APLICAÇÃO DE RESÍDUOS

ORGÂNICOS NO SOLO

Profa. Nerilde Favaretto

Notas de aula - AL 323 - Recursos Naturais Renováveis

Universidade Federal do Paraná

Departamento de Solos e Engenharia Agrícola

SOLO COMO RECEPTOR DE RESÍDUOS

ORGÂNICOS PARA FINS AGRÍCOLAS

TIPOS DE RESÍDUOS ORGÂNICOS:

DEJETO DE ANIMAIS

LODO ETE-DOMÉSTICO

RESÍDUO DE INDÚSTRIA

RESÍDUO DE AGROINDÚSTRIA

Produção Animal

Geração de resíduos

• Sólidos

• Líquidos

Possibilidade de uso na agricultura

• Reciclagem orgânica e

de nutrientes

Aplicação no solo

• Superficie

• Incorporado

POSSIBILIDADES DE USO DE DEJETOS ANIMAIS NA

AGRICULTURA

RESÍDUO

Reciclagem Tratamento

Energética Orgânica e de Nutrientes

Calor

Gás combustível

Plantas

Animais X

RECICLAGEM ORGÂNICA E DE NUTRIENTES

PLANTAS ANIMAIS

DISPOSIÇÃO NO SOLO

COMPOSTAGEM E VERMICOMPOSTAGEM

ESTERQUEIRAS E BIOSTERQUEIRAS

USO NA ALIMENTAÇÃO DIRETA

TRANSFORMAÇÃO DOS DEJETOS DE PRODUÇÃO ANIMAL

(RECICLAGEM)

X X X

TRATAMENTO DE DEJETOS NO MEIO RURAL

FILTROS BIOLÓGICOS LODOS ATIVADOS LAGOAS DE ESTABILIZAÇÃO

MAIOR UTILIZAÇÃO

TRANSFORMAÇÃO DOS DEJETOS DE PRODUÇÃO ANIMAL

(TRATAMENTO BIOLOGICO)

TRATAMENTO BIOLÓGICO DO RESÍDUO

PROCESSO AERÓBIO

Oxidação da matéria orgânica tendo o O2 como receptor de

elétrons

M.O. + O2 + MICROORGANISMOS AERÓBIOS RESULTA

CO2 + ÁGUA + ENERGIA + MATERIAL INORGÂNICO

Maior eficiencia na decomposição da M.O.

PROCESSO ANAERÓBIO

Oxidação da matéria orgânica NÃO tendo o O2 como receptor de

elétrons

M.O. + MICROORGANISMOS ANAERÓBIOS RESULTA

CH4 E OUTROS GASES + ÁGUA + ENERGIA + MATERIAL

INORGÂNICO

Menor eficiencia na decomposição da M.O.

APLICACAO DE DEJETOS DA PRODUÇÃO ANIMAL

EM SOLOS AGRICOLAS

TIPOS DE ANIMAIS E MANEJO AFETAM

FORMA: SÓLIDA, SEMI-SÓLIDA OU LÍQUIDA

COMPOSICAO QUIMICA: VARIADA

PRODUÇÃO DE DEJETOS X TIPO DE ANIMAL

PRODUÇÃO DE DEJETOS LÍQUIDOS DE SUÍNOS

PRODUÇÃO DE DEJETOS LÍQUIDOS DE SUÍNOS

PRODUÇÃO DE ESTERCO NA BOVINOCULTURA LEITEIRA

RELAÇÃO ENTRE FEZES E URINA X TIPO DE ANIMAL

NITROGÊNIO, FÓSFORO E POTÁSSIO X TIPO DE ANIMAL

CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES EM RESÍDUOS ANIMAIS

SBCS, 2004

CONCENTRAÇÃO DE

NUTRIENTES EM ESTERCOS

LIQUIDOS - BASE PARA

RECOMEDAÇÃO DE

ADUBAÇÃO - COMISSÃO DE

FERTILIDADE DO SOLO RS/SC

(2004)

