Toposequence of soils fertigated with stillage: contribution towards the quality of ground water table

525 Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.7, n.3, p.525-532, 2003 Campina Grande, PB, DEAg/UFCG - http://www.agriambi.com.br Toposseqüência de solos fertigados com vinhaça: contribuição para a qualidade das águas do lençol freático1 Marília R.C.C. Lyra2, Mário M. Rolim3 & José A. A da Silva4 Parte da Dissertação de Mestrado da primeira autora apresentada ao Prog. de Pós-Graduação em Ciência do Solo, UFRPE UFRPE/DTR. Rua Dom Manoel de Medeiros s/n, Dois Irmãos, CEP 52171-900, Recife, PE. Fone: (81) 3302-1276. E-mail: (Foto) 3 UFRPE/DTR. Fone: (81) 3302-1276. E-mail: 4 UFRPE/DCF. Fone: (81) 3302-1288. E-mail: 1 2 Protocolo 074 - 30/4/2003 - Aprovado em 15/10/2003 Resumo: Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água do lençol freático de uma área cultivada com cana-de-açúcar que, ao longo do tempo, vem sendo fertirrigada com vinhaça. Para isto, trincheiras foram abertas para identificação e caracterização das classes de solos. O dispositivo experimental foi composto por uma malha referenciada de 19 poços de monitoramento, distribuídos em 12 ha, constituídos por duas áreas cultivadas. Os poços de monitoramento foram localizados em 6 transectos paralelos, dois dos quais na primeira área e os outros na seguinte, distanciados 100 m. Foram realizadas 3 coletas para avaliação da qualidade da água do lençol freático através da determinação da DQO, DBO5, CE e SDT, além da análise físico-química da vinhaça fertirrigada. A análise estatística dos dados da DQO indicou que não ocorreram mudanças significativas para os solos (tratamentos), tempos e interação entre eles no período das três coletas. Com relação à DBO5, ocorreram diferenças significativas unicamente para o tempo. Para CE e STD constataram-se diferenças significativas entre os tratamentos e na interação com os tempos. DQO, DBO5, CE e SDT da vinhaça “in natura” após passagem pelo perfil do solo, tiveram significativa redução nos seus valores. De maneira geral, as classes de solo apresentaram influências semelhantes em relação à qualidade de água do lençol freático. Palavras-chave: vinhaça, solo, fertigação, DBO5 Toposequence of soils fertigated with stillage: Contribution towards the quality of ground water table Abstract: This study had the objective of evaluating ground water table quality in an area cultivated with sugarcane and fertigated with stillage for a long time. Soil profiles were opened for identification and characterization of soil classes. The samples were collected from 19 observation wells distributed in six parallel transects at 100 m interval in an area of 12 ha. Three data collections were accomplished for water quality evaluation through determination of COD, BOD5, EC, TDS and physicochemical analysis of the stillage. Statistical analysis of COD indicated there were no significant differences among the soils (treatments), times or interaction between them during the 3-collection periods. Regarding BOD5, there were no significant differences among treatments or interaction but significant differences in time were observed. In relation to EC and TDS, both interaction and time responses were significant. After passing through the soil profile, COD, BOD5, EC, and TDS of in natura stillage decreased significantly. In general, the soil classes presented similar pattern in relation to the water table quality. Key words: stillage, soil, fertigation, BOD5 INTRODUÇÃO Resíduo líquido resultante do processamento do álcool, a vinhaça é, pela grande quantidade produzida, o principal subproduto da indústria sucroalcooleira. Dentre os principais elementos químicos componentes da vinhaça tem-se o potássio, o nitrogênio e grande porcentagem de matéria orgânica. Vários estudos sobre a disposição de vinhaça no solo vêm sendo conduzidos, enfocando-se os efeitos no pH do solo, propriedades físico-químicas e seus efeitos sobre a cultura da cana-de-açúcar, mas poucos avaliaram o real potencial poluidor da vinhaça sobre o solo e o lençol freático. Embora os estudos sobre a disposição de vinhaça no solo se tenham iniciado em 1950, somente com o advento do Proálcool é que foram desenvolvidas pesquisas com o intuito de se verificar a possibilidade de poluição das águas subterrâneas e lençóis freáticos, por alguns componentes da vinhaça. M.R.C.C. Lyra et al. Por sua vez, a utilização da vinhaça na fertirrigação promove a adição de nutrientes ao solo, elevação da umidade e do pH e melhora a resistência do solo à erosão, resultando no acréscimo da produtividade agrícola (Cambuim, 1983). Mesmo com os efeitos benéficos da vinhaça no solo, Centuríon et al. (1989) alertam que, quando aplicada em altas taxas, conduz a efeitos indesejáveis, como o comprometimento da qualidade da cana para produção de açúcar, poluição do lençol freático e até para a salinização do solo. A dinâmica dos constituintes da vinhaça no solo focando os aspectos físicos e químicos e a possível poluição do lençol freático, foi estudada por Cunha et al. (1987), concluindo que houve pequeno risco do potássio e do nitrato em poluir a água subterrânea devido à irrigação com vinhaça, visto que a lixiviação de íons abaixo da profundidade máxima de observação (1,20 m) das unidades coletoras foi pequena. Por outro lado, a ação do solo na redução da matéria orgânica foi, de maneira geral, mais efetiva na camada superficial de 10 a 15 cm (Paganini, 1997) e, em decorrência da aplicação de vinhaça, de forma mais intensa, até a profundidade de 24 cm (Lyra et al., 2001). A matéria orgânica particulada filtrada pelo solo e a dissolvida que percola pelo mesmo, são parcialmente degradadas por microrganismos. O solo contém uma quantidade de microrganismos heterotróficos que conferem ao sistema, como um todo, a habilidade de utilizar e degradar a maior parte dos compostos orgânicos sob as mais diversas condições (Paganini, 1997). A este respeito, parte da água residuária que se infiltra no terreno sofre tratamento no interior do solo, que se comporta como camada filtrante, possibilitando ações de adsorsão e as atividades dos microrganismos, os quais usam a matéria orgânica contida nos despejos como alimento, convertendo-a em matéria mineralizada, que fica à disposição da vegetação (Couracci Filho et al., 1999). Com relação aos parâmetros de qualidade de água após o tratamento, eles variam em função de vários fatores, entre os quais o clima, condições geológicas e topográficas das características do solo, tipo de vegetação, disponibilidade de área, sistema de manutenção e, especialmente, das características, das quantidades e da taxa de aplicação, de acordo com o método de tratamento adotado (Campos, 1999). Entretanto, a eficiência de remoção da demanda bioquímica de oxigênio no quinto dia (DBO5), que doravante será chamada DBO, pelo solo, pode ser afetada pela cobertura vegetal e capacidade de infiltração. Quanto maior a cobertura vegetal, maior será a capacidade biológica de remoção. A eficiência de remoção da DBO tem sido constatada (...truncated)