XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de la

XX Congreso Latinoamericano y XVI Congreso Peruano de
la Ciencia del Suelo
“EDUCAR para PRESERVAR el suelo y conservar la vida en La Tierra”
Cusco – Perú, del 9 al 15 de Noviembre del 2014
Centro de Convenciones de la Municipalidad del Cusco
ATRIBUTOS FÍSICOS DE UM ARGISSOLO SUBMETIDO A CINZA DE
CASCA DE ARROZ
Tuchtenhagen, I. K.1*; Lima,C. L. R.2; Pauletto,E. A.2;VAHL, L. C.2; Islabão,G. O.3; Junior,L. A.
D.4
1Mestranda
do Programa de Pós-Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da Água - UFPel. Campus
Universitário, s/n. Caixa Postal 354. CEP 96010-900 Pelotas (RS). Bolsista da FAPERGS. 2Professor(a) do
Departamento de Solos – UFPel.
3Pós–Doutoranda do Curso de Pós Graduação em Manejo e Conservação do Solo e da Água, Universidade
Federal de Pelotas - UFPEL.
4Graduando em Agronomia, Universidade Federal de Pelotas - UFPEL.
*Autor de contato: E-mail: [email protected]; Pelotas / Brasil / Rio Grande do Sul; 55-(53)91546540
RESUMO
O processo de beneficiamento de arroz gera como resíduo a casca de arroz (CA). Devido ao seu
alto poder calorifico, a CA vêm substituindo a lenha empregada como fonte de energia nas
indústrias de beneficiamento de arroz. O subproduto gerado desta queima constituído de cinza e
cascas parcialmente carbonizada é denominado cinza de casca de arroz (CCA). Embora, sejam
geradas altas quantidades, são encontrados poucos trabalhos utilizando a CCA no uso agrícola.
Diante deste contexto, o objetivo deste trabalho foi verificar o efeito da aplicação de doses de CCA
sobre a qualidade estrutural de um Argissolo Vermelho Amarelo. O estudo foi realizado no Centro
Agropecuário da Palma pertencente a Universidade Federal de Pelotas (UFPel), em Capão do
Leão (RS). O experimento foi constituído por quatro doses de CCA (0; 40; 80 e 120 t ha-1). As
amostras de solo com estrutura preservada e não preservada foram coletadas na camada de
0,00-0,10 m. Conclui-se que 0 t ha-1 de CCA apresentou a maior e a menor quantidade de
macroagregados e microagregados, respectivamente, indicando reconsolidação das partículas
sólidas após o revolvimento. O diâmetro médio dos agregados estáveis (DMP), foi afetado pela
adição de CCA, mostrando que com o aumento das doses CCA ocorreu a diminuição do DMP. A
aplicação crescente de doses de CCA proporcionou a diminuição da densidade, aumento da
macroporosidade, não afetando a microporosidade do solo.
PALAVRAS CHAVE
Agregação; densidade; porosidade.
INTRODUÇÃO
O arroz (Oryza sativa) é um dos cereais mais produzidos e consumidos no mundo,
caracterizando-se como principal alimento para mais da metade da população mundial. Em muitos
países em desenvolvimento, o arroz é considerado um dos alimentos de maior relevância,
desempenhando papel estratégico em níveis econômico e social. O Brasil é o nono produtor
mundial de arroz (FAO, 2013), e o Rio Grande do Sul destaca-se como o maior produtor nacional,
com 1.066,6 mil hectares, representando 44,5% da área nacional (CONAB, 2013).
O arroz passa por três setores até chegar à mesa do consumidor: produção, beneficiamento e
comércio. A partir do processo de beneficiamento é gerado a casca de arroz (CA), sendo as
principais consumidoras deste produto, as próprias usinas de beneficiamento que utilizam esse
resíduo na geração de calor e vapor em substituição da lenha (POUEY, 2006).
Devido ao baixo custo e ao alto poder calorífico, a CA é largamente utilizada como fonte de
energia. Todavia, o descarte da CA é considerado um problema ambiental, necessitando uma
atenção especial devido à quantidade gerada anualmente e a sua difícil decomposição. De acordo
com Lorenzett et al., (2012), a CA representa 20% do total da produção de arroz, originando por
ano, aproximadamente 80 milhões de toneladas.
