O meio ambiente apresenta-se cada vez mais degradado nos dias

Tecnologia ambiental: emprego de biodigestores no gerenciamento de resíduos
Denise A. Chiconato a*, João A. Galbiatti b, Anaira D. Caramelo b, Mariana F. Ragazzi
b, Carolina de F. Sampaio b, Marcio de M. Valeriano b
a União das Instituições Educacionais do Estado de São Paulo (UNIESP) – Faculdade
de Taquaritinga, Fazenda Contendas, s/nº - Caixa Postal 171, Taquaritinga, Brasil.
[email protected]
b Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências Agrárias e
Veterinárias, Via de Acesso Prof. Paulo Donato Castellane s/n, 14884-900, Jaboticabal,
Brasil. [email protected]
Palavras chave: biofertilizante, saneamento, meio ambiente
Título abreviado: Gerenciamento de resíduos
*Autor para correspondência: +55 16 9208 8053. [email protected]
ABSTRACT
Nowadays, the environment appears to be increasingly becoming degraded; for this
reason, the use of means that help in its preservation and bring economic benefits is of
great importance. The biodigesters are adequate for this purpose, because they use
diverse residues for the production of biofertilizers, and the latter can substitute the
mineral fertilizers, which cause great damage to the environment. In this context, an
experiment was carried out at the Rural Engineering Department from the Faculty of
1
Agricultural Sciences and Veterinary - UNESP, at the Campus of Jaboticabal-SP, with
the aim of evaluating the efficiency of the biofertilizer, which was produced from the
waste of cattle, on the development of maize plants. This organic fertilizer was used in
different doses, applied at different times and compared to the mineral fertilization,
which was used as control. It was analyzed the accumulation of dry matter, the leaf area
development and the grain yield. From the analysis of the results, it was verified that
although the time of the biofertilizer application did not show great differences, the
highest dose of biofertilizer presented, in all analyzed variables, the best results, thus
showing its efficiency.
RESUMO
O meio ambiente apresenta-se cada vez mais degradado nos dias atuais; por este motivo,
utilizar de meios que ajudem na sua preservação e ainda apontem benefícios
econômicos, é muito importante. Os biodigestores se enquadram neste propósito, pois
utilizam de resíduos diversos para produção de biofertilizantes, e estes, podem substituir
os fertilizantes minerais, que tanto degradam o meio ambiente. Neste contexto, foi
desenvolvido um experimento no Departamento de Engenharia Rural, da Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP, Campus de Jaboticabal-SP, com o objetivo
de avaliar a eficiência do biofertilizante, produzido a partir de resíduos da
bovinocultura, sobre o desenvolvimento de plantas de milho. Esse fertilizante orgânico
foi utilizado em diferentes doses, aplicado em diferentes épocas e comparado à
fertilização mineral, que foi utilizada como testemunha. Foram analisados o acúmulo de
matéria seca, o desenvolvimento da área foliar e a produtividade de grãos. A partir da
análise dos resultados, pôde-se constatar que apesar da época de aplicação do
biofertilizante não apresentar grandes diferenças, a maior dose de biofertilizante
2
apresentou, em todas as variáveis analisadas, os melhores resultados, mostrando assim
sua eficiência.
INTRODUÇÃO
A preservação do meio ambiente, principalmente no dias atuais onde vem sofrendo
diversos processos degradantes, é de vital importância. Para que isto ocorra, é preciso de
incentivo à tecnologias que, entre outras finalidades, leve ao uso sustentável dos
recursos naturais. A utilização de biodigestores é uma técnica que se enquadra neste
propósito, pois através deles pode-se trabalhar o saneamento, pois todo resíduo orgânico
pode ser usado como matéria-prima; o biogás que pode ser usado de várias formas
como fonte de energia e o efluente que é utilizado como fertilizante orgânico. Esse
fertilizante orgânico apresenta benefícios sobre o mineral, pois quando se usa este
último de maneira indiscriminada, pode-se ocasionar graves danos ao meio ambiente e
provocar uma escassez precoce de muitas reservas naturais de alguns nutrientes para a
agricultura, como citado por Villela Junior et al. (2007).
