Agronomic evaluation and greenhouse gas flow from soil treated with residues and cultivated with castor bean (Ricinus communis L.) in a reform area of sugar cane

A aplicação de resíduos em solos agrícolas pode alterar significativamente a dinâmica do ciclo dos elementos no solo, conseqüentemente modificando sua fertilidade, a nutrição das plantas e os fluxos de gases do solo para a atmosfera. A possibilidade de produção de biocombustíveis a partir de óleos vegetais e com a atenção especial dada a cultura da mamona faz nesse momento com que o cultivo desta oleaginosa ressurja nacionalmente como cultura de interesse. Além disso, em áreas agrícolas próximas a grandes centros urbanos, a utilização agrícola de resíduos na agricultura é uma prática já empregada, porém ainda, sem o total conhecimento dos processos envolvidos em relação ao comportamento desses materiais no ambiente e seu real comportamento como fonte de nutrientes para as culturas. Em função do exposto, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar os efeitos de três resíduos, contendo diferentes formas de N, na fertilidade do solo e nutrição mineral da mamona cultivada em área de reforma de canavial, bem como também quantificar os fluxos de gases do efeito estufa (CO2, CH4 e N2O) em função da aplicação de doses de um lodo de esgoto ou fertilização mineral no solo, antes do plantio da mamona. Assim, foram conduzidos dois experimentos a campo no ano agrícola de 2004-2005. No primeiro avaliou-se a contribuição de resíduos como fonte de N para a cultura da mamona e foi conduzido sob um Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico. A dose de nitrogênio referencial foi de 75 kg ha-1 e as quantidades aplicadas de cada resíduo foram calculadas em função do conteúdo e disponibilidade do N nestes. Os dados obtidos mostram que os resíduos de origem orgânica (lodo de esgoto e Citrofer) constituíram-se numa fonte eficiente de N e para as doses equivalentes ou maiores que a referência, a produtividade da mamona foi igual ou superior a adubação mineral. Com relação a outros componentes de produção, o tamanho do racemo e nº de frutos para os tratamentos que receberam a aplicação de N via resíduos orgânicos ou a adubação mineral, não diferiram estatisticamente, mas foram superiores aos demais. O N foi o nutriente que mais limitou o desenvolvimento e produtividade da mamona. No segundo experimento avaliou-se a emissão dos gases CO2, CH4 e N2O na mesma área onde foi realizado o primeiro experimento, porém, foram avaliados os tratamentos que receberam adubação mineral e lodo de esgoto em três doses. Tanto a adição de lodo de esgoto como a adubação mineral alteraram os fluxos de CO2, N2O e CH4. Quando a quantidade de N aplicada via lodo de esgoto foi igual ao tratamento que recebeu adubação mineral, parece não haver diferenças entre as emissões de CO2 desses tratamentos. Para o N2O, quando se faz a comparação entre os tratamentos que foram concebidos para disponibilizar cerca de 75 kg N ha-1, observa-se que os valores de emissão de N2O na maioria das amostragens foram semelhantes. O tratamento que recebeu o dobro da dose de N via lodo de esgoto apresentou emissões de N2O superiores ao tratamento controle e adubação mineral. Com relação à emissão de metano para a atmosfera, não houve diferenças significativas entre os tratamentos.The application of residues in agricultural soils can significantly change the dynamic of the element cycles into the soil, changing consequently its fertility, the plant nutrition and the soil gas fluxes to the atmosphere. The possibility of bio-fuel production from vegetable oils and the special care given to the castor bean at this time, make interest to this crop to re-start its cultivation in all country. Beside that, agricultural area near big urban centers, the use of residues in crop production is common and it is already incorporated, but there is still lack of knowledge of the process involved in relation to the behavior of these residues in the environment and as a source of nutrients for the crops. Taken in consideration what was written above, the present work was made aiming to evaluate the effect of three residues having different forms of nitrogen in the soil fertility and mineral nutrition of castor bean cultivated in a reform area of sugar cane, and also to quantify the gas fluxes of greenhouse effect (CO2, CH4 and N2O) in relation to the applied dose of sewage sludge or mineral fertilization of the soil before the castor bean plantation. Two experiments were carried out in the field in the agricultural year of 2004-2005. In the first it was evaluated the residues contribution as nitrogen source to the castor bean crop and it was conducted under one Ultisol (Argisolo Vermelho Amarelo distrófico) soil. The reference dose for nitrogen was 75 Kg ha-1 and the applied quantities of each residue were calculated in function of the content and the availability of N into the residues. The data have shown that the residues of organic origin (sewage sludge and Citrofer) constitute in an efficient source of N and for the equivalent dose or grater than the reference dose, the castor bean productivity was similar or higher than the mineral fertilization. In relation to the other parameters of production, the size of raceme and the number of fruits for the treatments that received N application via organic residues or mineral fertilization, did not differ statistically, but they were higher than the other treatments. The N was the nutrient that limited more the development and the productivity of castor bean. In the second experiment, it was evaluated the CO2, CH4 and N2O gas emission in the same area of the first experiment, but with treatments that received mineral fertilization and sewage sludge in three doses. The sewage sludge and the mineral fertilization changed the gas flow of CO2, CH4 and N2O. When the applied quantity of N via sewage sludge was equal to the mineral fertilization treatment seems that there was no difference between the CO2 emissions. For the N2O, when it was compared the treatments responsible to fulfill about 75 Kg ha-1 of N, it was observed that the values of N2O emission were similar for the great part of samples. The treatment that received the double dose of N via sewage sludge presented N2O emission higher than the control and the mineral fertilization treatments. All the treatments presented no difference for the methane emission to the atmosphere