Prudêncio Júnior et al., (2003) ressalta que por meio dessa substituição, o problema ambiental do
manejo e da disposição da CA in natura pode ser minimizado. Porém essas usinas de
beneficiamento não possuem processos para o possível aproveitamento e descarte adequado das
cinzas geradas na queima, denominadas cinza de casca de arroz (CCA), as quais são geralmente
depositadas em terrenos baldios ou lançadas em cursos d’água, ocasionando poluição e
contaminação de mananciais.A CCA destaca-se devido ao grande volume gerado e pela demora
de sua decomposição. Portanto, esse resíduo pode ser considerado como fonte de poluição e
contaminação quando passível de ações inadequadas de gerenciamento (LORENZETT et al.,
2012). Uma das alternativas pode ser o uso agrícola da CCA como corretivo da acidez (NOLLA et
al., 2010) e como condicionador do solo (ISLABÃO, 2013).
Atributos físicos do solo como a estabilidade de agregados, a densidade, a porosidade total, a
macroporosidade e a microporosidade são utilizados como indicadores físicos da qualidade do
solo, por influenciar diretamente na capacidade do seu uso (SPERA et al., 2004; SALTON et al.,
2008; CORRÊA et al., 2009). Há uma necessidade de ampliar as pesquisas nessa área de
conhecimento para prever o grau de degradação da estrutura e orientar de forma adequada as
práticas de manejo do solo.
Considerando a escassez de trabalhos sobre a qualidade estrutural de solos com adição de CCA
e com a finalidade de garantir o uso adequado deste resíduo no solo, este estudo tem por objetivo
avaliar a estabilidade de agregados em água, o diâmetro médio ponderado (DMP), a densidade
do solo (DS), a porosidade total (PT), a macroporosidade (Ma) e a microporosidade (Mi) de um
Argissolo Vermelho Amarelo com diferentes doses de CCA.
MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho foi realizado em um experimento de campo, localizado no Centro
Agropecuário da Palma pertencente a Universidade Federal de Pelotas (UFPel), no município de
Capão do Leão (RS), cujas coordenadas geográficas são: E357.860 N6.480.490, UTM zona 22
datum WGS84. O solo da área experimental foi classificado como Argissolo Vermelho Amarelo
(SEVERO, 1999).
A área experimental possui 1.152 m², em um delineamento em casualização por blocos e
constituído por quatro blocos (repetições), dez doses de CCA (0; 10; 20; 30; 40; 60; 80; 100; 120 e
140 t ha-1), uma testemunha absoluta (Ta) e outra área com calagem e adubação recomendada
para a cultura (AR), totalizando 12 tratamentos. No momento da instalação do experimento as
doses de CCA foram incorporadas ao solo com a utilização de enxada rotativa acoplado ao micro
trator do tipo “tobata”, o que impossibilitou a incorporação da CCA até 0,20 m.
As amostras de solo com estrutura preservada e não preservada foram coletadas na camada de
0,00-0,10 m, após três anos da CCA aplicada ao solo. Para as avaliações dos atributos físicos
foram selecionados quatro tratamentos com doses de CCA: 0 t ha-1; 40 t ha-1; 80 t ha-1 e 120 t ha-1.
No laboratório de Física do Solo da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel (FAEM), pertencente à
Universidade Federal de Pelotas (UFPel), as amostras com estrutura não preservada foram secas
ao ar e destorroadas manualmente através dos seus pontos de fraqueza de maneira suave para
não provocar compactação ou ruptura dos agregados e, após passadas em peneiras com
abertura de malha de 9,52 mm, para determinação dos agregados estáveis em água com base no
peneiramento úmido, seguindo o método descrito por Kemper&Rosenau (1986) e adaptado por
Palmeira et al., (1999), que utiliza o aparelho de oscilação vertical de (YODER, 1936).
As amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas por meio de anéis volumétricos de
2,5 cm de altura e 7,0 cm de diâmetro, as quais foram saturadas por capilaridade durante 48
horas, posteriormente equilibradas em mesa de tensão a 60 cm, em seguida, secas em estufa por
um período mínimo de 24 h para determinação da DS, PT, Ma e Mi (EMBRAPA, 1997).
