teste de toxicidade de compostagem de resíduos

IV Simpósio Internacional sobre Gerenciamento de Resíduos Agropecuários e Agroindustriais
05 a 07 de maio de 2015 - Rio de Janeiro - RJ
TESTE DE TOXICIDADE DE COMPOSTAGEM DE RESÍDUOS: CRESCIMENTO
DE FEIJÃO GUANDU E MILHETO
TEST OF TOXIC WASTE COMPOSTING: GROWTH AND BEAN GUANDU
MILLET
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Bitencourt, G.A.* ; Souza, G.de. ; Monteiro, R.T.R.
1
1
Centro de Energia Nuclear na Agricultura CENA/USP, Piracicaba-SP-Brasil
e-mail: [email protected]
RESUMO: O Lodo proveniente de estações de tratamento de água (ETA) costumam ser
descartados nos cursos de água sem tratamento prévio. A aplicado de lodo ao solo pode
ser uma alternativa de reutilização, pois melhora a qualidade e fertilidade do solo. No
entanto, uma das principais preocupações com a utilização de resíduos é a composição
de produtos químicos tóxicos. Com base nisso, o objetivo deste estudo foi avaliar o
crescimento e desenvolvimento do guandu e milheto em amostras de solo com aplicação
de lodo de ETA em forma bruta e compostada. A compostagem foi realizada por um
período de 20 e 60 dias, com uma mistura de bagaço e vinhaça, inoculados com os
fungos: Pleurotus sajor-caju e Pleurotus ostreatus, separadamente. A mistura foi
incorporada ao solo e o cultivo de plantas foi realizado. Após 30 dias de cultivo, as
plantas foram removidas do solo, limpas e avaliada a porcentagem de germinação;
crescimento e biomassa de raízes e parte aérea. Houve um aumento no comprimento da
raiz e da parte aérea de feijão guandu quando cultivadas nas misturas compostadas
durante 20 e 60 dias, com o fungo Pleurotus ostreatus, mostrando-se como uma planta
tolerante aos compostos.
Palavras-chave: bagaço, compostagem, lodos de ETA, vinhaça, toxicidade.
SUMMARY: Sludge from water treatment plants (WTP) have been discarded in
waterways untreated. Applied to the soil may be an alternative reuse, enhance quality and
soil fertility. However, a major concern with the use of waste is the composition of toxic
chemicals. Based on this, the objective of this study was to evaluate the growth and
development of forage species pigeonpea and millet in soil samples with application of
WTP sludge in raw form and composted. Composting was carried out for a period of 20
and 60 days with a mixture of bagasse and vinasse, inoculated with two fungus: Pleurotus
sajor-caju and P. ostreatus, separately. The mixture was incorpored to the soil and the
cultivation of both species was performed. After 30 days of cultivation, the seedlings were
removed from the soil, cleaned and assessed. Evaluated for percentage of germination;
growth and biomass of roots and shoots. There was an increase in the length of root and
shoot of pigeonpea when grown in mixtures of sludge composted for 20 and 60 days, with
the fungus P. ostreatus, showing up as a plant tolerant to the compounds.
Keywords: bagasse, compost, slugde of WTP, vinasse, toxicity.
INTRODUÇÃO
Os lodos gerados em Estação de Tratamento de Água (ETA), são considerados
resíduos com potencial poluidor, pois muitas vezes são descartados em cursos de água
em nenhum tratamento prévio ou são armazenados na própria ETA (Cordeiro, 1993). No
Brasil, ainda não existe leis que regulamentem a aplicação de lodo de ETA na
recuperação de áreas degradadas ou em solos agrícolas. Uma alternativa de reutilização
do lodo, seria a aplicação em solos degradados, visto que os compostos em maior
proporção são óxidos e hidróxidos de alumínio e ferro, argilas silicadas e matéria
orgânica (AWWA, 1999). Para sua aplicação em solos é necessário o enriquecimento do
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lodo com outros resíduos capazes de atuar como agente estruturante na mistura,
permitindo assim a criação de espaços vazios necessários à difusão do ar, como o
bagaço de cana de açúcar (Teixeira et al. 2005).
Os subprodutos ou resíduos da indústria canavieira, como a vinhaça e o bagaço de
cana de açúcar, estão bastante disponíveis na região devido ao grande número de usinas
instaladas no estado de São Paulo. Esses resíduos podem ser utilizados coo matéria
prima e aumentar a capacidade de degradação de compostos orgânicos pelos microorganismos. Os fungos do gênero Pleurotus são capazes de degradar vários tipos de
resíduos, possuem um complexo enzimático formado por oxidases extracelulares
incluindo lacases e manganês peroxidase (Aguiar Filho, 2010). Desse modo, estes
fungos podem degradar e mineralizar misturas complexas convertendo-as em CO2
(Rodríguez Rodríguez et al., 2013).
