Emission of greenhouse gases from soil cultived with pasture (Tifton 85) and irrigated with treated sewage effluent

Atualmente, os maiores desafios para a humanidade são a iminente escassez de água, o aumento da produção de alimentos e a busca de fontes alternativas de energia. O uso de efluentes de esgoto tratado (EET) para irrigação agrícola pode, além de fornecer água, nutrientes e matéria orgânica para produção agrícola, minimizar o impacto ambiental causado pela sua disposição nos corpos dágua e aumentar a disponibilidade de água para outros fins. Pode ainda, aumentar a produção agrícola em uma mesma área, conservando as áreas florestadas, reduzir as despesas do agricultor com fertilizantes nitrogenados, e atuar na redução dos gases de efeito estufa na atmosfera, pela maior produção de biomassa e pelo acúmulo de carbono no solo através da rizodeposição e deposição de resíduos vegetais. Apesar desses aspectos favoráveis, esta prática interfere no sistema soloplanta- água modificando as entradas e saídas de carbono e nitrogênio de seus diferentes reservatórios Até o presente momento, pouco foi investigado sobre os efeitos da irrigação com esgoto tratado nas emissões de CH4, CO2 e N2O pelo solo. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo principal quantificar as emissões de CO2, CH4 e N2O, por meio do estudo de um Argissolo Vermelho Distrófico Latossólico, cultivado com capim Tifton 85 e irrigado com efluente de esgoto tratado produzido por tratamento biológico do esgoto do Município de Lins, SP. Tem ainda como objetivo avaliar mudanças ocorridas na química do solo em relação as concentrações de sódio, carbono e nitrogênio e a produtividade da capim. As principais conclusões foram que (i) o capim Tifton 85 foi mais produtivo nos tratamentos que receberam irrigação com EET, quando comparados àqueles irrigados com água; (ii) a concentração de Na no solo apresentou um aumento significativo independente do tipo de irrigação utilizada (EET ou água); (iii) a irrigação com EET contribuiu para elevar as concentrações de carbono e nitrogênio no solo; (iv) as emissões de N2O e CO2 dependem predominantemente da umidade do solo, da temperatura e das quantidades de fertilizantes nitrogenado mineral aplicados e menos do tipo de água utilizada na irrigação; (v) o CH4 foi o único que não apresentou relação direta de suas emissões com a sazonalidade climática; (vi) as emissões de CO2, N2O e CH4 pelos solos irrigados com EET não diferem de pastagens não irrigadas ou irrigadas com água, sendo mais influenciadas pelas práticas de manejo. Os resultados indicam que a irrigação de culturas com EET é uma pratica sustentável.Nowadays, the humanity is faced with great challenges such as the impending water shortage, the increase in food production or the search for alternative energy sources. The use of treated sewage effluent (TSE) as water and/or nutrient source for agricultural irrigation, can preserve existing water resources by minimising environmental impacts caused by its discharge to surface waters and increase water availability for other purposes. Moreover, wastewater use can contribute to increase agricultural production, preserving forested areas; reduce costs for nitrogen fertilization, and can diminish greenhouse gas emissions to the atmosphere due to higher biomass production and carbon accumulation in soil through root and plant residue deposition. Despite these favorable aspects, this practice interferes in the soil-plant-water system by modifying the inputs and outputs of carbon and nitrogen from their different pools. Thus, this study aimed at quantifying CO2, CH4 and N2O emissions from a Typic Haplustox cropped with Tifton 85 and irrigated with treated sewage effluent from the wastewater treatment plant (anaerobic and facultative ponds) at the city of Lins, SP and evaluates moreover changes in soil chemistry related to sodium, carbon and nitrogen concentrations and grass productivity. The study revealed that: (i) Tifton-85 was more productive at in treatments with TSE irrigation, compared to potable water irrigation, (ii) the Na concentration in the soil increased significantly regardless of the type of irrigation used (TSE or potable water), (iii) TSE irrigation increased the carbon and nitrogen concentrations in soil, (iv) N2O and CO2 emissions were predominantly dependent on soil moisture, temperature and the quantities of mineral nitrogen fertilizers applied as from the type of water used for irrigation, (v) only CH4 emissions had no direct relation to climate seasonality, and (vi) CO2, N2O and CH4 emissions of TSE irrigated soils did not differ from not irrigated or water irrigated pastures, being mainly affected by different management practices. The results indicate that crop irrigation with TSE can represent is a sustainable agricultural practice