Programa AGRO nº 282 - HORTOFRUTICULTURA EM AGRICULTURA BIOLÓGICAMedida 8 – Desenvolvimento Tecnológico e Demonstração cção 8.1 – Desenvolvimento Experimental e Demonstração

Actividade Experimental desenvolvida no Algarve

1PREPA

RAÇÃ

O D

E COMPO

STOS

PARA

AGRICU

LTURA

BIOLÓ

GICA

2006

Projecto Agro 282: HORTOFRUTICULTURA EM AGRICULTURA BIOLÓGICA

Chefe do projecto: José Carlos Ferreira (Agrobio)

Autores: equipa da Actividade “Preparação de compostos para agricultura biológica”

Coordenador da Actividade: Mário Reis (UALG)

Direcção Regional de Agricultura do Algarve: Maria Fernandes Armindo Rosa Paulo Oliveira Artur Rodrigues

Universidade do Algarve – Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais: Mário Reis João Carrasco de Brito Lídia Dionísio Carlos Guerrero Maria Leonor Faleiro Luísa Coelho Camilo Portela

Consultor do Projecto: Jorge Ferreira (Agro-Sanus) Impressão e acabamento: Outubro de 2006 ISBN: 972-9341-53-2 ISBN (13 dígitos): 978-972-9341-53-3 Depósito Legal nº 249958/06 Editor: Universidade do Algarve

PREPARAÇÃO DE COMPOSTOS PARA AGRICULTURA BIOLÓGICA

Índice

1. RESUMO DOS TRABALHOS............................................. 1

2. INTRODUÇÃO.................................................................... 2

2.1 TÉCNICA DA COMPOSTAGEM .......................................... 2 2.2 UTILIZAÇÃO DOS COMPOSTOS........................................ 3

3. COMPOSTAGENS REALIZADAS DURANTE O PROJECTO................................................................................ 4

3.1 COMPOSTAGEM DE MISTURA DE RESÍDUOS VEGETAIS, PALHA DE TRIGO E BAGAÇO DE AZEITONA .................................. 4

3.1.1 Condições da compostagem................................ 4 3.1.2 Resultados ............................................................. 6 3.1.3 Conclusões ............................................................ 9

3.2 COMPOSTAGEM DE BAGAÇO DE AZEITONA E RESÍDUOS

AGRÍCOLAS, EM PILHA COM VENTILAÇÃO FORÇADA E EM PILHA

REVIRADA............................................................................... 11 3.2.1 Condições da compostagem.............................. 11 3.2.2 Resultados ........................................................... 13 3.2.3 Conclusões .......................................................... 16

3.3 COMPOSTAGEM DE LARANJAS DE REFUGO, BAGAÇO DE

AZEITONA E APARAS DE RELVA, EM PILHA VENTILADA E EM PILHA

REVIRADA............................................................................... 17 3.3.1 Condições da compostagem.............................. 18 3.3.2 Resultados ........................................................... 18 3.3.3 Conclusões .......................................................... 23

4. CONCLUSÕES GERAIS .................................................. 24

5. REFERÊNCIAS................................................................. 26

6. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA....................................... 26

1

1. Resumo dos trabalhos Durante o Projecto Agro nº 282 Hortofruticultura em

Agricultura Biológica testou-se a compostagem de misturas de materiais de origem agrícola e agro industrial nomeadamente, resíduos hortícolas, palha de trigo, aparas de relva, laranjas de refugo e bagaço de azeitona.

Procurou-se utilizar materiais de ocorrência vulgar na região, e por isso mais acessíveis aos agricultores, que contudo são comuns no país.

A compostagem realizou-se em pilhas com reviramento mecânico, em pilhas com arejamento forçado e ainda em caixa.

Para a preparação das pilhas empregaram-se equipamentos habituais em muitas explorações agrícolas. A moenda dos materiais mais grosseiros efectuou-se com um corta-forragem para milho, fixo, no qual se introduziam os materiais a compostar, nas proporções adequadas. O reviramento realizou-se com um tractor agrícola com pá carregadora frontal. Numa das compostagens foi necessário uma trituração adicional do material durante a compostagem, para o que se usou um cultivador rotativo. O humedecimento do material efectuou-se com microaspersores durante a compostagem, e com mangueira com ralo durante os reviramentos. A compostagem foi monitorizada, controlando-se a temperatura e algumas variáveis físico-químicas, e os compostos foram caracterizados tendo em vista a sua utilização agrícola.

2

2. Introdução

2.1 Técnica da compostagem A compostagem é uma técnica antiga, pela qual

resíduos de origem vegetal e por vezes também de origem animal, são transformados num produto rico em húmus, designado compostado ou composto, através de um processo controlado, aérobio e exotérmico. Relativamente aos materiais iniciais, o composto apresenta menor volume, cor mais escura e odor agradável. Os compostos contribuem para o aumento da fertilidade dos solos, pelas melhorias que induzem a nível químico, físico e biológico.

Assim, a compostagem permite reciclar materiais, frequentemente desperdiçados, e obter novos produtos, o que constitui uma mais valia de natureza ambiental e agrícola. Na perspectiva da sustentabilidade dos sistemas de exploração da terra, justifica-se cada vez mais a aplicação desta tecnologia, não apenas a produtos de origem agrícola, agro-industrial e florestal, mas também a outros materiais resultantes da actividade humana muitas vezes nestes casos em processos de co-compostagem com os resíduos vegetais.

Um dos métodos mais utilizados para compostar, pelo baixo custo e simplicidade de meios envolvidos, é a compostagem em pilha, com reviramento manual ou mecânico. O controlo deste método baseia-se na manutenção das condições de vida adequadas para os principais intervenientes no processo, os microrganismos, nomeadamente bactérias, fungos e actinomicetas. Na maioria dos casos, com misturas equilibradas de resíduos vegetais, é suficiente garantir o suficiente arejamento do meio e a humidade do material. O ajuste do pH inicial, da relação carbono/azoto ou de outros nutrientes, pode também ser importante para favorecer o desenrolar da compostagem.

3

2.2 Utilização dos compostos Os compostos são importantes para a melhoria da

fertilidade dos solos pois, de entre outros aspectos, contribuem para o aumento do seu teor de matéria orgânica e de elementos nutritivos. Além disso, aplicação de composto melhora a estrutura do solo, o que aumenta a infiltração de água e reduz a erosão superficial. A incorporação de composto no solo aumenta a sua capacidade de retenção de água, o seu arejamento e facilita a sua mobilização. Os compostos aumentam a actividade microbiana no solo, o que contribui para melhorar a sua fertilidade e permite o desenvolvimento de mecanismos de controlo biológico de algumas doenças do solo.

A aplicação de compostos ao solo é hoje uma das técnicas mais importantes de fertilização (Ferreira et al., 1998, Stoffella e Kahn, 2000), sendo fundamental na agricultura realizada segundo o modo de produção biológico. A qualidade do composto é um aspecto decisivo, e é condicionada pela natureza dos materiais utilizados e pelas condições de realização da compostagem (Bertoldi et al., 1987).

Quando o composto se destina à agricultura podem, por vezes, surgir problemas na escolha dos materiais a compostar devido á contaminação destes, por exemplo, com alguns pesticidas ou metais pesados. Além destes aspectos, o tipo de materiais, a sua preparação prévia e a técnica de compostagem, justificam a selecção dos materiais a compostar em função do objectivo de utilização do composto.

4

3. Compostagens realizadas durante o Projecto

3.1 Compostagem de mistura de resíduos vegetais, palha de trigo e bagaço de azeitona

3.1.1 Condições da compostagem Empregaram-se resíduos de origem agrícola, obtidos

no Centro de Experimentação Hortofrutícola do Patacão da DRAALG (Figura 2), designados por resíduos vegetais (RV), palha de trigo (PT) e bagaço de azeitona não extractado (BA). Os RV eram constituídos por restos de culturas hortícolas, por espontâneas resultantes da limpeza de terrenos de cultivo, por aparas de relva e por resíduos da poda de árvores e arbustos da DRAALG.

Prepararam-se duas misturas nas proporções indicadas, em volume, designadas por:

• Composto A: mistura de resíduos vegetais e palha de trigo (1RV:0,9PT):

• Composto B: mistura de resíduos vegetais e bagaço de azeitona (1RV:0,2BA): Com a realização destas misturas pretendeu-se

sobretudo melhorar a relação carbono/azoto inicial do material a compostar. Nestas misturas, a relação C/N inicial calculada foi de 20 para a mistura A e de 24 para a mistura B. Apesar de relativamente baixa (20), não se procurou elevar o valor teórico da relação C/N inicial da mistura A para um valor tecnicamente mais adequado (entre 25 e 30), para não aumentar o custo de produção do composto, que seria causado pelo custo de aquisição e transporte da palha de trigo.

As pilhas foram instaladas num espaço coberto, com piso em betão e recolha de lexiviados, que tinha funcionado como nitreira. Para preparar as pilhas de compostagem, os

5

materiais foram previamente moídos, de acordo com as relações volumétricas estabelecidas. O tipo de materiais empregues permitiu usar um corta-forragem de milho para a sua trituração (Figura 3). Com a mistura de materiais moídos construíram-se duas pilhas, uma para o Composto A com 19,5 m

3 (8,5 m de comprimento, 2,7 m de largura, e

1,7 m de altura) e outra para o Composto B com 12,6 m3

(8,5 m de comprimento, 2,7 m de largura, e 1,1 m de altura) (Figura 5). Em cada pilha aplicou-se 75 kg de fosfato natural (Fertigafsa, ADP).

Durante a preparação das pilhas, elevou-se a humidade dos materiais, aplicando água com uma mangueira com ralo muito fino, para molhar sem provocar escorrência (Figura 4).

Durante a compostagem, mediu-se a temperatura, na zona central da pilha, em três pontos segundo uma linha vertical: no centro (centro), a meia distância do centro ao pavimento (inferior) e a meia distância do centro à parte superior da pilha (superior). As pilhas foram regadas através de microaspersores instalados na sua parte superior, sempre que, por observação visual, o material apresentava um baixo teor de humidade.

No início e no final da compostagem analisaram-se amostras do material de cada pilha, obtidas a partir de amostras parciais, recolhidas aleatoriamente. Naquelas amostras determinou-se o teor de matéria seca (Martinez, 1992); o teor de matéria orgânica (por calcinação a 450 ºC durante 12 h); o teor de azoto Kjeldhal (por digestão a 350 ºC com H2SO4, seguida de neutralização com NaOH 35%, destilação (destilador Pro Nitro II) e titulação com HCl 0,1 M) e, em soluções obtidas por incineração por via seca, determinou-se: o fósforo total (por colorimetria a 375 nm, CADAS 100), e o potássio, o cálcio, o magnésio e o ferro (por espectrofotometria de absorção atómica).