CONCENTRAÇÃO DE NUTRIENTES EM ESTERCOS LIQUIDOS DE SUÍNO - BASE

PARA RECOMEDAÇÃO DE ADUBAÇÃO - EPAGRI - SC

DISPONIBILIDADE DE NUTRIENTES EM RESÍDUOS ANIMAIS

BASE PARA RECOMEDAÇÃO DE ADUBAÇÃO ORGÂNICA

COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO RS/SC (2004)

UTILIZAÇÃO DE

RESÍDUOS

ANIMAIS NA

PRODUÇÃO DE

PLANTAS

IMPACTO AMBIENTAL

QUALIDADE DA ÁGUA

CARGA POLUIDORA DE MATÉRIA ORGÂNICA

CARGA POLUIDORA BIOLÓGICA

CARGA POLUIDORA NUTRIENTES CARGA POLUIDORA METAIS PESADOS (Zn e Cu)

QUALIDADE DO AR

GASES: METANO, DIÓXIDO DE CARBONO, AMÔNIA, E GÁS SULFÍDRICO

QUALIDADE DO SOLO

CARGA POLUIDORA METAIS PESADOS (Zn e Cu)

CARGA POLUIDORA BIOLÓGICA

IMPACTO AMBIENTAL – Qualidade do ar

CONTRIBUIÇÃO DO METANO NO EFEITO ESTUFA

PRODUÇÃO ANIMAL x EMISSÃO DE METANO

Emissões de CH4 – BRASIL -1994

Fermentação Entérica

Gado Bovino

68%

Manejo de

Dejetos

3%

Cultura

de Arroz

2%

Resíduos

Agrícolas

1%

Mudança no Uso da

Terra e Florestas

14%

Resíduos

6%

Queima de

Combustíveis

2% Emissões

Fugitivas

1%

Fermentação Entérica

Outros Animais

3%

Fonte: Comunicação Nacional – MCT (2004)

PRODUÇÃO DE METANO X BOVINOCULTURA

PRODUÇÃO DE METANO X BOVINOCULTURA

CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE DEJETOS

LÍQUIDOS DE SUÍNOS (SEMA PR 031/98)

PARÂMETROS MÍNIMO MÁXIMO MÉDIA

pH 6,5 9,0 7,75

DBO (mg/l) 5.000 15.500 10.250

DQO (mg/l) 12.500 38.750 25.625

Sólidos Totais (mg/l) 12.697 49.432 22.399

Sólidos Voláteis (mg/l) 8.429 39.024 16.389

Sólidos Fixos (mg/l) 4.268 10.408 6.010

Sólidos Sedimentávies (mg/l) 220 850 429

NTK (mg/l) 1.660 3.710 2.374

Pt 320 1.180 578

Kt 260 1.140 536

REMOÇÃO DE POLUENTES EM SISTEMAS EM SÉRIE

DE TRATAMENTO DE DEJETOS DE SUÍNOS

(EXPERIMENTAÇÃO EMBRAPA/UFSC))

ESTRATÉGIAS PARA REDUZIR A PRODUÇÃO DE DEJETOS

FORMULAÇÃO DE DIETAS (DIGESTIBILIDADE DA MS)

CICLO DE NITROGÊNIO NA SUINOCULTURA

ESTRATÉGIAS PARA O CONTROLE DE EXCREÇÃO DE

NITROGÊNIO NA SUINOCULTURA

FORMULAÇÃO DE DIETAS

EMPREENDIMENTOS DE SUINOCULTURA

LICENCIAMENTO AMBIENTAL NO PARANÁ

(SEMA 031/98)

PORTE MÍNIMO – Autorização Ambiental

OUTROS PORTES – Licença Prévia, de Instalação e de

Operação.

ARMAZENAMENTO E TRATAMENTO DE DEJETOS

DISPOSIÇÃO DE DEJETOS NO SOLO

LANÇAMENTO DE DEJETOS NOS CURSOS DE ÁGUA

Aplicação de dejeto animal

Melhora a

produtividade das

culturas

Melhora os atributos

químicos, físicos e

biológicos

Recicla nutrientes e

adiciona MO ao solo

IMPACTO AMBIENTAL – APLICACAO DE DEJETO NO SOLO

Qualidade da água e do solo

Perda de poluentes associados ao escoamento:

– Patógenos

– Metais pesados

– Matéria Orgânica

– Nutrientes

• Fósforo

• Nitrogênio

Aplicação de dejeto animal

Transferência de poluentes para o sistema aquático

Escoamento superficial

Escoamento subsuperficial

Fluxo de matriz (lixiviação)

Fluxo preferencial (bioporos)

Caminhos

Adaptado de Chadwick & Chen (2002). Manures. In: Haygarth & Jarvis. Agriculture, hidrology and water quality.

Formas

Solúvel

Particulada

Associado as particulas do solo

Constituinte do dejeto

Processos

Mineralização/Imobilização

Nitrificação

Desnitrificação

Volatilização

Adsorção

Biodegradação

Desagregação

Biológico

Químico

Físico

– Eutrofização

• Fósforo

• Nitrogênio

– Risco à saúde humana

• Nitrato

• Carbono Orgânico Solúvel

• Patôgenos

– Vida aquática

• Demanda Bioquímica de Oxigênio

• Amônia

Aplicação de dejeto animal – Principais problemas

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

> intervalo de aplicação e ocorrência de chuva < perdas

Curto prazo Longo prazo

Infiltração

Escoamento

Selamento Superficial

Infiltração

Escoamento

Melhoria nos atributos físicos

Aplicação de dejeto líquido animal

Experimento de longa duração - Dejeto líquido bovino e

chuva natural em plantio direto Solos de textura arenosa e argilosa

Plantio direto – Parcela experimental

Doses de dejeto

Implantação 2005 – Fundação ABC

Campos Gerais (Ponta Grossa e

Castro - Paraná

Surface application :

Coleta de escoamento

Análises: sedimento, água e

nutrientes

Coleta de solução do solo

Experimento de longa duração - Dejeto líquido bovino e

chuva natural em plantio direto – Ponta Grossa

Experimento de longa duração – Chuva Natural –

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

Skalisz (2013)

Perda de água

(2008 – 2012)

Perda de Solo

(2008-2012)

Dose de esterco (m3 ha-1)

0 30 60 90

Perd

a d

e á

gua (

mm

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160Precipitação total: 145 mm

y = 4,894 + 100,5 (1-e-0,05337x

)

R2 = 0,996

(P < 0,001)

Tempo de chuva (min)

0 15 30 45 60 75 90 105120

Taxa d

e p

erd

a d

e á

gua (

mm

h-1

)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 m3 ha-1

30 m3 ha-1

60 m3 ha-1

90 m3 ha-1

DMSTukey (P<0,10)entre doses

Intensidade deprecipitação

Experimento de curta duração

Chuva simulada

Campo – Plantio Direto

Mori et al. (2009)

Perda de água

CONDUTIVIDADE HIDRÁULICA, mm h-1

0 50 100 150 200 250

PR

OF

UN

DID

AD

E,

cm

0

5

10

15

20

0 m3 ha

-1 ano

-1

60 m3 ha

-1 ano

-1

120 m3 ha

-1 ano

-1

180 m3 ha

-1 ano

-1

DOSE DE DEJETO LÍQUIDO BOVINO, m3 ha

-1 ano

-1

0 60 120 180

TA

XA

DE

IN

FIL

TR

AÇ

ÃO

, m

m h

-1

0

180

200

220

240

260

y = 192 + 0,247x

R2 = 0,803

P < 0,01

Atributos físicos do solo

Condutividade

Infiltração Solo arenoso

Experimento de longa duração

Dejeto Liquido Bovino

Plantio Direto

Mellek et al. (2010)

Infiltração - Superfície de resposta

70 m3 ha-1 e intervalo

mínimo 7 dias, = taxa

de infiltração média

54 mm h-1

Experimento de curta duração

Plantio Direto

Dejeto Liquido Bovino - Doses e Intervalos de Avaliação

Cherobim (2013)

0

2

4

6

8

10

12

0 60 120 180

Doses de Dejeto Líquido Bovino (m³ ha-¹ ano-¹)

(mg

L-¹

)

y=6,7377+0,0566x-0,0003x2

r2=0,99

Perda

Dose

0

1

2

3

4

5

6

0 60 120 180

Doses de Dejeto Líquido Bovino (m³ha-¹ano-¹)

(g h

a-¹

)

FÓSFORO SOLÚVEL REATIVO

(Solo argiloso – 2006 a 2008)

agronomicamente insignificante

Concentração

Dose

ambientalmente significante

Experimento de longa duração – Chuva Natural

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

Limite CONAMA 357

P-total : 0,02 a 0,1 mg L-1

≠≠Timofiecsyk (2009)

Dose de esterco (m3 ha-1)

0 30 60 90

Perd

a d

e P

(kg h

a-1

)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

P total

P solúvel

P particulado

y = 0,0313 + 4,113 (1-e-0,0174x

)

R2

= 0,996(P < 0,001)

y = -0,0014 + 4,651 (1-e-0,0184x

)

R2

= 0,913

(P < 0,001)

y = 0,0288 + 8,75 (1-e-0,0180x

)

R2

= 0,983(P < 0,001)

Perda de Fósforo

Experimento de curta duração

Chuva simulada

Campo – Plantio Direto

Mori et al.(2010)

48

Experimento de longa duração – Chuva Natural

Plantio Direto – Dejeto Liquido Bovino

0

20

40

60

80

100

0 60 120 180

Dejeto liquido bovino (m³ ha¹ ano¹)

N-NH4+

N-NO3-

% d

e N

-NH

4+

e N

-NO

3-

N-NO3-

N-NH4+

Silveira et al. (2011)

Proporção N-NH4 e N-NO3

N-NH4

N-NO3

Tratamento de esgoto domestico:

Processo aeróbio X Processo anaeróbio

USO DE LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO NA

AGRICULTURA

Tratamento de esgoto domestico

Produção de lodo de esgoto domestico

Tratamento de esgoto domestico

Agua residuária

USO DE LODO DE ESGOTO DOMÉSTICO NA

AGRICULTURA

LEGISLAÇÃO NACIONAL

RESOLUCAO CONAMA 359/2007

LEGISLAÇÃO ESTADUAL - PARANA

RESOLUCAO SEMA 001/2007

POSSIBILIDADES DE USO DE LODO DE ESGOTO

DOMÉSTICO NA AGRICULTURA

CARACTERIZAÇÃO DO LODO

ANÁLISES QUÍMICAS

VALOR AGRONÔMICO (NUTRIENTES)

VALOR AGRONÔMICO (PODER DE NEUTRALIZAÇÃO)

TEOR DE METAIS PESADOS

ANÁLISES BIOLÓGICAS

COLIFORMES FECAIS

VIABILIDADE DE OVOS DE HELMINTOS

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

METAIS PESADOS E SANIDADE DO BIOSÓLIDO

Elemento Níveis de Alerta

(mg/Kg M.S. de lodo)

Níveis Máximos Admissíveis

(mg/Kg M.S. de lodo)

Cd 16 20

Cu 800 1000

Ni 240 300

Pb 600 750

Zn 2000 2500

Hg 13 16

Cr 800 1000

PARÂMETROS MÁXIMO ADMISSÍVEL

Contagem de Ovos Viáveis de

Helmintos

0,25 ovos/g/M.S.

Coliformes Termotolerantes 103 NMP/g M.S.

Escherichia coli 800 NMP/g M.S.

