram em Outubro de 2004, Abril e Novembro de 2005 e Setembro e Novembro
de 2006, nos dois campos e em Maio e Julho de 2007 (campo do Revez e da
Criméia, respectivamente), sendo realizadas, em cada talhão, em transecto
diagonal e num mínimo de três amostras.
O método de contagem dos níveis populacionais dos indicadores foi descrito em
Serrão et al. (2008). A estimativa do Número Mais Provável (NMP) da população
de cada indicador foi efectuada através do programa MNP Calculator(Curiale,
2004).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os valores médios dos indicadores de fertilidade e de contaminação com metais
pesados dos solos dos dois campos não se diferenciaram (P≤ 0,05), como
resultado da conjugação dos três factores de variação experimental -Tipo de
pastagem, Tratamento de fertilização e Data de amostragem. Exceptuou-se,
apenas, o teor de Na de troca, no campo da Criméia (Quadro 3), cujos valores
mais elevados (P≤ 0,05), em relação às testemunhas, se registaram em Novembro
de 2004 (PN+LRU), em Setembro de 2006 (PN+LRU e PN+Adub.+Cal.) e em Maio de
2007 (PS+LRU+Cal.).
Quadro 3-Teores médios de Na de troca na camada superficial do solo (0-15/20
cm) do campo da Criméia, em cinco datas de amostragem
A interacção Tipo de pastagem x Tratamento de fertilização, na média das datas
de amostragem, foi significativa (P≤ 0,05) para os teores de MO total, P Riehm
e Mg de troca dos solos dos dois campos e, ainda, para os teores de K Riehm e
de K de troca, no campo do Revez e para o valor de pH, no campo da Criméia.
Assim, foi possível distinguir os efeitos das modalidades nos valores destes
indicadores, na média das datas de amostragem (Quadros 4 e 5).
Quadro 4 'Teores médios de MO total, N total, P Riehm, K Riehm, Mg de troca e K
de troca, no solo do campo do Revez, na média das cinco datas de colheita
Quadro 5 -Valores médios de pH, MO total, N total, P Riehm e Mg de troca no
solo do campo da Criméia, na média das cinco datas de colheita
A aplicação de LRU ao solo do campo do Revez induziu os maiores teores de MO
total, N total, P Riehm e Mg de troca, em ambos os tipos de pastagem (Quadro
4), mas não alterou os teores de K de troca, nem os de K Riehm em PN+LRU. A
adubação, no solo com pastagem natural (PN+Adub.), também aumentou os teores
de MO total e de N total, em relação aos do solo da modalidade testemunha (PN),
não se distinguindo desta em relação aos restantes indicadores. Na pastagem
semeada, a adubação só afectou os teores de K Riehm e de K de troca, que
atingiram os valores mais elevados.
No solo do campo da Criméia, o teor de MO total aumentou nas modalidades da
pastagem natural com fertilização, orgânica e/ou inorgânica (PN+LRU,
PN+LRU+Cal. e PN+Adub.+Cal.), com acréscimos semelhantes (Quadro 5). Todavia,
na pastagem semeada, o teor de MO só se elevou na modalidade PS+LRU+Cal.. O
teor de P assimilável aumentou apreciavelmente nas duas modalidades com LRU
dos dois tipos de pastagem, embora na modalidade PS+LRU o acréscimo não fosse
significativo. A fertilização mineral teve efeito significativo no teor de P,
mas apenas no solo da pastagem semeada, onde atingiu o maior valor, embora
similar aos obtidos com LRU. Nos dois tipos de pastagem, a calagem aumentou o
valor de pH e o teor de Mg de troca, que eram baixos no início do período
experimental, o que pode explicar-se pelas quantidades apreciáveis de Ca (1058
kg/ha) e de Mg (276 kg/ha) veiculadas para o solo através do correctivo.
Os acréscimos induzidos pela incorporação da mistura das LRU no teor de MO
total da camada superficial de ambos os solos seriam de esperar, dada a
quantidade elevada de MO (cerca de 3872 kg/ha e 2900 kg/ha, respectivamente
nos campos do Revez e da Criméia) contida na dose utilizada.
O P foi adicionado pela LRU ao solo em quantidade bastante inferior à da
adubação, respectivamente 14,5 e 61 kg/ha, no campo do Revez e 15 e 33 kg/ha,
no campo da Criméia. Assim, o maior efeito da LRU no teor de P assimilável,
no campo do Revez, e os acréscimos geralmente similares decorrentes da
fertilização mineral e da aplicação da LRU, no campo da Criméia, podem
atribuir-se, provavelmente, à presença nas LRU, de formas solúveis de P em
quantidades apreciáveis (Brito, 1986) e à mineralização, ao longo do tempo,
de compostos orgânicos de P nelas existentes.
