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Unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE ENGENHARIA CÂMPUS DE ILHA SOLTEIRA.

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1 unesp UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA FACULDADE DE ENGENHARIA CÂMPUS DE ILHA SOLTEIRA

2 2 INTRODUÇÃO HISTÓRICO - Homem primitivo nômade terras ricas em MO (fator de fertilidade); - Egito antigo: delta do rio Nilo; - Fenícios e Incas: plantio em terraços em patamar; - Maias: milho x peixe

3 3 INTRODUÇÃO - Velha Roma: escritos de Filósofos; - Idade média: decadência da agricultura; (sistema feudal) – esgotamento dos solos / fertilizantes orgânicos, farinhas de osso, cinzas e calcários. - ossos moídos (fosfato de cálcio) – sec.XVIII (1770) - Séc. XIX guerras Napoleônicas (Inglaterra) : apenas adubação orgânica; - Justus von Liebig: teoria mineralista - Nutrição exclusiva mineral, não necessitando de MO para subsistência.

4 4 DINÁMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA MOS – Resultante da deposição de resíduos de origem animal e vegetal. decomposição: microrganismos. Parte do carbono retorna a atmosfera como CO 2 ; O restante passa a fazer parte do solo; Solos sem aplicações de resíduos de onde vem o Carbono Orgânico - CO? Como é perdido o CO no solo?

5 5 dC/dt = - K 2 C + A K 1 dC/dt - Variação dos conteúdos de CO (t/ha/ano) C - conteúdo de CO do solo (t/ha) K 2 - taxa de perda de CO por ano A- taxa de aplicação de CO (t/ha/ano) K 1 - fração do C adicionado (que efetivamente permanece após 1 ano) DINÂMICA DA MATÉRIA ORGÂNICA

6 TAXAS DE PERDA DA MO: Preparo do solo: intensidade de revolvimento Temperatura; Umidade; Ruptura de agregados; Aeração; fracionamento e incorporação de resíduos e cobertura do solo. TAXAS DE ADIÇÃO DA MO; -implantação de pastagens; - redução do revolvimento do solo (CM, PD); - adoção de sistemas de rotação/sucessão de cultura com espécies com alta produção de biomassa; - Retornos dos resíduos que voltam ao solo;

7 7 dC/dt= K 2.C+A.K 1 monocultura (Vegetação natural)

8 8 Sistemas de manejo e conteúdo de matéria orgânica

9 9 PRESERVAÇÃO DA MO: COMBINAÇÃO DE TÉCNICAS: Adubação mineral; Conservação do solo e da água; Adubação verde; Rotação de Culturas; Consorciação de culturas; Manejo adequado dos restos culturais; Cultivo mínimo e/ou plantio direto; Adubação orgânica.

10 10 EFEITOS DA MATÉRIA ORGÂNICA NAS PROPRIEDADES DO SOLO PRODUTIVIDADE = F + F1 + F2 CONDIÇÕES CLIMÁTICAS FATORES PRIMÁRIOS CONDIÇÕES FÍSICAS FATORES SECUNDÁRIOS CONDIÇÕES QUÍMICAS FATORES TERCIÁRIOS PRODUTI- VIDADE

11 11 Atingir o patamar de produtividade alcançado com uso de fertilizantes minerais via adubação orgânica: uma expectativa irreal? Admitindo: Esterco de curral (+ comum): Brasil: 207 milhões de cabeças - 24 kg/dia/cabeça Ex: Adubação mineral (Brasil, 2006) t de N t de P 2 O t de K 2 O t (N + P 2 O 5 + K 2 O) 0,55% de N 0,25% de P 2 O 5 0,60% de K 2 O ESTERCO U = 80%

12 12 Portanto: 2,7 x 10 8 cabeças x 0,024 t x 365 dias = 2,3652 x 10 9 toneladas 2,4 bilhões t de esterco/ano. 2,4 x 10 9 x 0,0055 N = 1,32 x 10 7 t de N 2,4 x 10 9 x 0,0025 P 2 O 5 = 6 x 10 6 t de P 2 O 5 2,4 x 10 9 x 0,0060 K 2 O = 1,44 x 10 7 t de K 2 O ORGÂNICA 2,4 x 10 6 t de N 3,4 x 10 6 t de P 2 O 5 3,5 x 10 6 t de K 2 O MINERAL Uso anual

13 13 Apenas 5% dos animais disponíveis: cabeças x 0,05 = cabeças t N t P 2 O t K 2 O t t de N t de P 2 O t de K 2 O t QUÍMICOORGÂNIC 25% 08% 19% 17% Os estercos forneceriam