Realizou-se a análise de variância o teste de médias (Duncan) considerando p <0,05 e utilizando
o Software R (R CORE TEAM, 2014).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Neste estudo é possível observar que a maior concentração de agregados estáveis em água
encontra-se na classe de 9,52 a 4,76 mm, independente da dose de CCA (Figura 1). Observa-se
que 0 t ha-1 apresenta a maior concentração de agregados estáveis em água nesta classe.
Todavia este fato pode estar relacionado ao pouco tempo de ação da CCA na melhoria da
estrutura somado a reconsolidação natural do solo, que pode ocorrer pelos ciclos de
umedecimento e secagem e pelo tráfego de máquinas (Silva et al., 2002).
Figura 1. Distribuição de agregados estáveis em água em diferentes classes de tamanho em um Argissolo sob doses de
cinza de casca de arroz.
A menor qualidade estrutural do tratamento com 0 t ha-1 pode ser corroborado através dos valores
de outros atributos do solo analisados, já que o respectivo tratamento apresenta um dos maiores
valores de DS e um dos menores valores de PT e Ma (Tabela 1). A DS é um dos indicadores da
qualidade física do solo mais utilizados (CHAN, 2006), pois reflete o arranjo das partículas, que
por sua vez, define as características do sistema poroso. De acordo com Santos et al., (2009),
como as raízes das plantas se desenvolvem nos poros, admite-se que qualquer alteração
significativa no sistema poroso do solo pode resultar em interferência no desenvolvimento
radicular, bem como na disponibilidade de água para as plantas.
Ao analisar os tratamentos que adicionaram a CCA ao solo percebe-se que a dose de 40 t ha-1
mostrou as maiores porcentagens de agregados nas classes de 9,52- 4,76 mm e 4,76- 2,00
mmem relação às doses de 80 e 120 t ha-1 (Figura 1).
Também se observa que com o aumento da dose de CCA de 0 t ha-1 para 120 t ha-1 ocorreu um
acréscimo na porcentagem de agregados na classe 1,00 – 0,25 mm, ou seja, na medida que foi
adicionado a CCA no solo, os agregados nesta classe aumentaram 11,85% em relação à
testemunha (0 t ha-1) (Figura 1). A alta concentração de 120 t ha-1 de CCA na camada de 0,000,10 m em relação à relativamente baixa quantidade de argila no horizonte A do Argissolo deve ter
dificultado a formação de agregados, diferentemente da dose de 40 t ha-1, que apresentou um
melhor efeito nas classes de maior tamanho conforme mencionado acima. Segundo Kiehl (1979),
para ocorrer à formação de agregados no solo é imprescindível duas condições: é necessário que
uma força mecânica qualquer provoque a aproximação das partículas no solo; e que haja um
agente cimentante para concretizar essa união. A matéria orgânica, juntamente com os minerais
de argila, são os dois agentes cimentantes que mais contribuem na agregação do solo (TISDALL
& OADES, 1982).
O tratamento com 0 t ha-1 de CCA apresentou a maior e menor quantidade de macroagregados e
microagregados, respectivamente, bem como o maior valor de DMP, evidenciando o efeito da
reconsolidação das partículas sólidas após o revolvimento do solo e sem a adição de CCA. Isto
pode ser corroborado mediante a análise dos demais atributos na Tabela 1, conforme mencionado
anteriormente. É possível observar que o diâmetro médio dos agregados (DMP), o qual é um
indicativo da estabilidade de estrutura do solo, foi afetado pela adição de CCA (Tabela 1), sendo
evidenciado pela diferença estatística entre os tratamentos, mostrando que com o aumento das
doses CCA ocorreu a diminuição do DMP, pelo fato, possivelmente, que o solo permaneceu sem
ser revolvido por pelo menos dois anos, após a adição de CCA. Além disso, o fato do DMP
diminuir com o aumento da dose de CCA pode estar relacionado ao pouco tempo de ação da
mesma, pois essa apresenta alta concentração de lignina de difícil decomposição.
Tabela 1. Densidade (DS), porosidade total (PT), macroporosidade (Ma), microporosidade(Mi),
macroagregados (Macro), microagregados (Micro), e diâmetro médio ponderado de agregados estáveis
(DMP), de um Argissolo Vermelho Amarelo sob, na camadas de 0,00-0,10 m, sob doses de cinza de casca
de arroz.
