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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
FERTILIZAÇÃO COM LODO DE ESGOTO E VINHAÇA E
INFLUÊNCIA NAS FRAÇÕES DE NITROGÊNIO DO CALDO
E QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCAR
Caramo Có Júnior
Engenheiro Agrônomo
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Julho de 2007
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
FERTILIZAÇÃO COM LODO DE ESGOTO E VINHAÇA E
INFLUÊNCIA NAS FRAÇÕES DE NITROGÊNIO DO CALDO
E QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCAR
Caramo Có Júnior
Orientador: Prof. Dr. Marcos Omir Marques
Dissertação apresentada à Faculdade de
Ciências Agrárias e Veterinárias – Unesp,
Câmpus de Jaboticabal, como parte das
exigências para a obtenção do título de Mestre
em Agronomia (Produção Vegetal).
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
JULHO - 2007
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Có Jr, Caramo
C674f Fertilização com lodo de esgoto e vinhaça e Influência nas frações de
nitrogênio do caldo e qualidade da cana-de-açúcar / Caramo Có Júnior. –
Jaboticabal, 2007
X, 82f.; 28 cm
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista, Faculdade
de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2007
Orientados: Marcos Omir Marques
Banca examinadora: Ailto Antonio Casagrande e Carlos Alberto Mathias
Azania
Bibliografia
1. Nutrientes, 2. resíduos, 3. Reuso Agrícola. I Titulo. II. Jaboticabal-
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias.
CDU 633.61:631.879
Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação –
Serviço Técnico de biblioteca e Documentação – UNESP, Campus de Jaboticabal
.
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
CARAMO CÓ JÚNIOR – Nascido em Bissau capital de Guiné Bissau em
29/02/1976, filho de Caramo Có e Boma-Indi.Có. Concluiu o estudo de segundo
grau no Liceu Nacional Kwame N’krumah em julho de 1995. Graduou-se em
Engenheira Agronômica pela Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias da
Universidade Estadual Paulista – UNESP – Campus de Jaboticabal, em julho de
2003. Em Agosto de 2005 iniciou as atividades de pós-graduação (Área de
Concentração em Produção Vegetal) tendo orientador Prof. Dr Marcos Omir
Marques na mesma instituição. Durante o curso do mestrado foi Diretor Cultural da
Associação de pós-graduando e presidente de NEAFRI – Núcleo dos Estudantes
Africanos.
Aquele que habita no esconderijo do Altíssimo,
à sombra do Onipotente descansará.
Salmos, 91:1.
Dedicatória
Aos meus pais,
Caramo e Boma
A minha filha,
Melanie Boma Taliberti Có
A minha noiva,
Camila de Castro Neves
Ao meu tio,
João Augustinho (Jean).
Aos meus irmãos,
Ambi, Ruth Nanucha e Paulo.
Pela Educação, Apoio, Amor,
Amizade, Companheirismo e Confiança.
AGRADECIMENTOS
A Deus, por iluminar os meus caminhos.
A UNESP/FCAV pela oportunidade oferecida.
Ao meu orientador e amigo, Prof. Dr Marcos Omir Marques pela orientação
deste trabalho e conselhos durante este tempo de convivência.
À Capes, pelo apóio financeiro.
A Prof
a
. Dr
a
. Teresa Cristina Parlé Pissarra e A Prof. Dr. Miguel Ângelo
Mutton, pelas sugestões e correção da minha qualificação.
Ao Prof. Dr. Ailto Antonio Casagrande e Dr. Carlos Alberto Mathias Azania,
pelas sugestões da minha banca de dissertação.
A Destilaria Santa Inês pela liberação da área experimental.
Aos funcionários do departamento de tecnologia: José Carlos, wladi, Beth e
Renata.
Aos meus primos e amigos Guineenses: Augosto Barbosa, Evelisio, Jorge
Otinta, Eloi Biquer, Ansumane Cassama, Biaksibú, Justino Có, Roberto, Wilson,
Balde, Iaia, Januario, Carlitos, Antonio, Ramiro, Raul nabila, Elio, Pedro e Paulo.
Pelas nossas amizades.
Ao André Gustavo de Andrade e Família.
Aos funcionários da Biblioteca.
SÚMARIO
Paginas
RESUMO..................................................................................................................
SUMMARY...............................................................................................................
ix
x
CAPITULO 1 – CONSIDERAÇÕES GERAIS.........................................................
INTRODUÇÃO.........................................................................................................
REVISÃO DE LITERATURA....................................................................................
A cana-de-açúcar e o setor sucroalcooleira.............................................................
Dinâmica de Nitrogênio no solo e seu Efeito na qualidade da cana-de-açúcar.......
Dinâmica do Lodo de Esgoto no solo e sua aplicabilidade em áreas agrícola........
Efeito da Vinhaça na produtividade da cana-de-açúcar...........................................
REFERÊNCIAS........................................................................................................
01
01
04
04
07
12
15
20
CAPITULO 2 – NITROGENIO EM CALDO DE DIFERENTES PARTES DO
COLMO DE CANA–DE-AÇÚCAR CULTIVADA COM LODO DE ESGOTO E
VINHACA.................................................................................................................
RESUMO..................................................................................................................
INTRODUÇÃO.........................................................................................................
MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................................
RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................
CONCLUSÕES........................................................................................................
REFERÊNCIAS........................................................................................................
32
32
33
34
37
48
48
CAPITULO 3 - DISTRIBUIÇÃO DE NITROGÊNIO EM CANA-DE-AÇÚCAR
CULTIVADA EM SOLO ACRESCIDO DE LODO DE ESGOTO SANITÁRIO E
VINHAÇA.................................................................................................................
RESUMO..................................................................................................................
INTRODUÇÃO.........................................................................................................
52
52
53
MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................................
RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................
CONCLUSÕES........................................................................................................
REFERÊNCIAS........................................................................................................
54
57
61
61
CAPITULO 4 - EFEITOS RESIDUAIS DE QUATRO APLICAÇÕES ANUAIS DE
LODO DE ESGOTO E VINHAÇA NA QUALIDADE DA CANA-DE-
AÇÚCAR..................................................................................................................
RESUMO..................................................................................................................
INTRODUÇÃO.........................................................................................................
MATERIAL E MÉTODOS.........................................................................................
RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................
CONCLUSÕES........................................................................................................
REFERÊNCIAS........................................................................................................
64
64
65
67
70
79
80
INDICE DE TABELAS
CAP
Í
TULO 2.
Tabela 1 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.....................
Tabela 2 - Nitrogênio Total em caldo de cana-de-açúcar de 5º corte (mg 100ml
-1
),
em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empregadas nos
quatro primeiros anos de cultivo. valores médios obtidos e resumo da aná
lise
estatística........................................................................................................................
Tabela 3 - Nitrogênio Amoniacal em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg 100ml
-
1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empregadas
nos quatro primeiros anos de cultivo. v
alores médios obtidos e resumo da análise
estatística.......................................................................................................................
Tabela 4 - Nitrogênio Não Protéico em caldo da cana-de-
açúcar de 5º corte (mg
100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses
empregadas nos quatro primeiros anos de cultivo v
alores médios obtidos e resumo
da análise estatística......................................................................................................
Tabela 5 - Nitrogênio Aminico em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg 100ml
-1
),
em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empr
egadas nos
quatro primeiros anos de cultivo. v
alores médios obtidos e resumo da análise
estatística.....................................................................................
...................................
Tabela 6 - Nitrogênio Aminico em caldo do terço inferior de colmos de cana-de-
açúcar, (mg 100ml
-1
), em função dos resíduos e doses empregadas. v
alores médios
obtidos e resumo da análise estatística.........................................................................
Tabela 7 - Nitrogênio Protéico em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg 100ml
-1
),
35
38
41
43
45
46
em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empregadas nos
quatro primeiros anos de cultivo. valores m
édios obtidos e resumo da análise
estatística.......................................................................................................................
47
CAPÍTULO 3
Tabela 1 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.....................
Tabela 2 - Porcentagem de nitrogênio em diferentes partes da cana-de-
açúcar (5º
corte) em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses
empregadas nos quatro primeiros anos de cultivo. valore
s médios obtidos e resumo
da análise estatística......................................................................................................
Tabela 3 - Teor de nitrogênio total no terço inferior da cana-de-
açúcar, em função do
desdobramento da interação entre modo de aplicação e doses. valore
s médios
obtidos e resumo da análise estatística.........................................................................
55
58
60
CAPITULO 4
Tabela 1 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.....................
Tabela 2 - Variáveis agroindustriais da cana-de-
açúcar (5º corte) em função do tipo
de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empregadas nos qua
tro primeiros
anos de cultivo. valores médios obtidos e resumo da análise estatística......................
68
71
FRAÇÕES DE NITROGÊNIO EM CANA-DE-AÇÚCAR FERTILIZADA COM
LODO DE ESGOTO SANITÁRIO E VINHAÇA
RESUMO
- O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos residuais da
aplicação, de diferentes resíduos e doses, sobre as frações de nitrogênio em caldo
da cana nas diferentes partes do colmo e na qualidade da cana de (cultivar SP
81–3250). O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 13
tratamentos e 3 repetições, analisado em esquema fatorial 3 x 2 x 2 mais um
tratamento adicional. Os tratamentos testados foram resultantes de três
combinações de dois tipos de resíduos (lodo de esgoto; vinhaça; lodo de esgoto +
vinhaça) com dois modos de aplicação (ao lado da linha de cana e em área total)
e com duas doses (100 e 200 %) e mais um tratamento testemunha adicional. As
variáveis analisadas foram: Nitrogênio Total, Nitrogênio Amoniacal, Nitrogênio Não
Protéico, Nitrogênio Amínico e Nitrogênio Protéico. A vinhaça proporcionou os
maiores teores de Nitrogênio em todas as frações analisadas. As aplicações dos
resíduos com a dose aumentada em 100% demonstram a superioridade nas
variáveis determinadas. Apenas não aumentou a fração do Nitrogênio Protéico.
Nas variáveis analisadas não proporcionaram alterações na porcentagem de
nitrogênio nas folhas, palmito e terço inferior dos colmos. No terço médio dos
colmos, a aplicação de vinhaça resultou em maior porcentagem de nitrogênio.
Entretanto, o uso da dose em dobro proporcionou maior porcentagem de
nitrogênio no terço médio e inferior do colmo. Os resíduos podem substituir a
fertilização mineral sem que prejuízos ou vantagens sejam auferidos à qualidade
da matéria prima.
Palavras-Chave: nutriente, resíduos, reuso agrícola
NITROGEN FRACTIONS IN SUGAR CANE FERTILIZED WITH SEWAGE
SLUDGE AND VINASSE.
SUMMARY
– The objective of this work was to evaluate the residual effect of
residues applied during four years in distinct forms and doses, upon nitrogen fractions of
sugar cane juice in deferent parts of stalk and quality of the sugar cane (4
th
Raton cane -
cultivar SP 81–3250. The experimental design was randomized bocks with 13 treatments
and 3 replications. To statistical analyze the results were organized in a 3x2x2 factorial
scheme plus an additional treatment control. The treatments were the result of three
combinations between 2 residues (sewage sludge, vinasse, sewage sludge + vinasse),
applied in 2 different ways (close to the sugar cane line and spread in total area), in 2 doses
(100 and 200%) plus a control treatment. The experimental design was randomized bocks
with 13 treatments and 3 replications. The following parameters were analyzed: Total
Nitrogen, Ammoniac Nitrogen, Non Protein Nitrogen, “Amino” Nitrogen and Protein
Nitrogen juice contents. The vinasse provides the higher contents of nitrogen in whole
fractions analyzed. The doses higher than 100% shown highest values for all parameters,
except for protein nitrogen. All analyzed factors did not affect the leaf, heart and top stalk
nitrogen contents. In middle part of stalks, vinasse application resulted to higher nitrogen
contents than another parts. Although, when the double dose was used, higher nitrogen
content at middle and lower parts of stalks were observed. The residues can substitute
mineral fertilization without changes in raw material quality.
Keywords: nutrition, residues, agricultural reutilization
CAPITULO 1 - CONSIDERAÇÕES GERAIS
1.1. INTRODUÇÃO
O crescimento populacional e a conseqüente demanda por bens de
consumo, assim como os aumentos do desenvolvimento industrial geram,
principalmente nas regiões metropolitanas, águas residuais e resíduos sólidos
(lixos em geral) em quantidades vultuosas (FRANCO, 2003).
De acordo com MARQUES (1990), o lodo de esgoto pode ser definido
como material sólido, constituído, basicamente, de matéria orgânica, elementos
nutrientes de plantas e metais pesados, além de microrganismos patogênicos ou
não, obtido em Estações de Tratamento de Esgotos (ETES).
No caso das águas servidas municipais (esgotos) os processos industriais,
empregados para o seu tratamento, originam um material pastoso cujos sólidos
compõem-se de matéria orgânica estável, água e frações minerais. Esse material,
uma vez estabilizado, higienizado e seco, denomina-se biossólido (MARQUES et
al 2002). Sua composição depende do material que lhe deu origem, mas em
média, apresenta de 60 a 80% de umidade, sendo que na fração sólida têm-se
cerca de 30 a 40% de matéria orgânica além de elementos minerais nutrientes de
plantas (macro e micronutrientes), podendo ainda conter metais pesados,
compostos orgânicos complexos oriundos de produtos domiciliares e/ou industriais
e patógenos humanos (NOBILE, 2002).
Entre as possibilidades para a destinação do lodo de esgoto citam-se a
incineração, o lançamento nos oceanos (emissários submarinos) e a deposição
em aterros sanitários, mas nenhuma reúne qualidades suficientes para torná-las
mais interessantes do que o seu emprego como fertilizante e/ou condicionador de
solos agrícolas. O potencial para tanto decorre da presença de matéria orgânica e
elementos minerais (MARQUES et al., 1997). Entretanto, os patógenos humanos,
os metais pesados e a praticamente inexistência de potássio em sua composição
(COSTA et al., 2001), além da baixa disponibilidade dos nutrientes no solo são
problemas que devem ser equacionados para viabilizar a referida prática sem
poluir o ambiente e sem comprometer a produção das culturas.
A agroindústria sucroalcooleira, da mesma forma, gera resíduos
provenientes do processamento industrial da cana-de-açúcar, em quantidades que
se correlacionam diretamente com seu porte. Destacam-se, entre as frações
geradas, a água de lavagem da cana, as cinzas de caldeira, a torta de filtro e a
vinhaça que, apesar de terem elevados potenciais poluidores, os mesmos não se
manifestam em decorrência de serem previamente tratados (água de lavagem de
cana), antes do retorno aos mananciais ou de serem reutilizados como fertilizantes
ou condicionadores de solos, normalmente utilizados na própria cultura de cana.
Essa reutilização é de grande interesse, pois além de dar destino aos mesmos,
torna-os úteis na medida em que, ao se decomporem no solo, interferem
positivamente em seus atributos, especialmente nos relacionados ao fornecimento
de nutrientes às plantas.
A vinhaça é o subproduto da fabricação do álcool que é composta, em sua
maioria, de água ≅ 97%. A fração sólida constitui-se principalmente de matéria
orgânica e elementos minerais, sendo que o K representa cerca de 21% dos
elementos presentes, e constitui-se no elemento limitante para a definição da dose
de vinhaça a ser aplicada (MARQUES, 2006).
O Brasil tem capacidade instalada para a produção de álcool da ordem de
16 bilhões de litros ao ano (UNICA, 2007), o que representa de 13 a 16 vezes
mais de vinhaça. No total, a cana-de-açúcar ocupa cerca de três milhões de
hectares no Estado de São Paulo (FRONZALIA, 2007). A maior parte desta área
(75-80%) pode perfeitamente receber vinhaça através da operação denominada
fertirrigação.
Atualmente, considerar a cana-de-açúcar, como cultura agrícola e matéria
prima industrial, é vislumbrar uma nova concepção comercial para o produto, cujos
desafios para permanência no mercado globalizado perfazem um caminho que
ultrapassa as políticas do tradicional binômio preços e quantidade. As vantagens
comparativas características da cana-de-açúcar, cultivada em mais de cem
países, passaram a abranger três grandes áreas estratégicas, em continuo
desenvolvimento em todo o mundo: alimentação, energia e meio ambiente. Em
termos de alimentação, a cana-de-açúcar constitui o alimento energético mais
completo e de consumo mais geral para o ser humano. Como matéria-prima
renovável, destaca-se pela sua capacidade de gerar energia em nível cinco vezes
superior ao necessário para obtê-la, além de ser detentora de elevada capacidade
fotossintética e, portanto, contribuir para atenuar o “efeito estufa”. Por fim, com a
utilização de tecnologias químicas e biotecnológicas é possível obter derivados de
cana em números apenas superados pelos produtos oriundos da petroquímica
(BEZERRA, 1999).
