Valorização agronómica de resíduos orgânicos : gestão da sua aplicação ao solo e impactes agro-ambientais
Type
doctoralThesis
Creator
Identifier
101232586
Title
Valorização agronómica de resíduos orgânicos : gestão da sua aplicação ao solo e impactes agro-ambientais
Subject
Fertilização
Azoto
Chorume
Lamas de depuração
Compostado de resíduos sólidos urbanos
Mineralização
Azoto
Chorume
Lamas de depuração
Compostado de resíduos sólidos urbanos
Mineralização
Date
2014-10-22T14:44:45Z
2014-10-22T14:44:45Z
2010
2014-10-22T14:44:45Z
2010
Description
Tese apresentada à Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro para obtenção do grau de Doutor em Ciências Agronómicas, da qual só está disponível resumo.
Para que a valorização agrícola de resíduos orgânicos se possa constituir como um destino privilegiado para os mesmos, deve existir uma adequada gestão da sua aplicação ao solo e, para isso, têm que conhecer-se a extensão e a taxa de conversão do azoto orgânico neles presente, e os impactes agroambientais decorrentes dessa incorporação no solo. Este trabalho teve como objectivo estudar o efeito, quanto àqueles aspectos, da utilização agrícola de alguns resíduos orgânicos, mais concretamente: compostado de resíduos sólidos urbanos, lamas de depuração urbanas, chorume de bovinos (Ch) e lamas celulósicas (Lcel). Para o efeito, foram realizados dois ensaios: um de incubação laboratorial de longa duração (443 dias) e outro de campo (durante dois anos e meio), ambos efectuados na Escola Superior Agrária de Castelo Branco, Portugal. No primeiro, estudou-se a transformação do N proveniente dos resíduos, quando incorporados ao solo e, ainda, a evolução do N mineral e de outros parâmetros de fertilidade (P2O5, K2O, MO, pH-H2O e CE), resultante dessa aplicação. No ensaio em campo, para além da avaliação da transformação, in situ, do N presente nos resíduos e da evolução do N mineral nos primeiros 15 cm de profundidade do solo, verificou-se a influência que a composição destes produtos exerce sobre o teor de N nas plantas e na produção de culturas; mediu-se a emissão de gases com efeito de estufa (N2O, CO2 e CH4) resultante da aplicação ao solo daqueles produtos bem como de adubos minerais azotados, utilizados de forma tradicional (Adtrad); e quantificaram-se perdas de N, por lixiviação, decorrentes destas incorporações. Em relação aos parâmetros referidos para o ensaio em campo, estudou-se, ainda, o efeito de práticas passíveis de minimizarem perdas de N e melhorarem a eficiência da sua utilização pelas culturas, tais como: o uso de um inibidor da nitrificação, a dicianodiamida (DCD), aplicado com fertilizante mineral (Ad+DCD) ou com chorume (Ch+DCD), a utilização de um resíduo de elevada razão C/N em simultâneo com adubos minerais azotados (Ad+Lcel) e, aproveitamento de lamas de depuração, ou de compostado de resíduos sólidos urbanos, através de uma só aplicação à cultura de Primavera (Ldep-P e RSU-P, respectivamente), ou de forma repartida pela sucessão de culturas forrageiras do milho e da aveia (Ldep e RSU, respectivamente). Foi ainda considerado um tratamento sem aplicação de qualquer fertilizante (Controlo), perfazendo um total de dez tratamentos de fertilização. Os tratamentos foram avaliados com base nas unidades de N incorporadas. No ensaio de incubação laboratorial as quantidades aplicadas corresponderam a duas doses, 80 e 160 kg N ha-1, em aplicação única no início do ensaio, e no ensaio de campo a 80 e 170 kg N ha-1, respectivamente na cultura da aveia e do milho. A disponibilidade de N mineral foi maior com a utilização de adubos minerais. O chorume foi o resíduo que maior quantidade de nutriente disponibilizou no momento da sua aplicação, numa quantidade próxima dos 40-50% do total veiculado, praticamente na sua totalidade na forma amoniacal. As lamas de depuração disponibilizaram menos N após a sua