Ciclagem de nutrientes e metais pesados em plantios de Eucalyptus grandis adubados com lodos de esgoto produzidos em diferentes estações de tratamento da região metropolitana de São Paulo

• Main Author: Alexandre de Vicente Ferraz
• Other Authors: Fabio Poggiani
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2010
• Subjects: Biossólidos; Eucalipto; Lodo de esgoto; Metais pesados; Nutrição vegetal.; Biosolids; Eucalypts; Heavy Metals; Plant Nutrition.; Sewage Sludge
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11150/tde-18022010-105811/

A produção de lodo de esgoto vem aumentando exponencialmente com a multiplicação das estações de tratamento de esgoto (ETEs) e a sua disposição final tem se tornado um problema sanitário preocupante. Por ser um resíduo rico em matéria orgânica e nutrientes, muitas pesquisas vêm sendo desenvolvidas na busca de alternativas ecologicamente mais adequadas para o seu descarte. Este trabalho teve como objetivo verificar as diferenças entre lodos de esgoto (biossólidos), produzidos em três diferentes Estações de Tratamento de Esgotos da região metropolitana de São Paulo, quando utilizados como adubo em plantações de Eucalyptus grandis. Procurou-se também avaliar a influência deste resíduo sobre a ciclagem de nutrientes e sobre a dinâmica de metais pesados no ecossistema florestal. O estudo foi realizado na Estação Experimental de Ciências Florestais da ESALQ/USP em Itatinga-SP, cujo solo é predominantemente arenoso e de baixa fertilidade natural. O delineamento experimental utilizado foi em blocos aleatorizados, com 4 repetições e cinco tratamentos, sendo eles: 1)Testemunha Absoluta (TA), sem nenhuma adubação; 2) Fertilização mineral convencional (FM); 3) Aplicação de 15 Mg ha-1 de lodo de esgoto da ETE de Barueri (LB); 4) 15 Mg ha-1 de lodo de esgoto da ETE de São Miguel (LSM); 5) 15 Mg ha-1 de lodo de esgoto da ETE do Parque Novo Mundo (LPNM). Todos os tratamentos com lodo de esgoto foram complementados com potássio mineral (KCl), visto que o lodo é deficiente neste nutriente. O LB e o LSM foram condicionados com polieletrólitos, mas o LPNM foi condicionado com cal hidratada e cloreto férrico. O efeito dos diferentes tratamentos sobre os eucaliptos foi avaliado através de: inventários florestais semestrais, nutrição foliar, estimativa do folhedo produzido mensalmente, estimativa semestral de folhedo acumulado sobre o solo, avaliação da decomposição do folhedo no campo através de bolsas decompositoras, reflexo dos lodos sobre a fertilidade do solo, estimativa da biomassa e do estoque de nutrientes e metais pesados nos componentes do tronco (Lenho+Casca), nas folhas e nas raízes finas dos eucaliptos. Observou-se que a adubação dos eucaliptos com os lodos propiciou, em média, um incremento do volume de madeira da ordem de 65%, superior à testemunha (sem adubação) e similar ao observado no tratamento com fertilização mineral. A concentração dos nutrientes nas folhas dos eucaliptos tratados com os lodos, aos 6 meses de idade, apresentou uma elevação significativa dos nutrientes N, P, Ca, Cu, Fe e Zn em relação à testemunha. Mas, aos 42 meses, observou-se a tendência geral de redução da concentração de todos os nutrientes nas folhas, independente dos tratamentos. A adição dos lodos estimulou em 75% a produção de folhedo pelos eucaliptos, bem como um maior acúmulo de folhedo sobre o piso florestal. Conseqüentemente, houve uma maior transferência de nutrientes, via folhedo, das copas dos eucaliptos para a camada de serapilheira. De maneira geral, a aplicação da FM e dos lodos de esgoto melhorou a fertilidade do solo na linha de plantio (ponto de aplicação), principalmente na camada entre 0 e 5 cm de profundidade. Todavia, poucas mudanças foram observadas na produção de raízes finas em função dos diferentes tratamentos. O lodo de esgoto, quando condicionado na ETE com cal hidratada, tende a elevar o estoque de cálcio em todos os componentes do sistema solo-planta-serapilheira, podendo a longo prazo causar desbalanço nutricional e impactos prejudiciais ao ecossistema. Nos tratamentos com lodo de esgoto, foi observada uma maior concentração de metais pesados, em comparação à testemunha, nas folhas: Cu, Zn e Ni; no folhedo: Cu e Zn; no solo: Cu e Zn (na linha de plantio) e Zn (na entrelinha de plantio), apenas na camada de 0-5 cm de profundidade