De acordo com ULLER (1999), o setor sucroalcooleiro constitui, nos tempos
atuais, um seguimento industrial importante, seja pelo seu peso relativo no PIB –
Produto Interno Bruto Brasileiro (somente o açúcar corresponde a 4% do total das
exportações brasileiras) e pelo impacto social na criação de posto de trabalho (1,2
milhões de empregos em toda a cadeia produtiva, 600 vezes mais do que o setor
do petróleo – dados de 1998/99).
A sustentação dos preços do petróleo em patamares recordistas está
contribuindo fortemente para aumentar a rentabilidade do setor sucroálcooleiro.
Além disso, as vendas de carro flex fuel (tecnologia que permite o uso de álcool e
gasolina separados ou simultaneamente) têm superado as expectativas mais
otimistas, autorizando prever uma demanda crescente por álcool nos próximos
anos. Com isso os investimentos no setor estão crescendo, bem como as
expectativas de produção para os próximos anos (AGRIANUAL, 2006).
Assim, neste trabalho, foram avaliadas frações de nitrogênio em cana-de-
açúcar, fertilizada com lodo de esgoto, sanitário e vinhaça, além disso, analisou-se
também variáveis agroindustriais da cultura. A matéria-prima utilizada foi da cana
soca (quinto corte), cultivada em solo que recebeu lodo de esgoto e vinhaça por
quatro anos consecutivos, e fertilizantes por cinco anos consecutivos.
1.2. REVISÃO DE LITERATURA
1.2.1. A cana-de-açúcar e o setor sucroalcooleira
A cana-de-açúcar é considerada a planta que possui os mecanismos
fisiológicos mais aperfeiçoados para a produção de sacarose. Pois as suas vias
fotossintéticas para produzi-la (C
4
ou via do dicardoxílico), a partir dos açúcares
simples, são mecanismos altamente eficientes, que o homem, através do
processo longo e continuando de melhoria, utiliza como parâmetro para selecionar
as variedades comerciais com alto teor de sacarose e resistente a doenças,
(TAUPIER e RODRIGEUZ, 1999). Esses mesmos autores afirmam que esta
planta, é uma das que possuem maiores qualidades, entre as culturas comercias,
por sua eficiência de assimilação de fotossíntese e capacidade de produzir massa
verde composta por açúcares, amidos, proteínas e compostos lignocelulósicos. O
fruto agrícola da cana-de-açúcar é o colmo, no qual se acumula sacarose no
período de maturação.
A cana-de-açúcar é cultivada em mais de 100 países. Entre as culturas
comerciais, é a que consegue desenvolver mais eficientemente o mecanismo da
fotossíntese, o qual lhe permite fixar a energia solar e transformá-la em massas
verdes, compostas fundamentalmente de diferentes açúcares e substâncias
lignocelulósicas. Esta elevada capacidade fotossintética determina também um
maior coeficiente de absorção de CO
2
atmosférico, superior aos das florestas de
zonas temperadas, o que contribui para atenuar o efeito estufa, causa principal do
aquecimento da atmosfera (TAUPIERE e RODRIGUES, 1999).
É crescente o consenso a respeito da redução das reservas mundiais de
petróleo e das mudanças climáticas causadas pelo efeito estufa. Os países do
hemisfério norte são mais afetados por terem maior proporção de terras em
relação a oceanos e apresentarem variações climáticas mais intensas, com isso,
nos próximos anos, os países do hemisfério norte tenderão a estimular fortemente
a substituição dos combustíveis fósseis por fontes de energia renováveis. Apesar
de existirem diversas outras fontes alternativas de energia, o álcool, a celulose, o
algodão e os grãos deverão adquirir crescente importância como fonte de
combustíveis e como matérias-primas substitutivas dos hidrocarbonetos fósseis
(ANDERSON, 2005).
O Brasil é o maior produtor e consumidor mundial de álcool combustível. O
crescimento da demanda por álcool deveu-se a forte expansão da demanda
interna, em virtude do aumento das vendas de veículos bicombustível, como
conseqüência do grande diferencial de preços entre álcool e gasolina (NEHMI
FILHO, 2005).
No exterior, houve aumento da demanda pelo álcool brasileiro, que não
pode ser totalmente atendida. No caso do açúcar, a forte redução dos estoques
mundiais, devido à quebra da produção indiana, levou os preços a patamares
inesperadamente altos (NEHMI FILHO, 2005).
Apesar da Rússia, maior importadora mundial de açúcar, ter reduzido suas
importações para algo em torno de 3,5 milhões de toneladas, devido ao aumento
da produção local e elevados estoques formados nos anos anteriores, países
como China, Índia e do Médio-Oriente aumentaram as suas importações. Embora
o Brasil consuma, em média, de 73% do açúcar produzido no país, e as
exportações correspondem, em média a aproximadamente 27% da produção
nacional, o país tem se posicionado entre os maiores produtores e exportadores
de açúcar no mundo, e sua oferta no mercado externo tem grande influência sobre
os preços internacionais (NEHMI FILHO, 2005).
O setor sucroalcooleiro brasileiro, mais especificamente o açucareiro,
espera com expectativa que entre em vigor o contencioso na OMC (Organização
Mundial de Comércio) para exportação de açúcar branco o qual teve decisão
favorável no inicio deste ano para o Brasil, Tailândia e Austrália, mas a OMC, em
sua decisão, não estipulou um prazo para a adequação da União Européia na
eliminação dos subsídios à produção de açúcar. Com essa decisão, o Brasil
poderá ter um aumento das exportações na ordem de 2,5 milhões de toneladas. O
que representa em termos monetários, cerca de US$ 412,5 milhões a mais com
preço médio de US$ 165,00 /t (PEREZ e TORQUATO, 2006).
Com uma projeção de aumento mundial de consumo per capita de açúcar
na ordem de 3,8% a.a., a participação do Brasil no comércio mundial se manterá,
apesar da grande escalada da produção de álcool tanto para o consumo interno
como externo. O preço é outro fator que leva a manutenção das exportações de
açúcar já que há uma previsão de aumento no futuro. Outra razão para o
crescimento das vendas de açúcar para o exterior é a remuneração em
comparação ao álcool, que em agosto de 2005 era de 30% maior, conforme dados
do Centro de Estudos Avançados em Economia Aplicada – CEPEA, (PEREZ &
TORQUATO, 2006).
A análise do comércio exterior mostra que o açúcar vem ocupando o
primeiro lugar nas exportações do agronegócio paulista e, entre janeiro e
setembro de 2005, o valor das exportações ultrapassou dois bilhões dólares. Há
que se ressaltar também que São Paulo lidera as exportações de açúcar do país,
com participação crescente no valor exportado de 63% em 2000 para 71,4% em
2005 (PEREZ & TORQUATO, 2006).
De acordo com CARVALHO (2005), na safra 2004/05, a cana-de-açúcar
para indústria ocupou 3,52 milhões de hectares em São Paulo e produziu 244,5
milhões de toneladas. No Brasil, nos próximos dez anos a produção de cana-de-
açúcar deverá crescer 48%, atingindo 557 milhões de toneladas na safra 2013/14.
A produção deverá continuar concentrada no Centro-Sul. Em São Paulo, devido à
pequena disponibilidade de terras, o crescimento da produção tende a ocorrer a
noroeste do estado.
O Instituto de Economia Agrícola (IEA) analisou possíveis desempenhos,
no curto e médio prazo. Entre os resultados destacam-se:
a) O crescimento estimado de 5,1% na área total de cana-de-açúcar a ser
colhida na safra brasileira 2005/06 e a expansão, nos próximos cinco anos, de 1,2
milhões de hectares da área plantada com cana na Região Noroeste do Estado de
São Paulo, decorrente da implantação de 30 novas destilarias de álcool;
b) Para os próximos dez anos, o aumento na produção brasileira de açúcar
a uma taxa média anual de 5%;
c) A produção de álcool poderá elevar-se de 15,2 bilhões de litros
produzidos atualmente para 36 bilhões de litros, se o cenário considerado no
modelo de projeção for confirmado.
d) As exportações de cachaça deverão atingir o patamar de 50 milhões de
litros exportados em 2010.
1.2.2. Dinâmica de Nitrogênio no solo e seu Efeito na qualidade da cana-de-
açúcar
O nitrogênio é um dos principais responsáveis pelo aumento de produção
de alimentos no mundo. Atualmente existe um grande número de trabalhos
visando auxiliar ou fornecer um índice para a adubação nitrogenada, mas nem
sempre foi assim. Os estudos sobre o nutriente se intensificaram com início dos
conflitos bélicos no Oriente Médio em 1967, o anúncio de uma possível escassez
de petróleo elevou os preços dos fertilizantes nitrogenados e conseqüentemente
as pesquisas sobre o nutriente (OLIVEIRA, 1989).
O nitrogênio ocorre em diversas formas no solo. O nitrogênio elementar (N
2
)
é encontrado em abundância no ar do solo, em formas inorgânicas combinadas, o
nitrogênio ocorre nos solos como óxidos nitroso (N
2
O), oxido nítrico (NO), nítrico
(NO
-2
), nitrogênio amoniacal (NH
+4
) e nitrato (NO
-3
). As duas primeiras são gases
e ocorrem em pequena quantidade, as três ultimas são formas iônicas e
encontram-se na solução do solo. São formas importantes de nitrogênio porque
podem ser absorvidas e utilizadas na nutrição das plantas, principalmente a forma
nítrica (NO
-3
) e amoniacal (NH
+4
). A quantidade dessas duas formas de nitrogênio
é muito pequena, constituindo menos de 2% de nitrogênio total do solo, sendo a
quase total se encontra na forma orgânica não assimilável pelas plantas
(COELHO & VERLENGIA, 1973).
Quando o material orgânico é adicionado ao solo, bactérias, leveduras,
fungos, protozoários e outros organismos atacam os seus vários constituintes,
degradando-os em compostos mais simples. A porção protéica, através de
enzimas proteolíticas dos microrganismos, principalmente bactérias e fungos, é
transformada em aminoácidos, peptonas e peptídeos (NEPTUNE et al, 1960).
Amonificação é o processo de conversão do N-orgânico em amônio.
Embora não tenha organismos específicos, é realizada por algumas bactérias
como as do gênero Clostridium e Pseudomonas (GRISI, 1996). A amônia (NH
3
)
liberada se combina, com a água e produz o amônio, que pode ser: absorvido
pelas plantas; adsorvido a minerais de argila; dissolvido na solução do solo,
volatilizar, ou sofrer o processo de nitrificação. O amônio, apresentando carga
positiva, é facilmente adsorvido as partículas coloidais do solo.
A nitrificação é o processo de oxidação da amônia ou amônio a nitrato. A
nitrificação é realizada por microrganismos autotróficos que usam o nitrogênio
como fonte de energia. Este processo é muito dependente de pH, cujo ótimo está
entre 6,6 e 8,0 (GRISI, 1996). De acordo com PEREIRA (1994), vários fatores
podem afetar a nitrificação: aeração, umidade, pH, temperatura, cultura, relação
C/N, condições ambientais e presença de raízes.
O nitrato por ser um ânion que fica livre na solução do solo, pode ser
lixiviado, absorvido por plantas e microrganismos e utilizado na síntese de
aminoácido ou, em ambiente sem oxigênio, ser utilizado como aceptor de elétrons
e ser reduzido a amônio (GRISI,1996).
A perda de nitrogênio do solo é muito comum, sendo causada pela erosão,
lixiviação e remoção pelas colheitas. Há também a perda por volatilização que
envolve a perda de óxido nitroso produzido durante a desnitrificação em condições
de anaerobiose (COELHO & VERLENGIA, 1973).
A disponibilidade do N para as plantas depende da taxa de liberação do N-
orgânico para a solução do solo através da decomposição microbiana da matéria
orgânica. Essa liberação, que pode ser obtida através de experimento de
incubação do solo por um determinado tempo, normalmente se correlaciona com
as quantidades de N absorvido pelas plantas, fornecendo a potencialidade do solo
em liberar o N para as plantas sob condições ideais (CANTARELLA, 1989).
Segundo RAIJ (1991), há duas fontes gerais de N disponível no solo para
as plantas, o N-inorgânico (amônio e nitrato) e a matéria orgânica, através da
mineralização. De acordo com BAYER & MIELNICZUK (1997) em solos
degradados, os baixos teores de matéria orgânica podem determinar menor
disponibilidade de N-mineral às culturas, resultando numa das principais
limitações à produtividade agrícola.
De acordo com ANDRADE e OLIVEIRA (2005), os teores totais de
nitrogênio no solo e os estoques de nitrogênio não foram influências após cinco
anos da aplicação de doses de um biossólido alcalino em superfície.
TRIVALIN et al (2002) determinou as perdas de N da uréia no sistema solo-
planta em dois ciclos de cana-de-açúcar em cana-planta as perdas foram de 12%
do N-uréia, que ocorreu principal por desnitrificação no solo. Em cana-soca, a
aplicação de uréia em profundidade resulta em 81% de recuperação do N-
fertilizante enquanto na superficial, somente em 50%.
SALCEDO (1985) avaliou a mineralização do C e do N em Podzólico
Vermelho-Amarelo cultivo com cana-de-açúcar e verificaram que a mineralização
foi maior na profundidade 0-20 cm e, nesta camada ocorreram as maiores
variações. Contudo apesar de ser considerado um solo de baixa fertilidade, as
quantidades de N orgânico mineralizado poderiam satisfazer as necessidades de
N da planta.
MARCHIORI (1998) avaliou a relação que existe entre N-mineralizável, N-
extraído e N-amoniacal. Concluiu que existem Correlações positivas e
significativas entre o N-mineralizável, N-extraído e N-amoniacal, nas
profundidades 0-10 e 10-20 cm, foram obtidas em solo sob diferentes usos.
A diversidade dos fatores que influenciam a mineralização do N orgânico e
a dinâmica das formas inorgânicas do N no solo dificulta a obtenção de métodos
satisfatórios de avaliação da disponibilidade deste elemento para as plantas.
Diversos métodos de experimentação são propostos na literatura para a
avaliação da disponibilidade de N no solo. Estes dividem-se entre biológicos e
químicos.
Os métodos biológicos de estudo da disponibilidade de N visam avaliar a
quantidade de N efetivamente disponível em condições de campo ou estimar esta
disponibilidade em condições controladas de casa de vegetação ou de laboratório.
Ë requisito fundamental, nestes métodos, a presença de população microbiana
adequada a mineralização do N orgânico (TEDESCO, 1985).
Os métodos biológicos baseiam-se na atuação de plantas e
microrganismos. Eles podem ser de longa duração, quantificando o N-
mineralizado durante o crescimento ativo das culturas, ou de curta duração,
embasados na incubação (aeróbica ou anaeróbica) de amostras no laboratório.
A incubação anaeróbica mantendo o solo coberto com água e
determinando-se o amônio mineralizado após determinado período apresenta
boas correlações com N absorvido pelas plantas. O método apresenta como
dificuldade: a) a avaliação dos metabólitos formados; b) está sujeito a variações
devido ao tratamento da amostra (secagem, estocagem); c) o nitrato presente
pode ser perdido por desnitrificação; e d) demora no tempo de extração
(RODRIGUES FILHO & LANCASTER 1984).
Os métodos químicos envolvem o uso de reagentes com o objetivo de
extrair do solo frações de N orgânico facilmente mineralizável ou que apresentem
boa correlação com o N inorgânico produzido em determinado intervalo de tempo
(CANTARELLA, 1989).
Segundo RAIJ (1991) o nitrogênio é o mais importante dos macronutrientes,
tanto em uso de fertilizantes, mundialmente, e como em conteúdo nas culturas e
nas colheitas. O nitrogênio na planta é inicialmente reduzido à forma amoniacal e
combinado nas cadeias orgânicas, formando ácido glutâmico, este por sua vez,
incluído em mais de uma centena de diferentes aminoácidos. Desses, cerca de 20
são usados na formação de proteínas. As proteínas participam, como enzimas,
nos processos metabólicos das plantas, tendo assim uma função mais funcional
do que estrutura. Além disso, o nitrogênio participa da composição da molécula da
clorofila.
Plantas deficientes em nitrogênio apresentam-se amareladas e com
crescimento reduzido. A clorose se desenvolve primeiro nas folhas mais velhas,
com as mais novas permanecendo verdes. Em casos de deficiências severas, as
folhas adquirem coloração marrom e morrem. O fato das folhas mais novas das
plantas conservarem-se verdes, em condições de deficiência de nitrogênio, é um
indicativo da mobilidade do nutriente nas plantas. As proteínas translocam-se das
folhas deficientes e são reutilizadas nas folhas mais novas. Plantas deficientes em
nitrogênio têm seu ciclo encurtado, amadurecendo antes (RAIJ, 1991).
