Fertilização

Alternativas para uma utilização sustentável de efluentes agro pecuários como fertilizantes

A injecção é o método recomendado para aplicação ao solo de efluentes pecuários, nomeadamente chorumes. No entanto, esta técnica apresenta várias limitações pelo que são aqui avaliadas, em termos de produtividade das culturas e impactos ambientais, duas práticas alternativas – aplicação em bandas de chorume tratado por separação mecânica ou por acidificação.

Em Portugal, as explorações agro-pecuárias de bovinicultura leiteira e suinicultura produzem anualmente cerca de 15 milhões de toneladas de chorume (efluente líquido) que são maioritariamente aplicadas ao solo como fonte de nutrientes e matéria orgânica, o que pode constituir uma mais-valia económica e sobretudo ecológica. No entanto, aquando da sua aplicação ocorrem importantes perdas de azoto sob a forma gasosa (amoníaco – NH3) que se podem prolongar até 48 horas se o chorume não for imediatamente incorporado no solo. Estas emissões podem conduzir a problemas ambientais decorrentes da sua amplitude nomeadamente a chuvas ácidas. Por outro lado, as emissões de amoníaco representam uma perda muito significativa de azoto podendo chegar aos 50% do azoto mineral do chorume (azoto imediatamente disponível para as plantas).

Quando ocorre forte precipitação nos dias seguintes à aplicação, parte do azoto aplicado ao solo através do chorume é sujeito a lixiviação sob a forma de nitratos. O ião nitrato é uma das formas de azoto disponíveis para as plantas mas, acima de determinada concentração, torna-se tóxico para os humanos pelo que a contaminação das águas para consumo com este elemento pode representar um problema de saúde pública.

Figura 2

Figura 1

A aplicação de chorume em Portugal é feita essencialmente por aplicação superficial com prato espalhador (Figura 1) seguida de incorporação (designado aqui como aplicação tradicional). No entanto, esta prática dá origem a grandes perdas de NH3 além de requerer duas passagens de máquinas, uma para aplicação e outra para incorporação o que pode originar problemas de compactação dos solos além dos elevados custos associados. Por todas estas razões, a injecção é a prática actualmente recomendada (Figura 2) mostrando-se eficiente na redução de odores e de emissões de NH3. Contudo, exige um importante investimento em maquinaria, um aumento de consumo de energia durante a aplicação e pode não ser viável em certas zonas do país devido à textura dos solos e dimensão das parcelas.

Figura 2

Figura 2

No âmbito do projecto “Gestão agronómica e ambiental de chorumes: práticas sustentáveis de aplicação ao solo” financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (PTDC/AGR-PRO/119428/2010), a aplicação superficial em bandas de chorumes pré-tratados está a ser avaliada em termos agronómicos e ambientais relativamente à aplicação tradicional e injecção no solo de chorume não tratado.

Os dois pré-tratamentos de chorumes considerados são a separação das fases sólida/líquida por via mecânica (prensa) e a acidificação.

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Figura 3

Tratamento de chorume

A separação do chorume em duas fracções, fracção líquida (FL) e fracção sólida (FS), por via mecânica (com tamisador, centrífuga, ou prensa) é uma prática bastante utilizada em Portugal, principalmente em suiniculturas (Figura 3). A FS assim obtida é um material com alguma humidade rico em matéria orgânica e nutrientes como o azoto e o fósforo. A FS pode ser aplicada directamente ao solo ou pode ser sujeita a compostagem com o fim de se obter um material seco higienizado e estabilizado que poderá ser vendido como correctivo orgânico para outras explorações agrícolas.

A FL é um material rico em nutrientes numa forma imediatamente disponível para as plantas (azoto, fósforo e potássio), podendo ser usada em fertirega ou aplicada ao solo com os métodos convencionais.

A acidificação é outro tratamento do chorume utilizado para minimizar as emissões de amoníaco tanto durante o período de armazenamento como durante a aplicação ao solo. Este tratamento consiste em adicionar ácido concentrado ao chorume sendo o volume de ácido adaptado às características do chorume. Esta prática é utilizada maioritariamente nos países do Norte da Europa (20% do chorume aplicado ao solo é já acidificado na Dinamarca) mas tem demonstrado um grande potencial. Como veremos mais adiante, a aplicação ao solo de chorume acidificado traz mais benefícios para além de reduzir em quase 100% as emissões de amoníaco. No entanto, este tratamento deve ser efectuado por pessoal devidamente treinado para o efeito dado os riscos associados ao manuseamento de ácidos concentrados. Estão actualmente a ser desenvolvidos estudos no âmbito do projecto ReUseWaste (n.° 289887) financiado pelo sétimo programa-quadro da União Europeia [FP7/2007-2013], com o fim de optimizar este tratamento, nomeadamente encontrar alternativas à utilização de ácidos concentrados, o que permitiria que este tratamento pudesse ser realizado directamente pelo produtor. Algumas características dos produtos obtidos após tratamento de chorume de porco por acidificação e/ou separação apresentam-se na tabela 1.