14 14 Orgânicos: Baixo teor de nutrientes; 10 – 20% dos nutrientes – Ad. Químico Alta dosagem a 10 > Ad. químico; Efeitos de amplo espectro, indo muito além da ação puramente química dos Adubos Químicos. Adubos orgânicos x mineral

15 15 Custos: Altos preços/unidade de elemento (N, P, K, etc.) foram sendo substituídos pelos adubos químicos; Torta de algodão: uso alimento para animais. Tempo de aplicação deve ser feita a longo prazo pois nunca manifestam de uma hora para outra. Adubos orgânicos x mineral

16 16 EFEITOS NAS PROPRIEDADES FÍSICAS DO SOLO

17 17 EFEITOS NAS PROPRIEDADES FÍSICAS ESTRUTURAÇÃO DENSIDADE DO SOLO AERAÇÃO E DRENAGEM RETENÇÃO DE ÁGUA CONSISTÊNCIA OUTRAS INFLUÊNCIAS Classificação do solo; cor do solo, temperatura do solo, controle da erosão.

18 18 Principais fatores que influenciam a agregação do solo. Principais fatores que influenciam a agregação do solo.

19 19 Microrganismos e Agregação do Solo Modelo esquemático de microagregado resultantes da ação de materiais orgânicos, vegetais, microbianos e inorgânicos.

20 Doses de esterco e sua influência na densidade aparente do solo (Hafez, 1989) galinha bovino eqüino Esterco % adicionado Da (g/cm 3 ) DENSIDADE APARENTE

21 21

22 22 EFEITOS NAS PROPRIEDADES QUÍMICAS

23 23 FORNECIMENTO DE NUTRIENTES Macronutrientes e micronutrientes Todos encontrados na matéria orgânica MO: Importante reserva de M no solo

24 24 NUTRIENTES DO SOLO Fertilizantes Orgânicos Fertilizantes Minerais Corretivos (minerais) Minerais do solo Águas de irrigação Remoção pelas colheitas Perdas por lavagem Imobilizado ou fixado Perdas por erosão Perdas por volatilização perdas ganhos Figura 2.8. Ganhos e perdas de nutrientes no solo CONTEÚDO DE NUTRIENTES NOS SOLOS

25 25 NITROGÊNIO Armazenamento de N no solo; N na MO vegetal Forma de proteínas; Nucleoproteínas; Aminoácidos; Polipeptídios; Enzimas; Outros (pequenas quantidades). FONTE DE MACRONUTRIENTES

26 26 NITROGÊNIO Formas e quantidades de N no solo: % %

27 27 FÓSFORO Na MO: 15 – 85% de P Fósforo orgânico Fontes: corpo de animais; produtos da decomposição destes organismos; Fitina: (26 – 35%) - derivados: 11-14% Nucleoproteínas Compostos de ácido nucléico

28 28 FÓSFORO

29 29 POTÁSSIO ENXOFRE CALCIO E MAGNÉSIO

30 30 Principais fontes de micronutrientes: Minerais e MO; Pouco solúveis ausência de húmussintomas de deficiência Húmus retenção (complexação ou quelação) FONTE DE MICRONUTRIENTES

31 31 FERRO COBRE MANGANÊS ZINCO BORO MOLIBDÊNIO CLORO FONTE DE MICRONUTRIENTES

32 32 CORREÇÃO DE SUBSTÂNCIAS TÓXICAS ÍNDICES DE pH PODER TAMPÃO

33 33 EFEITOS SOBRE AS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS

34 34 EFEITOS SOBRE AS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS ADSORÇÃO DE NUTRIENTES Figura 1: Micela coloidal húmica e a adsorção de cátions.

35 35 EFEITOS SOBRE AS PROPRIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS Tabela 1. Capacidade de troca catiônica do húmus e de outros constituintes do solo. Capacidade de troca catiônica (CTC)

36 36 Solos Argilosos: 30 a 40% da CTC total Solos Arenosos: 50 a 60% da CTC total Origem da CTC da M.O R – COOH R – COO - + H + R – OH R – O - + H + Capacidade de troca catiônica (CTC)

37 37 Superfície Específica (SE) M.O eleva a superfície específica do solo Caulinita 5 a 10 m 2 /g, Húmus 700 m 2 /g M.O: SE adsorção de nutrientes CTC

38 38 Efeitos nas propriedades biológicas

39 39 Efeitos sobre as propriedades biológicas M.O: fonte de C, energia e nutrientes para macrorganismos (formigas, minhocas, besouros e lesmas etc) e microrganismos (bactérias, vírus, protozoários e actniomicetos) Promovem a decomposição Mineralização e imobilização: simultaneamente, microrganismos, dependentes da relação C/N do substrato Estruturação do solo

40 40 Tabela 2: Generalizações sobre as relações por unidade de N, P e S na matéria orgânica e disponibilidade de nutrientes no solo (Stevenson, 1986) Materiais incorporados ao solo promovera déficit de N (5 a 20 kg de N por tonelada de resíduo) a)Incorporar os resíduos até 60 dias antes do plantio ; b)Plantio imediatamente após a aplicação de N, adicionar fertilizantes N para que os microrganismos os utilize e depois os libere (1 ou + meses); c)Fazer compostagem do material.

