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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO DO SORO ÁCIDO DE LEITE.
Fernando Kuhnen
Engenheiro Agrônomo
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Fevereiro de 2010
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO”
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS
CÂMPUS DE JABOTICABAL
MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO DO SORO ÁCIDO DE LEITE.
Fernando Kuhnen
Orientadora: Profa. Dra. Mara Cristina Pessôa da Cruz
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
(Ciência do Solo).
JABOTICABAL – SÃO PAULO – BRASIL
Fevereiro de 2010
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Kuhnen, Fernando
K95m Mineralização do nitrogênio do soro ácido de leite / Fernando
Kuhnen. – – Jaboticabal, 2010
viii, 45 f. ; 28 cm
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista,
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, 2010
Orientadora: Mara Cristina Pessôa da Cruz
Banca examinadora: Ronaldo Severiano Berton, Manoel Evaristo
Ferreira
Bibliografia
1. Soro de leite-ensaio de mineralização. 2. Soro de leite-N-
inorgânico. 3. Soro de leite-resíduo orgânico. I. Título. II. Jaboticabal-
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias.
CDU 613.287.5
Ficha catalográfica elaborada pela Seção Técnica de Aquisição e Tratamento da Informação –
Serviço Técnico de Biblioteca e Documentação - UNESP, Câmpus de Jaboticabal.
ii
DADOS CURRICULARES DO AUTOR
FERNANDO KUHNEN – nascido em 19 de julho de 1985, na cidade de
Paranavaí – PR, graduou-se em Agronomia pela Universidade Estadual de Mato
Grosso do Sul (UEMS), em fevereiro de 2008. Em março de 2008 iniciou o curso de
Mestrado no Programa de Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo), na
Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV), UNESP, Campus de
Jaboticabal – SP. Durante o mestrado foi bolsista da FAPESP e participou de duas
reuniões científicas: XXVIII FertBio, Londrina (PR), 2008, e XXXII Congresso Brasileiro
de Ciência do Solo, Fortaleza (CE), 2009. Na primeira participou como co-autor em dois
resumos expandidos, “Mineralização do nitrogênio do lodo biológico da indústria de
gelatina” e “Atributos químicos em solos tratados com lodo biológico da indústria de
gelatina”. No Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, apresentou o trabalho
“Mineralização do nitrogênio do soro ácido de leite aplicado em Argissolo Vermelho-
Amarelo e Latossolo Vermelho” e participou como co-autor em três resumos
expandidos: “Resposta dos capins marandu e xaraés à aplicação do soro ácido de
leite”, “Adubação nitrogenada para alface crespa cv. Vanda” e “Adsorção de fósforo em
Latossolo Vermelho em função de plantas de cobertura”.
iii
DEDICO
Aos meus pais, Ancelmo Kuhnen e
Valnice Ricken Kuhnen, pelo incentivo
e carinho em todos os momentos de minha vida.
Aos meus irmãos Ivan, Marcos e Marcelo
pelo apoio durante toda caminhada.
À Lays Emanuelle, minha companheira,
amiga e cúmplice em todos os momentos.
À Professora Mara, não somente pela orientação,
mas também pela amizade, aconselhamentos,
dedicação, paciência, confiança...
OFEREÇO
iv
AGRADECIMENTOS
A Deus, por mais esta oportunidade em minha vida.
Ao Prof. Dr. Manoel Evaristo Ferreira, pelos aconselhamentos e sugestões para a
realização deste trabalho.
Ao amigo Carlos Alberto Kenji Taniguchi, pelas orientações e paciência durante as
análises laboratoriais, por quem tenho muita estima.
À Selma Guimarães Figueiredo, técnica do laboratório de Fertilidade do Solo, pelo
carinho e a quem agradeço de coração por ser minha amiga.
Aos amigos Felipe Batistella Filho e Thiago de Barros Sylvestre, pela amizade e
companheirismo durante toda a caminhada.
Aos amigos Getúlio de Freitas Seben, Lígia e Eduardo pela amizade.
Aos amigos Leonardo Mella de Godoi, Juan Gabriel, Rita de Cássia Melo Guimarães,
Thiago Martins dos Santos e Ana Flávia Gouveia de Faria, pela amizade e apoio na
realização desse trabalho.
À Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo – FAPESP, pela bolsa de
mestrado concedida.
À Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, pela oportunidade.
A todos que contribuíram para a realização desse trabalho.
v
SUMÁRIO
Página
RESUMO......................................................................................................................vi
SUMMARY..................................................................................................................vii
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................... 1
2. REVISÃO DE LITERATURA.................................................................................... 3
2.1. Soro ácido de leite............................................................................................. 3
2.2. Mineralização de resíduos orgânicos ................................................................ 5
2.3. Comparação de métodos para determinar a mineralização do nitrogênio......... 7
3. MATERIAL E MÉTODOS....................................................................................... 10
3.1. Solos................................................................................................................ 10
3.2. Soro ácido de leite........................................................................................... 11
3.3. Mineralização do soro ácido de leite................................................................ 13
3.3.1. Mineralização do carbono ......................................................................... 13
3.3.2. Mineralização do nitrogênio ...................................................................... 15
3.3.2.1. Método de incubação sem lixiviação.................................................. 15
3.3.2.2. Método de incubação com lixiviação.................................................. 17
3.4. Experimento em casa de vegetação................................................................ 18
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO.............................................................................. 21
4.1. Mineralização do soro ácido de leite................................................................ 21
4.1.1. Mineralização do carbono orgânico........................................................... 21
4.1.2. Mineralização do nitrogênio ...................................................................... 25
4.2. Comparação de métodos................................................................................. 32
5. CONCLUSÕES...................................................................................................... 37
6. REFERÊNCIAS...................................................................................................... 38
vi
MINERALIZAÇÃO DO NITROGÊNIO DO SORO ÁCIDO DE LEITE
RESUMO – O soro de leite é o principal resíduo da fabricação de queijos e a sua
composição química permite o uso como fertilizante. Para melhorar a eficiência da
aplicação é necessário conhecer a fração de mineralização do nitrogênio orgânico do
soro. Com este trabalho pretende-se avaliar a fração de mineralização do N do soro
ácido de leite e comparar métodos de incubação de solo usados para determinar a taxa
de mineralização do nitrogênio. Para determinar a fração de mineralização do N
orgânico do soro foram conduzidos dois experimentos em laboratório, ambos de
incubação do solo com doses de soro por 126 dias, um com e outro sem lixiviação,
utilizando Argissolo Vermelho-Amarelo e Latossolo Vermelho. Em casa de vegetação
foi conduzido experimento com os mesmos solos e milho como planta teste. As doses
de soro avaliadas nos experimentos de laboratório e casa de vegetação foram 0, 101,
203, 304 e 405 m
3
ha
-1
, que corresponderam a 0, 80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N. Os
resultados de mineralização do N nos experimentos em laboratório foram ajustados ao
modelo cinético de primeira ordem e cálculos de correlação foram feitos entre variáveis
obtidas nos experimentos em laboratório e em casa de vegetação para estimar a
capacidade dos métodos de laboratório de prever a disponibilidade de N. A fração de
mineralização do nitrogênio do soro ácido de leite, média dos dois solos, é de 50% com
o método de incubação com lixiviação, e de 35% com o método sem lixiviação. Apesar
de o coeficiente de correlação entre o N absorvido pelo milho e o N mineralizado ter
sido semelhante com os dois métodos, a diferença na fração de mineralização entre os
métodos com e sem lixiviação não recomenda o seu uso alternativo para cálculo das
taxas de aplicação do soro ácido de leite.