incorporação, mas depois cederam-no gradualmente, tendo ao final do ensaio laboratorial disponibilizado 76% do N veiculado, independentemente da dose aplicada (80 or 160 kg N ha-1). No campo, as lamas de depuração, quando utilizadas em estreme (em Ldep-P durante a Primavera-Verão e em Ldep durante o Outono-Inverno), chegaram a disponibilizar 23 e 60% do N aplicado à cultura do milho e de aveia, respectivamente. Sobretudo com a aplicação de lamas celulósicas, mas também com a de compostado, ocorreu imobilização de N. Este último resíduo não cedeu mais de 18 e 4% do azoto veiculado, à cultura de aveia (no tratamento RSU) e do milho (no tratamento RSU-P), respectivamente. Como consequência, este foi o resíduo que menos beneficiou a formação de biomassa, tendo-se registado uma quebra de produção anual da ordem dos 25%, independentemente de ter sido aplicado de forma repartida, ou não. Nas duas culturas da sucessão, o efeito do uso da DCD, no adubo ou no chorume, perdurou durante cerca de 40 dias. Em resultado da presença do inibidor, a produção de forragem sofreu um ligeiro acréscimo na época de Outono-Inverno, mas não na de Primavera-Verão. Atendendo à quantidade de forragem produzida, quer o chorume quer as lamas de depuração, constituíram-se como boas alternativas à adubação azotada convencional, e a pertinência da sua aplicação ao solo na Primavera ficou evidenciada. As maiores perdas anuais de N-NO3 - por lixiviação, no Controlo ou em Adtrad, foram, respectivamente, de 49 e 144 kg N ha-1, tendo estas perdas tido tendência a serem superiores com aplicação de adubos minerais (Adtrad e Ad+DCD). Com a utilização de compostado (em RSU ou em RSU-P) ou de lamas de depuração (no tratamento Ldep-P), houve uma redução das perdas anuais de N-NO3 - da ordem dos 25 e 30%, respectivamente, comparativamente ao verificado em Adtrad. Quando se fertilizou unicamente com chorume, essa redução foi de 46%. A redução de perdas de N-NO3 -, em resultado da incorporação de lamas celulósicas, tende a desaparecer num período de tempo relativamente curto, e o recurso à DCD na fertilização de culturas de Primavera-Verão, não se identificou como uma prática capaz de reduzir perdas de N por lixiviação. As principais emissões de N2O ocorreram nos primeiros 30-40 dias que se seguiram à incorporação dos fertilizantes. No conjunto das duas culturas da sucessão, as maiores perdas (até 5 kg N-N2O ha-1) aconteceram em Adtrad, Ad+DCD, Ldep-P e Ldep, e não se observaram alterações significativas resultantes da presença do inibidor, no adubo ou no chorume. Os melhores resultados foram conseguidos em Ad+Lcel, RSU e no Controlo. De um modo geral, a aplicação de resíduos orgânicos ao solo resultou num aumento das emissões de CO2 para a atmosfera, mas melhorou o potencial de oxidação do CH4 pelo solo. Através de um ensaio laboratorial efectuado em North Wyke Research, Reino Unido, verificou-se que a aplicação antecipada da DCD em relação à do fertilizante aumenta a eficácia do inibidor na redução das emissões de N-N2O, e que do uso do inibidor não resultam efeitos na diversidade da composição da comunidade microbiana do solo. Houve simplesmente uma redução na sua abundância. Genericamente, comprovou-se a viabilidade da substituição parcial, ou mesmo total, da adubação azotada mineral tradicionalmente praticada em culturas de Outono-Inverno ou de Primavera-Verão, por resíduos orgânicos, sem que daí resultem efeitos agronómicos e ambientais adversos, podendo mesmo haver uma melhoria nos mesmos. Da apreciação global aos resultados, surgiu um conjunto de recomendações para gestão da aplicação ao solo dos produtos estudados, entre elas a aplicação de DCD ao Outono mas não à Primavera, a incorporação preferencial de lamas de depuração ou de chorume à Primavera, e conveniência da utilização de compostado e de lamas celulósicas em simultâneo com adubos azotados.