Qualquer material, de origem orgânica, submetido a processos de biodigestão
anaeróbia, através de um biodigestor, produz biogás (formado por: metano, dióxido de
carbono, oxido de enxofre e traços oxido nitroso) e efluentes (Villela Junior et al.,
2003). Os resíduos de origem animal contêm elevada proporção de biomassa, e sua
utilização em sistemas de reciclagem é de extrema importância, como cita Amorim et
al. (2004), ressaltando os benefícios econômicos e ambientais. Amaral et al., (2004)
ainda comentam da grande importância desses dejetos, onde encontram-se macro e
micronutrientes e oferecem água, abrigo e temperatura, e por esse motivo, acabam
sendo preferidos por inúmeros micro e macrovetores de grande importância sanitária,
como nicho ecológico.
3
O desenvolvimento do conhecimento sobre a digestão anaeróbia é um dos mais
promissores no campo da biotecnologia, isto porque ele é muito importante para
promover a degradação dos resíduos orgânicos que são gerados em grandes quantidades
nas modernas atividades rurais e industriais, com eficiência (Souza et al., 2005).
Para Oliveira et al. (2007) o emprego de biofertilizantes é uma prática que tem se
mostrado útil e de baixo custo. Por esses motivos, o uso de fertilizantes orgânicos tem
crescido em todo o Brasil. Segundo Medeiros et al. (2007), os biofertilizantes são fáceis
de obter, isto decorre do fato de que geralmente são compostos de excrementos de
animais e encontrados sem dificuldade.
A áreas degradadas são melhor recuperadas quando há a incorporação de matéria
orgânica ao solo, pois melhora a estrutura e a retenção de umidade e fornece macro e
micronutrientes (Santos & Rodella, 2007). Segundo Medeiros et al. (2007), esses
produtos podem ser produzidos pelo próprio agricultor, gerando economia de insumos
importados e, ainda, promovendo melhorias no saneamento ambiental. Sobre isso,
Factor et al. (2008) comenta que, nas últimas décadas, o aumento exacerbado da
produtividade na agricultura e uso excessivo dos recursos naturais muitas vezes gera a
degradação ambiental (poluição por pesticidas, erosão e salinização dos solos) e
problemas sociais (concentração de terras, recursos e produção, mudança no padrão de
migração rural/urbana).
Buscando amenizar esses problemas na agricultura, os insumos comerciais tendem a ser
substituídos por fertilizantes orgânicos, o que beneficia principalmente os pequenos
produtores, mas também a população em geral. Sobre o aumento da demanda na
produção de alimentos, Cruz et al. (2008) cita que, por desempenhar papel significativo
na produção nacional de grãos, o milho se destaca como influenciador direto na
economia de qualquer Estado importador deste cereal. O milho assume relevante papel
4
socioeconômico e constitui-se em matéria-prima impulsionadora de diversos
complexos agroindustriais (Fancelli & Dourado-Neto, 2000 citado por Galbiatti et al.,
2004). Segundo Cruz et al. (2008), no Brasil, a cultura do milho se sobressai em virtude
de apresentar a maior área cultivada entre os principais produtos agrícolas (12.4
milhões de hectares) e a maior produção de grãos (42.16 milhões de toneladas). Além
de ser uma cultura básica da agricultura brasileira, Pavinato et al. (2008) também
ressalta que a produção brasileira de milho tem aumentado nos últimos anos, e agora,
deverá mais ainda aumentar por causa do estímulo do seu uso para a produção de
álcool.
Com base no que foi citado, o presente experimento teve como objetivo a avaliação da
influência de níveis e épocas de aplicação de biofertilizante de origem bovina sobre o
desenvolvimento e produtividade da cultura do milho (Zea Mays L.).
METODOLOGIA
O experimento foi desenvolvido no Departamento de Engenharia Rural da Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias – UNESP, Campus de Jaboticabal-SP.
A análise química do solo no início do experimento está descrita na Tabela 1.
P resina
Mg/cm³
37.00
M.O.
(%)
2.83
pH
em
CaCl2
K
5.20
0.59
Ca
Mg
H+Al
S
V
(%)
-meq/100cm³
2.80
1.10
3.80
4.51
54.00
TABELA 1. Análise química do solo no início do experimento
Utilizou-se para este experimento a cultura do milho (Zea mays L.) e um delineamento
experimental casualizado, com cinco tratamentos, dispostos em cinco blocos, da
5
seguinte forma: A- Com adubação mineral (testemunha); B- Com aplicação de 20
m³.ha-1 de biofertilizante, um dia antes da semeadura da cultura; C- Com aplicação de
20 m³.ha-1 de biofertilizante, 60 dias antes da semeadura da cultura; D- Com aplicação
de 60 m³.ha-1 de biofertilizante, um dia antes da semeadura da cultura e E- Com
aplicação de 60 m³.ha-1 de biofertilizante, 60 dias antes da semeadura da cultura.