Nos Quadros 6 e 7, mostram-se os intervalos de variação dos teores de Cr, Cu,
Fe, Mn, Ni, Pb e Zn extraídos pela água régia, durante o período experimental.
A aplicação de LRU e a adubação mineral não induziram contaminação do solo com
Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, dado que os teores destes elementos foram inferiores aos
valores limite de concentração no solo (Decreto-Lei 118/2006).
Quadro 6-Intervalo de variação dos teores de Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn
extraídos pela água régia na camada superficial do solo do Campo do Revez, em
cinco datas de amostragem
Quadro 7-Intervalo de variação dos teores de Cr, Cu, Fe, Mn, N, Pb e Zn
extraídos pela água régia na camada superficial do solo do Campo da Criméia, em
cinco datas de amostragem
No campo do Revez, os maiores intervalos de variação dos teores de Cu e Zn
biodisponíveis ocorreram nas modalidades com aplicação de LRU (Quadro 8).
Todavia, os teores de Cu não ultrapassaram os considerados adequados, no
intervalo 0,9 a 7,0 mg kg-1(LQARS, 2000), enquanto que, para os teores de Zn
biodisponível, foram atingidos valores dos intervalos das classes
consideradas muito alta (>10 mg kg-1) e alta (3,6-10 mg kg-1), em PN+LRU e em
PS+LRU, respectivamente (LQARS, 2000).
Quadro 8 -Intervalo de variação dos teores de Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn
extraídos por Acetato NH4 + EDTA na camada superficial dos solos dos campos, em
cinco datas de amostragem
No campo da Criméia, os teores de Cu biodisponível subiram com a aplicação
dos fertilizantes, na pastagem natural, e dência para maior solubilização do Cu
veisomente com a adubação, na pastagem culado pelo adubo (Quadro 8). Os níveis
de semeada, verificando-se, todavia, uma ten-Zn biodisponível, após aplicação
da LRU ou do adubo, nos dois tipos de pastagem, variaram entre valores
considerados de carência (<0,6 mg kg-1) e valores altos (>3,6 mg kg-1), pelo
LQARS (2000).
A aplicação das LRU aos solos de ambos os campos induziu aumentos imediatos dos
níveis populacionais dos microrganismos indicadores de contaminação fecal,
relativamente aos talhões sem fertilização, nos dois tipos de pastagem,
sugerindo contaminação do solo por bactérias entéricas (Figura 1). Porém, as
colheitas seguintes revelaram decréscimos progressivos das populações dos
indicadores nas modalidades em que o resíduo foi adicionado, atingindo níveis
idênticos aos observados nas respectivas testemunhas, indicando que já não
existiam bactérias entéricas provenientes das LRU no solo.
Figura 1-Evolução dos Números Mais Prováveis (NMP) de indicadores de
contaminação fecal (Coliformes fecais, Escherichia colie Enterococcus) nos
solos, ao longo do período experimental (2004-2007), nos campos das Herdades do
Revez e da Criméia.
No que respeita a Enterococcusno solo da Herdade da Criméia, os níveis
populacionais deste microrganismo no solo mantiveram-se sempre abaixo dos
limites de detecção do método de contagem, em todas as colheitas e modalidades,
mostrando que, no caso deste solo e/ou da LRU aplicada, não funciona como
indicador de contaminação fecal.
CONCLUSÕES
Para ambos os tipos de pastagem, a aplicação de LRU aos solos dos dois campos
aumentou o teor de MO total na camada superficial. A adubação só teve efeito
positivo, inferior ao da LRU, nos solos sob pastagem natural.
A aplicação de LRU ou de LRU com calagem aumentou, no geral, mais do que a
fertilização mineral, os teores de P assimilável, apesar da maior quantidade
de P veiculada ao solo pela adubação.
A adubação e a aplicação de LRU tiveram reduzido impacto nos teores de K
assimilável e de K de troca na camada superficial dos solos, com maior
expressão no campo do Revez, sob pastagem semeada.
A aplicação de LRU aos solos dos dois campos não induziu contaminação com
metais pesados.
A incorporação das LRU nos solos de ambos os campos não envolveu riscos de
longo prazo no que se refere à contaminação do solo por microrganismos
patogénicos.
