JBCS

INTRODUÇÃO

Atualmente a adubação orgânica ou mesmo sua associação com a adubação química tem se tornado uma alternativa economicamente viável para os produtores rurais devido à grande quantidade de resíduos orgânicos de origem animal.^1,2 Estudos tem mostrado que a adubação orgânica com esterco de animais proporciona aumento da capacidade de troca catiônica (CTC) e do pH,³ aumento dos teores de Cu, P, Zn e mais destacadamente de Ca, K e Mg nas camadas superficiais dos solos^4,5 e estes efeitos tem sido atribuídos à maior quantidade de matéria orgânica (MO) disponibilizada.⁶

A adição de dejetos líquidos suínos (DLS) traz benefícios físicos e químicos aos solos.^7,8 No entanto, a aplicação de altas doses de DLS em Latossolos pode ser prejudicial devido ao acúmulo de Ca, K, Mg e Na, os quais elevam a condutividade elétrica e levam à salinização dos solos, devido a dispersão de argila e com consequente diminuição da agregação das partículas, entupimento de poros, redução da condutividade hidráulica e selamento superficial, resultando na perda do solo por erosão hídrica.^{9,10,11,12,13} Homem et al.,¹⁴ em estudo com uso prolongado de DLS nas pastagens cultivada num Latossolo de textura média, observaram que a argila dispersa em água (ADA) aumentou na camada mais profunda do solo devido ao maior teor de Na.

A condutividade elétrica (CE) é um dos parâmetros utilizados para determinar a concentração de sais no solo, isto é, quanto mais intensa a corrente, maior é concentração de íons dissolvidos.¹⁵ Solos que apresentam CE acima de 4 mS cm⁻¹ são considerados salinos. Altas concentrações de sais elevam o potencial osmótico, podem restringir a absorção de nutrientes, interferir no desenvolvimento das plantas e reduzir a produtividade.¹⁶

Outros parâmetros importantes para avaliar o efeito da aplicação de DLS nas propriedades eletroquímicas de solo são o ponto de efeito salino nulo (PESN) e ponto de carga zero (PCZ). Segundo Sposito,¹⁷ o PESN é um valor de pH no qual a carga líquida não se altera com a variação da concentração de sal. O PCZ representa o pH de máxima floculação de partículas e é definido como o valor de pH em que a superfície de determinado coloide tem carga nula.^18,19 Assim, em um meio com pH > PCZ o coloide terá carga líquida negativa, indicando um aumento na CTC e potencial negativo na superfície do solo. Com pH < PCZ se observará o inverso destes efeitos e com pH = PCZ a CTC e o potencial de superfície serão nulos.²⁰

Na camada superficial de solos tropicais, onde observa-se a presença de MO, são encontrados valores de pH maiores que PCZ e cargas negativas, consequentemente com maior CTC. Nas camadas mais profundas tem-se valores de pH menores que PCZ e cargas predominantemente positivas, o que resulta em maior capacidade de troca de aniôns (CTA).²¹ Embora a mineralogia de Latossolos seja semelhante na fração argila, as propriedades se apresentam com comportamentos distintos entres eles. Isto se deve a origem do material, bem como as condições ambientais, uso e manejo do solo.²² Com isso, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de doses de DLS nos atributos físico, químicos e eletroquímicos em um Latossolo argiloso proveniente do Cerrado nativo.

PARTE EXPERIMENTAL

Solo

A amostra de solo utilizada foi de um Latossolo de textura argilosa,²³ proveniente do Cerrado nativo, coletado na camada de 0-0,20 m, localizado no município de Campo Verde, MT (15°22'43,13"S, 55°09'31,33"W). Os atributos do solo foram caracterizados seguindo metodologia de Teixeira et al.²⁴ e na Tabela 1 encontram-se as características físicas e químicas.

A mineralogia do solo foi caracterizada por meio da difração de raios X (DRX), em equipamento da marca Bruker, modelo D8 Advance. A difração da radiação resulta em ângulos 2θ característico, o que proporciona a identificação dos minerais predominantes no solo analisado²⁵ (Figura 1).