6

Variação da temperatura durante a compostagem (Composto A)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

25

-Ju

n

2-J

ul

8-J

ul

15

-Ju

l

21

-Ju

l

28

-Ju

l

4-A

go

10

-Ag

o

17

-Ag

o

24

-Ag

o

30

-Ag

o

6-S

et

12

-Se

t

19

-Se

t

26

-Se

t

2-O

ut

9-O

ut

15

-Ou

t

22

-Ou

t

29

-Ou

t

4-N

ov

11

-No

v

17

-No

v

24

-No

v

1-D

ez

7-D

ez

14

-De

z

20

-De

z

27

-De

z

3-J

an

Data

ºC

Centro

Superior

Inferior

Variação da temperatura durante a compostagem (Composto B)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

27

-Ju

n

4-J

ul

10

-Ju

l

17

-Ju

l

23

-Ju

l

30

-Ju

l

5-A

go

12

-Ag

o

18

-Ag

o

25

-Ag

o

1-S

et

7-S

et

14

-Se

t

20

-Se

t

27

-Se

t

3-O

ut

10

-Ou

t

16

-Ou

t

23

-Ou

t

29

-Ou

t

5-N

ov

11

-No

v

18

-No

v

24

-No

v

1-D

ez

7-D

ez

14

-De

z

20

-De

z

27

-De

z

2-J

an

Data

ºC

Centro

Superior

Inferior

3.1.2 Resultados A compostagem iniciou-se no final de Junho de

2002. Após a trituração, as misturas apresentaram uma humidade muito baixa devido ao bagaço de azeitona se encontrar muito seco, exigindo a aplicação de água durante a preparação das pilhas. A temperatura atingiu rapidamente 65ºC a 75ºC (Figura 1).

Figura 1 – Variação da temperatura na zona central da pilha, em três pontos segundo uma linha vertical: no centro (Centro), a meia distância do centro ao piso (Inferior) e a meia distância do

centro à parte superior da pilha (Superior). (↓↓↓↓ reviramento).

7

Ao decrescer para valores entre 45ºC e 50ºC foi efectuado o primeiro reviramento com a pá frontal do tractor (Figura 4). O reviramento repetiu-se uma vez. Compostagem de mistura de resíduos agrícolas e palha de trigo (Composto A - 1RV:0,9PT)

Após cerca de 6 meses de compostagem, o volume de material reduziu-se de 19,5 m

3 para 4,9 m

3, a que

corresponde um rendimento de 25%, em volume (Figura 6). No centro da pilha, a temperatura atingiu um valor

bastante elevado, 78,6 ºC, que, apesar de elevado, não comprometeu o decurso da compostagem (Figura 1). A elevação da temperatura deve ser controlada oportunamente para maximizar a eficiência do processo, o que nem sempre é fácil de conseguir. A temperatura no centro da pilha manteve-se por várias semanas acima dos 60ºC, garantindo a higienização da maior parte do material.

Após cerca de 4 meses de compostagem a temperatura foi estabilizando, isto é, aproximando-se da temperatura do ar, apesar de se manterem no meio adequadas condições de humidade e arejamento.

A relação C/N inicial determinada apresentou um valor (52) superior ao valor teórico calculado previamente (20), mas que não comprometeu o desenrolar do processo de compostagem (Figura 1), tendo-se alcançado no composto final um valor normal de C/N (Tabela 1).

Tabela 1 – Propriedades das misturas de resíduos agrícolas e dos respectivos compostos

Composto1 Fase

Matéria seca (%)

Matéria orgânica (%)

Azoto total (%)

Relação C/N

A (RV+PT) Início 55,9 86,8 0,98 52

Final 49,8 30,9 1,20 14

B (RV+BA) Início 80,9 51,6 1,07 27

Final 54,7 54,9 1,42 22 1 RV: resíduos hortícolas, PT: palha de trigo; BA: bagaço de azeitona

8

Os nutrientes determinados nos compostos apresentarem valores normais (Tabela 2).

Tabela 2 – Teor de alguns nutrientes nos compostos

Composto1

Azoto2

(total, %) Fósforo

3

(P2O5%) Potássio

4

(K2O %) Cálcio

4

(Ca %) Magnésio

4

(Mg %) Ferro

4

(%)

(Kjeldahl) (P2O5) (K2O) (Ca) (Mg) (Fe)

A (RV+PT)

1,20 0,183 0,226 2,34 0,298 0,173

B (RV+BA)

1,42 0,557 0,238 2,62 0,225 0,158 1A: resíduos hortícolas+palha de trigo; B: resíd. hortícolas+bagaço de azeitona

2 Kjeldhal,

3 colorimetria,

4 espectrofotometria de absorção atómica

Compostagem de mistura de resíduos agrícolas e bagaço de azeitona (Composto B - 1RV:0,2BA)

A compostagem iniciou-se com 12,6 m3 de mistura,

que se reduziu a 5,7 m3 após cerca de 6 meses de

compostagem, obtendo-se um rendimento de 45% em volume (Figura 6).

No centro da pilha a temperatura atingiu também valor bastante elevado, 78,5 ºC (Figura 1), mantendo-se por várias semanas acima dos 60 ºC. A estabilização da temperatura observou-se também após cerca de 4 meses de compostagem.

A relação C/N inicial determinada apresentou um valor óptimo, 27 (Tabela 1) próximo do calculado previamente para a mistura de materiais, 24. No final do processo a relação C/N desceu apenas para 22.

Os nutrientes determinados apresentarem valores habituais (Tabela 2).

9

3.1.3 Conclusões Com ambas as misturas, a compostagem decorreu

normalmente, com uma fase termofílica suficiente, extensa mesmo no caso da mistura B. Este facto ficou a dever-se provavelmente à presença do bagaço de azeitona e ao seu conteúdo em lípidos residuais, resultantes da extracção do azeite (Reis, 1997).

No final da compostagem, a relação C/N atingiu valores normais no composto A, mas ligeiramente elevados no composto B, o que pode também ser justificado pela presença dos caroços de azeitona de degradação difícil.

O composto A apresentou um teor de matéria orgânica baixo. Como as pilhas foram construídas em sequência, e apesar do cuidado em usar o mesmo tipo resíduos na mistura, é possível que na preparação da mistura B, se tivessem empregue resíduos vegetais com mais restos de solo, aderente às raízes dos resíduos de plantas ou devido ao processo de recolha dos resíduos no campo.

Quanto à composição química dos compostos, destaca-se o teor de azoto que variou entre 1,2% e 1,4% e a riqueza em cálcio, entre 2,3% e 2,6%.