41 41 CONCEITOS IMPORTANTES Matéria Orgânica substância ou material de origem vegetal ou animal existente no solo independente do seu grau de decomposição. Húmus fração da matéria orgânica em seu mais alto grau de transformação

42 42 Legislação brasileira: Os produtos de origem animal ou vegetal assim classificados: Fertilizante orgânico simples: Fertilizante de origem vegetal ou animal contendo um ou mas nutrientes das plantas; Fertilizante orgânico-mineral: Fertilizantes procedente da mistura ou combinação de fertilizantes minerais e orgânicos;

43 43 Legislação brasileira: Fertilizante composto: Fertilizante obtido por processo bioquímico, natural ou controlado com mistura de resíduos de origem vegetal ou animal.

44 44 PRINCIPAIS FONTES

45 45 ESTERCOS excrementos sólidos, líquidos, misturados ou não a palhadas, adubo orgânico mais utilizado, bons fornecedores de N, tendo P e K praticamente disponíveis A composição química varia: espécie; idade;

46 46 alimentação consumida (90% esterco de gado conf.= ração); tipo de cama; teor de água; cuidados na maturação; local de armazenamento, recuperação do chorume; condições de clima. aplicação no campo: sólida ou líquida. Inconveniente: sementes de ervas daninhas

47 47 Quantidades utilizadas em área total Esterco de curral e Composto: 20 a 40 t/ha Esterco de Galinha: 2 a 5 t/ha Chorume: 30 a 900 m 3 /ha Doses de estercos para aplicação localizada e em cova EstercoLocalizadaCova GrãoHortaliça Curral t/ha t/ha l/cova Galinha2 - 3 t/ha t/ha l/cova

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49 49 COMPOSTOS Definição: Composto é o produto homogêneo obtido através de processo biológico, pelo qual a matéria orgânica existente nos resíduos é convertida em outra, mais estável, pela ação principalmente de microrganismos já presentes no próprio resíduo, ou adicionados por meio de inoculantes.

50 50 MATÉRIAS PRIMAS PARA COMPOSTAGEM Podem ser restos agrícolas, esterco ou resíduos domiciliares ou provenientes de industrias de alimentos, separadamente ou combinados.

51 51 Figura 9.1 – Alterações no material orgânico cru (p.e. lixo) decorrentes da ação de microrganismos, até a formação de húmus ou composto (adaptado de Hirscheysdt et al., 1982). Fonte:TEDESCO et al. (1999). OXIGÊNIO MICRORGANISMOSUMIDADE

52 52 Pode ser empregado em contato direto com as raízes e os brotos mais delicados, sem perigo de queimá-los, pois é um produto estável; Promove elevação do nível de cálcio, fazendo a correção do solo; Corrige a toxidez do solo em até 70%; HÚMUS DE MINHOCA

53 53 Atuação permanente, duradoura e imediata após sua utilização; Retém melhor seus elementos, liberando-os dosadamente, tornando a adubação mais eficaz e duradoura; HÚMUS DE MINHOCA

54 54 Recomendação É preferível utilizar doses menores e constantes a aplicações pesadas e espaçadas; Nas atividades agrícolas, utiliza-se em média, 30 t/ha, a lanço. Quando em cova, essas quantidades variam de 4 a 5 L por cultura. HÚMUS DE MINHOCA

55 55 LIXO URBANO Lixo Separação (1) Matéria orgânica (2) Rejeitos aterros sanitários (1) % matéria prima para novos produtos (latas,metais, vidros, papel) (2) Compostagem

56 56 LIXO URBANO Estima-se que a produção diária de lixo seja da ordem de 400 a 600 gramas em cidades de pequeno e médio porte e chegue a 1500 em grandes cidades. Em 1995 em São Paulo: 60% do lixo foram dispostos em lixões; 25% em aterros sanitários; 13% aterros controlados; 0,5% foram incinerados; 1,5% processados em usinas de Reciclagem