REDUÇÃO DE OVOS DE HELMINTOS PELA CALAGEM E

TEMPO DE ESTOCAGEM DO LODO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO À APTIDÃO DO SOLO

CRITÉRIOS PARA

RECICLAGEM –

QUANTO À APTIDÃO

DO SOLO

CRITÉRIOS PARA

RECICLAGEM –

QUANTO À APTIDÃO DO

SOLO

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO AS RESTRIÇOES LOCAIS

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO AO VALOR MÁXIMO DE METAIS NO SOLO

Quantidade máxima de adição de metais pesados anual e

total no solo

Elemento

Máximo anual

permitido

(kg/ha)

Máximo total permitido

(kg/ha)

Hg 0,08 0,80

Cd 0,10 1,00

Cr 5,00 50,00

Pb 3,75 37,50

Ni 1,50 15,00

Cu 5,00 50,00

Zn 12,50 125,00

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO ÀS CULTURAS RECOMENDADAS

1. GRANDES CULTURAS (ALIMENTOS NÃO

CONSUMIDOS EM NATURA)

2. REFLORESTAMENTO

3. FRUTICULTURA (IMPLANTAÇÃO DE POMARES)

4. ÁREAS DEGRADADAS

5. NÃO PODE EM CULTURAS OLERÍCOLAS

6. CULTIVO DE OLERÍCOLAS EM ÁREAS COM LODO

(APÓS UM PERÍODO DE 48 MESES)

7. PASTAGEM (VEDADA A ENTRADA DE GADO POR 24

MESES APÓS A APLICAÇÃO)

CRITÉRIOS PARA RECICLAGEM –

QUANTO À TAXA DE APLICAÇÃO

RECOMEDAÇÃO AGRONÔMICA - NUTRIENTES

RECOMEDAÇÃO AGRONÔMICA - PODER DE NEUTRALIZAÇÃO

MÁXIMO ACÚMULO DE METAIS PESADOS

MÁXIMO 50 TONELDAS DE MATÉRIA SECA EM 10 ANOS

CARACTERIZAÇAO QUÍMICA (NUTRIENTES) DO LODO -

PARANÁ

CARACTERIZAÇAO QUÍMICA DO LODO - EUA

PLANO DE RECILCAGEM AGRÍCOLA DO LODO

ENVOLVE UMA SÉRIE DE ETAPAS

PARANÁ - DEPENDE DE AUTORIZAÇÃO DO IAP

EXERCICIO

ELABORE UM PROGRAMA DE ADUBAÇÃO NPK

ORGÂNICA MISTA ou seja, equilibrada, (ORGÂNICA +

MINERAL) PARA DOIS CULTIVOS NO MESMO LOCAL

(1º e 2º cultivo). Considere a seguinte análise de solo:

P extraível por Mehlich= 18 mg/dm3;

K extraível por Mehlich= 55 mg/dm3;

CTC pH 7 =12 cmolc/dm3;

carbono orgânico= 22 g/dm3;

V=60%;

argila = 360 g/kg

BIBLIOGRAFIA

EMBRAPA. Mudanças climáticas globais e agropecuária brasileira, Organizado

por Lima, M.A.; Cabral, O.M.R.; Migues, J.D.G. Jaguariúna: EMBRAPA Meio

ambiente, 2001. 397 p.

SANEPAR. Reciclagem de biosólidos: transformando problemas em soluçoes.

Organizado por Andreoli, C.V.; Lara, A.I. Fernandes, F. Curitiba:

SANEPAR/FINEP, 1999. 288p.

ANDREOLI, C.V., SPERLING M. VON., FERNANDES, F. Lodo de esgotos:

tratamento e disposição final. UFMG/SANEPAR, 2001, 484 p.

SBCS. Manual de adubação e de calagem para os Estados do Rio Grande do Sul

e de Santa Catarina / Sociedade Brasileira de Ciência do Solo. Comissão de

Química e Fertilidade do Solo. – 10. ed. – Porto Alegre, 2004.