O principal efeito bioquímico da falta de nitrogênio é a inibição da síntese
protéica. A inibição da síntese de clorofila resulta de uma clorose generalizada,
ocorrendo, assim, diminuição na síntese de aminoácidos essenciais, além de
efetuar os processos de síntese se carboidrato e esqueletos carbônicos
envolvidos nas sínteses orgânicas subseqüentes. Os sintomas de deficiência de N
aparecem inicialmente nas folhas mais velhas e, com o progredir da deficiência,
toda a planta é afetada. As raízes apresentam-se porem compridas, mas com
menor diâmetro que aquelas que receberam suprimento adequado do nutriente
(SILVA & CASAGRANDE, 1983).
Por outro lado, o emprego de excesso de nitrogênio na planta, gera
crescimento vigoroso e folhas verdes escuras, além de promover a elongação da
fase vegetativa, atrasando a maturação, aumentando o ciclo da planta, aumentar a
suculência da planta (que pode favorecer o ataque de pragas e doenças) e por
outro lado reduzir o açúcar acumulado (BARBERI, 1984).
O uso de adubo nitrogenado é um meio rápido e imediato de aumentar a
disponibilidade deste elemento no solo. Porem, o aproveitamento pelas plantas é
de ordem de 50-60% (BARTHOLOMEW, 1975).
ZAMBELO JR & ORLANDO FILHO (1981) concluíram que, de maneira
geral, as soqueiras de cana-de-açúcar apresentam maiores possibilidades de
respostas positivas a adubação nitrogenada que a cana-planta. HUMBRTO
(1968), citado por CARNAÚBA (1990), sugere que as explicações para este fato
esta na diferença do vigor dos sistemas radiculares da cana-planta e das
soqueiras, como a cana-planta é menos vigoroso, portanto é menos apto a
absorverem nitrogênio em profundidade, tornando a adição de N as socas
essencial à manutenção de altas produtividades.
A cana-de-açúcar apresenta evidencia de absorver mais rapidamente o NH
4
(CLEMENTS, 1980), no entanto a preferência para absorver uma forma de
nitrogênio, segundo KIEHL (1980), é de importância secundaria, pois, quando se
compara o efeito de fontes amoniacais e nítricas em condições normais de cultivo,
observam-se efeitos similares, pois o processo de nitrificação (oxidação
microbiológica da amônia a nitrato) é relativamente rápido (KIEHL & COBRA
NETO, 1976), e assim as plantas passam a absorver o NO
3
independentemente
da forma aplicada, por ser a forma predominante no solo.
De acordo com PENATTI & FORTI (1994), o nitrogênio é um dos nutrientes
mais difíceis de serem recomendados adequadamente, sendo necessários
estudos de calibração de adubação nitrogenada em soqueiras de cana-de-açúcar.
1.2.3. Dinâmica do Lodo de Esgoto no solo e sua aplicabilidade em áreas
agrícola
O lodo de esgoto é o resíduo que se obtém após o tratamento das águas
servidas (esgotos) com a finalidade de torná-las o menos poluído possível, de
modo a permitir seu retorno ao ambiente sem que sejam agentes de poluição
(MELO, 2001).
De acordo com MARQUES (1990), o lodo de esgoto pode ser definido
como “Material sólido, constituído basicamente, de matéria orgânica, elementos
nutrientes de plantas e metais pesados, além de microrganismos patogênicos ou
não, obtido em Estações de Tratamento de Esgotos residenciais”.
Há vários processos para se conseguir a descontaminação das águas
servidas, assim como para tratamento do lodo obtido, em função do que sua
composição química e biológica pode variar de modo sensível. A previsão da
evolução da produção de lodo de esgoto no Brasil é um tanto difícil, tendo em
vista o grau de desenvolvimento e da evolução da população nas diferentes
regiões do país.
MARQUES (1990), analisando a composição média dos biossólidos
digerido e seco proveniente da estação de recuperação da qualidade das águas
da Vila Leopoldina – SABESP – São Paulo, SP encontrou os seguintes valores
médios: 0,36% de N; 0,51% de P
2
O
5;
0,095% de K
2
O; 0,485% de Ca; 0,18% de
Mg; 0,235% de S; 776 mg Kg
-1
de Zn; 331 mg Kg
-1
de Cu; 7703,6 mg Kg
-1
de Fe;
189,5 mg Kg
-1
de Mn; 112,5 mg Kg
-1
de Al.
Os metais pesados, adicionados ao solo com o lodo de esgoto, apresentam
um comportamento que depende do tipo de solo, ou seja, do seu conteúdo em
matéria orgânica, dos teores dos óxidos de ferro, alumínio e manganês, dos tipos
e concentrações dos minerais de argila, da CTC, da relação macro/micropóros e
do teor de umidade.
De um modo geral, os metais pesados tendem a se complexar com a
matéria orgânica, o que diminui sua mobilidade no perfil do solo, fazendo com que
sua distribuição no perfil siga o modelo da distribuição da matéria orgânica.
O interesse pelo uso de biossólido como fertilizante é relativamente recente
mesmo em alguns países desenvolvidos. De um modo geral, os experimentos
com biossólido seco ou líquido têm revelado aumento na produtividade das
culturas, refletindo economia nos gastos com fertilizantes minerais, embora, em
alguns casos, não se tenha detectado efeito benéfico e, em outros, até mesmo um
efeito depressivo sobre o desenvolvimento das culturas (KING & MORRIS, 1972).
A decomposição do lodo de esgoto produz agentes complexantes, que
facilitam a movimentação de fosfatos combinados com ferro e alumínio, além de
permitir melhor aproveitamento dos nutrientes pelas plantas em decorrência da
lenta liberação dos mesmos através do processo de mineralização da matéria
orgânica (CARVALHO & BARRAL, 1981). A adição de material orgânico ao solo
promove aumento na disponibilidade de fósforo pela liberação de P-orgânico
durante o processo de mineralização, dissolução de fosfatos insolúveis em água
pela ação do ácido carbônico formado pela reação da água com gás carbônico
proveniente da decomposição do material orgânico, formação de complexos fosfo-
húmicos facilmente assimiláveis formação de fosfatos orgânicos mais fracamente
retidos no solo, revestimentos superficial das partículas de argila evitando o
contato direto das mesmas com o fosfato (MELLO, 1980).
O uso deste resíduo como fertilizante, vem sendo citado por vários autores
(McCOY, et al. 1986, KIRKAM, 1982). Culturas como a soja, milho e arroz, já
foram empregadas como indicadores do lodo de esgoto como fertilizante
(BETTIOL e CARVALHO, 1982).
Os experimentos com lodo de esgoto têm revelado aumento na
produtividade das culturas, geralmente complementado com fertilizantes minerais,
visando o equilíbrio nutricional do solo, refletindo economia nos gastos com estes,
embora em alguns casos, não se tenha constatado efeito benéfico e, em outros,
até mesmo um efeito depressivo sobre o desenvolvimento das culturas (COKER,
1966; HINESLY et al.,1971; KING e MORRIS, 1972).
Deve-se ressaltar que ROS et al. (1990), em trabalho com a aplicação de
lodo de esgoto na cultura do milheto e na associação de aveia + ervilhaca,
considera necessária a suplementação potássica do lodo, quando da aplicação
deste como fertilizante.
DIAS (1994) e SEKI (1995) estudando a aplicação de lodo de esgoto
constataram que a aplicação do resíduo aumentou os teores de fósforo, pH, CTC
e SB. Ratificam, ainda, a atuação do lodo de esgoto como fornecedor de
nutrientes para as plantas e estimulador do crescimento vegetativo.
O lodo aumenta a estabilidade dos agregados, com conseqüente mudança
na estrutura do solo, afetando diretamente suas características hídricas,
melhorando a distribuição das raízes (BETTIOL, 1983). Há a diminuição da
densidade dos solos, com aumento do estado de agregação das partículas e
aeração do sistema, permitindo maior taxa e constância na renovação do oxigênio
(BERNARDES, 1982). Lodo de esgoto é fonte de N, P, K e S para o solo e atua
também melhorando as propriedades físicas deste, o que resulta em maiores
produtividades (SABEY, 1974).
Além da melhoria nas propriedades físicas dos solos, YONOS et al.(1982),
ressalta a atuação do lodo nas propriedades químicas e eletroquímicas do solo, no
sentido de melhorar a fertilidade deste, com reflexo na produtividade.
A decomposição do lodo produz agentes complexantes, que facilitam a
mobilização de fosfatos, que normalmente acham-se combinados com o ferro e
alumínio do solo (CARVALHO e BARRAL, 1981). BERRY e MARX (1977), em
trabalho com solos degradados, com a camada superficial removida, verificaram
que o lodo de esgoto atuou com efeito restaurador, reciclando nutrientes.
1.2.4. Efeito da Vinhaça na produtividade da cana-de-açúcar
As destilarias de aguardente e as de álcool, autônomas ou anexas às
usinas de açúcar, produzem como principal resíduo líquido a vinhaça, também
conhecida por vinhoto, restilo ou calda. Este efluente tem coloração que varia de
amarelo âmbar ao pardo escuro e, no final do processo de destilação, apresenta-
se com temperaturas pouco abaixo do ponto de ebulição da água (80 a 90°C),
possuindo um pH abaixo de 4,0. Com elevados valores de DBO (demanda
bioquímica de oxigênio) e de DQO (demanda química de oxigênio). O elevado teor
de água nas vinhaças juntamente com a predominância de matéria orgânica sobre
os componentes minerais caracteriza-se como um resíduo líquido que, devido aos
sólidos em suspensão, é classificado como fonte de matéria orgânica líquida. Esse
resíduo apresenta-se ainda com um elevado conteúdo de potássio em relação aos
minerais totais e aos nutrientes nitrogênio e fósforo (GLÓRIA, 1996).
Na indústria sucroalcooleira, são gerados três tipos de vinhaça em função
da origem, sendo proveniente do mosto de caldo de cana, do mosto de melaço e
do mosto misto, resultante da mistura dos mostos anteriores (TEDESCO, 1999).
A utilização de resíduos da indústria como a vinhaça, já é rotina em muitas
regiões canavieiras do país com aumentos notórios na produção de cana-de-
açúcar. Mais recentemente, pressões sociais, para reduzir a emissão de CO
2
e de
partículas sólidas sobre as áreas urbanas, intensificaram a colheita da cana-de-
açúcar sem a queima previa da palhada.
O aproveitamento de resíduos orgânicos gerados na produção
agroindustrial e usados como fertilizantes, é cada vez mais comum na agricultura
atual. As mudanças nas propriedades químicas do solo promovidas pela aplicação
de vinhaça podem alterar as propriedades físicas como estabilidade de agregados
e dispersão de argila do solo. Apesar do aumento temporário do pH devido a
aplicação deste resíduo ao solo, alguns trabalhos mostram que a sua aplicação no
solo por longo tempo, melhora estrutura por seus efeitos na agregação do solo.
ORLANDO FILHO et al. (1983), afirma que a vinhaça, resíduo da fabricação do
álcool, é produzida, em média, na proporção de 13 litros para cada litro de álcool.
Subproduto da indústria sucroalcooleira apresenta elevado índice de D.B.O.
(demanda biológica de oxigênio), variando de 20.000 a 35.000 mg L
-1
, em função
de sua riqueza em matéria orgânica, caracterizando-se, portanto como material
poluente quando descartada em cursos de água. Entre as opções de
aproveitamento da vinhaça, a utilização agrícola do resíduo “in natura” na lavoura,
substituindo total ou parcialmente as adubações minerais, é amplamente
recomendada.
GLÓRIA e ORLANDO FILHO (1983), concluem que a adição de vinhaça ao
solo promove melhorias na estrutura física do solo como: porosidade, densidade
do solo, estado de agregação etc. Bem como aumenta a disponibilidade de
nutrientes, melhora a atividade microbiana e eleva o pH.
Em trabalho realizado pela COPERSUCAR (1980), em Latossolo Vermelho
Escuro e aplicando vinhaça, junto com nitrogênio e fósforo, em diferentes
dosagens, concluiu-se que Brix e Pol% cana não apresentaram alterações
significativas, porém, notou-se diminuição dos mesmos com a aplicação de
vinhaça. O mesmo autor também observou que houve diferença nos teores de AR
e fibra entre os tratamentos estudados.
GLÓRIA e MATTIAZO (1976) afirmam que as vantagens da aplicação da
vinhaça "in natura” nas lavouras canavieiras, têm sido demonstradas por vários
autores, principalmente devido à riqueza em matéria orgânica e em nutrientes
minerais, destacando-se o potássio e o cálcio, substituindo total ou parcialmente
as adubações minerais de parte dos canaviais. COELHO e AZEVEDO (1986)
chegaram à conclusão de que a vinhaça, quando aplicada em quantidades que
atendem às exigências das plantas, proporcionou aumentos de nutrientes ao solo,
principalmente potássio.
Vinhaça aplicada em cana soca (3° corte), concluíra m que as maiores
produtividades ocorreram nas parcelas com a aplicação de vinhaça, quando se
compara com aquelas que só receberam adubo mineral, porém os tratamentos
não diferem significativamente (FURLANI NETO et al, 1985). Enquanto que
NAGAKI (1996), aplicando vinhaça em solo cultivado com cana-de-açúcar
verificou que as variedades agroindústrias não diferiram entre si, com exceção da
porcentagem de fibra, que apresentou diferença significativa quando se aplicou
vinhaça, como fonte de potássio.
ROSSETO et al. (1987), comentou que a vinhaça trata-se de um material
com cerca de 2 a 6% de constituintes sólidos, onde se destaca a matéria orgânica
em maior quantidade. Em termos minerais, ressaltam-se as quantidades de
potássio e teores médios de cálcio e magnésio.
RODELLA e FERRARI (1977) estabeleceram as amplitudes de variação
dos principais constituintes da vinhaça provenientes de diversas destilarias
autônomas, sendo 1,10 a 2,40o para Brix; 3,20 a 4,30 para pH; 0,33 a 0,71 para %
de cinzas; 0,40 a 0,85 para % de C; 0,01 a 0,05 para % de N; 0,03 a 0,20 para %
de K; 18 a 62 ppm de P; 61 a 223 ppm de Ca e 65 a 190 ppm de Mg. RODELLA et
al. (1980), estudando a vinhaça proveniente de diversas regiões do Estado de São
Paulo, nas safras 78/79 e 79/80, verificaram que esta pode sofrer variação
profunda dentro da mesma destilaria, em função de mudanças no sistema de
trabalho.
ROSSETO et al. (1987), ressaltou a importância da caracterização da
vinhaça através de uma análise química periódica, a partir de amostragem
criteriosa, para a obtenção de dados seguros para seu uso racional. Salienta
ainda, que na inviabilidade deste procedimento, pode-se lançar mão de métodos
simplificados de análise.
AGUJARO (1979), LORENZETTI e FREITAS (1978), MAGRO (1978),
trabalhando com a aplicação de vinhaça por fertirrigação, obtiveram resultados
semelhantes que mostraram aumentos expressivos na produtividade agrícola em
áreas que receberam vinhaça. Entretanto, seu excesso, em alguns casos chegava
a ser depressivo na produção de açúcar por hectare. citado por ROSSETO (1987),
concluiu que 300 Kg de K
2
O.ha
-1
seria a dosagem ótima deste nutriente para o
solo.
MAGRO e GLORIA (1977), trabalhando com ensaios em Latossolo Roxo,
utilizando a variedade NA 56-79, constataram que a complementação da vinhaça,
com fosfato, não proporcionou efeito favorável à mesma, o mesmo ocorrendo com
o nitrogênio, adicionado através do DAP (diamônio fosfato). Esta
complementação, segundo os autores, chegou mesmo a provocar efeito
depressivo na produtividade e Pol da cana-de-açúcar.
A complementação nitrogenada da vinhaça é um procedimento adequado.
Entretanto a alternância dos resultados, quanto aos níveis de nitrogênio aplicados,
demonstra a necessidade da análise da composição da vinhaça com que se está
trabalhando e realizar experimentação local para a obtenção de resultados mais
confiáveis (ROSSETO et al. 1987).
O acúmulo de potássio na cana-de-açúcar, causado pelo excesso deste
elemento no solo, gera um aumento considerável no teor de cinzas do caldo. Este
fato provoca efeitos negativos na qualidade da matéria-prima, devido ao aumento
de cinzas exercerem ação “melacigênica”, ou seja, dificultam a recuperação da
sacarose na forma cristalizada, alteram a forma dos cristais e retardam a filtração
e a industrialização do açúcar, reduzindo a eficiência das operações de refino, ou
seja, reduz o rendimento industrial em termos de açúcar ensacado.
Conseqüentemente produz quantidade maior de mel final, além de depreciar a
qualidade do açúcar obtido, devido ao aumento de cinzas neste açúcar produzido
(CÉSAR et al,1978).