Este trabalho foi apoiado pela FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/29808/2006).
Para que a valorização agrícola de resíduos orgânicos se possa constituir como um destino privilegiado para os mesmos, deve existir uma adequada gestão da sua aplicação ao solo e, para isso, têm que conhecer-se a extensão e a taxa de conversão do azoto orgânico neles presente, e os impactes agroambientais decorrentes dessa incorporação no solo. Este trabalho teve como objectivo estudar o efeito, quanto àqueles aspectos, da utilização agrícola de alguns resíduos orgânicos, mais concretamente: compostado de resíduos sólidos urbanos, lamas de depuração urbanas, chorume de bovinos (Ch) e lamas celulósicas (Lcel). Para o efeito, foram realizados dois ensaios: um de incubação laboratorial de longa duração (443 dias) e outro de campo (durante dois anos e meio), ambos efectuados na Escola Superior Agrária de Castelo Branco, Portugal. No primeiro, estudou-se a transformação do N proveniente dos resíduos, quando incorporados ao solo e, ainda, a evolução do N mineral e de outros parâmetros de fertilidade (P2O5, K2O, MO, pH-H2O e CE), resultante dessa aplicação. No ensaio em campo, para além da avaliação da transformação, in situ, do N presente nos resíduos e da evolução do N mineral nos primeiros 15 cm de profundidade do solo, verificou-se a influência que a composição destes produtos exerce sobre o teor de N nas plantas e na produção de culturas; mediu-se a emissão de gases com efeito de estufa (N2O, CO2 e CH4) resultante da aplicação ao solo daqueles produtos bem como de adubos minerais azotados, utilizados de forma tradicional (Adtrad); e quantificaram-se perdas de N, por lixiviação, decorrentes destas incorporações. Em relação aos parâmetros referidos para o ensaio em campo, estudou-se, ainda, o efeito de práticas passíveis de minimizarem perdas de N e melhorarem a eficiência da sua utilização pelas culturas, tais como: o uso de um inibidor da nitrificação, a dicianodiamida (DCD), aplicado com fertilizante mineral (Ad+DCD) ou com chorume (Ch+DCD), a utilização de um resíduo de elevada razão C/N em simultâneo com adubos minerais azotados (Ad+Lcel) e, aproveitamento de lamas de depuração, ou de compostado de resíduos sólidos urbanos, através de uma só aplicação à cultura de Primavera (Ldep-P e RSU-P, respectivamente), ou de forma repartida pela sucessão de culturas forrageiras do milho e da aveia (Ldep e RSU, respectivamente). Foi ainda considerado um tratamento sem aplicação de qualquer fertilizante (Controlo), perfazendo um total de dez tratamentos de fertilização. Os tratamentos foram avaliados com base nas unidades de N incorporadas. No ensaio de incubação laboratorial as quantidades aplicadas corresponderam a duas doses, 80 e 160 kg N ha-1, em aplicação única no início do ensaio, e no ensaio de campo a 80 e 170 kg N ha-1, respectivamente na cultura da aveia e do milho. A disponibilidade de N mineral foi maior com a utilização de adubos minerais. O chorume foi o resíduo que maior quantidade de nutriente disponibilizou no momento da sua aplicação, numa quantidade próxima dos 40-50% do total veiculado, praticamente na sua totalidade na forma amoniacal. As lamas de depuração disponibilizaram menos N após a sua incorporação, mas depois cederam-no gradualmente, tendo ao final do ensaio laboratorial disponibilizado 76% do N veiculado, independentemente da dose aplicada (80 or 160 kg N ha-1). No campo, as lamas de depuração, quando utilizadas em estreme (em Ldep-P durante a Primavera-Verão e em Ldep durante o Outono-Inverno), chegaram a disponibilizar 23 e 60% do N aplicado à cultura do milho e de