Phosphorus, bases, inorganic anions and organic acids leaching in soils treated with poultry litter

A utilização de dejetos de animais na agricultura cresce de maneira significativa a cada ano, devido, principalmente, à expansão da criação intensiva de animais, impulsionada pelo aumento das exportações. Com o decreto lei que proíbe a utilização dos dejetos de aves na alimentação animal, intensificou-se ainda mais o seu uso na agricultura. Porém, há ainda uma lacuna quanto à informação científica sobre o uso desses dejetos, em razão de se não saber o quanto deste material pode ser utilizado de modo a ter uma agricultura menos agressiva ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a lixiviação de formas de P e de Ca, Mg, K e Na, em colunas de solos fertilizados com camas de aviário. Em um experimento verificaram-se as perdas por lixiviação de formas de P em solos, constituídos por cinco anéis sobrepostos, com 5 cm de diâmetro e 10 cm de altura cada um, submetidas a fluxos de percolação de água. Foram utilizadas amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos texturas argilosa e média. Os solos receberam, previamente, quatro doses de P na forma de KH2PO4, correspondentes a 0; 12,5; 25 e 50 % da capacidade máxima de adsorção de P (CMAP), homogeneizadas com todo o volume de solo das colunas e deixados em incubação por 60 dias. No anel superior, aplicou-se, homogeneamente, cama de aviário nas doses equivalentes a 0, 20, 40, 80, e 160 t ha-1 com base no peso do material seco. Os tratamentos foram estabelecidos segundo o esquema fatorial: quatro níveis da CMAP x cinco doses de cama de aviário x dois solos, com três repetições, dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, em duas aplicações semanais, durante 35 dias, de modo a atingir um volume correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos percolados foram determinados: a forma inorgânica de P (P reativo, Pi) a forma orgânica de P (P não-reativo, Po). Na oitava percolação, foram também determinados: P dissolvido total (percolado que passou em filtro com diâmetro de poros de 0,45 µm) e P particulado total (retido no filtro de 0,45 µm). No final do experimento, o P no solo de cada anel foi extraído pelos extratores Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L-1 e H2SO4 0,0125 mol L-1) e Olsen (NaHCO3 0,5 mol L-1, pH 8,5), sendo determinadas, para este ultimo extrator, as formas Pi e Po. Com o aumento da dose de cama de aviário, as perdas de P por percolação foram, em média, 6,4 vezes maiores na forma de P não-reativo (Po) que na P-reativo (Pi). Tanto a fertilização mineral prévia com P como a aplicação de doses crescentes de cama de aviário causaram a descida de P nas colunas de solo, extraído tanto pelo Mehlich-1 e pelo NaHCO3 (Olsen). O nível crítico ambiental (NCA), teor de P disponível no solo acima do qual a percolação de Preativo aumenta exponencialmente, foi em torno de 100 e 150 mg dm-3 para o Mehlich-1 e 40 e 60 mg dm-3 para o Olsen, para os solos, textura média e argilosa, respectivamente. Em condições de solos intemperizados, com acúmulo de P residual ao longo dos cultivos, as perdas de P por lixiviação no perfil podem ser significativas, de modo particular quando recebem cama de aviário. Em um segundo experimento verificou-se o efeito da aplicação de cama de aviário na lixiviação de Ca, Mg, K e Na em solos e sua associação com ânions inorgânicos e ácidos orgânicos com baixa massa molecular. Amostras de dois Latossolos Vermelho-Amarelos, um textura média e outro argilosa, foram colocados em colunas de PVC semelhantes àquelas utilizadas no experimento anterior. O solo no anel superior recebeu, homogeneamente, uma dose de cinco camas de aviário, correspondente a 160 t ha-1, base material seco, comparativamente à testemunha (sem cama de aviário). Os tratamentos foram definidos segundo o fatorial 5 x 2, com cinco camas e dois solos, em três repetições dispostas em blocos casualizados. As colunas foram submetidas a 10 percolações com água deionizada, duas vezes por semana, até atingir o volume de água correspondente a 1.200 mm de chuvas. Nos lixiviados foram analisadas as concentrações de Ca, Mg, K e Na, dos ânions Cl-, NO3- e SO4 2- e de ácidos orgânicos de baixa massa molecular. Houve grande lixiviação de bases metálicas nas colunas, de modo geral até a terceira percolação. Este fato foi causado pela adição dessas bases, em doses elevadas, pelas camas de aviário e, também, aparentemente, pelo efeito de ânions acompanhantes: Cl-, NO3- e SO4 2- no solo textura média e Cl-, NO3- no solo textura argilosa e, de maneira muito menos expressiva, pelo efeito complexante das bases por ácidos orgânicos de baixa massa molecular. O efeito de lixiviação do ácido acético ocorreu, provavelmente, como ânion acompanhante das bases.The use of animal dejects in Brazilian agriculture is increasing in recent