MAGRO (1978) e FERNANDES (1974) através de trabalhos realizados com
cana irrigada com vinhaça admitiram que grandes doses deste material propiciam
elevada produção de colmos, porém há uma significativa depreciação na
qualidade da matéria-prima. STUPIELLO et al. (1977), estudando o efeito da
vinhaça como fertilizante na qualidade da cana-de-açúcar, verificaram aumento na
produtividade de colmos, queda na Pol% cana e nenhum efeito sobre a produção
de sacarose por hectare.
A análise da composição da fração sólida da vinhaça ressalta a importância
da matéria orgânica seguida de cátions, muitos dos quais são nutrientes de
plantas. O efeito da aplicação deste material no solo corresponderia a uma
fertilização orgânica, assim como seus efeitos no solo.
GLÓRIA e ORLANDO FILHO (1983) enumeram como efeito no solo pela
aplicação da vinhaça, a elevação do pH, o aumento na disponibilidade de alguns
nutrientes, aumento no poder de retenção de cátions e água pelo solo, melhoria
na estrutura física do solo, diminuição na disponibilidade de nitrogênio do solo,
aumento da população e atividade microbiana do solo.
O aumento do pH do solo provocado pela vinhaça, apesar desta apresentar
características ácidas, com pH próximo a 4, pode ser atribuído a matéria orgânica
atuando como complexante do alumínio do solo segundo, GLORIA e MATTIAZZO
(1976).
Vários autores ressaltam que, quando se aplica nos solos produtos
contendo matéria orgânica, é possível ocorrer elevação do pH. No caso da
vinhaça esse efeito, no sentido de elevar o pH do solo, é conhecido há muito
tempo.
As explicações de como a decomposição da matéria orgânica pode
promover aumento do pH do solo não são unânimes. HOYT e TURNER (1975)
afirmam que esse efeito é decorrente da complexação do alumínio solúvel por
substâncias orgânicas formadas durante o processo de decomposição da matéria
orgânica. MATTIAZZO e GLÓRIA (1987) explicam que a elevação do pH de solos
tratados por vinhaça decorre da produção de íons hidroxilas (OH
-
), quando o
oxigênio atua como receptor final de elétrons na reação de oxidação do carbono
orgânico por microrganismos. Para HUE (1992) esses íons hidroxilas são
produzidos por reações de troca de ligantes entre ânions orgânicos e terminais de
(OH-) de óxidos de ferro e alumínio e, por reações semelhantes à adsorção de
fosfatos, em que ânions orgânicos (tartaratos e ftalatos, por ex.) são adsorvidos
aos óxidos, o que libera na solução do solo íons OH-.
ORLANDO FILHO et al. (1983), afirmam que a vinhaça, quando aplicada
em doses maiores, provoca elevação da CTC, muito provavelmente devido a um
efeito direto da matéria orgânica e a um efeito indireto resultante da elevação do
pH do solo. O mesmo autor afirma que há uma elevação na concentração de
alguns cátions no solo, principalmente, potássio e cálcio.
1.3. REFERÊNCIAS
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1981.
CAPITULO 2 - NITROGENIO EM CALDO DE DIFERENTES PARTES DO
COLMO DA CANA–DE-AÇÚCAR CULTIVADA COM LODO DE ESGOTO E
VINHACA
2.1. RESUMO
O trabalho objetivou avaliar os efeitos da vinhaça e lodo de esgoto em
cana-de-açúcar, cultivar SP 81-3250, quanto aos frações de Nitrogênio presentes
no caldo das diferentes partes do colmo das plantas. O delineamento experimental
foi em blocos casualizados com 13 tratamentos e 3 repetições, analisados em
esquema Fatorial 3 x 2 x 2 mais um tratamento adicional. Os tratamentos testados
são resultantes de três combinações de dois tipos de resíduos (lodo de esgoto;
vinhaça; lodo de esgoto + vinhaça) com dois modos de aplicação (ao lado da linha
de cana e em área total) e com duas doses (100 e 200 %) e mais um tratamento
testemunha adicional. As variáveis analisadas foram: Nitrogênio Total, Nitrogênio
Amoniacal, Nitrogênio Não Protéico, Nitrogênio Amínico e Nitrogênio Protéico. A
vinhaça proporcionou os maiores teores de Nitrogênio em todas as frações
analisadas. As aplicações dos resíduos com a dose aumentada em 100%
demonstram a superioridade nas variáveis determinadas. Apenas não aumentou a
fração do Nitrogênio Protéico. Para a fração de Nitrogênio Amínico, o
comportamento dos diferentes tipos de resíduos na dose 100% demonstra a
superioridade da vinhaça frente aos demais resíduos. O mesmo não acontece na
dose 200%.
Palavras-chave: adubação nitrogenada, adubação orgânica, nutriente
2.2. INTRODUÇÃO
O lodo de esgoto pode ser definido como material sólido, constituído,
basicamente, de matéria orgânica, elementos nutrientes de plantas e metais
pesados, além de microrganismos patogênicos ou não, sendo obtido em Estação
de Tratamento de Esgotos – ETES (MARQUES, 1990).
Dentre os vários destinos que pode ser atribuído a esse material, o uso na
agricultura se apresenta em destaque pelo fato desse material contribui para a
melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Considerada
uma adequada fonte de Nitrogênio para as culturas, MELO et al. (2001).
Estudo nesse sentido foi conduzido por FRANCO (2003), o qual estudou o
lodo de esgoto como fonte de nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar. O
mesmo conclui que a aplicação do lodo em dois ciclos da cultura proporcionou
resultados comparáveis a fertilização mineral.
A vinhaça constitui-se no principal efluente das destilarias de álcool. Em
sua composição a água é a fração predominante. Entre os sólidos destacam-se
frações orgânicas e elementos nutrientes de plantas, sendo que o potássio
represente em torno de 21% dos elementos presentes (MARQUES, 2006).
O uso da vinhaça na agricultura, especialmente na fertirrigação de áreas
cultivadas com cana é pratica comum. No Estado de São Paulo, 75 a 80% dos
três milhões de hectares cultivados com cana-de-açúcar são aptos a receber
vinhaça (FRONZALIA, 2007).
O trabalho objetivou avaliar os efeitos da vinhaça e lodo de esgoto em
cana-de-açúcar, cultivar SP 81-3250, quanto aos frações de Nitrogênio presentes
no caldo das diferentes partes do colmo das plantas.
2.3. MATERIAL E MÉTODOS
Localização
O projeto foi instalado no município de Pontal, Estado de São Paulo, em
propriedade da Destilaria Santa Inês, localizada na Rodovia Sertãozinho-Pontal
(SP 322), ocupando área de aproximadamente 0,5 ha.
O experimento foi instalado no dia 7 de abril de 2000. Para o preparo da
área experimental, foram realizadas duas arações e uma gradagem, seguindo-se
a abertura dos sulcos de plantio. O lodo de esgoto e a vinhaça foram distribuídos
no interior do sulco de plantio ou em área total (em conformidade com o
tratamento previamente estabelecido) e na seqüência, procedeu-se o plantio e o
recobrimento dos toletes com terra.
O solo da área experimental é um LATOSSOLO VERMELHO-
Eutroférrico, cuja análise química resultou em seguintes valores: pH (CaCl2) =
5,0; M. O. (g dm
-3
) = 25; P resina = 20 (g dm
-3
); K = 1,2; Ca = 20; Mg = 6 e H +Al =
28, expressos em mmol
c
dm
-3
.
Variedade da cana utilizada
A variedade utilizada foi a SP 81 – 3250 que apresenta como característica
período útil de industrialização médio, ótima brotação de soqueira, alto teor de
fibra e de sacarose, COPERSUCAR (1995). De acordo com NUNES JUNIOR et.
al (2004), essa variedade foi a mais cultivada no Estado de São Paulo na safra
2003/2004, representando 14,23% do total da cana colhida. Considerando a
região centro-sul, a mesma também foi a mais cultivada, com 11,38% na safra
2003/2004.
Lodo de esgoto e Vinhaça
O lodo de esgoto foi obtido junto à SABESP (Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo) – Estação de Tratamento de Esgotos de Franca –
SP.
A vinhaça empregada foi proveniente da destilação de vinho resultante da
fermentação do mosto de caldo na Destilaria Santa Inês Ltda, localizada no
município de Pontal, SP. As composições químicas parciais do lodo de esgoto
(base seca) e da vinhaça aplicados nos quatros primeiros ciclo da cultura, são
aprentados na Tabela 1.
Tabela 1 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.
Residuo/ciclo N P K Ca Mg
Mn Fe Cu Zn
Lodo de
esgoto
g kg
-1
mg kg
-1
1º ANO 79,5 10,6 0,63 -- --
400 26391 225 1000
2º ANO 52 3,4 1,96 4,3 0,6
98 29350 380 658
3º ANO 39,8 6,8 0,5 0,5 0
723 60900 110,7 416,7
4º ANO 52 3,4 0,6 4,3 0,6
676 61033 117 393,3
Vinhaça kg m
-3
mg L
-1
1º ANO 0,39 0,06 4,08 2,6 0,2
4,5 59,89 0,17 0,82
2º ANO 0,3 0,09 3,83 2,7 0,2
4,2 63,42 0,12 0,76
3º ANO 0,36 0,34 1,05 1,1 0,3
7,4 69,75 1,12 2,65
4º ANO 0,4 0,01 0,85 1,2 0,4
8,6 75,25 2,05 4,47
Tratamentos e delineamento experimental
Os tratamentos testados foram resultantes de dois tipos de resíduos: Lodo
de Esgoto e Vinhaça e a combinação de Lodo de Esgoto + Vinhaça, com dois
modos de aplicação (no sulco de plantio e em área total) e com duas doses (Lodo
de Esgoto fornecendo 100 e 200 % do nitrogênio necessário para a cultura da
cana; vinhaça fornecendo 100 e 200% do potássio). Lodo de Esgoto + Vinhaça
fornecendo 100 e 200% de N e K. ressalta-se que o Lodo de Esgoto é fonte de
nitrogênio e a Vinhaça fonte de potássio. O tratamento testemunha, as parcelas
receberam fertilizantes minerais por cinco anos consecutivos de acordo com as
recomendações constantes do Boletim 100 do IAC, (1997) para o Estado de São
Paulo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados e em esquema
Fatorial 3x2x2, mais um tratamento testemunha adicional, todos com três
repetições, totalizando 39 parcelas.
Cada parcela experimental constitui-se de cinco linhas de cana espaçadas
de 1,50m entre si e com 10 metros de comprimento e área total de 75m
2
. Por
ocasião da amostragem, procedeu-se ao descarte de 1 metro de cada uma das
extremidades das parcelas e da primeira e quinta linha de cana, coletando-se as
amostras nas três linhas centrais.
Amostragem
Em 25/08/2005 foram feitas coletas de 10 colmos de cada parcela
experimental, os quais foram encaminhados para o Laboratório de Tecnologia da
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Campus de Jaboticabal. Na
seqüência esses colmos de cada parcela foram divididos em três partes iguais:
terço inferior, terço médio e terço superior.
De cada parte, o material foi desintegrado e homogeneizado, sendo retirada
uma amostra de 500g, a qual à prensagem, de acordo com a metodologia
preconizada pelo CONSECANA (2003), foi submetida obtendo-se o caldo
extraído.
No caldo extraído procedeu-se à determinação do Nitrogênio Amoniacal,
Nitrogênio não Protéico e Nitrogênio Total, de acordo com a metodologia baseada
na desproteinização do caldo com cloreto de bário e sulfato de zinco. Assim, após
a obtenção desses resultados, determinou-se os teores de Nitrogênio Aminico e
Protéico.
2.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nitrogênio total
Os teores de Nitrogênio Total no caldo expressas em mg 100ml
-1
(Tabela
2), de forma geral, variam de 57,37 (media encontrada no terço médio dos colmos
das parcelas do esquema fatorial) a 73,88 (media encontrada no terço médio de
colmos fertilização mineral).
Os valores encontrados para os teores de Nitrogênio Total (Tabela 2)
estão em sua maior parte, inserido na faixa de 49-67 mg 100ml
-1
a exemplo do
trabalho de (MARQUES, 1996). Entretanto, os maiores valores obtidos
ultrapassaram 10,2 % ao limite máximo proposto pelo autor. Por outro lado os
intervalos dos resultados apresentados na tabela 2 encontram-se entre 11,83 e
99,26 mg 100ml
-1
, que são limites mínimo e máximo encontrados por OLIVEIRA
(1986).
Em relação ao tipo de resíduo estudado, observou-se que as parcelas que
receberam vinhaça proporcionaram os maiores teores de Nitrogênio Total
independentemente da parte analisada. Enquanto o efeito residual do lodo de
esgoto foi inferior ao da vinhaça. Isso se evidencia pelos resultados encontrados
na medida em que a maior participação do lodo na fertilização promovem os
menores acúmulos do elemento.
A superioridade dos resultados obtidos com aplicação de vinhaça pode ser
conseqüência da alta percentagem de água contida na mesma. Assim o aumento
proporcionado na umidade do solo resultaria nas condições ideais e necessárias
para o crescimento do sistema radicular.
Tabela 2 - Nitrogênio Total em caldo de cana-de-açúcar de 5º corte (mg
100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de
aplicação e doses empregadas nos quatro primeiros anos de
cultivo, Valores médios obtidos e resumo da análise estatística.
Fatores Colmo
Resíduo ( R ) Terço superior Terço médio Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 58,35 b 50,23 b 50,51 b
Vinhaça (V) 73,08 a 69,13 a 69,30 a
L + V 55,85 b 52,75 b 55,35 b
Teste F 16,14 ** 13,23 ** 11,36 **
Dms (5%) 8,18 9,96 10,21
Modo de aplicação ( M )
Linha 61,76 a 57,33 a 58,83 a
Área total 63,10 a 57,41 a 57,95 a
Teste F 0,25 ns 0,00 ns 0,07 ns
Dms (5%) 5,53 6,73 6,90
Dose ( D )
100% 54,94 b 50,71 b 52,56 b
200% 69,91 a 64,04 a 64,21 a
Teste F 31,27 ** 16,72 ** 12,17 **
Dms (5%) 5,53 6,73 6,90
Interações
R X M 0,28 ns 0,02 ns 1,79 ns
R X D 1,70 ns 0,76 ns 1,42 ns
M X D 0,67 ns 0,18 ns 1,02 ns
R X M X D 0,18 ns 0,76 ns 0,08 ns
Médias
Testemunha 71,09 73,88 66,76
Fatorial 62,43 57,37 58,39
Teste F 3,22 ns 7,90 ** 1,93 ns
C V (%) 12,73 16,67 16,98
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** significativo a 1 % de probabilidade; ns – não significativo; CV (%) –
coeficiente de variação.
A relação entre a disponibilidade de água como fator para promover
aumento da taxa de crescimento de sistema radicular da cana-de-açúcar é
abordado por HUMBERT (1968). DILLEWIJN (1952) citado por VASCONCELOS
(1998).
Outro aspecto que pode ter interferido no crescimento radicular é a
disponibilidade de nutrientes. Nesse sentido, existem elementos cujo aumento de
disponibilidade promove aumento no crescimento das raízes. Um exemplo é o
fósforo e o potássio que esta presente na composição da vinhaça. segundo
(SILVA, 1992). Existe um efeito intenso do potássio no comprimento do sistema
radicular.
Observa-se pelos resultados obtidos, que o efeito resultante dos fatores
interferentes ocorre no sentido de aumentar o sistema radicular potencializado o
maior acúmulo de nitrogênio.
Os teores de nitrogênio total não foram influenciados pelo modo de
aplicação dos resíduos. Por outro lado, o aumento de 100% na dose dos resíduos
elevou as quantidades acumuladas de nitrogênio total em até 27,3% quando se
considera o caldo do terço superior do colmo. Esse aumento porcentual foi de
26,3% e 22,2%, respectivamente no terço médio e inferior dos colmos.
Pode-se inferir que essa semelhança em relação aos modos de aplicação
decore da velocidade lenta de degradação da matéria orgânica, que é necessária
para a disponibilidade dos nutrientes em geral. Em sendo gradual, os elementos
tornam-se disponíveis em quantidades moderadas e em momentos distintos. O
que aumenta a probabilidade de o mesmo ser absorvido pelo sistema radicular da
cultura.
Nitrogênio Amoniacal
Os teores de nitrogênio amoniacal nos caldos das diferentes partes dos
colmos, expressos em mg 100ml
-1
, (Tabela 3) demonstram, da mesma forma que
para o nitrogênio total o tipo de resíduo e a dose empregada exerceram influência.
De modo geral, os teores encontrados variam entre 14,85 e 16,60 mg
100ml
-1
nas parcelas que receberam resíduos. Para a fertilização mineral esses
teores oscilaram entre 18,53 a 21,74 mg 100ml
-1
. Entretanto próximos aos valores
encontrados por OLIVEIRA (1986), que oscilaram entre 1,12 a 35 mg 100ml
-1
.
Considerando a porcentagem que o Nitrogênio Amoniacal representa em
relação ao Nitrogênio Total, verifica-se que os resultados obtidos indicam valores
oscilando entre 32,30 e 34,82%, muito superior aos valores de 6% mencionado
por FERNELL (1924). Entretanto, quando se considera os resultados de
OLIVEIRA (1986), verifica-se que a maior proximidade, uma vez que aquele autor
encontrou valores entre 9,47 e 35,66%. De Nitrogênio Amoniacal em relação ao
nitrogênio Total. O autor encontrou 21,21 % com valores médios para a referida
relação.
Quanto aos resíduos testados, observa-se que independentemente da
parte do colmo considerada, a vinhaça proporcionou os maiores teores.
Comportamento semelhante foi observado para as doses empregadas em que o
aumento em 100% proporcionou acréscimo de até 38% nos teores de nitrogênio
amoniacal nos caldos obtidos no terço superior dos colmos. Os demais aumentos
verificados foram de 30,1% e 34,5%, respectivamente para o terço médio e inferior
do colmo.
Verifica-se ainda que apenas no terço médio dos colmos a fertilização
mineral resultou em teores de nitrogênio amoniacal superiores aos tratamentos
envolvendo os resíduos testados.
Tabela 3 - Nitrogênio Amoniacal em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg
100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação
e doses empregadas nos quatro primeiros anos de cultivo, Valores
médios obtidos e resumo da análise estatística.
Fatores Colmo
Resíduo ( R ) Terço superior Terço médio Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 15,30 b 12,71 b 12,76 b
Vinhaça (V) 20,85 a 18,74 a 18,99 a
L + V 13,65 b 13,12 b 12,79 b
Teste F 14,44 ** 9,28 ** 11,92 **
Dms (5%) 3,50 3,90 3,67
Modo de aplicação ( M )
Linha 16,19 a 14,79 a 15,01 a
Área total 17,01 a 14,92 a 14,68 a
Teste F 0,52 ns 0,01 ns 0,07 ns
Dms (5%) 2,36 2,64 2,48
Dose ( D )
100% 13,95 b 12,91 b 12,66 b
200% 19,25 a 16,80 a 17,03 a
Teste F 21,40 ** 9,27 ** 13,22 **
Dms (5%) 2,36 2,64 2,48
Interações
R
X
M 0,50 ns 0,17 ns 1,29 ns
R
X
D 0,93 ns 0,24 ns 0,42 ns
M
X
D 0,65 ns 0,04 ns 0,08 ns
R
X
M
X
D 0,05 ns 0,60 ns 0,13 ns
Médias
Testemunha 19,97 21,74 18,53
Fatorial 16,60 14,86 14,85
Teste F 2,67 ns 8,65 ** 2,89 ns
C V (%) 20,37 24,90 23,82
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** significativo a 1 % de probabilidade; ns – não significativo; CV (%) –
coeficiente de variação.
Nitrogênio Não Protéico
Os teores de nitrogênio não protéico no caldo extraído de diferentes partes
de colmo de cana, expresso em mg 100ml
-1
(Tabela 4) ressaltam comportamento
semelhante aos observados para o nitrogênio total e amoniacal. Assim, como nas
demais formas de nitrogênio discutidas, a vinhaça e o aumento da dose de
resíduo em 100% resultaram em aumento expressivo de nitrogênio não protéico
no caldo e todas as partes estudadas. Ao mesmo tempo, o modo de aplicação dos
resíduos não exerceu influências. De forma geral, os teores de nitrogênio não
protéico encontrados nas parcelas fertilizadas com os resíduos estudados nas
suas diferentes combinações variaram de 27,20 a 46,74 mg 100ml
-1
.
A comparação dos tratamentos com a da fertilização mineral indica que o
tratamento testemunha apresentou teores maiores na base e no terço médio dos
colmos. Os teores médios encontrados nessas partes foram 40,74 e 46,67 mg
100ml
-1
. Esses valores são próximos ao limites máximos encontrados por
OLIVEIRA (1986), cujo intervalo foi de 3,08 e 44,38 mg 100ml
-1
.
Em relação ao nitrogênio total, os tratamentos que receberam resíduos
apresentaram valores entre 47,41 a 74,87 %. Na testemunha os valores oscilaram
entre 71 e 74%.
Vale ressaltar que em comparação ao trabalho de OLIVEIRA (1986), nesse
caso a fração Não Protéica foi mais significante, uma vez que aquele autor relata
valores entre 20,41 e 44,71%.
Além disso, quanto maior a porcentagem da fração Não Protéica é de se
esperar melhor qualidade de caldo tanto para a fabricação de açúcar quanto de
álcool. Uma vez que as proteínas contribuem para a menor qualidade do açúcar e
não são assimiladas pelas leveduras alcoólicas (MARQUES, 2001).
Tabela 4 - Nitrogênio Não Protéico em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte
(mg 100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de
aplicação e doses empregadas nos quatro primeiros anos de
cultivo, Valores médios obtidos e resumo da análise estatística.
Fatores Colmo
Resíduo ( R ) Terço superior Terço médio Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 34,95 b 29,62 b 28,63 b
Vinhaça (V) 46,74 a 41,16 a 38,76 a
L + V 29,41 b 28,32 b 27,20 b
Teste F 21,17 ** 10,79 ** 9,73 **
Dms (5%) 6,79 7,59 7,13
Modo de aplicação ( M )
Linha 36,89 a 33,06 a 31,54 a
Área total 37,17 a 33,01 a 31,52 a
Teste F 0,02 ns 0,00 ns 0,00 ns
Dms (5%) 4,59 5,13 4,82
Dose ( D )
100% 30,86 b 28,87 b 28,55 b
200% 43,20 a 37,19 a 34,51 a
Teste F 30,90 ** 11,22 ** 6,51 *
Dms (5%) 4,59 5,13 4,82
Interações
R
X
M 1,03 ns 0,01 ns 2,77 ns
R
X
D 1,20 ns 0,41 ns 2,00 ns
M
X
D 1,87 ns 0,00 ns 0,01 ns
R
X
M
X
D 0,83 ns 0,21 ns 1,99 ns
Médias
Testemunha 42,94 46,67 40,74
Fatorial 37,03 33,03 31,53
Teste F 2,18 ns 9,28 ** 4,79 *
C V (%) 17,78 21,86 21,71
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** significativo a 1 % de probabilidade; * significativo a 5 % de probabilidade; ns
– não significativo; CV (%) – coeficiente de variação.
Nitrogênio Amínico
Os teores de Nitrogênio Amínico no caldo extraído das diferentes partes
dos colmos, expresso em mg 100ml
-1
, (Tabela 5) repetem os mesmos
comportamentos encontrados nas demais frações de Nitrogênio, ou seja, a
vinhaça e a maior dose dos resíduos resultaram em maiores teores. De modo
geral os teores encontrados no caldo do terço médio de colmos que receberam a
fertilização mineral foram superiores àqueles encontrados as parcelas que
componham o esquema fatorial.
Os teores calculados nesse trabalho variam de 15,88 a 25,07 mg 100ml
-1
,
estando acima dos valores de OLIVEIRA (1986), os quais variaram entre 0,00 e
11,48 mg 100ml
-1
. Em relação ao Nitrogênio Total, essa fração representa entre
27,68 a 40,16 %, superior ao intervalo dos resultados de OLIVEIRA (1986), ou
seja, de 0,00 a 15,39 %.
Verifica-se, ainda, que o teor de Nitrogênio Amínico entre os diferentes
tipos de resíduos estudados variou conforme a dose empregada. Assim, apenas
na dose 100% o uso de vinhaça ocasionou os maiores teores (Tabela 6).
Em relação ao processo de industrialização da cana, a fração Nitrogenada
Amínico, pelo menos em parte, pode ser útil quando se trata da produção de
álcool, pois as leveduras conseguem assimilar até tri peptídeos. Contudo neste
mesmo processo os aminoácidos, especialmente nas fases finais da fermentação
alcoólica podem dar origem aos álcoois superiores, os quais podem acompanhar
os álcoois etílicos, contribuindo para sua menor qualidade REALIN (1973) e
GOLDEMBERG & MACEDO (1994).
No processo de fabricação de açúcar os aminoácidos presentes podem
reagir com os açúcares redutores presentes desencadeando reações em cadeia
cujo coletivo denomina-se “reação de Maillard” que, dentre outros efeitos,
viabilizam a formação de compostos escuros que também contribuem para
diminuir a qualidade do açúcar (BAIKOW, 1982).
Tabela 5 - Nitrogênio Amínico em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg
100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de
aplicação e doses empregadas nos quatro primeiros anos de
cultivo, Valores médios obtidos e resumo da análise estatística.
Fatores Colmo
Resíduo ( R ) Terço superior Terço médio Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 19,68 b 16,91 b 15,88 b
Vinhaça (V) 25,07 a 22,67 a 19,76 a
L + V 17,42 b 16,03 b 16,74 ab
Teste F 17,52 ** 11,96 ** 3,57 *
Dms (5%) 3,31 3,68 3,81
Modo de aplicação ( M )
Linha 20,13 a 18,26 a 18,08 a
Área total 21,32 a 18,81 a 16,84 a
Teste F 1,21 ns 0,20 ns 0,99 ns
Dms (5%) 2,24 2,49 2,57
Dose ( D )
100% 17,84 b 16,13 b 15,89 b
200% 23,60 a 20,94 a 19,03 a
Teste F 28,24 ** 15,98 ** 6,35 *
Dms (5%) 2,24 2,49 2,57
Interações
R
X
M 1,66 ns 0,04 ns 0,84 ns
R
X
D 2,12 ns 0,76 ns 3,90 *
M
X
D 1,42 ns 0,00 ns 0,65 ns
R
X
M
X
D 1,01 ns 0,51 ns 1,41 ns
Médias
Testemunha 22,97 24,93 22,21
Fatorial 20,72 18,54 17,46
Teste F 1,33 ns 8,69 ** 4,47 ns
C V (%) 15,57 18,97 20,97
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** significativo a 1 % de probabilidade; * significativo a 5 % de probabilidade; ns
– não significativo; CV (%) – coeficiente de variação.
Tabela 6 - Nitrogênio Amínico em caldo do terço inferior de colmos de
cana-de-açúcar, (mg 100ml
-1
), em função dos resíduos e doses
empregadas. Valores médios obtidos e resumo da análise
estatística.
Dose (% )
Resíduo
100 200
Teste F
Lodo de esgoto ( L ) 12,28 Ab 19,47 A a 11,11 **
Vinhaça ( V ) 20,41 Aa 19,11 Aa 0,36 ns
L + V 14,98 Ab 18,51 Aa 2,67 ns
Teste F 7,37 ** 0,10 ns
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 %
de probabilidade; letras maiúsculas comparação na horizontal; letras minúsculas
comparação na vertical; ** diferença significativa a 1 % de probabilidade; ns – não
significativo.
Nitrogênio Protéico
Verifica-se na Tabela 7, que os teores de nitrogênio protéico no caldo foram
influenciados pelo tipo de resíduos empregados quando se tratava de caldo
oriundo do terço médio ou inferior do colmo. Nessas partes a participação da
vinhaça foi preponderante no estabelecimento dos maiores teores.
Em relação às doses empregadas, apenas no terço médio o uso da maior
dose proporcionou maiores teores de proteínas nos caldos. De maneira geral, a
aplicação dos resíduos em suas diferentes combinações, não influenciou os teores
de nitrogênio protéico em relação à fertilização mineral.
Em media, os valores encontrados variaram de 21,68 a 30,54 mg 100ml
-1
.
esses valores são próximos aos 33 mg 100ml
-1
apresentados por FORT e
MCKALG (1939) e 7,07 a 29,96 mg 100ml
-1
apresentados por OLIVEIRA (1986).
Tabela 7 - Nitrogênio Protéico em caldo da cana-de-açúcar de 5º corte (mg
100ml
-1
), em função do tipo de resíduo aplicado, modo de
aplicação e doses empregadas nos quatro primeiros anos de
cultivo, Valores médios obtidos e resumo da análise estatística.
Fatores Colmo
Resíduo ( R ) Terço superior Terço médio Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 21,73 a 20,61 b 21,88 b
Vinhaça (V) 25,88 a 27,73 a 30,54 a
L + V 24,78 a 23,59 ab 25,82 ab
Teste F 2,08 ns 8,31 ** 5,15 *
Dms (5%) 5,27 4,38 6,74
Modo de aplicação ( M )
Linha 24,59 a 24,28 a 25,42 a
Área total 23,68 a 23,68 a 26,42 a
Teste F 0,28 ns 0,18 ns 0,10 ns
Dms (5%) 3,56 2,96 4,56
Dose ( D )
100% 25,36 a 21,68 b 24,01 a
200% 25,91 a 26,28 a 28 15 a
Teste F 2,02 ns 10,42 ** 3,53 ns
Dms (5%) 3,56 2,96 4,56
Interações
R
X
M 0,55 ns 0,00 ns 0,10 ns
R
X
D 0,46 ns 2,12 ns 0,85 ns
M
X
D 0,18 ns 0,56 ns 0,85 ns
R
X
M
X
D 0,23 ns 0,64 ns 0,29 ns
Médias
Testemunha 28,14 27,21 26,02
Fatorial 24,13 23,98 26,08
Teste F 1,67 ns 1,57 ns 0,00 ns
C V (%) 21,15 17,73 25,38
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** significativo a 1 % de probabilidade; * significativo a 5 % de probabilidade; ns
– não significativo; CV (%) – coeficiente de variação.
A proteína presente no caldo pode ser considerada material inerte quando
se trata da fabricação de álcool. Porém, na fabricação de açúcar eles fazem parte
das impurezas coloidais que podem ser removidas do caldo, proporcionando
açúcar de melhor qualidade (MARQUES, 2001).
2.5. CONCLUSÕES
Os resíduos testados e as doses aplicadas, influenciaram os teores das
diferentes frações de Nitrogênio no caldo.
A vinhaça e a maior dose empregada resultaram em maiores teores das
frações nitrogenadas em geral. A maior dose empregada promoveu aumento do
teor protéico apenas no terço médio do colmo.
Entre as frações Nitrogenadas estudadas, apenas o Nitrogênio Aminico foi
superior aos encontrados na literatura.
2.6. REFERÊNCIAS
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ESTADO DE SÃO PAULO. 5° geração de variedades. Piracicaba, 1995. p.16-23.
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VASCONSELOS, A. C. M. Comportamento de clones IAC e variedades de
cana-de-açúcar (Saccharum spp.) nas condições adafoclimáticas da região
do vale do Paranapanema. 2003. 108f. Dissertação (Mestrado em Produção
Vegetal) – Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinária, Universidade Estadual
Paulista, Jaboticabal.
CAPITULO 3 - DISTRIBUIÇÕES DE NITROGÊNIO EM CANA-DE-AÇÚCAR
CULTIVADA EM SOLO ACRESCIDO DE LODO DE ESGOTO SANITÁRIO E
VINHAÇA
3.1. RESUMO
O trabalho objetivou avaliar os efeitos de lodo de esgoto e vinhaça em
cana-de-açúcar, cultivar SP 81 – 3250, quanto à distribuição de Nitrogênio. O
delineamento experimental foi em blocos casualizados com 13 tratamentos e 3
repetições, Analisados em esquema Fatorial 3 x 2 x 2 mais um tratamento
adicional. Os tratamentos testados são resultantes de três combinações de dois
tipos de resíduos (lodo de esgoto; vinhaça; lodo de esgoto + vinhaça) com dois
modos de aplicação (ao lado da linha de cana e em área total) e com duas doses
(100 e 200 %) e mais um tratamento testemunha adicional. Foram determinadas
as porcentagens de nitrogênio nas folhas, palmitos e nos colmos. Os fatores de
variação testados (tipo de resíduo, modo de aplicação e doses) não promoveram
alterações no teor de nitrogênio nas folhas, palmito e no terço superior dos
colmos. No terço médio dos colmos a vinhaça apresentou maior teor. Com o uso
de dobro da dose a maior porcentagem de nitrogênio são encontrados no terço
médio e inferior do colmo da cana-de-açúcar. Os resíduos, não apresentaram
diferença com a testemunha, demonstrando que podem substituir a fertilização
mineral, sem alterar a porcentagem de nitrogênio na cana-de-açúcar.
Palavras-chave: nutriente, resíduos, reuso agrícola
3.2. INTRODUÇÃO
O lodo de esgoto pode ser definido como material sólido, constituído,
basicamente, de matéria orgânica, elementos nutrientes de plantas e metais
pesados, além de microrganismos patogênicos ou não, sendo obtido em Estação
de Tratamento de Esgotos – ETES (MARQUES, 1990).
Dentre os vários destinos que pode ser atribuído a esse material, o uso na
agricultura se apresenta em destaque pelo fato desse material contribui para a
melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Considerada
uma adequada fonte de Nitrogênio para as culturas, MELO et al. (2001).
Estudo nesse sentido foi conduzido por FRANCO (2003), o qual estudou o
lodo de esgoto como fonte de nitrogênio para a cultura da cana-de-açúcar. O
mesmo conclui que a aplicação do lodo em dois ciclos da cultura proporcionou
resultados comparáveis a fertilização mineral.
A vinhaça constitui-se no principal efluente das destilarias de álcool. Em
sua composição a água é a fração predominante. Entre os sólidos destacam-se
frações orgânicas e elementos nutrientes de plantas, sendo que o potássio
represente em torno de 21% dos elementos presentes (MARQUES, 2006).
O uso da vinhaça na agricultura, especialmente na fertirrigação de áreas
cultivadas co cana é pratica comum. No estado de São Paulo, 75 a 80% dos três
milhões de hectares cultivados com cana-de-açúcar são aptos a receber vinhaça
(FRONZALIA, 2007).
Dessa forma, a proposta deste trabalho objetivou avaliar os efeitos de lodo
de esgoto e vinhaça em cana-de-açúcar, cultivar SP 81–3250, quanto à
distribuição de Nitrogênio.
3.3. MATERIAL E MÉTODOS
Localização
O projeto foi instalado no município de Pontal, Estado de São Paulo, em
propriedade da Destilaria Santa Inês, localizada na Rodovia Sertãozinho-Pontal
(SP 322), ocupando área de aproximadamente 0,5 ha.
O experimento foi instalado no dia 7 de abril de 2000. Para o preparo da
área experimental, foram realizadas duas arações e uma gradagem, seguindo-se
a abertura dos sulcos de plantio. O lodo de esgoto e a vinhaça foram distribuídos
no interior do sulco de plantio ou em área total (em conformidade com o
tratamento previamente estabelecido) e na seqüência, procedeu-se o plantio e o
recobrimento dos toletes com terra.
O solo da área experimental é um LATOSSOLO VERMELHO-
Eutroférrico, cuja análise química resultou em seguintes valores: pH (CaCl2) =
5,0; M. O. (g dm
-3
) = 25; P resina = 20 (g dm
-3
); K = 1,2; Ca = 20; Mg = 6 e H +Al =
28, expressos em mmol
c
dm
-3
.
Variedade da cana utilizada
A variedade utilizada foi a SP 81 – 3250 que apresenta como característica
período útil de industrialização médio, ótima brotação de soqueira, alto teor de
fibra e de sacarose, COPERSUCAR (1995). De acordo com NUNES JUNIOR et.
al (2004), essa variedade foi a mais cultivada no Estado de São Paulo na safra
2003/2004, representando 14,23% do total da cana colhida. Considerando a
região centro-sul, a mesma também foi a mais cultivada, com 11,38% na safra
2003/2004.
Lodo de esgoto e Vinhaça
O lodo de esgoto foi obtido junto à SABESP (Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo) – Estação de Tratamento de Esgotos de Franca –
SP.
A vinhaça empregada foi proveniente da destilação de vinho resultante da
fermentação do mosto de caldo na Destilaria Santa Inês Ltda, localizada no
município de Pontal, SP. As composições químicas parciais do lodo de esgoto
(base seca) e da vinhaça aplicados nos quatros primeiros ciclo da cultura, são
aprentados na Tabela 1.
Tabela 2 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.
Residuo/ciclo N P K Ca Mg
Mn Fe Cu Zn
Lodo de
esgoto
g kg
-1
mg kg
-1
1º ANO 79,5 10,6 0,63 -- --
400 26391 225 1000
2º ANO 52 3,4 1,96 4,3 0,6
98 29350 380 658
3º ANO 39,8 6,8 0,5 0,5 0
723 60900 110,7 416,7
4º ANO 52 3,4 0,6 4,3 0,6
676 61033 117 393,3
Vinhaça kg m
-3
mg L
-1
1º ANO 0,39 0,06 4,08 2,6 0,2
4,5 59,89 0,17 0,82
2º ANO 0,3 0,09 3,83 2,7 0,2
4,2 63,42 0,12 0,76
3º ANO 0,36 0,34 1,05 1,1 0,3
7,4 69,75 1,12 2,65
4º ANO 0,4 0,01 0,85 1,2 0,4
8,6 75,25 2,05 4,47
Tratamentos e delineamento experimental
Os tratamentos testados foram resultantes de dois tipos de resíduos: Lodo
de Esgoto e Vinhaça e a combinação de Lodo de Esgoto + Vinhaça, com dois
modos de aplicação (no sulco de plantio e em área total) e com duas doses (Lodo
de Esgoto fornecendo 100 e 200 % do nitrogênio necessário para a cultura da
cana; vinhaça fornecendo 100 e 200% do potássio). Lodo de Esgoto + Vinhaça
fornecendo 100 e 200% de N e K. ressalta-se que o Lodo de Esgoto é fonte de
nitrogênio e a Vinhaça fonte de potássio. O tratamento testemunha, as parcelas
receberam fertilizantes minerais por cinco anos consecutivos de acordo com as
recomendações constantes do Boletim 100 do IAC, (1997) para o Estado de São
Paulo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados e em esquema
Fatorial 3x2x2, mais um tratamento testemunha adicional, sendo todos com três
repetições, totalizando 39 parcelas.
Cada parcela experimental constitui-se de cinco linhas de cana espaçadas
de 1,50m entre si e com 10 metros de comprimento e área total de 75m
2
. Por
ocasião da amostragem, procedeu-se ao descarte de 1 metro de cada uma das
extremidades das parcelas e da primeira e quinta linha de cana, coletando-se as
amostras nas três linhas centrais.
Amostragem
Em 25/08/2005 foram feitas coletas de 10 plantas de cada parcela
experimental, os quais foram encaminhados para o laboratório de Tecnologia da
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – Campus de Jaboticabal. Na
seqüência essas plantas de cada parcela foram divididas em folhas palmito e
colmo. Os colmos foram subdivididos em 3 partes: terço inferior, terço médio e
terço superior.
Cada uma dessas partes foi desintegrada, homogeneizadas e submetida à
secagem na estufa. Desse material seco, foi retirada amostra para a determinação
da porcentagem de nitrogênio, em diferentes partes da cana-de-açúcar, de acordo
com a metodologia proposta por BAYLEY (1967).
3.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Nitrogênio nas folhas
As comparações dos diferentes tipos de resíduos, modo de aplicação e
doses, quanto à porcentagem de nitrogênio nas folhas da cana não apresentaram
diferença estatística entre as médias consideradas (Tabela 2).
De modo geral, os teores de Nitrogênio nas folhas variaram de 1,07 a 1,12
% esses valores são superiores em 0,8% aqueles mencionados por WIGGINS
(1969) como o teor mais freqüente nas folhas de cana. Segundo HUMBERT
(1968) 0,2% se constitui no valor limite abaixo do quais as plantas podem
apresentar sintomas de deficiência do elemento. Por outro lado, MARQUES et al.
(2001), mencionaram para a cana planta, que os teores de nitrogênio nas folhas
variaram de 1,50 a 2,70 % considerando médias de vários países para folha +3
em cana planta com quatro meses de idade.
Nitrogênio no palmito
Os valores médios obtidos para os tratamentos, que receberam resíduos
variaram de 2,29 a 2,56 % de nitrogênio no palmito (Tabela 2). Vale ressaltar que,
quando maior for à porcentagem de N no palmito, menor será a porcentagem de N
nos colmos e vice-versa.
Em comparação aos trabalhos encontrados na literatura os valores são
superiores aos encontrados por MARQUES (1996), 0,6 a 0,77% e aos de GAVA et
al (2003) 1,0 a 1,08%, que se refere a mistura de folhas verdes, ponteio e
cartucho.
Tabela 2 - Porcentagem de nitrogênio em diferentes partes da cana-de-açúcar (5º
corte) em função do tipo de resíduo aplicado, modo de aplicação e
doses empregadas nos quatro primeiros anos de cultivo, valores médios
obtidos e resumo da analise estatística.
Colmo ( % )
Resíduo ( R ) Folha Palmito
Terço superior
Terço médio
Terço inferior
Lodo de esgoto (L) 1,10 a 2,56 a 0,44 a 0,29 ab 0,30 a
Vinhaça (V) 1,12 a 2,29 a 0,46 a 0,33 a 0,32 a
L + V 1,07 a 2,47 a 0,42 a 0,28 b 0,29 a
Teste F 0,26 ns 0,37 ns 0,50 ns 4,41 * 0,98 ns
Dms (5%) 0,18 0,78 0,12 0,04 0,04
Modo de aplicação (M)
Linha 1,12 a 2,56 a 0,41 a 0,29 ab 0,29 a
Área total 1,07 a 2,32 a 0,48 a 0,31 a 0,31 a
Teste F 0,56 ns 0,84 ns 3,17 ns 2,73 ns 1,11 ns
Dms (5%) 0,12 0,53 0,08 0,03 0,03
Dose ( D )
100% 1,08 a 2,51 a 0,43 a 0,27 b 0,29 b
200% 1,11 a 2,37 a 0,46 a 0,32 a 0,32 a
Teste F 0,33 ns 0,27 ns 0,95 ns 11,17 ** 4,44 *
Dms (5%) 0,12 0,53 0,08 0,03 0,03
Interações
R
X
M 0,46 ns 0,05 ns 0,07 ns 0,70 ns 1,60 ns
R
X
D 1,34 ns 0,17 ns 0,66 ns 0,72 ns 1,35 ns
M
X
D 3,91 ns 0,00 ns 0,10 ns 0,39 ns 5,70 *
R
X
M
X
D 0,02 ns 0,02 ns 0,02 ns 0,82 ns 1,40 ns
Médias
Testemunha 1,1 2,44 0,44 0,3 0,3
Fatorial 1,15 2,17 0,51 0,34 0,32
Teste F 0,26 ns 0,34 ns 0,81 ns 1,95 ns 0,32 ns
C V (%) 16,02 31,63 25,86 15,05 15,6
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível de 5 % de
probabilidade; ** diferença significativa a 1 % de probabilidade; * diferença significativa a 5 % de
probabilidade; ns – não significativo; CV (%) – coeficiente de variação.
Verifica-se, ainda, que o modo de aplicação e as doses dos resíduos, não
interferem de forma significativa na porcentagem de nitrogênio nos palmitos.
Quanto à comparação das doses empregadas, a não ocorrência de diferença
entre ambas, permite a interferência de que a menor dose (100%) proporciona
maior porcentagem de nitrogênio nos palmitos da cana-de-açúcar.
Nitrogênio nas diferentes partes do colmo
No terço superior dos colmos, nenhum dos resíduos analisados
apresentaram diferença significativa quanto aos teores de porcentagem de
nitrogênio. Os valores médios encontrados variaram entre 0,42 a 0,44 (Tabela 2).
Confrontando esses resultados com a literatura, verifica-se que os mesmo
se enquadram no intervalo de 0,25 a 6,0 % proposto por HUMBERT (1984),
considerado normais para a cultura da cana-de-açúcar. Porém, superiores a 0,083
% recomendado por COLETI (2006).
Em relação ao modo de aplicação, verifica-se que este segue o mesmo
comportamento dos teores de nitrogênio nas folhas e nos palmito.
Verifica-se que o uso da dose recomendada em dobro não apresentou
diferença significativa na análise estatística no terço superior do colmo.
Os teores de nitrogênio no terço médio dos colmos, quanto aos resíduos
utilizados, O maior valor foi com o emprego de vinhaça (0,33%), seguida de lodo
(0,29%) e lodo + vinhaça (0,28%). Sendo o maior valor diferente do menor, ou
seja, a vinhaça supera a dos dois resíduos no que se refere ao teor de nitrogênio
na porção média do colmo.
Aos valores encontrados são superiores aos de MARQUES (1996), 0,16 a
0,22 %, e próximo aos de GAVA et al (2003), que variaram entre 0,29 a 0,32%.
A forma de aplicação destes resíduos verifica-se que a aplicação na linha
ou em área total, não interfere de forma distinta na porcentagem de nitrogênio no
terço médio do colmo.
Quanto à dose o teste foi significativo ao nível de 1% de probabilidade,
indicando que o dobro da dose recomendada (200%) no terço médio do colmo,
possui efeito com grau de confiança superior a 95% na porcentagem de nitrogênio
no colmo.
No terço inferior, nenhum dos resíduos testados nem o modo de aplicação
apresentam diferença significativa em relação aos teores de nitrogênio. Os valores
médios encontrados variam entre 0,29 a 0,32 %. Esses resultados são
concordantes com os mencionados por HUMBERT (1984) e GAVA et al. (2003).
Considerando apenas a base de colmo, os resultados obtidos variam de
0,29 % (dose 100%) e 0,32% (dose 200%), sendo que a diferença encontrada é
significativa do ponto de vista estatístico.
A comparação entre os tratamentos do esquema fatorial e a testemunha,
indica a inexistência de diferença entre ambas. Isso demonstra que, os
tratamentos estudados podem substituir a adubação mineral sem alterar a
porcentagem de nitrogênio na matéria prima.
Tabela 3
-
Teor de nitrogênio total no terço inferior da cana-de-
açúcar, em função do desdobramento da interação entre
modo de aplicação e doses, valores médios obtidos e
resumo da analise estatística.
Dose (% )
Modo de aplicação
100 200
Teste F
Linha 0,30 Aa 0,29 Ab 0,05 ns
Area total 0,28 Aa 0,35 Aa 10,09 **
teste F 0,89 ns 5,92 *
Médias seguidas de letras iguais não diferem entre si, pelo teste Tukey, ao nível
de 5 % de probabilidade; letras maiúsculas comparação na horizontal; letras
minúsculas comparação na vertical; ** diferença significativa a 1 % de
probabilidade; * diferença significativa a 5 % de probabilidade ns – não
significativo.
O modo de aplicação quando se adota a dose 200 % resulta em maior
efeito da aplicação em área total (Tabela 3). O mesmo com aplicação dos
resíduos na área total.
Uma possível explicação para esses resultados é que a distribuição
uniforme dos resíduos nas superfícies das parcelas resultaria em maiores teores
residuais de nutrientes e matéria orgânica no solo em decorrência do menor
aproveitamento desses pelo sistema radicular da cana. Assim, pode se inferir que,
para esse quinto ciclo da cultura, maior aporte de nutrientes se fez presente no
solo, viabilizando a maior absorção e acúmulo do elemento nos tecidos da planta.
3.4. CONCLUSÕES
Os resíduos utilizados, os modos de aplicação e as doses testadas, após
quatro aplicações anuais e cultivo sucessivos da cana-de-açúcar, não
proporcionaram alterações na porcentagem de nitrogênio nas folhas, palmito e
terço inferior dos colmos.
No terço médio dos colmos, a aplicação de vinhaça resultou em maior
porcentagem de nitrogênio. Entretanto, o uso da dose em dobro proporcionou
maior porcentagem de nitrogênio no terço médio e inferior do colmo.
Os resíduos, não apresentaram diferença em relação à testemunha,
demonstrando que podem substituir a fertilização mineral.
3.5. REFERÊNCIAS
BAYLEY, J.L. Techniques in protein chemistry. Amsterdam: Elsevier, 1967.
406p.
COLETI, J. T.; CASAGRANDE, J. C.; STUPIELLO, J. J.; RIBEIRO, L. D.;
OLIVEIRA, G. R. Remoção de macronutrientes pela cana-planta e cana-soca, em
argissolos, variedades RB835486 eSP81-3250. Stab – açúcar, álcool e
subproduto. Piracicaba, v 24, n. 5, p32-36 2006.
COOPERATIVA DOS PRODUTORES DE CANA, AÇÚCAR E ÁLCOOL DO
ESTADO DE SÃO PAULO. 5° geração de variedades. Piracicaba, 1995. p.16-23.
(Boletim Técnico).
FRANCO, A. Cana-de-açúcar cultivada em solo adubado com lodo de esgoto
e vinhaça: nitrogênio no sistema solo planta, produtividade e características
tecnológicas. 2003. 90f Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal) – Faculdade
de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal.
FRONZALIA, T. Cana-de-açúcar: expansão alarmante, Instituto de Economia
Agrícola, 2007. Disponível em:
<http://www.iea.sp.gov.br/out/verTexto.php?codTexto=8905> Acesso em: 2 abr.
2007.
GAVA, G. J. C.; TRIVELIN, P. C. O.; VITTI, A. C.; OLIVEIRA, M. W. Recuperação
do nitrogênio (
15
N) da uréia e da palhada por soqueira de cana-de-açúcar
(Saccharum spp). Revista Brasileira de Ciência do Solo. P.621-630, 2003.