10

AB 27-Jun-

02

07-Jul-

02

18-Jul-

02

03-Out-

02

16-Jan-

03

0

5

10

15

20

m3

Data

Variação do volume do material (A e B) durante a compostagem

25%45%

Composto

Figura 2 – Pilha de resíduos agrícolas, antes da trituração com o colhedor de milho para forragem

Figura 3 – Colhedor de milho (entrada do

material e zona de trituração) Figura 4 – Humedecimento do material para compostagem

Figura 5 – Aspecto de uma das pilhas preparadas

Figura 6 – Variação do volume das

pilhas (A: resíduos agrícolas +

palha de trigo; B: resíduos

agrícolas + bag. de azeitona)

11

3.2 Compostagem de bagaço de azeitona e resíduos agrícolas, em pilha com ventilação forçada e em pilha revirada

3.2.1 Condições da compostagem Em 14 de Julho de 2003 iniciou-se a compostagem de

uma mistura de bagaço de azeitona (BA) e resíduos agrícolas (RV), em pilha com ventilação forçada (PV) e em pilha com reviramento mecânico (PR) na proporção de 1RV:0,25BA (v/v).

O bagaço de azeitona, proveniente da extracção de azeite por método tradicional (S. Bartolomeu de Messines), era constituído essencialmente por caroços triturados e resíduos da polpa. Os resíduos agrícolas foram obtidos nos campos experimentais da DRAALG.

A trituração dos resíduos realizou-se com um colhedor de milho-forragem. Quando o material inicial apresenta partículas demasiado grandes, a sua trituração aumenta a superfície exposta à acção microbiana, acelerando a decomposição, e melhorando o aspecto final do composto. Em seguida, misturaram-se os materiais e foi construída uma pilha única com todo o material, que depois se separou: uma parte para compostar com reviramento mecânico (com tractor com pá frontal) (PR), outra com arejamento forçado (PV) e uma pequena parte para compostar em caixa com reviramento manual, para comparação da compostagem em condições de reduzido volume. Como anteriormente, aplicou-se fosfato natural (Fertigafsa, ADP), 75 kg em cada pilha, e a quantidade correspondente ao volume na caixa.

Para a construção da pilha com arejamento forçado foi colocado um tubo de drenagem (DRENOPLAS®, 100 mm de diâmetro), com 15 m de comprimento, disposto em três linhas na zona da base da futura pilha. Este tubo permitia a injecção ou a extracção de ar através de um

12

ventilador centrífugo, cujo funcionamento era controlado por computador, em função da temperatura na zona central do material em compostagem. A ventilação ocorria quando a temperatura excedia 55ºC.

A pilha com ventilação forçada mediu 1,2 m de altura, 2,3 m de largura e 5,9 m de comprimento. A pilha com reviramento mecânico mediu 1,1 m de altura, 2,3 m de largura e 5,6 m de comprimento. Para compostar em caixa utilizou-se uma caixa em polietilenoE, com ranhuras laterais, com cerca de 700 L de capacidade, isolada termicamente, de lado e por cima, com placas de poliestireno extrudido, amovíveis, de 2 cm de espessura.

Após a construção das pilhas, colocou-se sobre estas um tecido em polipropileno para reduzir a perda de água por evaporação, sem bloquear a circulação de ar (Figura 11). Instalaram-se aspersores no cimo das pilhas, controlados manualmente, para molhar o material sempre que a sua humidade gravimétrica baixava a 40 - 45 %.

Foram avaliadas as propriedades físico-químicas dos compostos obtidos. Para isso analisou-se composto colhido aleatoriamente nas pilhas e na caixa, e composto colhido apenas da zona central das pilhas. Das propriedades físico-químicas determinou-se o pH em extracto aquoso (1:2) (Gabriels e Verdonck, 1991), a condutividade eléctrica (no mesmo extracto depois de filtrado por papel de filtro), o teor de matéria seca (Martinez, 1992), o teor em matéria orgânica (Ramos et al., 1987) e teor de matéria mineral (por diferença para o peso seco total). Determinaram-se os macronutrientes: azoto total (Kjeldhal, por digestão a 350 ºC com H2SO4, seguida de neutralização com NaOH 35%, destilação em destilador Pro Nitro II e titulação com HCl 0,1 M). Em soluções obtidas por incineração por via seca determinou-se o fósforo total (colorimetria a 375 nm, CADAS 100), e o potássio, o cálcio e o magnésio (espectrofotometria de absorção atómica). Determinou-se a densidade real (Martinez, 1992), a densidade aparente, o

13

espaço poroso total e a curva de retenção água, a partir da qual se calculou a capacidade de arejamento, a água facilmente utilizável, a água de reserva e água dificilmente utilizável (De Boodt et al., 1974). Determinou-se a distribuição granulométrica dos compostos.

3.2.2 Resultados Não foi possível registar em continuo a temperatura

durante as compostagens, mas aparentemente a temperatura evoluiu de forma normal nas pilhas, com um largo período em fase termofílica (Figura 7).

Evolução da temperatura na compostagem de resíduos agrícolas e bagaço de azeitona

0

10

20

30

40

50

60

70

1-Ju

n-20

03

1-Ju

l-200

3

31-Jul-200

3

30-A

go-200

3

29-S

et-200

3

29-O

ut-200

3

28-N

ov-200

3

28-D

ez-200

3

27-Jan

-200

4

26-Fev

-200

4

27-M

ar-200

4

Data

Tem

per

atura

ºC

Pilha Revirada

Pilha Ventilada

Caixa

Figura 7 – Variação da temperatura durante a compostagem da mistura de bagaço de azeitona e resíduos agrícolas em pilhas, revirada e ventilada, e em caixa.

A compostagem na caixa também registou uma fase termofílica, mais curta do que nas pilhas, e posteriormente a temperatura no centro da caixa manteve-se abaixo da temperatura no centro das pilhas.

Os compostos apresentaram valores de pH entre 7,5 e 7,8 (Tabela 3). Observaram-se ligeiras diferenças nas variáveis físico-químicas determinadas, excepto na condutividade eléctrica (CE) dos compostos das pilhas que foi relativamente elevada, entre 5,2 e 3,3, respectivamente no composto da pilha ventilada e da pilha revirada, mas

14

bastante mais baixa no composto da caixa (Tabela 3).

Tabela 3 – Características físico-químicas1 dos compostos de

bagaço de azeitona e resíduos agrícolas

Composto2

pH CE (dS m-1

) MS (%) MO (%) MM (%)

PV

7,71 5,15 65,6 41,9 58,1

PR 7,66 3,25 52,2 38,5 61,5

CX 7,54 0,88 49,1 51,9 48,1 1

CE, condutividade eléctrica; MS, matéria seca; MO, matéria orgânica;

MM,

matéria mineral 2

PV, pilha ventilada; PR, pilha revirada e CX, caixa

A menor CE do composto da caixa sugere que tenha

ocorrido algum arrastamento de sais do meio, o que poderá ter sido causado pelo humedecimento da mistura durante a compostagem, pelo facto de o material apresentar uma pequena altura (inferior a 0,7 m). O teor de nutrientes nos compostos, como era previsível, não apresentou grandes diferenças, excepto no teor de azoto, com um valor mais elevado na caixa, embora sem grande significado prático (Tabela 4). Nos compostos destacou-se o teor em cálcio.

Tabela 4 – Teor em nutrientes no início e no final da compostagem de bagaço de azeitona e resíduos agrícolas Comp.

1 Fase Azoto

(total, %) Fósforo (P2O5%)

Potássio (K2O %)

Cálcio (Ca %)

Magnésio (Mg %)

Ferro (%)

PV Início 1,42 0,79 0,009 7,28 0,85 -

Final 1,16 0,25 0,044 2,01 0,28 0,44

PR Início 1,21 1,72 0,008 5,50 0,70 -

Final 1,19 0,28 0,034 2,61 0,27 0,65

CX Início - - - - - -

Final 1,57 0,23 0,020 2,08 0,23 0,80 1

PV, pilha ventilada; PR, pilha revirada e CX, caixa.

Os compostos apresentaram propriedades físicas

aceitáveis para emprego como componentes de substratos, nomeadamente um elevado espaço poroso, cerca de 80% (Tabela 5).

15

Tabela 5 - Características físicas dos compostos de bagaço de azeitona e resíduos agrícolas

Comp.1

dra da

c EPT

d CTR

e CA

f AFU

g AR

h ADU

i

PV 1,97 0,389 80,2 85,9 37,8 9,4 1,3 31,8

PR

2,01 0,360 82,1 77,8 22,4 12,8 2,3 44,6

CX

1,85 0,368 80,2 67,7 4,4 17,5 8,5 49,7 1

PV, pilha ventilada; PR, pilha revirada e CX, caixa

adensidade real,

cdensidade aparente do material seco,

despaço poroso total,

econtracção do volume,

fcapacidade de arejamento,

gágua facilmente utilizável,

hágua de reserva e

iágua dificilmente utilizável.

A capacidade de arejamento (CA) foi maior no

composto PV, que apresentou no entanto uma capacidade de água facilmente utilizável ligeiramente inferior ao composto PR. O composto da Caixa apresentou um valor anormalmente baixo da capacidade de arejamento, o que afecta a expressão numérica de outras variáveis determinadas a partir da curva de retenção de água. Este composto apresentou mais partículas nas classes de menor granulometria e menos partículas nas classes de maior dimensão (Tabela 6), o que contribui para justificar a menor capacidade de arejamento obtida, embora este valor muito baixo de CA obtido possa dever-se principalmente a problema na execução do método analítico.

Tabela 6 – Distribuição granulométrica nos compostos de bagaço de azeitona e resíduos agrícolas (% p/p)

Granulometria Pilha Ventilada Pilha Revirada Caixa

>1 mm 68,4

67,2 63,1 <1 mm 31,6 32,8 36,9

Composto1

Tamanho das partículas (mm) <0,125 0,125-

0,25 0,25-0,5 0,5-1 1-2 2-5 5-10 10-16 >16

PV 3,27

6,76 10,1 11,5 14,6 42,1 7,59 2,06 2,10

PR

2,79 6,49 10,3 13,3 16,8 40,2 7,04 2,47 0,71

CX

1,42 0,70 15,6 19,2 13,9 36,0 6,05 3,69 3,46 1

PV, pilha ventilada; 2

PR, pilha revirada; 3

CX, caixa.

16

3.2.3 Conclusões Foi possível compostar em volume reduzido, de cerca

de 700 L, obtendo-se um composto não muito diferente do composto das pilhas apesar de, conforme esperado, a compostagem com menor volume de material, apresentar uma fase termofílica mais curta e uma temperatura média mais baixa.

Nas condições do ensaio, a ventilação forçada não parece ter afectado de forma acentuada o decurso da compostagem.

O composto PV apresentou valores mais altos de nutrientes, excepto de potássio. Excepto a CE, que foi um pouco elevada (em particular no composto PV), os compostos apresentaram um pH próximo do neutro, um teor de matéria orgânica próximo de 40%, mais de 1% de azoto e mais de 2% de cálcio. No aspecto físico destaca-se o elevado espaço poroso total, com uma capacidade de arejamento superior a 22% nos compostos obtidos em pilha.

17

3.3 Compostagem de laranjas de refugo, bagaço de azeitona e aparas de relva, em pilha ventilada e em pilha revirada

A compostagem iniciou-se em 27 de Novembro de 2004, utilizando-se uma mistura de laranjas de refugo, bagaço de azeitona e aparas de relva, na proporção em volume de 2:1:1. Construíram-se duas pilhas de material, denominadas por pilha estática com ventilação forçada (PV) e pilha com reviramento mecânico (PR). As pilhas foram preparadas como descrito na 1ª compostagem e cobertas com um tecido de polipropileno (Figura 11).