Para tanto, foi elaborada uma mistura de resíduos com lodo de ETA, vinhaça e
bagaço, inoculada P. sajor-caju e P. ostreatus e incubados por 20 e 60 dias, foi aplicada
ao solo e realizado o plantio de feijão guandu e milheto. Com base nisso, objetivou-se
avaliar a toxicidade dos resíduos aplicados no solo observando sua interferência no
crescimento e desenvolvimento de feijão guandu (Cajanus cajan) e milheto (Pennisetum
glaucum).
MATERIAL E METODOS
Os fungos foram cultivados e armazenados de acordo com Bononi et al. (1995). As
misturas foram autoclavadas por 30 min. Após esterilização, foram inoculadas com discos
de 10 mm de diâmetro das culturas na proporção de 5 discos para cada 100 g de
substrato. Foram incubadas a 28°C por 20 e 60 dias (período de crescimento fúngico) e
posteriormente incorporadas ao solo.
Abaixo a composição das misturas:
LBVPs20 = lodo (42%) + bagaço (16%) + vinhaça 50% (42%) + P. sajor-caju (20 dias);
LBVPs60 = lodo (42%) + bagaço (16%) + vinhaça 50% (42%) + P. sajor-caju (60 dias);
LBVPo20 = lodo (42%) + bagaço (16%) + vinhaça 50% (42%) + P. ostreatus (20 dias);
LBVPo60 = lodo (42%) + bagaço (16%) + vinhaça 50% (42%) + P. ostreatus (60 dias);
A incorporação da mistura ao solo foi proporção de 10% do volume total de solo
(mg/kg) considerada uma concentração extremas (máxima de acordo com a norma ABNT
NBR ISO 11269-2 (2009)) foram homogeneizadas e distribuídas nos vasos com volume
total de 2kg da seguinte maneira: S = Solo (Controle); SL = Solo + lodo; SLBV Ps20 =
Solo + Mistura LBVPs20; SLBV Ps60 = Solo + Mistura LBVPs60; SLBV Po20 = Solo +
Mistura LBVPo20; SLBV Po60 = Solo + Mistura LBVPo60.
Os vasos foram incubados em casa de vegetação a ± 30°C, a umidade foi mantida
a 50% da capacidade de retenção de água. Foram escolhidas as espécies feijão guandu
(Cajanus Cajan cv. Fava Larga) e milheto (Pennisetum glaucum cv. BR 1501), por sua
rusticidade, adaptação a solos ácidos, grande produção de biomassa e por serem
utilizadas na adubação verde. Os vasos foram distribuídos em delineamento inteiramente
casualizado com três repetições, cada vaso foi plantado 10 sementes e após 50% da
germinação, foram desbastadas para cinco plântulas. Após 30 dias de cultivo, as
plântulas foram removidas dos vasos e lavadas em água e avaliados os seguintes
parâmetros: porcentagem de germinação; crescimento e biomassa das raízes e parte
aérea de acordo com a norma ABNT NBR ISO 11269-2 (2009).
Os dados foram submetidos a análise de variância e as variáveis foram
comparadas pelo teste de F e tukey a 5%.
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RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados estão apresentados na Tabela 1. Na variável porcentagem de
germinação, não houve diferença entre os tratamentos com relação ao controle para a
forrageira feijão guandu. No entanto, na forrageira milheto o composto SLBVPO20
proporcionou aumento na germinação.
Observando as médias para comprimento de raiz para feijão guandu os
tratamentos SLBVPS60 e SLBVPO60 apresentaram os maiores valores de crescimento
(26,7 e 29,5 cm) com relação ao controle, mostrando que o lodo ou a mistura teve um
efeito bioestimulante no crescimento. A forrageira milheto não respondeu aos
tratamentos, apresentando menor crescimento radicular com relação ao controle.
A parte aérea das forrageiras teve desenvolvimento completamente distinto. O
feijão guandu apresentou maior crescimento em todos os tratamentos comparado ao
controle. Por outro lado, o milheto sofreu redução significativa no crescimento das
plântulas com referência ao controle. Os tratamentos que se destacaram no aumento do
crescimento aéreo, estatisticamente significativo, da forrageira feijão guandu, foi o
SLBVPS60 e SLBVPO60.
A variável biomassa seca de raiz e da parte aérea para as forrageiras feijão
guandu e milheto, não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos com
relação ao controle.
Os resultados evidenciaram melhoria no crescimento de raiz e parte aérea de
feijão guandu quando cultivado no composto SLBVPO nos dois períodos de
compostagem (20 e 60 dias). Em um trabalho similar realizado por Santos et al. (2014),
cultivando a gramínea Zea mays (milho) em substrato com aplicação de lodo da mesma
ETA, o mesmo utilizado no presente estudo e, vinhaça tratada com P. sajor-caju a
aplicação foi bioestimulante na germinação e foi observado aumento de 20 vezes no
comprimento médio de parte aérea e biomassa. Segundo Alves Martins (2013), a técnica
de fertirrigação de vinhaça tratada com os fungos P. sajor-caju e P. ostreatus, em solos,
proporcionou maior porcentagem de germinação e produção de biomassa milho e sorgo,
quando comparado com solo sem aplicação.