Para o preparo do solo foram realizadas duas arações e duas gradagens intercaladas.
Após esse processo, aplicou-se o biofertilizante, com regadores manuais, utilizando para
cada tratamento, a quantidade proposta, no época indicada para cada tratamento. Logo
após, efetuou-se a incorporação do biofertilizante ao solo, com uma grade. Na Tabela 2,
estão expressos os dados da análise química do biofertilizante.
Sólido
Total
(%)
MO
C
N
P
K
Ca
Mg
S
Fe
Cu
Mn
39.31
68.81
1.97
1.14
Zn
pH
C/N
540
7.4
20.3
ppm
%
5.8
B
2.59
2.53
0.77
0.51
39
125
380
47
TABELA 2. Análise Química do Biofertilizante utilizado
Após a incorporação do biofertilizante, efetuou-se a semeadura do milho, respeitando as
épocas propostas para cada tratamento. Para a cultura das plantas, efetuou-se uma
operação de cultivo mecânico para eliminação das plantas daninhas e uma adubação
uniforme em cobertura de N com Sulfato de Amônia (200 kg.ha-1). A matéria seca
acumulada foi observada colhendo-se a cada 14 dias, seis plantas por tratamento,
considerando a parte aérea total. Depois de colhidas eram levadas ao laboratório de
plantas do Departamento de Engenharia Rural, onde eram lavadas, dissecadas e
separadas suas folhas do caule e bainha. Após passarem por esse processo, eram levadas
à estufa de aeração forçada a 70ºC, permanecendo até adquirirem peso constante.
6
Quando retirado da estufa, o material era mantido em dessecadores até atingir equilíbrio
térmico com o ambiente, sendo então pesado.
Para a avaliação do desenvolvimento da área foliar das plantas, foram medidos a cada
14 dias, o comprimento no sentido da nervura principal e a maior largura encontrada nas
folhas de cada tratamento, com o auxílio de uma régua graduada. O produto do
comprimento pela largura de cada lâmina foliar foi multiplicado por um fator de
correção igual a 0.72, segundo metodologia proposta por Carleton & Foote (1975).
Para avaliar-se a produtividade, foram colhidas todas as plantas de cada tratamento,
estimando-se através do peso de grãos e número de plantas colhidas, a produtividade em
gramas por planta e por espiga.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
As Tabelas 3, 4 e 5 referem-se a dados relacionados ao peso de matéria seca acumulada
na parte área total da planta (caule e bainha + folhas).
Tratamentos
21
A (mineral)
B (20/1)
C (20/60)
D (60/1)
E (60/60)
5.92
5.60
3.79
6.82
5.63
Dias após a semeadura
35
49
63
77
17.63
25.47
23.68
31.45
29.55
71.96
71.40
52.45
71.70
82.08
70.64
74.69
87.39
87.89
92.70
76.02
87.61
75.97
99.21
97.03
91
82.17
80.56
86.12
69.00
90.23
Tabela 3 – Peso de matéria seca acumulada na parte área total da planta (g.planta-1)
Doses
m³.ha-1
21
20
60
4.34
5.94
Dias após a semeadura
35
49
63
77
24.36
32.52
62.10
80.60
84.85
86.86
82.30
93.41
91
79.84
78.48
Tabela 4 – Dados médios (relativos à dose) de peso de matéria seca acumulada na parte
área da planta (g.planta-1), durante o desenvolvimento da cultura
Época (dias
antes do
plantio)
1
60
21
5.53
4.37
Dias após a semeadura
35
49
63
77
29.37
25.61
68.78
66.90
83.48
79.81
92.09
84.03
91
73.57
90.54
7
Tabela 5 – Dados médios (relativos a época) de peso de matéria seca acumulada na
parte área da planta (g.planta-1), durante o desenvolvimento da cultura
Pelas Tabelas 3, 4 e 5 pode-se constatar que a maior dose de biofertilizante aplicada (60
m³.ha-1) apresentou maiores valores de matéria seca acumulada durante todo o ciclo da
cultura, exceto no fim do período onde apresentou uma leve queda.