HUMBERT, R. T. the growing of sugar cane. Amsterdam: Elsevier, 1968. 779p.
HUMBERT, R. P; El cultivo de la caña de azucar 6. ed, México: Editorial
Continental S. A., 1984. 719p.
MARQUES, M, O. Incorporação de lodo de esgoto em solo cultivado com
cana-de-açúcar. 1996. 111f. Tese (livre-docência) – Faculdade de Ciências
Agrárias e Veterinária, Universidade Estadual Paulista, Jaboticabal.
MARQUES, M. O. Aspectos técnicos e legais da produção, transporte e aplicação
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M. (Org.). Atualização em produção de cana-de-açúcar. Piracicaba: editora.
2006. p. 369-375.
MARQUES, M. O. Efeitos da aplicação do lodo de esgoto na produtividade e
qualidade da cana–de–açúcar. 1990. 164 f. Tese (Doutorado em Agronomia) –
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo,
Piracicaba.
MARQUES, M. O.; MARQUES, T. A.; TASSO JÚNIOR, L. C. Tecnologia do
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MELO, W. J.; MARQUES, M. O.; MELO, V. P. O uso agrícola do biossólido e as
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Indicadores agrícola do setor sucro alcooleiro: safra 2003/04. Ribeirão Preto:
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Campinas: Instituto Agronômico, 1997. p. 237 – 239. (Boletim Técnico, 100).
WIGGINS, L. F. No-azucares nitrogenadas (los aminoácidos e las proteínas). In: HONIG,
P. (ed). Princípios de la tecnología azucareira. México, editora continental, 1969. v. 1,
p.155-172.
CAPITULO 4 - EFEITOS RESIDUAIS DE QUATRO APLICAÇÕES ANUAIS DE
LODO DE ESGOTO E VINHAÇA NA QUALIDADE DA CANA-DE-AÇÚCAR
4.1. RESUMO
O trabalho objetivou avaliar os efeitos de lodo de esgoto e vinhaça em
cana-de-açúcar, cultivar SP 81 – 3250, quanto à qualidade Tecnológica da cana.
O delineamento experimental foi em blocos casualizados com 13 tratamentos e 3
repetições, Analisados em esquema Fatorial 3 x 2 x 2 mais um tratamento
adicional. Os tratamentos testados são resultantes de três combinações de dois
tipos de resíduos (lodo de esgoto; vinhaça; lodo de esgoto + vinhaça) com dois
modos de aplicação (ao lado da linha de cana e em área total) e com duas doses
(100 e 200 %) e mais um tratamento testemunha adicional. O delineamento
experimental foi em bloco casualizado com três repetições totalizando 39 parcelas.
As variáveis analisadas foram: Brix % CE, Pol % CE, Fibra % cana, Pureza %, pol
% cana, AR % cana, ART % cana e ATR (kg t
-1
). Os fatores de variação testados
(tipo de resíduo, modo de aplicação e doses) não promoveram alterações na
qualidade e valorização da cana-de-açúcar, portanto, tem grande potencial para
substituir a fertilização mineral.
Palavras-chave: matéria prima, resíduos, reuso agrícola
4.2. INTRODUÇÃO
O crescimento populacional e a conseqüente demanda, por bens de
consumo, assim como o aumento do desenvolvimento industrial geram,
principalmente nas regiões metropolitanas, águas residuais e resíduos sólidos
(lixos em geral) em quantidades vultuosas (FRANCO, 2003).
De acordo com MARQUES (1990), o lodo de esgoto, pode ser definido
como material sólido, constituído, basicamente, de matéria orgânica, elementos
nutrientes de plantas e metais pesados, além de microrganismos patogênicos ou
não, obtido em Estações de Tratamento de Esgotos (ETES).
No caso das águas servidas municipais (esgotos) os processos industriais,
empregados para o seu tratamento, originam um material pastoso cujos sólidos
compõem-se de matéria orgânica estável, água e frações minerais. Esse material
uma vez estabilizada, higienizado e seco, denomina-se biossólido (MARQUES et
al 2002). Sua composição depende do material que lhe deu origem, mas em
média, apresenta de 60 a 80% de umidade, sendo que na fração sólida têm-se
cerca de 30 a 40% de matéria orgânica além de elementos minerais nutrientes de
plantas (macro e micronutrientes), podendo ainda conter metais pesados,
compostos orgânicos complexos oriundos de produtos domiciliares e/ou industriais
e patógenos humanos (NOBILE, 2002).
Entre as possibilidades para a destinação do lodo de esgoto citam-se a
incineração, o lançamento nos oceanos (emissários submarinos) e a deposição
em aterros sanitários, mas nenhuma reúne qualidades suficientes para torná-las
mais interessantes do que o seu emprego como fertilizante e/ou condicionador de
solos agrícolas. O potencial para tanto decorre da presença de matéria orgânica e
elementos minerais (MARQUES at al., 1997). Entretanto, os patógenos humanos,
os metais pesados e a praticamente inexistência de potássio em sua composição
(COSTA et al., 2001), além da baixa disponibilidade dos nutrientes no solo são
problemas que devem ser equacionados para viabilizar a referida prática sem
poluir o ambiente e sem comprometer a produção das culturas.
A agroindústria sucroalcooleira, da mesma forma, gera resíduos
provenientes do processamento industrial da cana-de-açúcar, em quantidades que
correlacionam-se diretamente com seu porte. Destacam-se, entre as frações
geradas, a água de lavagem da cana, as cinzas de caldeira, a torta de filtro e a
vinhaça que, apesar de terem elevados potenciais poluidores, os mesmos não se
manifestam em decorrência de serem previamente tratados (água de lavagem de
cana), antes do retorno aos mananciais ou de serem reutilizados como
fertilizantes. ou condicionadores de solos, normalmente cultivados com a própria
cana. Essa reutilização é de grande interesse, pois além de dar destino aos
mesmos, torna-o útil na medida em que, por sua decomposição no solo, interfere
positivamente em seus atributos, especialmente tendo em vista o fornecimento de
nutrientes às plantas.
A vinhaça é o subproduto da fabricação do álcool que é composta em sua
maioria, de água ≅ 97%. A fração sólida constitui-se principalmente de matéria
orgânica e elementos minerais. Sendo que o K representa cerca de 21% dos
elementos presentes, e constitui-se no elemento limitante para a definição da dose
de vinhaça a ser aplicada nos solos (MARQUES, 2006).
O Brasil tem capacidade instalada para a produção de álcool da ordem de
16 bilhões de litros ao ano (UNICA, 2007), o que representa de 13 a 16 vezes
mais de vinhaça. No total, a cana-de-açúcar ocupa cerca de três milhões de
hectares no Estado de São Paulo (FRONZALIA, 2007). A maior parte desta área
(75-80%) pode perfeitamente receber vinhaça através da operação denominada
fertirrigação.
Assim, neste trabalho objetivou avaliar os efeitos de lodo de esgoto e
vinhaça em cana-de-açúcar, cultivar SP 81 – 3250, quanto à qualidade
Tecnológica da cana.
4.3. MATERIAL E MÉTODOS
Localização
O projeto foi instalado no município de Pontal, Estado de São Paulo, em
propriedade da Destilaria Santa Inês, localizada na Rodovia Sertãozinho-Pontal
(SP 322), ocupando área de aproximadamente 0,5 ha.
O experimento foi instalado no dia 7 de abril de 2000. Para o preparo da
área experimental, foram realizadas duas arações e uma gradagem, seguindo-se
a abertura dos sulcos de plantio. O lodo de esgoto e a vinhaça foram distribuídos
no interior do sulco de plantio ou em área total (em conformidade com o
tratamento previamente estabelecido) e na seqüência, procedeu-se o plantio e o
recobrimento dos toletes com terra.
O solo da área experimental é um LATOSSOLO VERMELHO-
Eutroférrico, cuja análise química resultou em seguintes valores: pH (CaCl2) =
5,0; M. O. (g dm
-3
) = 25; P resina = 20 (g dm
-3
); K = 1,2; Ca = 20; Mg = 6 e H +Al =
28, expressos em mmol
c
dm
-3
.
Variedade da cana utilizada
A variedade utilizada foi a SP 81 – 3250 que apresenta como característica
período útil de industrialização médio, ótima brotação de soqueira, alto teor de
fibra e de sacarose, COPERSUCAR (1995). De acordo com NUNES JUNIOR et.
Al. (2004), essa variedade foi a mais cultivada no Estado de São Paulo na safra
2003/2004, representando 14,23% do total da cana colhida. Considerando a
região centro-sul, a mesma também foi a mais cultivada, com 11,38% na safra
2003/2004.
Lodo de esgoto e Vinhaça
O lodo de esgoto foi obtido junto à SABESP (Companhia de Saneamento
Básico do Estado de São Paulo) – Estação de Tratamento de Esgotos de Franca –
SP.
A vinhaça empregada foi proveniente da destilação de vinho resultante da
fermentação do mosto de caldo na Destilaria Santa Inês Ltda, localizada no
município de Pontal, SP. As composições químicas parciais do lodo de esgoto
(base seca) e da vinhaça aplicados nos quatros primeiros ciclo da cultura, são
apresentados na Tabela 1.
Tabela 3 - Composições químicas parciais do lodo de esgoto e vinhaça.
Resíduo/ciclo N P K Ca Mg
Mn Fe Cu Zn
Lodo de
esgoto
g kg
-1
mg kg
-1
1º ANO 79,5 10,6 0,63 -- --
400 26391 225 1000
2º ANO 52 3,4 1,96 4,3 0,6
98 29350 380 658
3º ANO 39,8 6,8 0,5 0,5 0
723 60900 110,7 416,7
4º ANO 52 3,4 0,6 4,3 0,6
676 61033 117 393,3
Vinhaça kg m
-3
mg L
-1
1º ANO 0,39 0,06 4,08 2,6 0,2
4,5 59,89 0,17 0,82
2º ANO 0,3 0,09 3,83 2,7 0,2
4,2 63,42 0,12 0,76
3º ANO 0,36 0,34 1,05 1,1 0,3
7,4 69,75 1,12 2,65
4º ANO 0,4 0,01 0,85 1,2 0,4
8,6 75,25 2,05 4,47
Tratamentos e delineamento experimental
Os tratamentos testados foram resultantes de dois tipos de resíduos: Lodo
de Esgoto e Vinhaça e a combinação de Lodo de Esgoto + Vinhaça, com dois
modos de aplicação (no sulco de plantio e em área total) e com duas doses (Lodo
de Esgoto fornecendo 100 e 200 % do nitrogênio necessário para a cultura da
cana; vinhaça fornecendo 100 e 200% do potássio). Lodo de Esgoto + Vinhaça
fornecendo 100 e 200% de N e K. ressalta-se que o Lodo de Esgoto é fonte de
nitrogênio e a Vinhaça fonte de potássio. O tratamento testemunha, as parcelas
receberam fertilizantes minerais por cinco anos consecutivos de acordo com as
recomendações constantes do Boletim 100 do IAC, (1997) para o Estado de São
Paulo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados e em esquema
Fatorial 3x2x2, mais um tratamento testemunha adicional, todos com três
repetições, totalizando 39 parcelas.
Cada parcela experimental constitui-se de cinco linhas de cana espaçadas
de 1,50m entre si e com 10 metros de comprimento e área total de 75m
2
. Por
ocasião da amostragem, procedeu-se ao descarte de 1 metro de cada uma das
extremidades das parcelas e da primeira e quinta linha de cana, coletando-se as
amostras nas três linhas centrais.
Amostragem e variáveis analisadas
Em 25/08/2005 foram coletados 10 colmos seguidos em uma das 3 linhas
centrais das parcelas, escolhida ao acaso. Os colmos foram enfeixados e
identificados por etiquetas e encaminhados para o laboratório de pagamento de
cana da destilaria Santa Inês, onde foram analisados de acordo com a
metodologia do CONSECANA – SP (2003), com as atualizações aprovadas para o
ano de 2005. Os colmos foram desintegrados e homogeneizados.
Para cada parcela, uma amostra de 500g foi submetida à prensa hidráulica,
obtendo-se o caldo extraído e o bolo úmido. Foram determinadas as seguintes
variáveis agroindústrias: porcentagem de sólidos solúveis do caldo extraído (Brix
% CE), porcentagem de sacarose do caldo extraído (Pol % CE), e porcentagem da
fibra na cana (Fibra % cana). De posse desses resultados procedeu-se aos
cálculos da Pureza aparente, porcentagem de sacarose na cana (Pol % cana),
porcentagem de açúcares redutores na cana (AR %cana), porcentagem de
açúcares redutores totais na cana (ART % cana) e açúcar total recuperável (ATR).
4.4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Porcentagem de Sólidos Solúveis (Brix % C.E.)
De acordo com FERNANDES (2000), por consenso, admite-se o Brix % do
Caldo Extraído (C.E.) como a porcentagem de sólidos solúveis contidos em uma
solução açucarada impura, como é o caso do caldo extraído de cana-de-açúcar.
Os valores médios de Brix % caldo extraído, em função do tipo de resíduo
testado (lodo de esgoto, vinhaça e lodo de esgoto + vinhaça), oscilaram entre
21,47 a 21,55 %CE (Tabela 2). As comparações desses valores permitem nos
inferir que o tipo de resíduo, na forma em que foram empregados, não
apresentaram diferenças quanto ao acúmulo de sólidos solúveis nos caldos. Neste
trabalho, os valores encontrados estão acima dos limites mencionados, na
literatura como os mínimos necessários, para que uma cana apresente condições
de ser amostrada para a realização de uma análise tecnológica detalhada
objetivando caracterizar o seu grau de maturação. Tal valor segundo MARQUES
et al (2001) é 18º Brix, ou seja, 18% de sólidos solúveis.
Em relação ao efeito do modo de aplicação desses resíduos, as médias
encontradas, quando submetidas a análise estatística, demonstram a inexistência
de diferenças entre ambos. Dessa forma, a aplicação na linha de cana (cana-
planta) ou ao lado da linha (soqueiras) não interfere de forma diferente da
aplicação em área total, quando se trata do acúmulo de sólidos solúveis no caldo.
Em relação à dose empregada, verifica-se que embora a dose da 100 %
apresente tendência de superioridade dos valores de Brix % caldo, a análise
estatística não detecta diferença significativa entre os valores médios encontrados.
Tabela 2
- Variáveis agroindustriais da cana-de-açúcar (5º corte) em função do tipo
de resíduo aplicado, modo de aplicação e doses empregadas nos quatro
primeiros anos de cultivo, Valores médios obtidos e resumo da análise
estatística.
Fatores Brix Pol Pureza Fibra Pol AR ART ATR
Resíduo ( R ) --- % CE --- ( % ) ------------ % Cana ------------ (kg t
-1
)
Lodo de esgoto (L)
21,47 20,21 94,13 11,63 17,23 0,07 18,21 160,18
Vinhaça (V)
21,51 20,25 94,1 12,13 17,1 0,1 18,1 159,25
L + V
21,55 20,34 94,38 12,11 17,19 0,07 18,16 159,98
Teste F
0,04 ns 0,09 ns 0,23 ns 1,13 ns 0,12 ns 1,09 ns
0,08 ns 0,09 ns
Dms (5%)
0,77 0,84 1,13 0,94 0,64 0,05 0,66 5,87
Modo de aplicação (M)
Linha
21,58 20,35 94,31 12,1 17,19 0,07 18,17 159,9
Área total
21,44 20,18 94,1 11,8 17,15 0,09 18,14 159,71
Teste F
0,03 ns 0,38 ns 0,33 ns 1,04 ns 0,03 ns 0,71 ns
0,02 ns 0,01 ns
Dms (5%)
0,52 0,57 0,76 0,64 0,43 0,03 0,45 3,96
Dose ( D )
100%
21,66 20,45 94,45 12,07 17,3 0,07 18,28 160,94
200%
21,36 20,07 93,96 11,83 17,05 0,09 18,03 158,67
Teste F
1,36 ns 1,91 ns 1,17 ns 0,61 ns 1,43 ns 1,09 ns
1,33 ns 1,40 ns
Dms (5%)
0,52 0,57 0,76 0,64 0,43 0,03 0,45 3,96
Interações
R
X
M
0,89 ns 0,47 ns 0,23 ns 1,07 ns 0,27 ns 2,06 ns
0,33 ns 0,30 ns
R
X
D
1,39 ns 1,06 ns 0,51 ns 0,08 ns 1,47 ns 0,27 ns
1,45 ns 1,49 ns
M
X
D
0,81 ns 0,92 ns 0,42 ns 0,36 ns 1,75 ns 2,95 ns
1,49 ns 1,65 ns
R
X
M
X
D
0,16 ns 0,16 ns 0,04 ns 0,03 ns 0,26 ns 2,31 ns
0,18 ns 0,18 ns
Médias
Testemunha
21,53 20,11 93,38 11,45 17,18 0,13 18,21 160,26
Fatorial
21,51 20,26 94,20 11,95 17,17 0.08 18,16 159,80
Teste F
0,00 ns 0,10 ns 1,54 ns 0,82 ns 0,00 ns 2,43 ns
0,02 ns 0,02 ns
C V (%)
3,52 4,07 1,17 7,75 3,68 59,04 3,56 3,6
ns- não significativo
Porcentagem de sacarose no caldo (Pol % CE)
A comparação dos diferentes tipos de resíduos quanto ao acúmulo de
sacarose no caldo, embora não haja diferença estatística entre as médias
consideradas. Os valores médios encontrados variam entre 20,21 a 20,34 Pol %
CE (Tabela 2).