Figura 4

Figura 4

Destacam-se as maiores concentrações de fósforo e azoto na fracção sólida de chorume relativamente ao chorume bruto e um aumento da concentração de fósforo na fracção líquida quando o chorume foi previamente acidificado.

A acidificação do chorume permite ainda obter um material mais homogéneo ao longo de todo o período de aplicação ao solo, uma vez que não ocorrem perdas de azoto. Isto permite adequar com maior rigor a quantidade de chorume a aplicar às culturas para satisfazer as necessidades das plantas em azoto.

Eficiência da aplicação ao solo de chorumes tratados

Quando a fracção líquida é aplicada ao solo em bandas sem posterior incorporação, observa-se um aumento das perdas de azoto na forma de amoníaco em relação à injecção ou aplicação tradicional. No entanto, quando é aplicado chorume acidificado as emissões de amoníaco são praticamente nulas tanto durante a aplicação como nos dias seguintes.

Se considerarmos as perdas de azoto por lixiviação, os resultados obtidos nos ensaios realizados indicam que pode ocorrer maior lixiviação de nitrato quando a fracção líquida é aplicada. No entanto, as perdas por lixiviação após aplicação de chorume acidificado são similares às perdas observadas com o método tradicional ou injecção. É de salientar que a acidificação do chorume poderá induzir um aumento da lixiviação de alguns elementos como o fósforo, cobre, zinco ou manganês provocando assim uma possível contaminação das águas e empobrecimento dos solos.

O valor agronómico do chorume acidificado e da fracção líquida foi avaliado com 2 culturas, milho forrageiro e aveia, considerando vários tipos de solo representativos da área agrícola portuguesa. Na cultura de milho, a aplicação de fracção líquida originou produções superiores ou iguais às produções obtidas com aplicação tradicional ou injecção de chorume não tratado. No entanto a aplicação de chorume acidificado permitiu sempre obter produções superiores às obtidas com aplicação tradicional ou injecção.

Figura 5

Figura 5

No caso da cultura de aveia, as diferenças entre produções não são tão evidentes sendo de destacar o facto da aplicação de chorume tratado nunca ter conduzido a qualquer diminuição da produção. Estudos realizados em vasos indicam que o chorume acidificado poderá ter um efeito “starter” na cultura do milho devido à sua maior concentração em fósforo disponível para as plantas. Este efeito foi observado nos trabalhos realizados em campo, mas é necessário realizar mais ensaios experimentais para poder confirmar esta mais-valia.

Tabela 1

Tabela 1

Conclusões

A aplicação em bandas de chorume acidificado surge como uma alternativa forte à injecção de chorume. Além do potencial aumento da produção de forragem, esta técnica pode ser utilizada em qualquer tipo de solo e em parcelas com dimensões reduzidas. O custo do estabelecimento de tal prática em Portugal é difícil de avaliar dado não existir actualmente nenhuma empresa a fornecer este serviço. No entanto, à semelhança do que acontece noutros países europeus, acreditamos que possa a vir a constituir uma solução preferencial em muitas explorações agro-pecuárias portuguesas.

Agradecimentos

Este trabalho foi financiado pelo Estado Português através da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projecto “Animal slurry management: sustainable practices at field scale” (PTDC/AGR-PRO/119428/2010), do projecto (ProjectPEst-OE/AGR/UI0528/2011) da UIQA e de uma bolsa de pós-doutoramento atribuída ao Dr. David Fangueiro (SFRH/BPD/84229/2012).

O trabalho que conduziu aos resultados aqui apresentados foi financiado pelo programa People (Marie Curie Actions) do sétimo programa-quadro da União Europeia FP7/2007‑2013/ – REA grant agreement n° [289887].

Este documento reflecte apenas as opiniões do autor e a União Europeia não pode ser responsabilizada pelo uso da informação aqui apresentada.

Os autores escreveram este texto de acordo com a anterior grafia

Figura 1 – © Mark Edwards, Hard Rain Picture Library

Figura 2 – © http://news.cision.com

Figura 3 – © David Fangueiro

Figura 4 – Sistema automático de acidificação de chorume na fase de aplicação. © Frank Bondgaard

Figura 5 – Sistema automático de acidificação de chorume em estábulo. © Lone E. Haargaard. Knowledge Centre for Agriculture

Artigo publicado na edição de dezembro de 2013 da revista VIDA RURAL