O tratamento em que se utilizou 20 m³.ha-1 de biofertilizante manteve-se intermediário
aos da maior dose e à adubação mineral, ultrapassando esta última em alguns
momentos.
As épocas de aplicação não diferiram muito no efeito sobre o parâmetro analisado;
quando se aplicou 60 m³.ha-1 de biofertilizante à 1 e 60 dias antes da semeadura, os
resultados foram máximos, superando claramente a testemunha (adubação mineral).
Como observado em raízes de batata-doce por Oliveira et al. (2003), a matéria seca
acumulada na parte área total da planta de milho, também aumentou linearmente com as
doses de esterco bovino, sendo superior na presença do biofertilizante.
As Tabelas 6, 7 e 8 representam os dados da área foliar da planta de milho.
Tratamentos
21
A (mineral)
B (20/1)
C (20/60)
D (60/1)
E (60/60)
9.81
9.57
7.18
12.17
10.03
Dias após a semeadura
35
49
63
77
23.06
32.14
31.19
40.12
35.08
49.52
55.62
47.30
52.17
56.72
44.31
46.32
47.02
47.54
55.32
40.74
43.60
36.66
50.57
47.17
91
45.17
44.43
45.44
37.59
47.70
Tabela 6 – Área foliar das plantas de milho em dm².planta-1
Doses
m³.ha-1
21
20
60
7.96
10.62
Dias após a semeadura
35
49
63
77
31.62
38.51
51.21
44.25
47.32
49.11
40.47
47.24
91
45.00
42.36
Tabela 7 – Dados médios (relativos à dose) de área foliar da planta de milho, em
dm².planta-1, durante o desenvolvimento da cultura
Época (dias
antes do
plantio)
1
60
21
9.78
8.09
Dias após a semeadura
35
49
63
77
35.60
31.99
52.32
53.96
47.89
47.11
46.73
41.10
91
41.65
46.98
8
Tabela 8 – Dados médios (relativos à época) de área foliar da planta de milho, em
dm².planta-1, durante o desenvolvimento da cultura
Através das Tabelas 6, 7 e 8 pode-se observar que a maior dose de biofertilizante
aplicada (60 m³.ha-1) superou, desde o início do período considerado, os outros
tratamentos com um pequeno declínio no final.
Somente neste tratamento, a aplicação 60 dias antes da semeadura não apresentou
influência sobre o resultado, porém ao contrário da matéria seca acumulada a área foliar
mostrou-se sensível à época de aplicação do biofertilizante.
Considerando-se todas as comparações, tem-se que os tratamentos com 30m³.ha-1
superou todos os outros.
A Tabela 9 representa os dados sobre a produção de grãos em grama por espiga e por
planta
Tratamentos
Espiga (g)
Planta (g)
A (mineral)
B (20/1)
C (20/60)
D (60/1)
E (60/60)
56.4
63.4
56.4
73.8
76.4
60.3
62.0
53.0
75.2
73.3
Tabela 9 – Produção de grãos em g por espiga e por planta
Através dos valores analisados a partir da Tabela 9, nota-se que a produção e grãos em g
por espiga apresentou maiores valores, em ordem decrescente, nos tratamentos E e D e
os menores pôde-se observar nos tratamentos A (testemunha) e C (valores iguais).
Na análise da produtividade por planta, pôde-se notar o maior resultado no tratamento D
seguido por E, enquanto os menores foram também observados nos tratamentos A
(testemunha) e C. Dias et al. (2003) em seu experimento com plantas de alfafa, obteve
resultados semelhantes; os biofertilizantes melhoraram a produtividade das plantas de
alfafa em relação a testemunha.
9
CONCLUSÕES
Em todos os parâmetros analisados (matéria seca acumulada, área foliar e
produtividade), quando utilizou-se maior dose de biofertilizante (60 m³.ha-1), obteve-se
melhores resultados. Em geral, os tratamentos com biofertilizante superaram a
testemunha (adubação mineral).
Em relação às épocas de aplicação, os resultados não se mostraram altamente
diferenciados.
Os benefícios e conveniências do biofertilizante, somados aos resultados aqui citados,
mostram que a utilização de efluente de biodigestor na adubação do solo para o cultivo
da cultura do milho, é uma alternativa que apresenta maiores vantagens.
10
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