Analisaram-se os materiais ao longo da compostagem. Das propriedades físico-químicas determinou-se o pH em extracto aquoso (1:2) (Gabriels e Verdonck, 1991), a condutividade eléctrica (no mesmo extracto, após filtração por papel de filtro) e o teor de matéria seca (Martinez, 1992). A nível químico determinou-se o teor em matéria orgânica (Ramos et al., 1987) e em matéria mineral (por diferença para o peso seco total). Foram também determinados alguns macronutrientes: azoto total (Kjeldhal), o fósforo (colorimetria a 375 nm, CADAS 100), e o cálcio, o potássio e o magnésio (espectrofotometria de absorção atómica). Calculou-se a relação C/N a partir do teor em matéria orgânica e do teor em azoto total. Determinou-se densidade real (Martinez, 1992), a densidade aparente, o espaço poroso total e a curva de retenção água, a partir da qual se calculou a capacidade de arejamento, a água facilmente utilizável, a água de reserva e água dificilmente utilizável (De Boodt et al., 1974). Determinou-se a distribuição granulométrica dos compostos.

Os compostos foram avaliados após 5 meses e após um ano de compostagem.

18

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

16,0

18,0

20,0

Início 1º Volteio 2º Volteio Final

tempo

m3

Ventilada

Revirada

3.3.1 Condições da compostagem Durante a compostagem foram efectuados 2

reviramentos na pilha revirada (21 de Janeiro e 28 de Abril de 2005) e 1 reviramento na pilha ventilada (para homogeneização da mistura, em 29 de Abril 2005). Este reviramento em Abril foi acompanhado de trituração do material, devido à elevada resistência das laranjas à degradação. Para isso empregou-se um cultivador mecânico montado num tractor agrícola (Figura 13). Adicionou-se água ás misturas quando necessário.

3.3.2 Resultados Evolução da compostagem

A compostagem foi mais demorada do que em processos anteriores, com materiais semelhantes, embora nessas misturas não tenha havido a inclusão do refugo de laranja. O volume de composto obtido foi inferior a 50% do volume inicial (Figura 8).

Figura 8 - Evolução do volume das

pilhas durante a compostagem

Ambas as misturas mantiveram um pH muito baixo durante um largo período da compostagem, com um aumento progressivo, mas que só atingiu valores na zona de pH neutro depois de cerca de 4 meses de compostagem ( Figura 9).

Durante este período, a temperatura quase não atingiu o nível termofílico (Figura 10).

19

3

4

5

6

7

8

9

Dia

1

Dia

6

Dia

20

Dia 3

4

Dia

49

Dia 5

6

Dia

71

Dia 8

5

Dia 9

8

Dia

123

Dia

151

Dia

171

Dia

199

Dia

227

Dia 2

70

Dia

312

Dia 3

54

Ventilada Revirada

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Dia

1

Dia

6

Dia

20

Dia

34

Dia

49

Dia

56

Dia

71

Dia

85

Dia

98

Dia

123

Dia

151

Dia

171

Dia

199

Dia

227

Dia

270

Dia

312

Dia

354

Ventilada Revirada

80

82

84

86

88

90

92

94

96

98

100

Dia

1

Dia

13

Dia

27

Dia

41

Dia

51

Dia

63

Dia

77

Dia

91

Dia

108

Dia

136

Dia

152

Dia

185

Dia

213

Dia

250

Dia

291

Dia

333

Dia

375

%

Ventilada Revirada

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

Dia

1

Dia

13

Dia

27

Dia

41

Dia

51

Dia

63

Dia

77

Dia

91

Dia

108

Dia

136

Dia

152

Dia

185

Dia

213

Dia

250

Dia

291

Dia

333

Dia

375

(%)

Ventilada

Revirada

10

20

30

40

50

60

70

Dia

1

Dia

13

Dia

27

Dia

41

Dia

51

Dia

63

Dia

77

Dia

91

Dia

108

Dia

136

Dia

152

Dia

185

Dia

213

Dia

250

Dia

291

Dia

333

Dia

375

Ventilada

Revirada

30

35

40

45

50

55

60

65

70

Dia

6

Dia 2

0

Dia 3

4

Dia 4

9

Dia56

Dia

71

Dia

85

Dia

98

Dia

123

Dia

151

Dia

171

Dia

199

Dia

227

Dia

270

Dia

312

Dia

354

%

Ventilada Revirada

CE (dS m

-1)

Matéria orgânica

Matéria seca

Azoto (Kjeldhal)

C/N

pH

Figura 9 - Evolução de propriedades físico-químicas durante a compostagem de laranjas de refugo, bagaço de azeitona e aparas de relva (2:1:1 v/v), em pilha ventilada e pilha revirada.

Temperatura

10

20

30

40

50

60

70

26-N

ov

09-D

ez

22

-Dez

04-J

an

17-J

an

31-J

an

13-F

ev

26-F

ev

10-M

ar

23-M

ar

05-A

br

18-A

br

01

-Mai

14-M

ai

27-M

ai

09-J

un

22-J

un

05-J

ul

18-J

ul

31-J

ul

13

-Ago

26-A

go

08-S

et

21-S

et

04

-Ou

t

17

-Ou

t

30-O

ut

12-N

ov

25-N

ov

(ºC)

PV lateral PV central PR lateral PR central

Figura 10 - Temperatura registada durante a compostagem nas pilhas ventilada (PV) e revirada (PR), em sondas colocadas no

centro (central) e lateralmente (lateral). (↓ reviramento, ⇓ reviramento com trituração)

20

Após o reviramento com trituração, a temperatura voltou a subir, mais do que anteriormente (Figura 10), subindo nesta altura também o valor de pH, o que sugere um efeito muito positivo da trituração do material, sobretudo das laranjas.

