Water and nutrients recycling by sugarcane irrigation with sewage treatment plant effluent

A cultura da cana-de-açúcar, pelo alto consumo de água e de nutrientes, além da destinação industrial, apresenta características ideais para o recebimento de efluente de estações de tratamento de esgoto (EETE) sob a forma de irrigação. Esta prática tem como objetivo a reciclagem de nutrientes e de água, o incremento da produtividade e a economia de fertilizantes, de terra arável e de água potável. Apesar das múltiplas vantagens ambientais, não é desprovida de riscos, e este trabalho teve como objetivos avaliar a dinâmica de nutrientes no sistema solo-planta de canavial irrigado com efluente de esgoto tratado em dois ciclos consecutivos da cana-soca e a influência do aporte de nutrientes e outros elementos via efluente sobre a nutrição mineral da canade- açúcar. Foram aplicadas lâminas de irrigação com o esgoto tratado entre 0 (sem irrigação) e 200 % da exigência de água pela cultura, em gotejamento subsuperficial. Foram avaliados os aportes de nutrientes e outros elementos pelo efluente, os efeitos na composição nutricional da planta e da fração trocável do solo e o desempenho quantitativo e qualitativo da cultura. Concluiu-se que o efluente pode fornecer até 163 kg ha-1 de N; 14 kg ha-1 P; 145 kg ha-1 de K; 80 kg ha-1 de Ca; 28 kg ha-1 de Mg; 207 kg ha-1 de S; 0,45 kg ha-1 de B; 0,07 kg ha-1 de Cu; 0,25 kg ha-1 de Fe e 0,18 kg ha-1 de Mn, sendo fonte potencial de nutrientes à cultura da cana-de-açúcar, principalmente N, Ca e S, precisando de complementação mineral de P, K, Mg e micronutrientes. O estado nutricional da cultura, avaliado pela diagnose foliar melhorou para N, Mg, S e Cu no segundo ano avaliado. A folha +1 foi mais sensível às alterações de disponibilidade de nutrientes. A presença de elementos no efluente que podem potencialmente provocar degradação nas propriedades físicas do solo, tal como o sódio, contaminação de águas subterrâneas, como o nitrogênio, ou ainda tóxicos, como cromo e cobre, exige monitoramento constante da área agrícola que recebe este resíduo. Neste trabalho de curto prazo, estes elementos não representaram problemas. A irrigação com EETE proporcionou aumento do desempenho vegetativo da cultura e um ganho de produtividade na cana-de-açúcar de até 19,84 e 40,47 Mg ha-1, na primeira e na segunda socas, respectivamente. A qualidade industrial da cana-de-açúcar não foi alterada significativamente pela irrigação com EETE. Este trabalho mostrou que a irrigação com EETE é exequível, possui potencial econômico e seria uma solução possível para parte da demanda agrícola de água e dos problemas de poluição dos corpos dágua naturais.Sugarcane cultivation, due to the high water and nutrients consumption, besides the industrial utilization, has ideal characteristics for receiving sewage treatment plant effluent (STPE) as irrigation. This practice aims to recycle nutrients and water, increasing productivity and decreasing the use of fertilizers, agricultural land and potable water. Despite the many environmental benefits, it has risks, and this study aimed to evaluate the dynamics of nutrients in the soil-sugarcane plant system irrigated with treated sewage effluent in two consecutive sugarcane ratoon cycles and the influence of nutrient and other elements added as effluent on the sugarcane mineral nutrition. Irrigations with treated sewage were applied up to 200% of the crop water requirement by subsurface drip. Nutrient and other elements input by the effluent, its effect on plant nutritional composition, soil exchangeable fraction and the quantitative and qualitative sugarcane performance were evaluated. Effluent can provide up to 163 kg ha-1 N, 14 kg ha-1 P, 145 kg ha-1 K, 80 kg ha-1 Ca, 28 kg ha-1 Mg, 207 kg ha-1 S, 0.45 kg ha-1 B, 0.07 kg ha-1 Cu, 0.25 kg ha-1 Fe and 0.18 kg ha-1 Mn, being a potential source of N, Ca and S, needing additional P, K, Mg and micronutrients fertilization. Sugarcane nutritional status as assessed by foliar analysis was improved for N, Mg, S and Cu in the second ratoon evaluated. Top visible dewlap leaf was more sensitive to changes in the nutrients availability. The presence of elements in the effluent that can potentially cause degradation in soil physical properties, such as sodium, groundwater contamination, such as nitrogen, or toxic substances, such as chromium and copper, requires constant monitoring of the agricultural area that receives this residue. In these short-term experiments there were no such problems. The replacement of crop evapotranspiration by irrigation with STPE provided an increase in vegetative performance and a gain in productivity of the sugarcane by 19.84 and 40.47 Mg ha-1, in the first and in the second ratoon, respectively. Industrial quality of sugarcane was not significantly affected by irrigation with STPE. This study showed that irrigation with STPE is potentially feasible, has economic potential, and would be a possible solution to part of the agricultural water demand and natural water bodies pollution problem