Figura 1. Difratograma de raios X do Latossolo de Cerrado nativo. Qz: quarzo; Gt: goethita; Ct: caulinita; Gb: gibbisita; Hm: hematita

Os teores semi-quantitativos dos óxidos de silício, alumínio, ferro e titânio no solo foram obtidos a partir de espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF), em equipamento da marca Shimadzu, modelo EDX-700HS sob as condições de operação de atmosfera a vácuo em dois canais: Ti/U, com tensão de 50 kV e corrente de 8 μA, com tempo de excitação de 98 s; e Na/Sc a 15 kV e 63 μA, por 99 s. O feixe incidente teve colimação de 10 mm. Os Os índices de intemperismo (Ki e Kr) foram obtidos conforme descrito por Santos et al.²³ Os teores de SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃ e TiO₂, obtidos da terra fina seca ao ar (TFSA) por EDXRF foram de 48,43; 33,38; 14,53 e 2,41%, respectivamente. Os valores de Ki e Kr dos solos estudados foram de 1,17 e 0,98, respectivamente.

Composição química do DLS

O DLS, tratado em biodigestor, foi procedente da granja Bordignon, sob regime de confinamento total, em unidade de terminação de suínos, do munícipio de Campo Verde, MT. A composição química da amostra foi caracterizada imediatamente na sua chegada no laboratório, conforme metodologia do Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA),²⁶ cujos resultados estão apresentados na Tabela 2.

Incubação do solo com as doses de DLS

De modo a sobrepor a dose econômica para grandes culturas (100 m³ ha⁻¹)²⁷ e representar as aplicações anuais nas lavouras, os tratamentos do solo consistiram na aplicação de seis doses de DLS: 0, 50, 150, 450 e 600 m³ ha⁻¹. Posteriormente, as amostras foram incubadas por 30 dias, permanecendo em recipientes vedados, sob umidade de 60% da capacidade de campo. Transcorrido esse tempo, as amostras foram secas em estufa de circulação forçada de ar, a 60 °C, depois destorroadas e analisou-se os atributos físicos (argila total e ADA), químicos (macronutrientes e carbono orgânico total) e eletroquímicos (pH, PCZ, PESN, relação de adsorção de sódio (RAS) e CE). Foram realizadas quatro repetições, sob delineamento inteiramente casualizado.

Com base nas concentrações de nutrientes presentes no DLS e no volume aplicado ao solo foram estimados os teores de cada nutriente contidos nas amostras de solo incubadas (Tabela 3).

Determinação dos atributos físicos, químicos e eletroquímicos do Latossolo sob doses de DLS

Para as análises da argila total e ADA foi utilizado o método da pipeta, conforme metodologia descrita por Teixeira et al.²⁴ A condutividade elétrica foi obtida de acordo com metodologia proposta por Camargo et al.²⁸

Para as determinações do PESN e das cargas elétricas dos solos utilizou-se a metodologia de Raij e Peech.²⁹ Para isso foram realizadas três séries de experimentos, isto é, para cada concentração de KCl (2; 0,2 e 0,02 mol L⁻¹) foram pesados 0,5 g de TFSA em sete tubos de centrifuga de 50 mL, adicionou-se 10 mL de KCl e, em quatro frascos adicionou-se 0,4; 0,8; 1 e 2 mL de NaOH 0,1 mol L⁻¹ e nos últimos três frascos adicionou-se 0,8; 1,2 e 1,6 mL de HCl 0,1 mol L⁻¹. Por último, foram adicionados 20 mL de água deionizada. Para completar cada série, preparou-se o branco com a solução de KCl com sua respectiva concentração e água.

As amostras foram agitadas em agitador horizontal por 1 h dia⁻¹, durante 3 dias, a temperatura ambiente. Em seguida foi determinado o pH da fase sobrenadante, utilizando pHmetro de bancada da marca BEL, modelo PHS 3BW. Com os valores de pH foram calculadas as intersecções das curvas por meio do programa PESN 1.0,³⁰ obtendo-se apenas um valor médio para as três séries, de cada dose de DLS aplicada. Com isso foi calculado o potencial elétrico ψo), em mV, da camada de Stern, conforme a Equação de Nerst simplificada por Raij e Peech²⁹ (Equação 1).

Para extração de Ca, Mg e Al foi utilizado como extrator KCl 1 mol L⁻¹, enquanto que para a extração de P, Na e K foi utilizado como extrator solução com os ácidos HCl e H₂SO₄ a 0,01 mol L⁻¹ (Melich 1). A acidez total (H + Al) foi extraída com acetato de cálcio, conforme descrito por Teixeira et aí.²⁴ Os teores de Ca, K, Mg e Na foram determinados por espectrometria de absorção atômica em chama (FAAS), em equipamento da marca Varian, modelo AA50.

Seguindo metodologia descrita por Teixeira et al.,²⁴ obteve-se a soma de bases (SB) a partir dos teores de Ca, K e Mg; as capacidades de troca catiônica efetiva (t) e total (T); a saturação por bases (V%); o pH em H₂O e em KCl. O teor de MO foi obtido a partir do carbono orgânico pelo método Walkley e Black, descrito por Mendonça e Matos.³¹

A RAS foi calculada a partir da Equação 2, conforme descrito por Ribeiro et al.,¹⁵ sendo as concentrações de Na⁺, Ca²⁺ e Mg²⁺ expressas em mmol_c L⁻¹.

O PCZ foi estimado conforme a equação proposta por Keng e Uehara³² (Equação 3).

Análise estatística

Os resultados obtidos, com exceção dos atributos eletroquímicos (pH em H₂O e em KCl, ΔpH, PCZ, PESN e ψo), quando significativos foram submetidos ao teste F, ao nível de 5% e em função das doses de DLS aplicadas. Estes dados foram submetidos à análise de regressão, ao nível de 5% de probabilidade, por intermédio do programa Sisvar 5.3.³³

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O entendimento das propriedades do DLS como, por exemplo, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e teor de nutrientes, entre outros, é essencial para a avaliação das consequências da disposição deste resíduo no solo. A DBO representa a quantidade de oxigênio necessária para que os microrganismos decomponham a matéria orgânica, em condições aeróbias, por meio de processos bioquímicos. Já a DQO é a quantificação do teor de oxigênio necessário para realizar a oxidação tanto da matéria orgânica quanto da inorgânica. Quanto maior o valor de DBO e DQO maior a poluição orgânica.³⁴ Neste estudo, a DBO e DQO foram 1,491 e 6,350 mg L⁻¹, respectivamente (Tabela 2). Estes resultados encontram-se abaixo dos obtidos por Araujo et al.³⁵ e Vivan et al.³⁶ e isto pode estar relacionado ao tempo para a realização da análise, uma vez que não foram determinados imediatamente na saída do biodigestor. Dejetos líquidos de suínos, após tratamento em biodigestor, apresentam DBO e DQO consideravelmente menores que DLS sem tratamento.^35,36

Como pode ser observado na Tabela 2, o DLS contém em sua composição Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, N, Na, S e Zn. Assim, a utilização de DLS pode favorecer o aumento dos teores de nutrientes nas camadas mais superficiais do solo (Tabela 3), bem como a alteração dos atributos físicos (ADA), químicos (RAS, CTC, V%) e eletroquímicos (pH em H₂O e KCl, ΔpH, PCZ, PNE, ψo e CE).^{7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21} Os parâmetros K, Na, P, t e RAS tiveram aumento linear com a adição das doses de DLS (Tabela 4). A variável V% teve tendência quadrática com R² não significativo. As variáveis H + Al, CE, ADA, PESN e PCZ não se ajustaram a nenhum modelo matemático linear e Ca, Mg, T e MO apesar de apresentarem tendência linear, o R² também não foi significativo.

Os teores de K, Na e RAS aumentaram com as doses de DLS (Tabelas 4, 5). Como pode ser observado na Tabela 5, os teores de K e Na são menores aos de Ca e Mg. Smanhotto et al.³ afirmam que K e Na são adsorvidos na sobra de cargas, quando em condições de igualdade ou em menor concentração a outros sais no solo, após o preenchimento pelos íons de maior valência e menor raio hidratado, que é um fator favorável à sua substituição de acordo com a séria preferencial de adsorção H⁺ > Al³⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > NH₄⁺ > Na⁺. Embora o RAS tenha aumentado, linearmente com as doses de DLS, a CE observada, para todas as doses, foi menor a 4 mS cm⁻¹ (Tabela 6). De acordo com esses mesmos autores, o aumento do teor de Na em condições de CE menor que 4 mS cm⁻¹ não representa risco de salinidade ou sodicidade ao solo.

O teor de P disponível aumentou com as doses (Tabelas 4, 5), tendo sido o aporte desse nutriente fornecido pelas doses de DLS de 4,26; 12,78; 25,56; 38,34 e 51,13 kg ha⁻¹ (Tabela 3). O Latossolo deste estudo, por ter textura argilosa e de mineralogia caulinítica, apresentou alta superfície de adsorção ao íon fosfato, provavelmente promovendo sua baixa concentração na solução do solo.²² A disponibilidade de P pode ser aumentada em decorrência da adição de MO, caso deste estudo, por ser o DLS fonte desse atributo, à qual é importante na síntese do P e de modo à disponibilizá-lo para as plantas.³⁷

Como pode ser observado na Tabela 6, com a adição de DLS a acidez potencial aumentou até a dose de 150 m³, comparada à testemunha, porém diminuiu para as doses de 300 e 450 m³, seguido de um pequeno aumento para a de 600 m³. Embora o tempo de incubação do DLS no solo não tenha sido suficiente para incorporação da MO, pois não foi significativa, essa MO proveniente do DLS pode ter alterado o pH do solo. De acordo com Smanhotto et al.,³ a respiração dos microrganismos presentes na MO libera C-CO₂, acidificando o meio e diminuindo o teor de carbono orgânico, consequentemente, reduzindo o teor de MO, o que influenciou na DBO do dejeto (Tabela 2).

Outro processo que pode ter sido responsável pela elevação da acidez potencial da solução do solo foi a substituição dos íons H+ dos grupos funcionais dos coloides do solo pelos cátions adicionados,^21,38 o que elevou a CTC total em todas as doses de DLS, sem que houvesse aumento da saturação por bases, quando comparado à testemunha (Tabela 5), ocasionando redução do pH e aumento da CE.

Os valores de ADA variaram entre 433,78 e 464,09 g kg⁻¹ com aumento dos teores de Ca, K, Mg e Na na solução do solo. Em todas as doses estudadas ocorreu floculação das argilas (ver Tabela 6). Na dose de 600 m³ ha⁻¹ isso foi evidente, devido ao alto valor da CE nas mais altas concentrações de sais na solução do solo e o consequente aumento da dupla camada elétrica. No entanto, não foi observado dispersão da argila, uma vez que ADA foi menor em comparação com a testemunha.

O PESN do solo foi de 7,01. Dias et. al.³⁹ afirmam que quanto maior o percentual de caulinita na fração argila, menor o PESN do solo. Dessa forma, o Latossolo deste estudo tem médio grau de intemperismo, cujo Ki e Kr são de 1,17 e 0,98, respectivamente, o que o caracteriza como caulinítico. De acordo com Santos et al.,²³ o valor máximo é de 2,2 para ambos os parâmetros, sendo que quanto menor for este valor, mais intemperizado é o solo.

Como observado na Tabela 6, o PESN da testemunha diminuiu com adição das doses de DLS, variando entre 3,41 a 4,28, este resultado está concordante com os encontrados por Benites e Mendonça,²¹ os quais observaram diminuição nos valores de PESN com uso de adubos orgânicos. O decréscimo do PESN e aumento do potencial negativo podem estar relacionados com a presença de grupos reativos da matéria orgânica, principalmente de grupos carboxílicos que manifestam carga negativa na faixa de pH comum para os solos,²¹ ou pela adsorção específica de hidroxilas nas superfícies dos óxidos e hidróxidos, como de Fe e Al.²⁹

Com a aplicação de DLS, o valor de PCZ se aproximou ao valor de pH, menor ΔpH (Tabela 6). Quando o PCZ se aproxima do pH há uma maior floculação das argilas.⁴⁰ A floculação da argila pode ser observada pela diminuição dos valores de ADA, mostrando que o uso de DLS até a dose de 600 m³ ha⁻¹ e por um período de incubação de 30 dias, minimiza a dispersão da argila, de modo que o solo se mantenha estável quanto ao processo erosivo.

CONCLUSÕES

A disponibilidade de Ca, K, Mg, Na e P, a CTC e a floculação da argila aumentaram com as doses crescentes de DLS, sem apresentar riscos de salinização por sódio. Enquanto que o potencial elétrico superficial negativo aumentou com as doses de DLS, o PESN e o ApH diminuíram. Com isso, doses de DLS de até 600 m³ ha⁻¹, após tratamento em biodigestor, são uma boa fonte de adubação orgânica, podendo substituir parcialmente ou completamente a adubação química, uma vez que além de aumentar os teores de nutrientes no solo, promoveu melhorias dos atributos físicos, químicos e eletroquímicos do Latossolo argiloso estudado.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Mato Grosso (FAPEMAT) pelas bolsas (FAPEMAT/CNPq 150469/2023-3; PDCTR/FAPEMAT/CNPq 300082/2022-3) e suporte financeiro (FAPEMAT/CNPq/PRO-000174/2023).

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