Depois da estabilização da temperatura a condutividade eléctrica desceu para menos de 0,5 dS m

-1,

situação favorável para a utilização do composto. O teor de matéria orgânica foi elevado e o teor de azoto total alcançou 2%. A relação C/N ficou um pouco acima dos valores tradicionalmente indicados como típicos de compostos estabilizados, mas é necessário considerar que uma parte do carbono estimado para o calculo desta relação, corresponde ao carbono retido nos caroços de azeitona, que constituem uma fonte dificilmente disponível de carbono.

Caracterização dos compostos

As misturas apresentaram um teor inicial de azoto de cerca 1,2% que aumentou para aproximadamente para 2 % aos 375 dias (Tabela 7). Os compostos obtidos apresentaram cerca de 82% de matéria orgânica, uma relação C/N ligeiramente superior a 20, pH próximo de 7,5 e uma CE inferior a 0,5 dS m

-1 (Figura 9).

Tabela 7 - Elementos nutritivos durante a compostagem

Comp.1

Idade (dias)

Azoto2

(total %) Fósforo

2

(P2O5 %) Magnésio

4

(Mg %) Cálcio

4

(Ca %) Potássio

4

(K2O %)

Ferro4

(%)

PV 0 1,15 0,016 0,183 0,036 0,023

0,155 151 1,37 0,057 0,167 1,374 0,094 0,410 375 2,00 0,129 0,126 1,432 0,078 0,362

PR 0 1,21 0,016 0,130 0,036 0,0792

0,109 154 1,52 0,057 0,120 1,420 0,079 0,262 375 2,19 0,099 0,090 1,425 0,048 0,101

1 PV, pilha ventilada;

2 PR, pilha revirada;

3 CX, caixa.

2 Kjeldhal,

3 colorimetria,

4 espectrofotometria de absorção atómica

21

Figura 11 - Pilha preparada para compostagem (à esquerda: tubo de ventilação forçada, à direita: cobertura com tecido)

Figura 12 – Ventilador

Figura 13 – Trituração do material (durante o 2º reviramento)

22

Entre cerca de 150 dias e os 375 dias, houve uma pequena variação da granulometria (Tabela 8) que se traduziu numa redução do espaço poroso total, com redução da capacidade de arejamento e aumento da capacidade de retenção de água (Tabela 9).

Tabela 8 - Granulometria dos compostos de laranja de refugo, bagaço de azeitona e aparas de relva (% p/p)

Pilha Ventilada Pilha Revirada Granulometria 151 dias 375 dias 151 das 375 dias

>1mm 85,7

83,7 82,3 81,9 <1mm 13,3

16,3 17,7 18,1

idade Tamanho das partículas (mm) Comp.1

(dias) <0,125 0,125-0,25 0,25–0,5 0,5–1 1–2 2–5 5–10 10–16 >16

PV 151 1,11 1,40 3,78 7,97 12,7 45,5 10,3 8,23 8,99 375 1,33 1,25 4,58 9,13 13,6 50,2 12,1 5,85 2,01

PR 154 1,10 1,96 5,15 9,45 14,7 48,2 7,2 4,87 7,37 375 1,62 2,23 4,85 9,44 14,8 51,5 7,4 4,72 3,55 1

PV, pilha ventilada; 2

PR, pilha revirada.

Tabela 9 - Características físicas dos compostos da pilha ventilada e da pilha revirada

Comp.1

Idade (dias)

dra

dac

ETPd

(%v/v)

CTRe

(%v/v) CA

f

(%v/v) AFU

g

(%v/v) AR

h

(%v/v) ADU

i

(%v/v)

151 1,54 0,217 95,9 29,6 29,5 27,4 2,00 27,0 PV 375 1,58 0,274 82,7 34,3 12,4 31,0 4,08 35,3

154 1,50 0,226 84,9 26,3 18,8 29,5 2,26 34,5 PR 375 1,58 0,255 83,9 34,0 15,3 32,1 3,81 32,7

1 PV, pilha ventilada;

2 PR, pilha revirada.

adensidade real,

cdensidade aparente do material seco,

despaço poroso total,

econtracção do volume,

fcapacidade de arejamento,

gágua facilmente utilizável,

hágua de reserva e

iágua dificilmente utilizável.

23

3.3.3 Conclusões Para preparar composto com refugo de laranjas é

muito importante assegurar uma adequada trituração inicial das laranjas inteiras, para que haja uma rápida evolução do pH para valores mais favoráveis, isto é, mais elevados, e o processo decorra mais rapidamente.

Os compostos apresentaram propriedades físico-químicas favoráveis do ponto de vista agrícola em particular um teor de azoto total de cerca de 2 %, pH ligeiramente alcalino e uma baixa CE. A nível físico, apresentaram um bom espaço poroso total e um elevado teor de água facilmente assimilável, mas uma capacidade de arejamento relativamente baixa.

24

4. Conclusões gerais Em síntese, apresentam-se as principais conclusões

relativas à preparação dos compostos:

Método de compostagem

• A compostagem em pilhas provou ser um método fácil, que se pode realizar com maquinaria vulgar e com um acompanhamento técnico simples.

• Conforme a natureza dos materiais, pode ser muito importante a sua preparação prévia, nomeadamente, trituração e mistura, para o desenvolvimento rápido e homogéneo do processo.

• Durante a compostagem, a manutenção da humidade e do arejamento, aliado ao seguimento da temperatura permitem um controlo satisfatório do processo.

• A ventilação forçada não conduziu, nestes ensaios, a uma alteração sensível das propriedades dos compostos ou da duração da compostagem. No entanto, a combinação da ventilação forçada com reviramento mecânico, em determinadas condições, poderá ter interesse para acelerar o processo.