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62 62 gomas urucum Resíduo de laranja

63 63 Pó de café

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76 76 TORTAS DE ORIGEM VEGETAL ALGODÃO, SOJA, MAMONA, CANA-DE-AÇUCAR,... Composição muito variável: - celulósicos, lenhosos - N (5 a 20g / kg), - protéicos – N (30 a 50 g / kg); - P e K invariáveis (5 a 20 g / kg) Industrialização da cana: bagaço – bagacilho – torta de filtro (40 kg/t de cana moída) Oleaginosas (algodão, soja, mamona, girassol, amendoim) Competição: adubo x ração

77 77 A vinhaça, conhecido líquido poluente e corrosivo, sempre foi um problema nas destilarias de álcool, contudo dado a sua riqueza em potássio e matéria orgânica, passou a ser aplicada na lavoura, com grande sucesso econômico; A vinhaça é produzida e utilizada durante toda a safra canavieira, que em geral vai de maio a dezembro; VINHAÇA

78 78 VINHAÇA É um subproduto do álcool ou da aguardente; 1 ton de cana moída: 800 L de vinhaça; pH 4,0 a 5,0; Apresenta bom teores de de K e N, mas é pobre em P; É aplicada em grandes quantidades, antes do plantio e é necessário alguns meses até que a fermentação se complete; Área total: 50 a 400 m 3 /ha;

79 79 Tabela 9.1 – Características quali-quantitativas de vinhaças procedentes de mostos de melaço, de caldo e misto, segundo vários autores (adaptado de Centurion et al., s.d.) Fonte:TEDESCO et al. (1999

80 80 Tabela 9.5 – Equivalência entre a composição química do metro cúbico de diferentes tipos de vinhaça e fertilizantes minerais (adaptado de Glória, 1976). Trabalhos demonstram a utilidade como fertilizante, corretivo e condicionador do solo;

81 81 Distribuição na lavoura: Forma pura ou diluída na com água de lavagem e outras águas servidas (2:1) ou (3:1), através da fertirrigação ou por veículo- tanque: Fertirrigação por gravidade Fertirrigação por sulcos Fertirrigação por aspersão (pura ou diluída) Impactos da distribuição no campo: compactação, erosão, corrosão); VINHAÇA

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83 83 RESÍDUO DE CURTUME são gerados 7,5 L de lodo adensado por pele (25 a 30% de sólidos); 270 mil t ano -1, sendo 150 mil t ano -1 (RS); Matéria orgânica de origem animal (pêlos, raspas de pele, etc), misturados com sais inorgânicos (processamento das peles); N é o principal nutriente predominam formas orgânicas de N (proteínas); N protéico NH 4 + NO 3 -

84 84 RESÍDUO DE CURTUME Presença de cromo (III): complexos de alta estabilidade com as proteínas da pele; P: 0,2 a 1% K: < 0,2% S: alto conteúdo na forma de sulfeto (depilação) e sulfato (acidificação das peles), sulfeto a sulfato: liberação de H 2 SO 4, acidificante; Ca e Mg: hidróxidos e carbonatos,

85 85 FARINHAS E RESÍDUOS FRIGORÍFICOS Resíduos de origem animal: frigoríficos, matadouros e abatedouros bovinos, suínos, aves, peixes e outros animais; Comércio: fina granulometria (farinha); Aproveitamento: ração animal (composição pratica e de nutrientes – Ca e P); Resíduos: - Sangue: Farinha de sangue dessecado - Carne: Farinhas de carne e peixes: N - Cascos e Chifres: Farinha de cascos e chifres: N na forma de queratina, % de N.

86 86 Utilização agrícola - farinha de sangue: aplicação na pilha de composto; - farinha de carne e peixes: ração animal - farinha de cascos e chifres: fertilizante nitrogenado, fosfatado (0,25-2% de P 2 O 5 ); - farinha de ossos: tradicional (plástico); - conteúdos intestinais de aves: C:N

87 87 LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) Apresentam uma composição bastante variável Elevado teor de MO e a presença de elementos químicos possibilitam a sua utilização como condicionador das propriedades físicas do solo e fonte de nutrientes para as culturas; pH próximo a neutralidade: 6,0 a 7,0 Altos teores de N, P e S aos estercos; K baixa concentração Ca e Mg: quantidades encontradas nos compostos;

88 88 LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) Conteúdo de Na: considerados altos problemas de salinidade ; Confere altas concentrações de micronutrientes e podem apresentar problemas com metais pesados; altas variações no conteúdo dos micronutrientes em função da procedência; adições de P normalmente excedem a necessidade da planta (P disponível).