Palavras-chave: ensaio de mineralização, N-inorgânico, resíduo orgânico.
vii
NITROGEN MINERALIZATION FROM ACID WHEY
SUMMARY – Whey is the main residue from the manufacture of cheese and its
chemical composition allows the use as fertilizer. To improve the efficiency of use it is
necessary to know the fraction of nitrogen mineralization of organic nitrogen in the whey.
This study aims to assess the N mineralization from acid whey and to compare methods
of soil incubation used to determine the mineralization rate. Two incubation experiments
were conducted in laboratory for 126 days, with and without leaching, to determine the
mineralization of organic N in whey, using an Ultisol and an Oxisol. A greenhouse
experiment was carried out with the same soils and maize as test plant. In all
experiments, the whey rates were 0, 101, 203, 304 and 405 m
3
ha
-1
, corresponding to 0,
80, 160, 240 and 320 kg ha
-1
N. The results of N mineralization in laboratory
experiments were fitted to the model first-order kinetic and correlation were made
between variables obtained in laboratory experiments and greenhouse conditions to
estimate the capacity of laboratory methods to predict N availability. The mean fraction
of nitrogen mineralization of acid whey obtained with the methods with and without
leaching is 50% and 35%, respectively. Although the correlation coefficients between N
uptake by mayze and N mineralized were similar, the difference in the fraction of
mineralization between the methods with and without leaching does not recommend its
alternative use to calculate the application rates of acid whey.
Keywords: mineralization assay, inorganic N, organic waste.
1
1. INTRODUÇÃO
O soro de leite é subproduto da fabricação de queijos. Desde 2003, a produção
brasileira de queijos vem crescendo, e chegou, em 2007, a 580 mil toneladas
(EMBRAPA, 2008). Admitindo a proporção de 1 kg de queijo para 9 kg de soro
(ROBBINS et al., 1996), a quantidade total estimada para o ano de 2007 foi de 5,22
bilhões de litros de soro, quantidade que está além da capacidade de uso da própria
indústria de alimentos (GIROTO & PAWLOWSKY, 2001). Devido à presença de
nutrientes e à ausência de componentes indesejáveis na sua composição, existe
possibilidade de uso do soro como fertilizante.
O interesse na utilização de resíduos orgânicos na agricultura está,
particularmente, no fornecimento de nitrogênio, nutriente de manejo difícil e de custo
elevado. O manejo difícil decorre, em parte, do comportamento do nitrato no solo. Nos
resíduos orgânicos o nitrogênio está como componente estrutural das moléculas
orgânicas, embora a forma amoniacal também possa estar presente. O nitrato é a forma
final dos processos de transformação microbiana do nitrogênio orgânico, é a forma
mineral predominante nos solos aerados e a principal forma de nitrogênio absorvida
pelas plantas. É também facilmente perdido por lixiviação e o aumento do teor de nitrato
na água limita o consumo humano. Assim, o nutriente de maior interesse pode se
transformar em um problema ambiental se o manejo não for correto.
Para tornar a aplicação dos resíduos mais segura são necessários estudos que
permitam estimar a mineralização do nitrogênio para, a partir dela, definir taxas de
aplicação que forneçam a quantidade de nitrogênio adequada para as plantas, com o
mínimo risco para o ambiente. Na Norma Técnica P4.230 (CETESB, 1999) estão
2
propostos métodos de incubação de solos que podem ser usados para determinar a
mineralização do nitrogênio em função do tempo e, a partir dela, calcular a taxa de
aplicação do resíduo.
Tradicionalmente, o método de incubação de solo mais utilizado para avaliar a
mineralização do nitrogênio é o de STANFORD & SMITH (1972), feito em colunas de
vidro para percolação, contendo solo, o qual é submetido à lixiviação com solução
salina em tempos preestabelecidos. Em outro método, as amostras são incubadas em
recipientes de plástico, destruídas em cada tempo de avaliação e o N-mineral é extraído
com solução salina. O primeiro é designado método de incubação com lixiviação e, o
outro, sem lixiviação. Em ambos é admitido que a taxa de mineralização do N orgânico
é proporcional ao substrato mineralizável do solo, mas devido às condições diferentes a
que as amostras são submetidas em cada caso, os resultados podem não ser
semelhantes.
Com este trabalho pretende-se avaliar a fração de mineralização do N do soro
ácido de leite e comparar os métodos de incubação de solo usados para determinar a
taxa de mineralização de nitrogênio.
3
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Soro ácido de leite
A fabricação de queijo é um método de transformação de componentes do leite
em produto de fácil conservação, menor volume, alto valor nutritivo, sabor agradável e
boa digestibilidade. A produção mundial de queijos está em torno de 14 milhões de
toneladas por ano (GUIMARÃES et al., 2008). Neste processo não há conversão de
cem por cento da matéria-prima em queijo (GIROTO & PAWLOWSKY, 2001) e um dos
resíduos é o soro. A composição e o tipo de soro produzido variam em função dos
processos tecnológicos empregados, do leite utilizado e produto fabricado (MARWAHA
& KENNEDY, 1988). Os principais tipos de soro são o soro doce, obtido na coagulação
enzimática do leite e resultante da fabricação dos queijos cheddar e mozzarella, e o
soro ácido, obtido na coagulação ácida do leite e resultado da preparação de queijo
cottage (KOSIKOWSKI, 1979; LIZIEIRE & CAMPOS, 2006) e de queijo petit suisse.
O soro apresenta em sua composição aproximadamente 93 a 94% de água, 4,4
a 5,0% de lactose, 0,7 a 0,9% de proteínas solúveis e 0,6 a 1,0% de sais minerais
(GIROTO & PAWLOWSKY, 2001; SGARBIERI, 2004). Devido a sua composição, o
soro apresenta demanda bioquímica de oxigênio (DBO) elevada (40.000 a 60.000 mg
L
-1
) e, por isso, não pode ser descartado em cursos de água (BEN-HASSAN & GHALY,
1993). Por outro lado, apresenta concentrações de potássio e de nitrogênio que
viabilizam seu uso como fertilizante. GHERI et al. (2003) apresentaram a seguinte
caracterização para o soro ácido de leite (resíduo da fabricação de queijo petit suisse):
pH, 4,4; C orgânico, 25 g L
-1
; N, 0,6 g L
-1
; K, 1,6 g L
-1
; P, 0,6 g L
-1
; Ca, 1,0 g L
-1
; Mg, 0,1
4
g L
-1
; e S, 0,05 g L
-1
. A relação C/N, em torno de 40, indica predomínio inicial de
imobilização em relação à mineralização de N, no processo de decomposição.
O uso agrícola do soro já foi avaliado experimentalmente e predominam efeitos
benéficos em solos e respostas positivas de plantas, mas as doses empregadas são
muito variáveis e não obedecem a regras definidas. PETERSON et al. (1979) obtiveram
maior produção de milho, em experimento em campo, com aplicação de 846 m
3
ha
-1
de
soro, e MODLER (1987), relatou produção de 3,2 t de grãos de milho com aplicação de
640 m
3
ha
-1
. Para fertirrigação de pastagens na Nova Zelândia, PARKIN et al. (1986),
citados por RADFORD et al. (1986), recomendaram a aplicação de 40 m
3
ha
-1
por ano
de soro porque, com esta dose, são fornecidas quantidades de N, P e K equivalentes às
recomendadas na forma de fertilizantes convencionais, e porque essa quantidade de
soro é economicamente mais interessante do que a aplicação de 500 kg de
superfosfato simples mais 50 kg de uréia, desde que a distância entre a fazenda e o
laticínio não ultrapasse 10 km. GHERI et al. (2003) avaliaram a produção de matéria
seca de capim-tanzânia cultivado em lisímetros, após aplicação acumulada de 0, 145,
290, 435 e 580 m
3
ha
-1
de soro, e verificaram que a produção máxima teórica de
matéria seca foi obtida com 390 m
3
ha
-1
.
JONES et al. (1993) avaliaram o efeito da aplicação de 0, 250, 500 e 1.000 m
3
ha
-1
de soro na recuperação de solos sódicos e na produção de grãos e de matéria
seca (grãos + parte aérea) de cevada cultivada em lisímetros. Os autores observaram
que o soro foi eficiente na recuperação dos solos sódicos por diminuir o valor de pH, e
as maiores produções, para grãos e matéria seca, foram obtidas com 500 m
3
ha
-1
de
soro. Neste caso, a aplicação de 1000 m
3
ha
-1
de soro resultou em crescimento inicial
lento, que foi associado ao aumento excessivo de sais ou à sobrecarga de compostos
orgânicos aplicados ao solo. No entanto, o uso contínuo de soro pode comprometer a
estrutura e as características químicas do solo, diminuir o rendimento das culturas, e
levar a sérios problemas de poluição do lençol freático porque o nitrogênio do soro de
queijo é solúvel em água e pode lixiviar, tornando-se assim uma ameaça para a saúde
humana e animal (BEN-HASSAN & GHALY, 1993).
Para o uso correto dos resíduos orgânicos é necessário conhecer a dinâmica de
mineralização do nitrogênio. Este conhecimento permite adotar manejo adequado, de
5
modo que a maior liberação de nitrogênio mineral coincida com a época de maior
exigência da planta, aumentando a eficiência da aplicação do resíduo e minimizando a
lixiviação de nitrato.
No caso do soro ácido de leite, a principal limitação ao uso agrícola é a lixiviação
de nitrato, uma vez que o resíduo não contém metais pesados em concentrações
limitantes, nem presença de patógenos. No que diz respeito às perdas, aplicações de
até 250 m
3
ha
-1
de soro ácido de leite não resultaram em lixiviação de nitrato em solo
franco (WATSON et al., 1977). Esta dose é menor do que a indicada em praticamente
todas as pesquisas relacionadas anteriormente, e certamente está sujeita a variações
locais, uma vez que as perdas por lixiviação são dependentes de outros fatores como
tipo de solo, sistema radicular da planta, quantidade e distribuição das chuvas durante o
período de avaliação e forma de aplicação do soro (parcelada ou não).
2.2. Mineralização de resíduos orgânicos
Quando aplicados aos solos os resíduos liberam carbono, nitrogênio e outros
componentes durante o processo de mineralização. Desde que estejam dentro dos
limites de metais pesados e patógenos, os resíduos podem ser aplicados aos solos
(CETESB, 1999), sendo que, parte dos elementos retorna à atmosfera na forma de gás,
parte é imobilizada pelos microrganismos decompositores, parte permanece na forma
prontamente disponível para as plantas e parte pode ser perdida por lixiviação
(CABRERA et al., 2005).
No Estado de São Paulo, a fração de mineralização do nitrogênio dos lodos de
sistemas de tratamento biológico de despejos líquidos sanitários ou industriais é um dos
principais critérios que determinam as quantidades a serem aplicadas aos solos
agrícolas (CESTESB, 1999). O processo de mineralização é afetado por vários fatores,
entre eles: teor de N, relação C/N e grau de maturação do material (HÉBERT et al.,
1991; MENGEL, 1996) e, também, pelo tipo de solo, conteúdo de matéria orgânica,
tempo de uso do solo, pH, temperatura, umidade, secamento, congelamento,
suprimento de nutrientes e interações solo-planta (STANFORD & SMITH, 1972;
PÖTTKER & TEDESCO, 1979; GONÇALVES et al., 2001).
6
Os processos de mineralização e imobilização ocorrem simultaneamente quando
a relação C/N do material aplicado está entre 15 e 40, ao passo que para materiais com
relação C/N elevada, há predomínio inicial de imobilização (SIMS et al., 1990).
BURGOS et al. (2006) avaliaram a mineralização de três resíduos orgânicos: resíduos
agroflorestais, composto de lixo urbano e lodo de fábrica de papel, com relações C/N de
15, 22,3 e 94,9, respectivamente, aplicados em solo arenoso. O resíduo de fábrica de
papel resultou em imobilização do nitrogênio até a 16ª semana de incubação; o
composto de lixo, até a quarta semana; e os resíduos agroflorestais, somente na
primeira semana de incubação. No que diz respeito ao efeito do grau de maturação do
material aplicado na mineralização, PARKER & SOMMERS (1983) avaliaram a
mineralização do N orgânico de 24 tipos de lodos de esgoto submetidos a diferentes
processos de estabilização, em experimento em laboratório conduzido por 16 semanas.
Os autores observaram mineralização de 40% para lodo de esgoto ativado, 25% para
lodo de esgoto bruto ou primário, 15% para lodo de esgoto digerido anaerobicamente e
8% para lodo de esgoto digerido e compostado. Os autores afirmaram que nos
processos de tratamento há diminuição das quantidades de N potencialmente
mineralizável.
Nos estudos de mineralização de nitrogênio em solos tratados ou não com
resíduos ocorre, normalmente, mineralização inicial rápida, seguida de tendência a
estabilização, o que é atribuído a decomposição das frações orgânicas de fácil
decomposição primeiro, seguida de mineralização lenta de frações recalcitrantes
(PÖTTKER & TEDESCO, 1979; PARKER & SOMMERS, 1983; YAGI et al., 2009).
Na sequência de transformações do nitrogênio após adição de lodo de esgoto,
BOEIRA et al. (2002) observaram que a forma de N-NH
4
+
foi predominante nas
primeiras semanas, e que os decréscimos ao longo do tempo foram acompanhados de
aumentos correspondentes de N-(NO
3
-
+NO
2
-
). A correlação significativa determinada
pelos autores entre os teores de N-NH
4
+
e N-(NO
3
-
+NO
2
-
) evidenciou a conversão de
amônio a nitrato por microrganismos nitrificadores.
A mineralização de lodos de curtume aplicados em dois Latossolos (textura
argilosa e arenosa), depois de 132 dias de incubação, foi de 35,5% para o lodo de
caleiro (sem cromo) e de 4,0% para o lodo do decantador primário contendo cromo. A
7
menor mineralização do lodo contendo cromo foi relacionada à formação de complexos
entre o metal e o material orgânico contido no lodo, que dificultaram a ação dos
microrganismos amonificadores. Fica evidente, deste modo, a importância do
conhecimento da composição química do resíduo que vai ser aplicado (ALCÂNTARA et
al., 2007).
LINDEMANN & CARDENAS (1984), utilizando dois solos (argiloso e arenoso) e
três taxas de aplicação de lodo de esgoto digerido anaerobiamente (0, 15 e 30 g kg
-1
de
solo), determinaram a mineralização líquida do N orgânico de 30% para o solo argiloso
e de 24% para o solo arenoso após 32 semanas de incubação. ALCÂNTARA et al.
(2007) não detectaram diferença na mineralização líquida do N orgânico em solos
arenoso e argiloso tratados com lodo de curtume, a qual foi estimada em 35,5%.
2.3. Comparação de métodos para determinar a mineralização do nitrogênio
A habilidade de prever a quantidade de N que é mineralizado durante um
determinado período pode resultar no uso mais eficiente de resíduos nitrogenados e em
menor potencial de contaminação do lençol freático pelo NO
3
-
(CABRERA, 1993). Para
estimar a mineralização do nitrogênio são utilizados como referência métodos
biológicos com incubação de solo (WANG et al., 2001; WIENHOLD, 2007) em
condições aeróbias (com ou sem lixiviação) ou anaeróbias, em temperatura e umidade
controladas, nos quais a mineralização do N orgânico é determinada em extratos
obtidos por percolação ou agitação das amostras com solução salina diluída (WANG et
al., 2003).
O método de STANFORD & SMITH (1972) foi proposto para avaliar a
mineralização do N da matéria orgânica por meio de incubação aeróbia do solo com
lixiviação, submetido a condições controladas de temperatura e de umidade do solo.
Neste método, mistura de solo e areia lavada em solução ácida é colocada em coluna
de percolação e submetida à lixiviação com solução de CaCl
2
0,01 mol L
-1
para
extração do N mineralizado em intervalos de tempo pré-determinados. Para ajuste dos
dados do método de incubação aeróbia do solo de longa duração, os autores
propuseram que a mineralização do N se dá por meio de uma cinética exponencial de
8
primeira ordem ou exponencial simples, obtendo-se, deste modo, o nitrogênio
potencialmente mineralizável (N
0
) e a constante de mineralização (k) que são utilizados
como referência para o N disponível em trabalhos de seleção de métodos.
A incubação aeróbia, sem lixiviação, e com destruição das amostras em tempos
pré-determinados também pode ser adotada. Neste caso, a incubação é feita em
recipientes de plástico e após cada período de incubação é retirada uma amostra de
solo para a determinação do N mineralizado por extração com solução salina (CETESB,
1999).
Comparando os dois métodos de incubação, LEMOS et al. (1988)
correlacionaram as quantidades de nitrogênio mineralizada de um Argissolo Vermelho-
Amarelo com o N absorvido pelo milheto. Os autores verificaram que o nitrogênio
absorvido pelas plantas de milheto foi semelhante ao nitrogênio mineralizado, mas a
correlação entre as duas variáveis foi melhor no método de incubação com lixiviação
(r=0,82**) do que no método de incubação sem lixiviação (r=0,52**), em amostras com
e sem adubação nitrogenada (uréia). Os autores justificaram a maior correlação do N
mineralizado no método com lixiviação com o N absorvido pelo milheto pelo fato de que
em ambos houve retirada do N mineral do sistema, seja pela percolação com CaCl
2
ou
absorção pelas raízes da plantas.
YAGI et al. (2009), estudando a mineralização do N em 22 amostras de solos do
Estado de São Paulo, obtiveram correlação significativa entre o N mineralizado
determinado com o método de incubação com lixiviação e o nitrogênio absorvido por
plantas de milho. Os coeficientes de correlação variaram de 0,59** a 0,79** ao longo de
30 semanas de incubação, e houve também correlação significativa entre o N absorvido
e o parâmetro N
0
da equação exponencial simples.
WIENHOLD (2007) verificou que o método de incubação com lixiviação foi o que
resultou em maiores quantidades de N mineralizado, em comparação com os métodos
da incubação anaeróbia e de campo, mas não foi a melhor estimativa para descrever o
N absorvido por plantas de milho. A melhor estimativa determinada pelos autores foi
com o método de incubação em campo.
De acordo com JIN et al. (2007), que avaliaram métodos biológicos para
determinar a mineralização de N de 25 solos calcários da China, correlacionando com o
9
N absorvido por plantas de trigo e milho, os maiores coeficientes de correlação entre
oito métodos biológicos estudados e o N absorvido foram obtidos com o método de
incubação sem lixiviação, com e sem lixiviação do nitrato inicial do solo (R=0,78** e
0,96**, respectivamente), em quatro semanas de incubação.
Assim, não há consenso sobre qual método de avaliação de mineralização de N
é o mais recomendado. No método de incubação sem lixiviação (sistema fechado) pode
haver inibição na mineralização devido a toxinas ou mudanças de pH, pelo acúmulo de
N-NO
3
-
e N-NH
4
+
(STANFORD & SMITH, 1972), e no método de incubação com
lixiviação (sistema aberto), a lixiviação periódica do solo com solução salina também
retira do sistema grande quantidade de N-orgânico solúvel, provavelmente de fácil
mineralização, subestimando, assim, a mineralização de N nos períodos subsequentes
de incubação (CAMARGO et al., 1997a).
10
3. MATERIAL E MÉTODOS
3.1. Solos
Para os experimentos de casa de vegetação e de incubação em laboratório foram
coletadas duas amostras de solos em maio de 2008, uma de Argissolo Vermelho-Amarelo
distrófico, PVA (EMBRAPA, 1999), coletada no município de Monte Alto (SP), e uma de
Latossolo Vermelho distrófico, LV (EMBRAPA, 1999), coletada na UNESP/FCAV,
Jaboticabal (SP). A espécie cultivada nos dois locais era eucalipto.
As amostras foram coletadas na camada de 0 a 20 cm e, após a coleta, foram
secas, destorroadas, passadas em peneira de 4 mm de abertura de malha e
homogeneizadas. Do volume total foram coletadas subamostras, as quais foram
passadas em peneira de 2 mm de abertura de malha e submetidas às análises
químicas de rotina, Al
3+
, S-SO
4
2-
, B, Cu, Fe, Mn e Zn (RAIJ et al., 2001), e
granulométrica (CAMARGO et al., 1986) (Tabela 1).
Tabela 1. Atributos químicos e granulométricos dos solos utilizados nos experimentos.
Solo
1
P- resina MO
pH
CaCl
2
K
+
Ca
2+
Mg
2+
H+Al Al
3+
SB CTC V
mg dm
-3
g dm
-3
------------------------- mmol
c
dm
-3
------------------------ %
PVA 4 18 4,8 1,9 12 4 25
1
18 43 42
LV 6 28 4,2 2,1 8 4 47
7
14 61 23
B Cu Fe Mn Zn S-SO
4
2
-
Areia Silte Argila
---------------------------- mg dm
-
3
---------------------------- ------------- g kg
-
1
------------
PVA 0,15 0,6 23 60,4 0,5 4 860 40 100
LV 0,24 1,3 74 38,3 0,5 6 640 30 330
1
PVA - Argissolo Vermelho-Amarelo; LV - Latossolo Vermelho.
11
3.2. Soro ácido de leite
Amostras de soro ácido de leite (subproduto da fabricação de queijo petit suisse)
foram coletadas em 17-07, 24-07 e 31-07-2008 na Indústria Danone S/A, Poços de Caldas
(MG), seguindo o método estabelecido na norma NBR 10.007 (ABNT, 2004). As
amostras foram mantidas sob refrigeração.
O valor de pH foi obtido por medida direta nas amostras in natura. A determinação
do nitrogênio total no soro foi feita por digestão sulfúrica, de acordo com o procedimento
proposto por TEDESCO et al. (1985) e descrito a seguir. Alíquotas de 5 mL de soro
foram transferidas para tubos de digestão, nos quais foram adicionados 1 mL de H
2
O
2
300 mL L
-1
e 7 mL de mistura digestora (H
2
SO
4
concentrado p.a., água desionizada,
CuSO
4
.5H
2
O, SeO
2
e Na
2
SO
4
). Após digestão a frio por uma noite, os tubos foram
colocados em bloco digestor e procedeu-se a digestão, iniciando a 100ºC por trinta
minutos. A cada trinta minutos a temperatura foi elevada em 50ºC até atingir 300ºC e,
depois, 330°C. Após clareamento do extrato (soro + H
2
O
2
+ mistura digestora), os tubos
foram retirados do bloco e colocados sobre madeira para esfriar. O extrato foi
transferido do tubo de digestão para tubo de destilação com auxílio de 20 mL de água
desionizada. Na destilação, o N-NH
4
+
produzido na digestão foi convertido à N-NH
3
com a adição de 15 mL de solução de NaOH 10 mol L
-1
, sendo recolhidos,
aproximadamente, 20 mL do destilado em solução de H
3
BO
3
20 g L
-1
+ indicadores
(verde de bromocresol e vermelho de metila). A quantificação do nitrogênio foi feita
por titulação com solução de H
2
SO
4
0,02 mol L
-1
padronizada.
A determinação do nitrogênio mineral já presente no soro (N-NH
4
+
e N-NO
3
-
) foi
feita por meio de destilação direta do soro em destilador Kjeldahl, adicionando-se MgO
e liga de Devarda, para obtenção de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
, respectivamente (CANTARELLA
& TRIVELIN, 2001). Alíquotas de 10 mL de soro ácido de leite foram transferidas para
tubos de destilação e, após acoplar o tubo de destilação ao destilador Kjeldahl,
adicionou-se 0,2 g de MgO p.a. por meio de medida calibrada. Na saída do
condensador do aparelho de destilação colocou-se um erlenmeyer com capacidade
para 125 mL, contendo 10 mL de solução de H
3
BO
3
20 g L
-1
+ indicadores (verde de
bromocresol e vermelho de metila). Na destilação foram coletados 50 mL do destilado
12
em aproximadamente 5 minutos. Após a destilação, retirou-se o erlenmeyer com o
destilado, e em seu lugar, acoplou-se outro erlenmeyer com capacidade para 125 mL
contendo 10 mL de solução de H
3
BO
3
+ indicadores. Em seguida, foi adicionado 0,2 g
de liga de Devarda no tubo de destilação, com auxílio de medida calibrada, para a
redução do N-NO
3
-
a N-NH
3
. Fez-se nova destilação, coletando 50 mL de destilado. A
quantificação do nitrogênio nas amostras foi feita por meio de titulação com solução de
H
2
SO
4
0,0025 mol L
-1
padronizada.
A determinação do carbono orgânico foi feita por oxidação a CO
2
empregando
como oxidante o dicromato, em meio fortemente ácido, e determinação do excesso do
oxidante, íons Cr(VI), por redução a Cr(III) na titulação com íons Fe
2+
(BRASIL, 2007).
Alíquota de 5 mL de soro ácido de leite in natura foi transferida para erlenmeyer de 500
mL, adicionando-se, em seguida, 50 mL de solução de K
2
Cr
2
O
7
0,167 mol L
-1
e 50 mL
de H
2
SO
4
concentrado. Após agitação suave, o erlenmeyer foi coberto com vidro de
relógio e mantido em repouso até esfriar. O erlenmeyer foi colocado sobre chapa
aquecedora e mantido a 140°C por 30 minutos. Após resfriamento, a solução foi
transferida para balão volumétrico de 250 mL, completando-se o volume com água
desionizada. Após homogeneização transferiram-se 50 mL do extrato mais 50 mL de
água desionizada e 10 mL de H
3
PO
4
concentrado para erlenmeyer de 250 mL. A
titulação foi feita com solução de Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O 0,4 mol L
-1
, tendo como
indicador a difenilamina 10 g L
-1
.
Para as determinações de P, K, Ca, Mg e S foi feita digestão nítrico-perclórica
(CARMO et al., 2000), empregando 25 mL de soro ácido de leite, os quais foram
transferidos para tubos de digestão e aquecidos, em bloco de aquecimento, a 70°C, até
que reduzissem a aproximadamente 5 mL. Após resfriamento, foram acrescentados 0,5
mL de ácido perclórico (HClO
4
) e 5 mL de ácido nítrico (HNO
3
), deixando uma noite em
repouso. A digestão foi feita em bloco digestor e iniciada a 100ºC por trinta minutos. A
cada quinze minutos a temperatura foi elevada em 20ºC até atingir 220ºC. Ao término
da digestão, após resfriamento, o extrato contido nos tubos de digestão foi transferido
para balões volumétricos de 50 mL, completando-se o volume com água desionizada.
Para a quantificação de Ca e Mg utilizou-se espectrofotometria de absorção atômica,
para K, fotometria de chama, para P, colorimetria e, para S, turbidimetria. Todas as
13
análises foram realizadas em triplicata, e os resultados médios, em cada data de
amostragem, encontram-se na Tabela 2.
Tabela 2. Características do soro ácido de leite.
Data pH N total N-NH
4
+
N-NO
3
-
C-orgânico P K Ca Mg S C/N
g L
-
1
----- mg L
-
1
----- ------------------------ g L
-
1
------------------------
17-07 4,3 0,75 29,4 2,2 13,1 0,78 1,5 2,0 0,08 0,01 18
24-07
4,3 0,79 25,1 2,2 15,7 0,81 1,5 1,9 0,08 0,01 20
31-07
3,9 0,74 29,1 2,1 14,0 0,83 1,5 2,0 0,08 0,01 19
3.3. Mineralização do soro ácido de leite
As doses de soro ácido de leite utilizadas nos experimentos de mineralização do
carbono e do nitrogênio (métodos com e sem lixiviação) foram equivalentes a zero,
uma, duas, três e quatro vezes a dose de N recomendada para a cultura planejada, de
acordo com o que estabelece a Norma Técnica P4.230 da Cetesb (CETESB, 1999). Na
definição da dose adotou-se o milho como cultura de referência, produtividade esperada
de 8 a 10 t ha
-1
de grãos e baixa resposta a adubação, que resultam na combinação de
30 kg ha
-1
de N no plantio e 50 kg ha
-1
em cobertura, ou seja, 80 kg ha
-1
(RAIJ &
CANTARELLA, 1996). Assim, as doses avaliadas nos três experimentos de incubação
foram 0; 80; 160; 240 e 320 kg ha
-1
de N. O cálculo dos volumes de soro aplicados foi
feito considerando a concentração de N-total no soro e o volume de solo de 1 ha, na
profundidade de 0 a 20 cm. Em todos os experimentos foi utilizado o soro coletado no
dia 24-07-2008, com 0,79 g L
-1
de N (Tabela 2) e, desse modo, os volumes de soro
equivalentes as doses foram 0, 101, 203, 304 e 405 m
3
ha
-1
.
3.3.1. Mineralização do carbono
O método adotado foi o respirométrico, descrito em ANDERSON (1982),
empregando as cinco doses de soro, aplicadas aos dois solos, com três repetições.
Porções de 0,2 dm
3
de solo foram misturadas, a seco, com CaCO
3
. A quantidade de
CaCO
3
foi definida com base em curvas de neutralização, para elevar o pH a 6,0, em
cada dose de soro. Solo + CaCO
3
foram transferidos para recipiente de plástico com
14
capacidade para 0,25 L (frasco A). O soro foi aplicado na superfície do solo e, em
seguida, o frasco A foi transferido para recipiente com tampa de pressão e capacidade
para 0,9 L (frasco B). Dentro dos frascos B também foram colocados dois copos de
plástico com capacidade para 50 mL, um com 40 mL de água desionizada, para manter
a umidade, e o outro, com 20 mL de solução de NaOH 1 mol L
-1
, para fixar o CO
2
liberado. Para cada cinco amostras havia uma prova em branco, nas mesmas
condições, sem o solo. O soro foi aplicado aos solos diluído em água desionizada, em
volume constante em todos os tratamentos. O volume foi o definido na maior dose de N
para o LV e na dose 304 m
3
ha
-1
no PVA. Neste solo, a maior dose de soro ultrapassou
70% da capacidade de retenção de água e, por isso, o copo com água não foi colocado
no recipiente B deste tratamento nos primeiros 3 dias, tempo necessário para a
umidade retornar a 70% da capacidade de retenção.
O experimento teve início em 30-04-2009 e a substituição da solução de NaOH 1
mol L
-1
foi feita diariamente até o 7º dia de incubação, do 8º ao 60º dia, a cada dois
dias, do 61º até o 94º dia, a cada sete dias, e do 95º ao 168º, a cada 15 dias. Em cada
dia de avaliação, 5 mL da solução de NaOH com CO
2
fixado foram transferidos para
outro copo com capacidade para 50 mL. A eles foram adicionados 0,5 mL de solução
de BaCl
2
1,5 mol L
-1
e duas gotas de fenolftaleína 10 g L
-1
, e a titulação foi feita com
solução padronizada de HCl 0,4 mol L
-1
. Os resultados obtidos foram expressos em
base seca (mg kg
-1
de solo) e foram ajustados ao modelo exponencial de cinética de
primeira ordem, proposto por STANFORD & SMITH (1972), de acordo com a seguinte
equação:
C
m
= C
0
(1 – e
-kt
),
em que:
C
m
= C-inorgânico mineralizado (mg kg
-1
);
C
0
= C-potencialmente mineralizável (mg kg
-1
);
k = constante de mineralização (dia
-1
); e
t = tempo de incubação (dias).
Também foi calculado o tempo necessário para que metade do C
0
fosse
mineralizado (tempo de meia-vida, T½), de acordo com a equação: T½ = In 2/k.
15
A fração de mineralização (FM), que é a porcentagem de C orgânico aplicado
que foi mineralizado no período de incubação, foi calculada de acordo com CETESB
(1999):
em que:
CmSL: C-mineralizado no tratamento com soro ácido de leite, em mg kg
-1
;
CmSL
0
: C-mineralizado no tratamento sem soro ácido de leite, em mg kg
-1
; e
C
adicionado
: quantidade de C adicionado, em mg kg
-1
.
3.3.2. Mineralização do nitrogênio
3.3.2.1. Método de incubação sem lixiviação
Na mineralização do nitrogênio empregando método sem lixiviação foram
avaliadas cinco doses de soro, dois solos e três repetições (mesmas doses e solos
usados na mineralização do carbono). O procedimento adotado está descrito em
CETESB (1999) e compreende os passos descritos a seguir. Porções de 0,2 dm
3
de
solo foram misturadas, a seco, com CaCO
3
. As quantidades de CaCO
3
foram definidas
com base em curvas de neutralização e calculadas para atingir pH 6,0, em cada dose
de soro. A mistura foi transferida para recipientes de plástico com capacidade para 0,25
L. Foram preparadas soluções de soro + água desionizada, de acordo com cada
tratamento, para elevar a umidade do solo a 70% da capacidade de retenção de água.
No LV, a solução foi aplicada no dia 29-09-2008 e, no PVA, no dia 02-10-2008. A
aplicação foi feita na superfície do solo e a incubação foi feita no ambiente de
laboratório. Após a aplicação, os recipientes foram pesados e a cada três dias a
umidade do solo foi ajustada a 70% da capacidade de retenção de água com base no
peso com a aplicação de água desionizada.
Amostras de cada recipiente foram coletadas aos 0, 7, 14, 28, 42, 56, 70, 84, 98,
112 e 126 dias de incubação. Nas amostragens o solo foi retirado de cada recipiente,
16
homogeneizado sobre pedaço de plástico e duas amostras de 10 g de solo foram
transferidas, uma para copo de plástico para determinação da umidade (estufa) e outra
para erlenmeyer para determinação do N-inorgânico. Para determinação de N-NH
4
+
e
N-NO
3
-
foi feita agitação dos 10 g de solo com 100 mL de solução de KCl 1 mol L
-1
por
uma hora, seguida de decantação por uma hora e meia. Retirou-se 30 mL do
sobrenadante para a quantificação de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
por meio de destilação a vapor
em destilador Kjeldahl com adição de MgO e de liga de Devarda, respectivamente. O
destilado foi recebido em solução de H
3
BO
3
+ indicadores e a titulação foi realizada com
solução de H
2
SO
4
0,0025 mol L
-1
(CANTARELLA & TRIVELIN, 2001).
