Uso de água residuária de origem doméstica na fertirrigação do cafeeiro: efeitos no solo e na planta

Abstract

A água é um recurso natural finito e essencial à vida, ao desenvolvimento econômico e ao bem-estar social. Devido à sua alta demanda por água, a irrigação tem que ser a mais eficiente possível quanto ao seu uso. No Brasil, as políticas públicas de saneamento básico priorizaram a construção dos sistemas de coleta, relegando a segundo plano, talvez devido ao custo elevado, o tratamento dos resíduos coletados. A irrigação por gotejamento com águas residuárias permite aliar a economia de água de boa qualidade com o tratamento de efluentes, preservando a qualidade da água, além de possibilitar a economia no uso de fertilizantes químicos. No entanto, quando não usada adequadamente, pode ocasionar problemas como: contaminação do lençol freático e das culturas por patógenos e parasitas, acumulação de elementos tóxicos, salinização, impermeabilização e o desequilíbrio de nutrientes no solo. Este trabalho teve como objetivo investigar, em condições de campo: as alterações nas propriedades físicas e químicas do solo; a possibilidade de contaminação por microrganismos patogênicos no perfil do solo após a irrigação e a possibilidade dessa contaminação atingir o lençol freático; algumas características fisiológicas, o estado nutricional e a produtividade do cafeeiro em resposta à fertirrigação com água residuária de origem doméstica bruta, além de comparar os resultados com aqueles obtidos com a irrigação com água-doce e adubação convencional. Foram monitoradas várias características químicas, biológicas e físicas do solo; as concentrações foliares de N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, Fe, Mn, Cu e B; e a produtividade da cultura. O experimento foi implementado no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa. Para as características químicas do solo, ADA e estado nutricional do cafeeiro, os tratamentos (T) avaliados foram: manejo convencional - MC (T1), com irrigação com água-doce e adubação; e manejo com água residuária - MR, com aplicação de cinco diferentes lâminas, correspondentes a T2, T3, T4, T5 e T6. Para as demais características avaliadas foi incluído um tratamento sem irrigação, com adubação e calagem apenas no início do experimento, denominado testemunha (T0). O período de avaliação foi de 18 meses. Ao final do experimento, verificou-se que: de modo geral, o MR melhorou a fertilidade do solo, sendo mais eficiente que o MC para elevar o pH do solo e diminuir os teores de Al3+ trocável, de H+Al e a saturação por alumínio na CTCe (m) e tão eficiente quanto para elevar os teores de N, P, Ca2+, Mg2+, a soma de bases (SB), a capacidade de troca catiônica efetiva (CTCe) e potencial (CTCt), a saturação por bases (V) e o Premanescente do solo; o MR não proporcionou ao solo os mesmos teores de K+ e S proporcionados pelo MC, no entanto forneceu maior concentração de Na+ no solo, maior índice de saturação por sódio (ISNa) e maior ADA, RAS e PST que o MC; o teor de Na+ no solo sob o MR teve comportamento sazonal, aumentando nos períodos secos e diminuindo nos períodos chuvosos; o teor de matéria orgânica do solo diminuiu no decorrer do tempo no MR e não sofreu influência do tempo no MC; o MC proporcionou maior aumento da CEes que o MR; não houve diferença significativa entre os teores de Zn, Fe, Mn, Cu e B no solo, entre o MR e o MC; os teores de B decresceram linearmente com o tempo em ambos os manejos; o MR aumentou a massa específica do solo mais que o MC, e ambos os manejos aumentaram a microporosidade e a capacidade de campo e diminuíram a macroporosidade e a K0; no MR, a contaminação por coliformes fecais na superfície ficou abaixo de 500 NMP 100 g-1, chegando à ausência de contaminação a 1,00 m de profundidade; o MR proporcionou maiores concentrações de N, P, Ca, Mg e B e menores concentrações de K nas folhas do cafeeiro que o MC; e ambos os manejos foram eficientes em aumentar a produtividade do cafeeiro, porém a produtividade foi maior no MC.Water is a finite natural resource essential to life and to economical and social development. The irrigated agriculture must be as efficient as it is possible due to its great water consumption. In Brazil, the public politics of sanitation has given priority to collecting systems, relegating to background the treatment of the wastewater. The drip irrigation using wastewater appears to be a feasible alternative, because it combines save of good quality water with treatment of wastewater, preventing against the pollution of rivers and lakes, besides the saving of chemical fertilizers. However, when this technique is not adequately used, it can cause serious problems as: contamination of the water table and crops by pathogenic and parasite organisms, accumulation of toxic elements, salinization and impermeabilization of the soil, and unbalance of the soil nutrients. Therefore, the objective of this work was to investigate soil physical and chemical alterations; the possibility of the soil and the water table contamination; the physiology, nutritional status and yield of coffee plants, in response to fertirrigation with untreated domestic wastewater (WM) in relation to an irrigated control parcel with chemical fertilization (CM). The characteristics assayed were: several soil biological, physical and chemical characteristics; the leaf concentration of N, P, K, Ca, Mg, S, Zn, Fe, Mn, Cu and B and the crop yield. The experiment was carried out at Agricultural Engineering Department of the Universidade Federal de Viçosa. For chemical characteristics, CDW and coffee nutritional status, the treatments assayed were: conventional management - CM (T1), with irrigation with fresh water more chemical fertilization; and wastewater management - WM, with five depths of wastewater, corresponding to treatments T2, T3, T4, T5 e T6. For other characteristics assayed (soil physical characteristics, contamination by microrganisms and crop yield) , a treatment without irrigation with chemical fertilization only at beginning of the experiment, called check plot (T0), was included. The plots were distributed in randomized block design with three repetitions. The experiment was carried out for 18 mont hs. The results showed that: in wastewater management (WM), soil fertility was enhanced, the WM was more efficient than fresh water more chemical fertilization (CM) to rise the soil pH and to reduce the exchangeable Al3+ and the saturation for aluminium (m) and it was as efficient as CM to rise the N, P, Ca2+, Mg2+ contents, the sum of alkalis (SA), the efective cations exchange capacity (CECe), the total cations exchange capacity (CECt), the saturation for alkalis (V), the remaining P; the WM was not capable to provide K+ and S contents as much as the fertilizations at CM; the WM provided soil Na+ contents, sodium saturation index (SSI), CDW, SAR and ESP bigger than CM. The soil Na+ content, at WM, has cyclic behavior in the time. It rises at dry seasons and decreases at rainy seasons; the soil organic matter content decreases with time in WM and it was not influenced by the time in CM; the CM increased the soil EC more than the WM; there was not statistical difference between WM and CM for the Zn, Fe, Mn, Cu and B contents; the B contents decreased linearly by the time in both WM and CM; WM and CM rised the bulk density, but the WM rises more than CM; WM and CM rise the microporosity and field capacity and decrease macroporosity and soil hydraulic conductivity; at soil surface, the contamination with fecal coliforms was lower than 500 NMP 100 g-1, and at 1,00 m depth, it was not contaminated by WM; the WM provided higher contents of N, P, Ca, MG e B and lower content of K in the coffee leaves than CM; and both WM and CM were efficient to rise the crop yield, but the yield was higher at CM than WM.