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91 91 LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) Aplicação: Riscos de poluição do ambiente: metais pesados e substâncias orgânicas; transmissão de doenças ao homem e animais: organismos patogênicos presentes no lodo.

92 92 LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE) Índice de disponibilidade de N orgânico Utilizado para cálculo de dosagens agronômicas ambientalmente seguras de lodos de esgoto, quando este no possui outros fatores mais limitantes; Incubação de lodo + solo (Doses x tempo) análise de regressões: determinação do N mineralizável em cada período. Taxa agronômica de aplicação: função da adubação N, considerando os teores de N mineral no lodo com sua umidade natural obtidos na análise química e a fração de mineralização de N orgânico.

93 93 Exemplo: Doses: 3 – e 24 t/ha + solo incubadas Avaliação periódica de N mineral ( dias) N orgânico potencialmente mineralizável RL: fração de mineralização = 34% (34% do N mineraliza durante o ciclo da cultura) LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO (ETE)

94 94 Fonte:TEDESCO et al. (1999). Tabela 9.3 – Características e procedência de lodo de estação de tratamento de efluentes (adaptado de Vidor, 1999). 1 Cassol (1987); 2 Fuller & Warrick (1985); 3 Não fornecido

95 95 A turfa é uma substância fóssil geológica relativamente recente, resultado da decomposição de vegetais de pequeno porte que crescem e se desenvolvem em meios líquidos. Origem: Três fatores: sedimentação da areia, argila e silte oriundos do terreno a montante, a deposição de vegetais que crescem emergindo ou sobrenadando a água e a contribuição das plantas existentes nos bordos da região alagada. TURFA

96 Fonte: Kiehl (1985)

97 97 TURFA Utilização agrícola - solo agrícola - fertilizante orgânico simples - fertilizante organomineral - matéria prima para compostos - cama animal - veículo de microrganismos inoculantes

98 98 OUTRAS FONTES LINHITO; RESÍDUO DA FERMENTAÇÃO GLUTÂMICA; RESÍDUOS DE MADEIRA; BIOFERTILIZANTE; RESTOS VEGETAIS

99 99

100 100 FERTILIZANTES ORGANO-MINERAIS Enriquecimento de adubos orgânicos com fertilizantes minerais, permite um balanceamento dos nutrientes N – P – K, enriquecendo o fertilizante orgânico nos nutrientes que se apresentam em menores teores. Fertilizantes orgânicos simples P K < N (1,0 a 2,0% N 0,5 a 1,0% P e K Conteúdo de N de 2 a 4 vezes maior que o conteúdo de P e K;

101 101 Vantagens: Facilidade de aplicação e menor custo ???? Menor custo de transporte ?????? Permite mistura de fertilizantes minerais considerados incompatíveis FERTILIZANTES ORGANO-MINERAIS

102 102 CÁLCULO DAS MISTURAS Quantidades de fertilizante minerais Quantidades de fertilizantes orgânicos Teores de matéria orgânica do produto final Umidade do produto final Aritmeticamente ou estimados por tabelas

103 103 Tabela 5.2. Especificações dos fertilizantes organomineral e composto. Fonte: Kiehl (1985)

104 104 METAIS PESADOS NOS SOLOS EFEITOS INDESEJAVEIS DA ADUBAÇÃO ORGANICA

105 105

106 106 Uso contínuo deve-se, ficar atento a determinados cuidados quanto a: Fonte Origem Qualidade Quantidade usada

107 107 OUTROS EFEITOS Disseminar plantas invasoras; Disseminação de agentes patogênicos; Promover efeito salino e mesmo toxidez de amônio; Excesso de N – compromete qualidade de determinadas espécies vegetais e em café o fruto; Fonte desbalanceada:esterco de gaiola ( Ca Mg/K; Acúmulo de K e Na: estruturação do solo;

108 108 OUTROS EFEITOS -Resíduos de herbicidas – esterco bovino; -Acúmulo de metais pesados; -Acúmulo de P no solo (recomendação da quantidade de esterco pela quantidade de N) – uso continuo – eutrofização das águas.

109 109 É DEVER DE TODOS PROTEGER E CONSERVAR O MAIOR PATRIMÔNIO NACIONAL, POIS A NAÇÃO QUE DESTRÓI O SEU SOLO DESTRÓI A SI MESMA. É DEVER DE TODOS PROTEGER E CONSERVAR O MAIOR PATRIMÔNIO NACIONAL, POIS A NAÇÃO QUE DESTRÓI O SEU SOLO DESTRÓI A SI MESMA. Flanklin Delano Roosevelt


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