e nas raízes finas: Zn e Ni. É imprescindível, portanto, se conhecer previamente a concentração dos diferentes elementos no lodo de esgoto, antes de sua aplicação em plantios florestais. O monitoramento nutricional das árvores e da ciclagem dos nutrientes são práticas de fundamental importância para o bom manejo deste resíduo e do empreendimento florestal. === The production of sewage sludge increased exponentially with the enlargement of sewage treatment plants (ETEs, by its acronym in Portuguese). The final disposal of this product has always been a sanitary problem. Since it is a residue rich in organic matter and nutrients, several researches have been carried out, looking for adequate ecological alternatives for its disposal. This study aims to verify the differences among the sewage sludge (biosolids) from three different sewage treatment plants in the metropolitan region of Sao Paulo when used as fertilizers in Eucalyptus grandis plantations. Moreover it seeks to assess the influence of this residue in the nutrients cycling and in the heavy metals dynamic in forestry ecosystems. This research was carried out in the Experimental Station of Forestry Sciences of ESALQ/USP in Itatinga, Sao Paulo, where the soil is mainly sandy and of low natural fertility. The experimental delineation was of randomized blocks, with 4 replications and 5 treatments: 1) control (TA) without fertilization; 2) mineral conventional fertilization (FM); 3) application of 15 Mg ha-1 of sewage sludge from Barueri ETE (LB); 4) 15 Mg ha-1 of sewage sludge from Sao Miguel ETE (LSM); 5) 15 Mg ha-1 of sewage sludge from Parque Novo Mundo ETE (LPNM). Since the sewage sludge lacks mineral potassium (KCl), it was added to all the treatments. The LB and the LSM were conditioned with polyelectrolyte, but the LPNM was conditioned with CaOH and with FeCl3. The sewage sludge was applied in the planting rows. The effect of the different treatments on the eucalyptus trees was assessed by: six-monthly forestry inventories, leafs nutrition, estimation of monthly production of leaf fall, six-monthly estimation of leaf fall stocked in the soil, assessment of the decomposition of leaf fall in the field with decomposition bags, reflex of the sludge over the soil fertility, estimation of the biomass and the stock of nutrients and heavy metals in the trunk (stem wood + bark), in the leaves and in the fine roots of the eucalyptus trees. It was observed that the fertilization with sludge favored in average the increase of the wood volume around 65%, higher that the control (without fertilization) and similar to what observed in the treatment with mineral fertilization. The concentration of N, P, Ca, Cu, Fe and Zn in the leaves of the eucalyptus treated with the sludge, when six months old, increased significantly compared with the control. When the trees, of all the treatments were 42 months old, there was a decrease in the concentration of all nutrients in the leaves. The addition of sludge stimulated in 75% the production of leaf fall, as well as its high accumulation in the forestry soil. Consequently, the nutrients transfer was high, by the leaf fall, from the top of the trees to the litter. In general, the application of FM and of sewage sludge improved the soil fertility in the inter row (application place), mainly in the depth 0-5 cm. However, few changes were observed in the fine roots production regarding the different treatments. The sewage sludge, when conditioned in the ETE with CaOH, tends to increase the calcium stock in all the components of the system soil-plantlitter, what in long term may cause a nutritional imbalance and harmful impacts to the ecosystem. In the treatments with sewage sludge, a higher concentration of heavy metals in the leaves was observed in comparison with the control: Cu, Zn and Ni; in the leaf fall: Cu and Zn; in the soil: Cu and Zn (in the planting rows) and Zn (between-tree rows), only in the depth 0-5cm and in the fine roots: Zn and Ni. Therefore, before the application of sewage sludge in forestry plantations it is essential to know the concentration of the different elements present in it. The nutritionalmonitoring of the trees and the nutrients cycling are fundamental practices of essential importance for the good management of this residue and for the forestry farmer