Quanto à forma de aplicação, verifica-se que as aplicações na linha de
cana ou em área total não interferem, de formas distintas na percentagem de
sacarose no caldo, Embora os valores médios encontrados expressem certa
tendência de superioridade, quando a aplicação foi realizada na linha de cana.
Em relação à dose empregada, verifica-se que, embora a dose 100 %
apresente tendência de proporcionar maiores valores de Pol % caldo, a análise
estatística não detecta diferença significativa entre os valores. Esses resultados
indicam que mesmo o uso do dobro da dose recomendada não promoveu
alterações na variável estudada, em comparação à fertilização mineral.
Os resultados representam a Pol % no caldo no momento em que a mesma
foi cortada. Se, porventura, houve efeito das fertilizações na dinâmica do acúmulo
de sacarose no caldo, esse ocorreu tanto nas parcelas que receberam lodo quanto
nas que receberam fertilizantes minerais em proporções semelhantes. Afinal
STUPIELLO et. al (1977) e SOBRAL et. al (1981), salientaram o efeito do
retardamento do acúmulo de sacarose no caldo quando se aplica no solo matéria
orgânica ou fertilizantes minerais. Isso se comprova quando se compara
tratamento testemunha com os tratamentos que compõem o esquema fatorial, não
se verifica a ocorrência de diferenças significativas.
Pureza Aparente (% caldo)
MARQUES et. al (2001), ressaltam que a pureza deve ser considerada
concomitantemente com a época de safra. Esses autores sugerem que no início
de safra, uma cana para ser industrializada deve apresentar caldo com a pureza
mínima de 80%. Por outro lado no transcorrer da safra esse valor não deve ser
inferior a 85%.
Neste trabalho os valores médios obtidos para os tratamentos envolvidos
no emprego dos diferentes fatores estudados, variam de 94,1 a 94,4. Vale ainda
ressaltar que esses valores não diferem daqueles obtidos no tratamento baseado
na fertilização mineral (Tabela 2).
Considerando o modo de aplicação dos resíduos, verifica-se que a
aplicação na linha de cana tendeu a proporcionar maiores valores de pureza.
Entretanto essa tendência não apresenta comprovação estatística.
Quanto à dose empregada, a menor delas, ou seja, a de 100% tendeu a
proporcionar maiores valores, sem que esta tendência tenha a comprovação da
análise estatística.
Em se confirmando a redução da pureza em decorrência do aumento da
dose de resíduos, essa redução pode ser conseqüência de que a maior dose
tenderia a aumentar a porcentagem de açúcares redutores.
Se essa hipótese se confirmar, as preocupações com a menor qualidade da
matéria-prima não assumiriam proporções expressiva na medida em que maiores
teores de açúcares redutores promovem benefícios no processo de fabricação de
açúcar.
Esses benefícios ocorrem em função de que os açúcares redutores
caracterizam-se por reduzir a solubilidade da sacarose na fase de cozimento do
xarope, o que resulta numa maior recuperação da sacarose na forma cristalizada.
(MARQUES, et. al, 2001).
Por outro lado, a não comprovação dessas expectativas por conta da não
predominância dos açúcares redutores sobre os sais orgânicos presentes, indica
que a maior dose de resíduos pode contribuir para uma menor qualidade da cana-
de-açúcar, especialmente quando destinada à produção de açúcar, (MEADE,
1963; CHEN & CHOU, 1993).
Porcentagem de fibra na cana (Fibra % cana)
Na cana industrial, ou seja, na cana disposta na esteira da usina, por conta
das impurezas que acompanham a matéria prima (impurezas vegetais e minerais),
os teores encontrados para fibra são maiores, ou seja, da ordem de 14-15%,
Entretanto parte desses níveis constitui-se de matéria estranha que, embora
computada como tal, não constitui a fração fibra da cana-de-açúcar, trata-se de
um erro metodológico que, para o cálculo de balanço energético da indústria, não
pode ser levado em consideração, mas quando se trata da qualidade da cana para
estabelecimento do seu valor, o mesmo é aceitável, na medida em que promove a
elevação do teor de fibra e alterar a valorização da mesma, reduzindo o valor pago
ao fornecedor.
Verifica-se que nenhum dos fatores de variação testados promove
alterações distintas na porcentagem de fibra da cana. As implicações desses
resultados têm conseqüência que variam de acordo com a abordagem realizada.
Assim, de acordo com MARQUES et. al (2001), na fase de extração, o aumento
do teor de fibra da cana resulta na maior dificuldade das moendas em extrair o
caldo contendo açúcares. Isso acontece, pois o caldo, uma vez extraído, é em
parte reabsorvido pela fibra da cana. A quantidade reabsorvida varia de forma
diretamente proporcional ao teor de fibra na matéria prima, resultando em maiores
perdas de sacarose no bagaço, ou seja, menor eficiência da extração. Para se
contornar essa situação a solução está em se aumentar o volume de água de
embebição. Entretanto, isso, uma vez realizado, promove a obtenção de um caldo
mais diluído e de bagaço mais úmido, resultando em maior consumo de vapor na
fase de evaporação e maior dificuldade de queima do bagaço nas caldeiras.
Por outro lado, baixos teores de fibra na cana podem alterar o balanço
térmico da industria, levando a empresa a se utilizar, de outras fontes de energia,
como o óleo diesel, lenha etc. , o que aumenta os custos de produção.
Considerando a percentagem de fibra na cana (Tabela 2), em função do
tipo de resíduo testado, verifica-se que o uso de lodo de esgoto isolado tendeu a
proporcionar menores valores.
Contudo, essa tendência não apresenta comprovação estatística. Os
valores encontrados variam entre 11,63 a 12,13 que podem ser considerados
normais para cana-de-açúcar no Estado de São Paulo. Nos cortes anteriores (1º
ao 4º corte) os teores de fibra oscilaram entre 9% a 15% (FRANCO, 2003 e
CAMILOTTI et. al, 2006).
O modo de aplicação dos resíduos não interfere, de forma significativa, na
percentagem de fibra de cana, embora se observe certa tendência de que a
aplicação na linha promova maiores valores. Quanto à dose empregada, o
emprego do dobro da dose recomendada (200%) não promoveu alteração na
percentagem de fibra da cana, a tendência de a menor dose proporcionar valores
superiores.
A comparação da fertilização mineral com os tratamentos envolvidos no
esquema fatorial aponta para a inexistência de diferenças em relação a variável
mencionada.
Porcentagem de sacarose na cana (Pol % cana)
O processo de maturação da cana caracteriza-se, sobretudo pelo acúmulo
de sacarose no tecido que compõem colmo. O acúmulo máximo, a manutenção do
mesmo e a época em que essa condição se apresenta são característica
intrínseca das variedades e da interação dessas com o ambiente.
No Estado de São Paulo, uma cana para ser considerada madura deve
apresentar Pol % cana variando de 14,4 (início da safra) a 15,3 (transcorrer da
safra). DEUBER (1988) afirma que uma cana-de-açúcar torna-se madura no
momento em que apresentar um teor mínimo de sacarose com Pol acima de 13.
No presente trabalho os valores médios obtidos, quando do uso dos
diferentes tipos de resíduos, oscilaram entre 17,1 a 17,23 (Tabela 2).
A comparação das médias obtidas para os diferentes tratamentos indicam
que os diferentes resíduos testados não exerceram efeitos distintos no acúmulo de
sacarose. O mesmo acontece em relação ao modo de aplicação e a dose
empregada. Verifica-se, ainda, que os resíduos testados em suas diferentes
formas e doses não resultaram em valores de Pol % cana diferente daqueles
obtidos com a fertilização mineral recomendada para a cultura.
Açúcares Redutores (AR % cana)
De forma contrária ao comportamento da Pol % cana no processo de
maturação, os teores de AR durante este mesmo processo tende a diminuir.
MARQUES et. Al, (2001), mencionam que, no início de safra, pode-se
industrializar cana com até 1,5% AR. Porém no transcorrer da safra esse valor não
deve superar a 1%. Neste trabalho os valores encontrados (Tabela 2) estão
abaixo dos limites mencionados, o que sugere ser tecnicamente viável, levando-se
em consideração a AR % cana, que se proceda ao corte da cana.
Observa-se que a aplicação da vinhaça tendeu a elevar a percentagem de
AR na cana, mas não há comprovação estatística desse efeito distinto da vinhaça
em comparação aos outros resíduos testados.
A forma de aplicação e a dose aplicada também não influenciaram essa
variável, embora se observe que a aplicação em área total e o uso em maior dose
expressam certa tendência de proporcionar maiores valores. Resultados similares
foram encontrados por CAMILOTTI et. al (2006), estudando o efeito de doses de
diferentes tipos de resíduos em soqueiras de 3° e 4° cortes.
Verifica-se ainda que o uso de resíduos não promoveu alteração nessa
variável em relação ao valor obtidos com o emprego da fertilização mineral.
Açúcar Redutor Total (ART % Cana)
Em relação à percentagem de açúcar redutor total na cana, em função do
tipo de resíduo testado, verifica-se que o uso de lodo de esgoto isolado tendeu a
proporcionar maiores valores. Contudo, essa tendência não apresenta
comprovação estatística. Os valores encontrados variaram entre 18,10 a 18,21
(Tabela 2).
Quanto à forma de aplicação de resíduos, análise estatística detecta que a
aplicação na linha de cana ou em área total não interfere na percentagem de
açúcar redutor total, embora os valores médios encontrados expressem certa
tendência de superioridade quando a aplicação foi realizada na linha de cana.
Em relação à dose empregada, verifica-se que embora a dose da 100 %
apresente tendência de superioridade dos valores de ART % cana, a análise
estatística não detecta diferença significativa entre os valores médios encontrados.
A comparação entre o tratamento testemunha e aqueles que compõem o
esquema fatorial demonstrou a inexistência de diferenças significativos, indicando
que para esta variável agroindustrial os resíduos empregados exerceram
influência nos mesmos níveis de fertilização mineral.
Açúcar Total Recuperável (ATR kg t
-1
)
Os valores de ATR expressam em quantidade de açúcar presente na
matéria prima que a indústria conseguirá recuperar na forma de açúcar cristal ou
etanol. Neste trabalho os valores de ATR, de acordo com o tipo de resíduo
empregado, variam de 159,26 kg t
-1
com emprego da vinhaça a 160,18 kg t
-1
com
emprego de lodo de esgoto. A aplicação da análise estatística indica que não há
diferença quanto aos teores de ATR na cana empregando-se diferentes resíduos
testados (Tabela 2).
A forma de aplicação do resíduo também não afetou essa variável,
entretanto no que diz respeito à dose dos resíduos, a menor delas (100%) tendeu
a proporcionar valores maiores, embora estatisticamente isso não se comprove.
De maneira geral os resíduos empregados resultaram em cana com teores de
ART nos mesmos níveis daqueles encontrados nas canas que receberam
fertilização mineral.
Do ponto de vista ambiental, a aplicação de resíduos no solo, em área total,
contempla o efeito de diluição do mesmo, sugerindo que o mais recomendado
seria essa forma de aplicação. Por outro lado, quando se considera o reuso de
resíduos na agricultura, o aproveitamento dos nutrientes e dos efeitos benéficos,
que eventualmente tais produtos possam promover no solo, é de interesse
primordial. Assim, partindo-se desses princípios, pode-se afirmar que o uso
localizado apresenta vantagens que estão relacionadas à eficiência agrícola do
resíduo como fertilizante.
Quanto à comparação das doses empregadas, a não ocorrência de
diferenças entre ambas, permite a inferência de que a menor dose é a mais
interessante, pois contempla maior margem de segurança no reuso desses
resíduos, sem resultar em alterações na variável em pauta, além de aumentar o
rendimento do resíduo em termos de aplicação, resultando num menor custo
dessa operação.
Pode ser mencionado, ainda, que com exceção dos valores de AR % cana,
cujo coeficiente de variação é considerado elevado (59,04), os demais ocorreram
em níveis considerados baixos, sendo que se trata de experimento conduzido a
campo.
Segundo os dados da Figura 1, demonstram que existe relação positiva
entre os valores de porcentagem de açúcar redutor total e do açúcar total
recuperável. Além disso, a alta correlação estabelecida (R
2
= 0,9977) demonstra
que os fatores de variação estudados não influenciaram a quantificação dos
açúcares totais recuperáveis.
A equação da reta obtida permite o cálculo da ATR da cana fertilizada com
resíduos, doses e modas de aplicação estudadas. Como pode se verificar na
y = 8,9403x - 2,5212
R
2
= 0,9977**
140
145
150
155
160
165
170
175
16 16,5 17 17,5 18 18,5 19 19,5 20
ART (% cana)
A T R (k g t
- 1
)
Tabela 2, o tratamento testemunha proporcionou valores médios de ART e ATR
de 18,21 % e 160,26 kg t
-1
, respectivamente.
Figura 1 - Reta obtida por análise de regressão linear entre ART % cana e
ATR (kg t
-1
) (Jaboticabal/2007).
Substituindo-se o valor se ART médio do tratamento testemunha na
equação da Figura 1, tem-se o valor de ATR de 160,28 kg t
-1
. O que permite a
interferência da que os resíduos empregados, nas formas de aplicações e doses
estudadas, não promoveram alterações nas variáveis tecnológicas da matéria
prima a ponto de influência a ATR, e, por conseguinte, a valorização da mesma.
4.5. CONCLUSÕES
Os resíduos utilizados, os modos de aplicação e as doses testadas após
quatro aplicações anuais e cultivo sucessivos não proporcionaram alterações nas
variáveis: BRIX % CE, POL % CE, PUREZA %, FIBRA % CANA, POL % CANA,
AR % CANA, ART % CANA e ATR (kg t
-1
). Além de não terem alterado a
qualidade da matéria prima, também não altera sua valorização.
Os resíduos podem substituir a fertilização mineral sem que prejuízos ou
vantagens sejam auferidos à qualidade da matéria prima.
4.6. REFERÊNCIAS
CAMILOTTI, F.; ANDRIOLI, I.; MARQUES, M. O.; SILVA, A. R.; TASSO JUNIOR,
L. C.; NOBILE, F. O.; NOGUEIRA, G. A.; PRATI, F. Produtividade e qualidade
agroindustrial da cana-de-açúcar cultivada com lodo de esgoto, vinhaça e adubos
minerais. STAB, AÇÚCAR, ALCOOL E SUBPRODUTO, Jaboticabal, v. 24, n. 3, p.
32 – 35, 2006.
CHEN, J. C. P.; CHOU, C. Cane sugar handbook. 12 th ed. New York: John
Wiley & Sons , 1993. 284 p.
CONSELHO DOS PRODUTORES DE CANA-DE-AÇÚCAR, AÇÚCAR E ÁLCOOL,
DO ESTADO DE SÃO PAULO. Manual de instruções. 4. ed. Piracicaba, 2003.
115 p.
COOPERATIVA DOS PRODUTORES DE CANA, AÇÚCAR E ÁLCOOL DO
ESTADO DE SÃO PAULO. 5° geração de variedades. Piracicaba, 1995. p.16-23.
(Boletim Técnico).
COSTA, A. N.; COSTA, A. F. S.; MARQUES, M. O.; SANTANA, R. C. Estudo de
caso – utilização de lodo de estações de tratamento de esgoto (ETEs) na cultura
de mamoeiro no norte de estado de Espírito Santo. In: ANDRIOLI, C. V. (Coord.).
Resíduos sólidos do saneamento: processamento, reciclagem e disposição
final. Rio de janeiro: Rima/ABES, 2001. 282p.
DEUBER, R. Maturação da cana de açúcar na região Sudeste do Brasil. In:
SEMINÁRIO DE TECNOLOGIA DA COPERSUCAR, 1988, Anais... Piracicaba:
editora, 1988. p.33-40.
FRANCO, A. cana-de-açúcar cultivada em solo adubado com lodo de esgoto
e vinhaça: nitrogênio no sistema solo planta, produtividade e características
tecnológicas. 2003. 90f. Dissertação (Mestrado em Produção Vegetal) –
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinária, Universidade Estadual Paulista,
Jaboticabal.
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