• O volume de material em compostagem é importante, por influir na intensidade das trocas de calor com o ambiente e assim condicionar a variação e o nível da temperatura no material em compostagem. Por isso, quando se usam volumes reduzidos de material (inferiores normalmente a 1m

3), sem isolamento térmico,

é mais difícil obter uma fase termofílica extensa, embora a que ocorra nestas condições possa ter duração suficiente para o objectivo pretendido.

Valor agronómico dos compostos

• A compostagem permitiu reduzir o volume de resíduos e reciclá-los na preparação de compostos com

25

características gerais adequadas á sua utilização em agricultura (Tabela 10 e Tabela 11), onde globalmente se destacam: o pH próximo do neutro, o elevado teor em matéria orgânica, os teores em azoto e cálcio, e o elevado espaço poroso total.

Tabela 10 – Propriedades físico-químicas dos compostos obtidos

Materiais1

Método

2 Fase Humid.

Mat. orgânica

Relação C/N

pH

CE dS m

-1 densidade

(relação v/v) (dias) (%) (%)

1RV+0,9PT Pilha R 120 50,2 30,9 14 8,02 1,88 -

1RV+0,2BA Pilha R 120 45,3 54,9 22 7,30 2,88 -

1RV:0,25BA Pilha V 180 34,4 41,9 21 7,71 5,15 0,389 Pilha R 180 47,8 38,5 19 7,66 3,25 0,360

Caixa 180 50,9 51,9 19 7,54 0,88 0,368

2LR:1BA:1AR Pilha V 151 43,7 87,8 32 6,07 1,53 0,217

350 48,7 81,6 24 7,96 0,41 0,274

Pilha R 154 43,4 90,2 37 5,95 1,56 0,226

350 53,3 81,8 22 7,14 0,34 0,255 1 RV: resíduos agrícolas, PT: palha de trigo; BA: bagaço de azeitona; AR:

aparas de relva; LR: laranjas de refugo. 2

Pilha V, pilha ventilada; Pilha R, pilha revirada e em Caixa.

Tabela 11 – Teor em alguns nutrientes dos compostos obtidos Materiais

1

(relação v/v)

Método Fase(dias)

Azoto (%)

2 Fósforo (P2O5%)

3 Potássio (K2O %)

4 Cálcio (Ca %)

4 Magnésio

(Mg %)4

Ferro (%)

4

1RV+0,9PT1 Pilha R 120 1,20 0,183 0,226 2,34 0,298 0,173

1RV+0,2BA2 Pilha R 120 1,42 0,557 0,238 2,62 0,226 0,158

1RV:0,25BA Pilha V 180 1,16 0,252 0,044 2,01 0,280 0,437 Pilha R 180 1,19 0,275 0,034 2,61 0,269 0,646

Caixa 180 1,57 0,234 0,020 2,08 0,230 0,804

2LR:1BA:1AR Pilha V 151 1,37 0,057 0,094 1,37 0,167 0,410

375 2,00 0,129 0,078 1,43 0,126 0,362

Pilha R 154 1,52 0,057 0,079 1,42 0,120 0,262

375 2,19 0,099 0,048 1,43 0,090 0,101 1 RV: resíduos agrícolas, PT: palha de trigo; BA: bagaço de azeitona; AR:

aparas de relva; LR: laranjas de refugo. 2

Kjeldhal, 3

colometria, 4

espectrofotometria de absorção atómica

26

5. Referências Ferreira, J.C., Strecht, A., Ribeiro, J.R., Soeiro, A. e Cotrim, G. 1998.

Manual de Agricultura Biológica: Fertilização e protecção das plantas para uma agricultura sustentável. Agrobio. Lisboa.

Gabriels, R. e Verdonck O. 1991. Physical and chemical characterization of plant substrates: towards a European standardization. Acta Horticulturae 294:249-259.

Martinez, F.X. 1992. Propuesta de metodologia para la determinacion de las propriedades fisicas de los sustratos. Actas de las I Jornadas de Sustratos de la SECH 294:55-65.

Ramos, J. C. M., Vilaseca J.S. e A. C. Ramon. 1987. Control analític de la qualitat del compost i estudi de la seva maduració. In: Experiències amb el compost. Servei del Medi Ambient, Diputació de Barcelona (eds). Estudis I monografies 12. p. 31-69.

Reis, M. 1997. Compostagem e caracterização de resíduos vegetais para utilização como substratos hortícolas. Tese de doutoramento. Universidade do Algarve. Faro.

Stoffella, P.J. e Kahn B.A. 2000. Compost Utilization in Horticultural Cropping Systems. Stoffella, PJ. e Kahn B.A. (ed.). Lewis Publishers, Boca Raton, EUA.

6. Bibliografia consultada Bertoldi, M. de et al. 1987. Compost: Production, Quality and Use. Elsevier

Applied Science Publishers Ltd. Essex, Reino Unido. Chen Y. e Avmimelech, Y. 1986. The role of organic matter in modern

agriculture. Chen Y. e Avmimelech, Y. (ed.). Martinus Nijhoff. Dordrecht, Holanda.

Gray, K.R., Sherman, K. e Biddlestone, A.J. 1971. A review of composting, Part 1 - Process Biochemistry (Junho), 32-36.

Gray, K.R., Sherman, K. e Biddlestone, A.J. 1971. A review of composting, Part 2 - The practical process. Process Biochemistry (Outubro), 22-28.

Gray, K.R., Biddlestone A.J. e Clark, R. 1973. A review of composting, Part 3 - Processes and products. Process Biochemistry (Outubro), 11-15.

Hoitink, H.A.J. e Keener H.M. 1993. Science and Engineering of Composting: Design, Environmental, Microbiological and Utilization Aspects. Renaissance Publications. Worthington, EUA.

27

Contracapa