Tratamentos
DS (Mg m-³)
PT (%)
Ma (%)
Mi (%)
Macro (%)
Micro (%)
DMP (mm)
0 t ha-¹
1.66a
0.36c
0.07c
0.28c
86.76a
13,24a
3.97a
40 t ha-¹
1.58a
0.38c
0.08b
0.30b
86,23a
13,77b
3.51b
80 t ha-¹
1.39b
0.43b
0.14a
0.29b
81.08b
18,92c
3.10c
120 t ha-¹
1.22c
0.48a
0.14a
0.34a
76.91c
23,09c
2.67d
Médias seguidas da mesma letra, na linha, não diferem pelo teste de Duncan a 5%.
Cabe ressaltar que com a dose de CCA de 40 t ha-1 houve uma maior macroagregação em
relação às demais doses de CCA (80 e 120 t ha-1). Todavia isso não refletiu em menores valores
de DS, PT e Ma (Tabela 1). Pelo contrário, é possível observar que, à medida que houve um
incremento na dose de CCA, ocorreu uma redução significativa nos valores de DS, ou seja, o
menor valor de DS (1,22 Mg m-3) ocorreu na dose mais elevada de 120 t ha -1 de CCA. O fato da
DS ter diminuído com o aumento das doses de CCA pode estar relacionado com a densidade de
partícula da CCA ser mais baixa que a densidade de partícula do solo. Conforme Guerrini&
Trigueiro (2004), a CCA é um material leve de baixa densidade.
O solo deste estudo foi classificado como textura franco arenosa (ISLABÃO, 2013), deste modo,
os resultados de DS podem ser considerados abaixo do limite crítico para solos de textura francoarenosa (1,70 a 1,80 Mg m-3) segundo Reichert et al., (2003).Os valores encontrados nesse
trabalho corroboram àqueles encontrados por Guerrini& Trigueiro (2004) que constataram que o
aumento na proporção de casca de arroz carbonizada em um substrato, proporcionou a
diminuição da DS e por Bellé&Kämpf (1994) que ao estudarem o efeito da adição de cinza de
casca de arroz na turfa, verificaram que houve redução de forma linear na DS.
Pauletto et al., (1990) ao avaliarem o efeito de doses de cinza de casca de arroz em um Argissolo
Vermelho Amarelo, verificaram que não houve diferença significativa até a dose de 30 t ha-1, para
a densidade apresentando apenas uma tendência de diminuição do valor à medida que aumentou
a dose de cinza.
O aumento das doses de CCA também acarretou em um acréscimo da PT e da Ma. Estes dados
estão de acordo com Masulili et al., (2010), que encontraram efeito positivo da CCA sobre
propriedades físicas, onde a sua aplicação promoveu diminuição da DS e aumento da PT do
solo.A mesma tendência foi apresentada por (ISLABÃO, 2013) em um mesmo solo após nove
meses da incorporação da CCA, ou seja, a DS diminuiu, a PT e a Ma aumentaram e para a Mi
não verificou-se efeito da CCA. Klein et al., (2002) ao avaliar as alterações das propriedades
físico-hídricas de substratos comerciais, misturados com a casca de arroz carbonizada em
diferentes proporções, observaram que esta pode ser utilizada para melhorar as propriedades
físico-hídricas de substratos, propiciando melhor porosidade.
CONCLUSÃO
O solo sem a adição de cinza de casca de arroz apresentou agregados de maior tamanho e maior
diâmetro médio ponderado de agregados, indicando uma reconsolidação das partículas sólidas
após o revolvimento. O tratamento com 120 t ha-1 proporcionou a maior concentração de
agregados do solo nas classes de menor tamanho, bem como o menor diâmetro médio ponderado
dos agregados.
A adição de CCA diminui a densidade do solo, aumenta a porosidade total e a macroporosidade,
não afetando a microporosidade do solo.
Os resultados obtidos até o momento não permitiram definir com exatidão a adequada dose de
cinza de casca de arroz a ser utilizada como condicionador de solo em áreas agrícolas.
AGRADECIMENTOS
À Universidade Federal de Pelotas, pela oportunidade de aprendizado; à Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), pelo suporte financeiro; e a todos os
envolvidos direta e indiretamente na realização deste trabalho.
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