Com base no exposto acima, o uso dos resíduos e a inoculação de fungos do
gênero Pleurotus quando aplicados ao solo, podem melhorar o crescimento e
desenvolvimento de algumas espécies de plantas. No caso deste trabalho, a forrageira
feijão guandu respondeu com melhorias no seu crescimento com relação ao plantio em
solo sem aplicação.
CONCLUSÃO
Houve aumento no comprimento de raiz e parte aérea em feijão guandu quando
cultivado nas misturas de lodo compostada por 20 e 60 dias, com o fungo P. ostreatus,
mostrando-se como uma planta tolerante aos compostos.
AGRADECIMENTOS
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela
concessão de bolsa de estudos e pesquisa.
REFERENCIAS
Aguiar Filho, J.M.M. et al. (2010) Use of vinasse and sugarcane bagasse for the
production of enzymes by lignocellulolytic fungi. Brazilian Archieves of Biology and
Technology, Curitiba, 53:1245-1254.
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Alves Martins, N.M. (2013) Avaliação da aplicação de vinhaça tratada com Pleurotus no
crescimento de milho e sorgo. 2013. 20f. Trabalho de Conclusão de Curso – Faculdade
de Tecnologia de Piracicaba, FATEC. Piracicaba.
Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT NBR ISO 11269-2. (2009) Qualidade
do solo – Determinação dos efeitos de poluentes na Flora Terrestre. Parte 2: Efeitos de
substâncias químicas na emergência e no crescimento de vegetais superiores. Rio de
Janeiro,12 p.
AWWA, American Water Works Association. Water quality & treatment (1999) A
handbook of community water supplies. 5. ed. Denver, CO: AWWA, 1194 p.
Bononi, V. L. R. et al. (1995) Cultivo de cogumelos comestíveis. São Paulo: Ícone, 1995,
206p.
Cordeiro, J. S. (1993) O problema dos lodos gerados nos decantadores em estações de
tratamento de águas. 1993. 342 f. Tese (Doutorado em Hidráulica e Saneamento) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 1993.
Rodriguez Rodriguez, C.E. et al. (2013). On-farm biopurification systems: role of White rot
fungi in depuration of pesticide-containing wastewaters. Federation of European
Microbiological Societies, 345: 1-12.
Santos, J.R.P. et al. (2014) Avaliação de lodo de ETA e vinhaça tratada por Pleurotus
sajor-caju no desenvolvimento de Zea mays. In: 27º Congresso Brasileiro de
Microbiologia, 2014, Natal: Anais...Natal:2014. CD-ROM.
Teixeira, S. T. et al. (2005). Aplicação de lodo da estação de tratamento de água em solo
degradado. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, 40:1, 91-94.
Tabela 1. Porcentagem de germinação e médias do comprimento e biomassa seca de
raiz e parte aérea de Feijão Guandu e Milheto cultivados nos tratamentos
Forrageira
Tratamento
%G
CR (cm)
CPA (cm)
BSR (g)
BSPA (g)
Feijão Guandu
S
91,1
14,64
16,82
8,63
8,84
Feijão Guandu
SL
93,3
19,00
19,37
8,75
9,16
Feijão Guandu
SLBVPs20
91,1
25,76
23,18
8,90
9,24
Feijão Guandu
SLBVPs60
93,3
26,74**
25,28**
8,91
9,48
Feijão Guandu
SLBVPo20
68,8
22,04
22,54
8,81
9,35
Feijão Guandu
SLBVPo60
91,1
29,56**
26,31**
8,71
9,47
Milheto
S
88,8
29,19
48,61
8,87
10,16
Milheto
SL
84,4
11,31**
14,75**
8,16
8,31
Milheto
SLBVPs20
97,7*
17,35**
11,83**
8,24
8,23
Milheto
SLBVPs60
88,8
20,33
13,85
8,36
8,27
Milheto
SLBVPo20
80
19,39**
14,19**
8,24
8,16
Milheto
SLBVPo60
82,2
19,23**
11,24**
8,27
8,19
%G – porcentagem de germinação; CR – Comprimento de raiz; CPA – Comprimento de parte
aérea; BSR – Biomassa seca de raiz; BSPA – Biomassa seca de parte aérea. Tratamentos: (S =
solo; SL= solo+lodo; SLBV Ps20= solo+lodo+ bagaço+vinhaça+Pleurotus sajor-caju 20 dias; SLBV
Po20=
solo+lodo+bagaço+vinhaça+P.
ostreatus
20
dias;
SLBV
Ps60=
solo+lodo+bagaço+vinhaça+Pleurotus
sajor-caju
20
dias;
SLBV
Po60=
solo+lodo+bagaço+vinhaça+P.ostreatus 60 dias).
*diferença estatística pelo teste de tukey (p<0,05); ** diferença estatística pelo teste de tukey
(p<0,01).