Os teores de N-inorgânico (N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
) foram expressos em base seca
(mg kg
-1
de solo). Os dados foram ajustados à equação de regressão exponencial de
cinética de primeira ordem (STANFORD & SMITH, 1972):
N
m
= N
0
(1 – e
-kt
),
em que:
N
m
= N-inorgânico mineralizado (mg kg
-1
) no tempo t (dias);
N
0
= N-potencialmente mineralizável (mg kg
-1
); e
k = constante de mineralização (dia
-1
);
Foi calculado o valor de T½, que é o tempo necessário para que metade do N
0
seja mineralizado: T½ = In 2/k.
A fração de mineralização (FM), que é a porcentagem de N orgânico aplicado
que foi mineralizado no período de incubação, foi calculada de acordo com CETESB
(1999):
em que:
NmSL: N-mineralizado no tratamento com soro ácido de leite, em mg kg
-1
;
NmSL
0
: N-mineralizado no tratamento sem soro ácido de leite, em mg kg
-1
; e
N
adicionado
: quantidade de N adicionado, em mg kg
-1
.
O nitrogênio disponível foi determinado da seguinte maneira, também de acordo
com CETESB (1999), para aplicação do resíduo na superfície:
17
N disponível = (FM/100) x (Nkj – N-NH
3
) + 0,5 x (N-NH
3
) + (N-NO
3
+ N-NO
2
),
em que:
FM = Fração de mineralização;
Nkj = Nitrogênio total (Kjedahl);
N-NH
3
= Nitrogênio amoniacal; e
N-NO
3
+ N-NO
2
= Nitrogênio nitrato e nitrito.
Com os resultados de FM e N disponível foi calculada a taxa de aplicação
(CETESB, 1999):
3.3.2.2. Método de incubação com lixiviação
O método de determinação da mineralização do nitrogênio com lixiviação foi
adaptado de STANFORD & SMITH (1972). A adaptação foi feita para atender a norma
P4.230 (CETESB, 1999), e consistiu na substituição de 15 g de solo + 15 g de areia fina
por 40 cm
3
de solo + 20 cm
3
de areia fina. Foram adotadas as mesmas doses de soro,
solos e repetições descritos no experimento de mineralização do nitrogênio sem
lixiviação, mas a avaliação no 7º dia após o início da incubação não foi feita para evitar
a lixiviação do próprio soro.
Porções de 50 cm
3
de solo foram misturadas, a seco, com CaCO
3
. As
quantidades de CaCO
3
foram definidas com base em curvas de neutralização e
calculadas para atingir pH 6,0, em cada dose de soro. A mistura solo + carbonato foi
colocada em bandejas de plástico. Para a aplicação do soro, procedeu-se como
descrito em 3.3.2.1, mas neste caso, após a aplicação, foi feita mistura manual do solo
com o soro. As misturas foram secas ao ar e peneiradas. Do volume total preparado 10
g de solo foram utilizados para determinar a concentração de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
no
tempo zero. Do volume restante, massas equivalentes a 40 cm
3
de solo e 20 cm
3
de
areia fina lavada com solução de HCl 0,1 mol L
-1
foram misturadas e, em seguida, a
mistura foi transferida para coluna de percolação, de vidro. Na coluna, a mistura solo-
areia foi colocada entre camadas de lã de vidro, uma de 3 cm na base da coluna, e uma
18
de 1 cm sobre a mistura, e umedecida com água desionizada, para atingir 70% da
capacidade de retenção de água. As colunas foram vedadas com filme de plástico e
mantidas em câmara tipo BOD a 25-28ºC por 126 dias.
A primeira lixiviação foi realizada aos 14 dias de incubação. Para a lixiviação, os
tubos percoladores foram acoplados em kitassatos e foram aplicados 200 mL de
solução de KCl 0,01 mol L
-1
para extração de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
. Após a coleta do
lixiviado foram adicionados 25 mL de solução nutritiva, sem nitrogênio, contendo
CaSO
4
.2H
2
O 0,02 mol L
-1
, MgSO
4
0,002 mol L
-1
e KH
2
PO
4
0,005 mol L
-1
para repor os
nutrientes lixiviados com a solução de KCl e, em seguida, aplicada pressão de sucção
de 20 cm de Hg para eliminação do excesso da solução nutritiva. Os tubos foram
novamente vedados com filme de plástico e levados para BOD com temperatura
controlada. As lixiviações foram feitas aos 14, 28, 42, 56, 70, 84, 98, 112 e 126 dias,
totalizando nove avaliações. Após cada lixiviação a solução nutritiva foi reaplicada e a
umidade do solo das colunas foi ajustada conforme já descrito. Nos lixiviados, N-NH
4
+
e
N-NO
3
-
foram determinados por destilação a vapor com adição de MgO e de liga de
Devarda. O destilado foi recebido em solução de H
3
BO
3
+ indicadores e a titulação foi
feita com solução de H
2
SO
4
0,0025 mol L
-1
(CANTARELLA & TRIVELIN, 2001). O
tratamento estatístico dos dados foi o descrito em 3.3.2.1.
3.4. Experimento em casa de vegetação
As doses de soro ácido de leite utilizadas no experimento em casa de vegetação
foram as mesmas utilizadas para a mineralização do soro ácido de leite. Deste modo
foram utilizadas cinco doses de soro, dois solos e cinco repetições. A partir de pesos
médios de 1 dm
3
dos solos LV e PVA, o equivalente a 4,5 dm
3
de cada solo foi pesado
e transferido para sacos de plástico com capacidade para 10 dm
3
. De acordo com a
curva de neutralização, foi calculada a quantidade de CaCO
3
necessária para elevar o
pH dos solos a 6,0, para cada dose de soro ácido de leite.
Foi calculada a quantidade de adubo necessária para aplicar aos solos 120 mg
dm
-3
de P, na forma de fosfato monocálcico monohidratado [Ca(H
2
PO
4
)
2
.H
2
O]. Os
carbonatos de cálcio e o adubo fosfatado foram misturados, a seco, aos 4,5 dm
3
de
19
solo. Esta mistura consistiu de movimentação do solo sobre pedaço de plástico, com o
levantamento alternado das suas extremidades e rolagem do solo. Em seguida, as
porções de solo tratadas foram transferidas para vasos de plástico com capacidade
para 5 dm
3
, colocados sobre pratos de plástico.
Os vasos foram levados para casa de vegetação e os solos foram umedecidos
com água desionizada a 60% da capacidade de retenção. Os vasos foram, então,
pesados, e os solos permaneceram incubando por 12 dias (06-12-08 a 18-12-08),
cobertos com folhas de papel para reduzir as perdas de água por evaporação. O
controle da umidade dos solos foi feito três vezes por semana, por meio de pesagem de
todos os vasos e reposição da água perdida com água desionizada.
Aos 10 dias de incubação foi feita adubação mineral com magnésio, enxofre,
potássio e micronutrientes. Foram aplicados, em todas as amostras, 24,3 mg dm
-3
de
Mg (2 mmol
c
dm
-3
); 0,25 mg dm
-3
de B; 1,0 mg dm
-3
de Cu e 1,5 mg dm
-3
de Zn,
utilizando MgSO
4
, H
3
BO
3
, CuSO
4
.5H
2
O e ZnSO
4
.7H
2
O, respectivamente. O enxofre
aplicado acompanhando o Mg correspondeu a 32,06 mg dm
-3
de S. O K foi aplicado
balanceando a quantidade adicionada em cada dose de soro. Considerando as doses
de soro equivalentes a 0; 80; 160; 240 e 320 kg ha
-1
de N, foram aplicados: 308,7;
231,5; 154,4; 77,2 e 0 mg dm
-3
de K, respectivamente, na forma de KCl. Os adubos
foram pesados e aplicados na forma de solução, no dia 16/12/08.