years due to the expansion of animal farms impelled by exportation of meat to international markets. Bird housing is amongst those activities that have experienced the largest growth. The litter generated in this activity used to be largely employed to feed cows. However, the enactment of a law that prohibited the use of poultry litter as animal feeds intensified its use as organic fertilizer in agriculture. Despite its importance, there are gaps in our knowledge regarding its adequate use in order to obtain high plant yields without threatening the environment. The present work aimed at evaluating the leaching of P, Ca, Mg, K and Na on columns of soils fertilized with poultry litter. There were two experiments. In the first experiment each column was constituted by five PVC rings with 5 cm diameter and 10 cm height bound to each other with adhesive, and with an impermeable interior. The columns were filled with two soil types: a clayey Red-Yellow Latosol and a sandy loam Red-Yellow Latosol. The soils had previously received four doses of P as KH2PO4 in order to achieve 0, 12.5, 25.0 and 50% of the maximum P adsorption capacity (CMAP). The P source was homogenized with the whole soil volume and incubated for 60 days. After this period the soils were accommodated in the columns and five poultry litter rates equivalent to 0, 20, 40, 80, and 160 t ha-1 (dry weight basis) were mixed with the soil of the top ring. Five poultry litter rates were applied on the top of the column. Treatments consisted of a 4 x 5 x 2 factorial scheme corresponding to four levels of CMAP saturation, five poultry litter doses and two soils, with three replications, and arranged in a complete randomized block design. The columns were submitted to 10 percolations of deionized water in a 35 day period in order to simulate a 1.200 mm rainfall. In the percolated water it was determined inorganic P (reactive P, Pi) and organic P forms (unreactive P, Po). In the eighth percolation water, total P was fractionated in dissolved P (fraction that passed a 0.45 µm filter) and particulate P (retained in the 0.45 µm filter). At the end of the experiment, the columns were disassembled and P in the soil of each ring was extracted with Mehlich-1 (HCl 0.05 mol L-1 and H2SO4 0.0125 mol L-1) and Olsen (NaHCO3 0.5 mol L-1, pH 8.5) extractors. For the Olsen soil extracts it was measured the Pi and Po fractions. It was found that increasing the poultry litter dose led to losses of unreactive P (Po) 6.4 times greater than that of reactive P (Pi). Both the previous P fertilization and increasing poultry litter doses caused the vertical movement of P in the soil columns, which reflected in P concentrations in Mehlich 1 and Olsen extracts. The environmental critical level (NCA), the concentration of P in the soil above which the leaching of P increases exponentially, was around 100 and 150 mg dm-3 by Mehlich 1 and 40 and 60 mg dm-3 by Olsen, for the sandy loam and clayey soils, respectively. In highly weathered soils the accumulation of residual P along the cultivations there can be significant P leaching through the profile, especially when they are fertilized with poultry litter. In the second experiment it was evaluated the effect of poultry litter on Ca, Mg and K leaching and its relationship with inorganic and low molecular mass organic anions. Samples of two Oxisols (a clayey and a sandy loam Red-Yellow Latosol) were accommodated in PVC columns similar to those used in experiment 1. Five types of poultry litters (coffee peels, ground corn cob, rice husk, napier grass and wood shavings) were homogenously applied to the soil of the top ring in a dose equivalent to 160 t ha-1 (dry weight basis). There also was a control treatment with no poultry litter application. The treatments consisted of a 5 x 2 factorial scheme, corresponding to five poultry litter types and two soil with distinct textures, with five replications, arranged in a complete randomized block design. Twice a week the columns received 10 applications of deionized water twice a week in a total volume corresponding to a rainfall equivalent to 1.200 mm. The leachates were analyzed for cations such as Ca, Mg, K and Na, and for anions such as Cl-, NO3 -and SO4 2- and low molecular mass organic acids by ion chromatography. The results indicate that there was great leaching of bases through the soil columns, particularly up to the third percolation. This fact was probably a result of the high dose of poultry litter and the presence of accompanying anions: Cl-, NO3 - and SO4 2- in the sandy loam soil and Cl- and NO3- in the soil clayey soil. Much less expressive was the complexing effect of organic acid ligands. The effect of acetic acid favoring the leaching of bases probably was a result of its action as an accompanying anion.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic