Sewage sludge agronomical use: effects on soil fertility and sugar cane quality

A presente pesquisa teve por objetivo avaliar os efeitos da aplicação de lodo de esgoto (Le), com e sem adição de fertilizante mineral, como agente modificador da fertilidade do solo (Podzólico Vermelho Amarelo), bem como, fornecedor de nutrientes e de metais pesados nele contidos na cana-de-açúcar e seus reflexos na maturação, nas produtividades agrotecnológicas e nas exportações destes elementos. Para tanto, foi montado ensaio de campo, em delineamento de blocos ao acaso com 15 tratamentos e 3 repetições, constituídos pela combinação de três doses de Le (0, 20 e 40 t/ha, peso úmido), com adubação NP, NK, PK e NPK (nas dosagens de 60, 80 e 100 kg/ha de N, P2O5 e K2O, respectivamente) e sem adubação. O Le foi analisado, obtendo-se C = 71*, N = 22*, P = 10*, AI = 2,0*, Ca = 11,5*, Mg = 3,5*, K = 2,0*, S = 10, Fe = 50* (* = g.kg-1 de MS), Cu = 905**, Mn = 505**, Cd = 25**, Cr = 645**, Ni = 445**, Pb = 265** e Zn = 1880** (** = mg.kg-1 de MS), pH = 10 e a água = 620 g.kg-1. Para avaliar o efeito do Le na fertilidade do solo, foram retiradas amostras deste na camada de 0 a 20 cm em três épocas: aos 146, 272 e 484 dias após o plantio (dap). Nesta última época, efetuou-se a coleta do solo também na profundidade 20-50 cm. As amostras de terra foram analisadas pelo sistema IAC e determinando-se S por turbidimetria extraído em CaCl2 (1,5 g.kg-1). Os metais pesados (Cr, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn) foram extraídos do solo por solução de DTPA pH 7,3 (relação = 2:1) e determinados em espectrômetro de emissão atômica em plasma (ICP). As amostras de folhas de cana-de-açúcar foram colhidas aos 146 e 272 dap. Na colheita final, amostrou-se a parte aérea da cana-de-açúcar. Nos materiais vegetais, secos em estufa, foram determinados os nutrientes e metais pesados no lCP. O Le mostrou-se adequado como corretivo do complexo coloidal do solo e ainda como fertilizante para a cana-de-açúcar, principalmente como fonte de Ca, P, S e Zn, o que refletiu em aumentos lineares de produtividades em biomassa e açúcar. Ressalta-se, entretanto, que os citados efeitos do Le foram de curta duração, ou seja, se restringindo-se a apenas 1 ano agrícola. Houve aumentos nas exportações de N, Ca, P, Mg, S, Fe, Cu, B e Zn pela parte aérea com a adição de Le, as quais foram condicionadas pelos maiores teores de B, Ca, Cu, S e Zn no tecido vegetal e pela maior produtividade de biomassa. Comparando-se as quantidades exportadas de nutrientes pela parte aérea, com os valores adicionados dos elementos por 40 t/ha de Le, constata-se que o balanço foi positivo, exceto para o B e K, cuja diferença foi negativa. Os metais pesados não tiveram aumentos de seus teores nos colmos, devido ao uso do Le, pois eles foram da ordem de valor que não ofereceu qualquer risco de passagem à cadeia trófica.The present research aimed to evaluate the effects of the application of sewage sludge(SS), with and without addition of mineral fertilizer, on soil fertility, as well as on the utilization of nutrients and heavy metals in sugar cane and its reflexes on maturation, agrotechnological productivities and exportations of these elements. For this purpose a field assay was set up in random blocks delineation with 5 treatments and 3 replications, each one established by the combination of three doses of SS (0, 20 and 40 t/ha, wet weight) with NP, NK, PK and NPK fertilization ( 60, 80 and 100 kg/ha of N, P2O5 and K2O, respectively) and without fertilization. The chemical composition of SS was: C = 71 g.kg-1, N = 22 g.kg-1, P = 10 g.kg-1, AI = 2,0 g.kg-1, Ca = 11,5 g.kg-1, Mg = 3,5 g.kg-1, K = 2,0 g.kg-1, S = 10 g.kg-1, Fe = 50 g.kg-1, Cu = 905 mg.kg-1, Mn = 505 mg.kg-1, Cd = 25 mg.kg-1, Cr = 645 mg.kg-1, Ni = 445 mg.kg-1, Pb = 265 mg.kg-1 and Zn = 1880 mg.kg-1, pH = 10 and the water = 620 g.kg-1. To evaluate the effects of SS on soil fertility, soil samples were collected from 0-20 cm layers in three times after the planting: 146, 272 and 484 dap (days after planting). In the last sampling soil was also collect from 20-50 cm depth. The soil samples were analyzed by IAC method (resin), including S extracted with CaCl2 (1,5 g.kg-1) and determined by turbidimetry. The soil heavy metals (Cr, Cd, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn) were extracted with DTPA method and analyzed by ICP spectrometry. The samples of sugar cane leaves were taken at 146 and 272 dap. In the last sampling, the above ground part of the sugar cane was collected. The materials were dried, ground and digested for analysis. The SS showed to be suitable as amender of the soil colloidal complex and fertilizer to sugar cane as well, mainly as source of Ca, P, S and Zn. There was linear increases in productivities of biomass and sugar (Tpol/ha and TAH) by its increasing application rate. Emphasis should be done, however, that these results of SS were of short duration, i.e., restrained to only one agricultural year. There were increases in N, Ca, P, Mg, S, Fe, Cu, B and Zn exportations by above ground part with SS addition, which were conditioned by higher contents of B, Ca, Cu, S and Zn in vegetable tissue and the greater productivity of biomass. Comparing the exported quantity of nutrients by the above ground part with the added amount of the elements through 40 t/ha of SS, the balance was positive, except for B and K. It was emphasized that the use of SS did not increase the heavy metal content in the stems, in order to cause a risk to trophic chain