aveia, respectivamente. Sobretudo com a aplicação de lamas celulósicas, mas também com a de compostado, ocorreu imobilização de N. Este último resíduo não cedeu mais de 18 e 4% do azoto veiculado, à cultura de aveia (no tratamento RSU) e do milho (no tratamento RSU-P), respectivamente. Como consequência, este foi o resíduo que menos beneficiou a formação de biomassa, tendo-se registado uma quebra de produção anual da ordem dos 25%, independentemente de ter sido aplicado de forma repartida, ou não. Nas duas culturas da sucessão, o efeito do uso da DCD, no adubo ou no chorume, perdurou durante cerca de 40 dias. Em resultado da presença do inibidor, a produção de forragem sofreu um ligeiro acréscimo na época de Outono-Inverno, mas não na de Primavera-Verão. Atendendo à quantidade de forragem produzida, quer o chorume quer as lamas de depuração, constituíram-se como boas alternativas à adubação azotada convencional, e a pertinência da sua aplicação ao solo na Primavera ficou evidenciada. As maiores perdas anuais de N-NO3 - por lixiviação, no Controlo ou em Adtrad, foram, respectivamente, de 49 e 144 kg N ha-1, tendo estas perdas tido tendência a serem superiores com aplicação de adubos minerais (Adtrad e Ad+DCD). Com a utilização de compostado (em RSU ou em RSU-P) ou de lamas de depuração (no tratamento Ldep-P), houve uma redução das perdas anuais de N-NO3 - da ordem dos 25 e 30%, respectivamente, comparativamente ao verificado em Adtrad. Quando se fertilizou unicamente com chorume, essa redução foi de 46%. A redução de perdas de N-NO3 -, em resultado da incorporação de lamas celulósicas, tende a desaparecer num período de tempo relativamente curto, e o recurso à DCD na fertilização de culturas de Primavera-Verão, não se identificou como uma prática capaz de reduzir perdas de N por lixiviação. As principais emissões de N2O ocorreram nos primeiros 30-40 dias que se seguiram à incorporação dos fertilizantes. No conjunto das duas culturas da sucessão, as maiores perdas (até 5 kg N-N2O ha-1) aconteceram em Adtrad, Ad+DCD, Ldep-P e Ldep, e não se observaram alterações significativas resultantes da presença do inibidor, no adubo ou no chorume. Os melhores resultados foram conseguidos em Ad+Lcel, RSU e no Controlo. De um modo geral, a aplicação de resíduos orgânicos ao solo resultou num aumento das emissões de CO2 para a atmosfera, mas melhorou o potencial de oxidação do CH4 pelo solo. Através de um ensaio laboratorial efectuado em North Wyke Research, Reino Unido, verificou-se que a aplicação antecipada da DCD em relação à do fertilizante aumenta a eficácia do inibidor na redução das emissões de N-N2O, e que do uso do inibidor não resultam efeitos na diversidade da composição da comunidade microbiana do solo. Houve simplesmente uma redução na sua abundância. Genericamente, comprovou-se a viabilidade da substituição parcial, ou mesmo total, da adubação azotada mineral tradicionalmente praticada em culturas de Outono-Inverno ou de Primavera-Verão, por resíduos orgânicos, sem que daí resultem efeitos agronómicos e ambientais adversos, podendo mesmo haver uma melhoria nos mesmos. Da apreciação global aos resultados, surgiu um conjunto de recomendações para gestão da aplicação ao solo dos produtos estudados, entre elas a aplicação de DCD ao Outono mas não à Primavera, a incorporação preferencial de lamas de depuração ou de chorume à Primavera, e conveniência da utilização de compostado e de lamas celulósicas em simultâneo com adubos azotados.
Este trabalho foi apoiado pela FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia (SFRH/BD/29808/2006).
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