Ao final da incubação com o corretivo da acidez e os adubos minerais, os solos
foram retirados dos vasos para secar. Após a secagem os solos foram passados por
peneira de 4 mm de abertura de malha, homogeneizados e recolocados nos vasos.
Este procedimento foi necessário para aplicar o soro no solo seco, para não
ultrapassar a capacidade de retenção de água dos solos.
Quinze dias após o início da incubação dos solos foi realizada a aplicação de
soro ácido de leite, conforme os tratamentos. Para aplicação dos tratamentos foram
preparadas soluções de soro ácido de leite + água desionizada para que todas as
amostras, ao fim da aplicação, ficassem com a mesma umidade, levando em
consideração a aplicação da maior dose de soro ácido de leite que foi de 920 mL/vaso.
Os volumes de soro ácido de leite aplicados foram: 0; 230; 460; 690 e 920 mL/vaso,
correspondendo às mesmas doses usadas nos experimentos de laboratório. Os solos
20
foram mantidos em incubação por 25 dias (21-12-08 a 16-01-09) e, neste período, os
vasos foram cobertos com folhas de papel para diminuir a perda de água por
evaporação. O controle da umidade dos solos foi feito três vezes por semana, por meio
de pesagem de todos os vasos, havendo reposição da água perdida para a
manutenção da umidade a 60% da capacidade de retenção.
Foram realizadas duas semeaduras de milho no mesmo vaso. A primeira
semeadura foi no dia 16-01-09 e, a segunda, no dia 23-02-2009, utilizando 10 sementes
por vaso. Sete dias após a semeadura foi realizado o desbaste das plantas de milho,
deixando cinco plantas por vaso. A manutenção da umidade dos solos foi realizada com
pesagens periódicas de todos os vasos e reposição da água perdida, mantendo-a a
aproximadamente 60% da capacidade de retenção de água. O corte das plantas foi
feito 36 dias após a semeadura, nos dois experimentos. As plantas foram cortadas a
cerca de 1 cm do solo e a parte aérea foi lavada em água corrente, passada em
solução de detergente neutro 0,1 mL L
-1
e enxaguada três vezes em água desionizada.
Após o processo de lavagem, a parte aérea das plantas foi seca em estufa com
circulação forçada de ar a 65ºC - 70ºC (BATAGLIA et al., 1983). Após atingir peso
constante, foi obtido o peso de matéria seca da parte aérea das plantas de milho. Em
seguida, as plantas foram moídas e foi determinada a concentração de N-total, segundo
TEDESCO et al. (1985).
As quantidades de N absorvido pelas plantas de milho nos dois cortes foram
somadas e correlacionadas com o N mineralizado determinado pelos métodos de
incubação com e sem lixiviação e, também, com o C determinado por respirometria.
21
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Mineralização do soro ácido de leite
4.1.1. Mineralização do carbono orgânico
A evolução diária de C-CO
2
, em ambos solos e em todas as doses de soro, foi
semelhante, com aumento acentuado até o terceiro dia e diminuição, com tendência a
estabilização, a partir do 29º dia (Figura 1). MARTINES et al. (2006) verificaram
atividade microbiana mais intensa nos primeiros 15 a 20 dias após aplicação de lodo de
curtume em três solos (textura muito argilosa, argilosa e arenosa), com posterior
decréscimo. De acordo com os autores, esse comportamento pode ser atribuído a
mineralização inicial do carbono orgânico prontamente oxidável. Após a exaustão dessa
fração, ocorre mineralização gradativa e a taxas mais constantes, devido aos
compostos mais resistentes ao ataque microbiano (GIACOMINI et al., 2008).
No PVA, de 58% a 77% do C adicionado, da maior para a menor dose de soro,
foi mineralizado em 29 dias e, no LV, de 54 a 63%. A maior liberação de C-CO
2
nos
tratamentos que receberam soro do que nos que não o receberam (testemunhas) indica
que o soro estimulou a atividade microbiana do solo, como relatado por GIACOMINI et
al. (2008), que obtiveram maior liberação de C-CO
2
nos tratamentos que receberam
cama sobreposta e dejetos líquidos de suínos em relação ao tratamento sem adição
dos materiais orgânicos, e por CALDERÓN et al. (2004) que relataram correlação
(0,69**) entre o C adicionado na forma de esterco bovino e a produção acumulada de
22
C-CO
2
em seis semanas de incubação. Em qualquer circunstância, o efeito é resultado
da respiração dos microrganismos heterotróficos do solo (GIACOMINI et al., 2008).
1a
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168
C-CO
2
liberado, mg kg
-1
dia
-1
0
100
200
300
400
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
1b
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168
C-CO
2
liberado, mg kg
-1
dia
-1
0
100
200
300
400
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Figura
1
.
Evolução diária da quantidade de C-CO
2
liberada em função da aplicação de soro
ácido de leite no PVA (1a) e LV (1b), respectivamente, em 168 dias de incubação
aeróbia. Os tratamentos SL0, SL1, SL2, SL3 e SL4 equivalem à aplicação de zero,
80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N, respectivamente, ou 0; 101; 203; 304 e 405 m
3
ha
-1
de soro.
23
Os resultados de C mineralizado acumulado ajustaram-se ao modelo de cinética
de primeira ordem (Figura 2). Os parâmetros das equações estão na Tabela 3, na qual
se verifica R
2
= 0,99** para todas as doses e os dois solos. Comparando com o
tratamento testemunha, o carbono potencialmente mineralizável (C
0
) e a constante de
mineralização foram maiores nos tratamentos com soro, nos dois solos (Tabela 3). O
tempo médio necessário para a mineralização de 50% do carbono potencialmente
mineralizável (T½) foi de 3,6 e de 5,0 dias para o PVA e LV, respectivamente (Tabela
3). Avaliando a mineralização do carbono do composto de lixo urbano (relação C/N =
11) em um Argissolo de textura média, MANTOVANI et al. (2006) determinaram valores
de k variando de 0,041 a 0,064 dia
-1
e de C
0
entre 327 e 450 mg kg
-1
, menores do que
os obtidos com o soro. De acordo com os autores os valores baixos de k e C
0
devem-se
ao processo prévio de compostagem e estabilização a que o material havia sido
submetido. BERNAL et al. (1998), utilizando compostos de diferentes resíduos
orgânicos em vários estádios de maturação, observaram que materiais orgânicos mais
estabilizados liberaram menor quantidade de C-CO
2
do que os mesmos materiais em
estádios iniciais e intermediários de compostagem, concluindo que além da relação C/N
do material utilizado, a forma em que o C se encontra também interfere na velocidade
de decomposição. Com isto se justificam valores de k maiores e valores de T½
menores para o soro de leite, uma vez que ele é um resíduo líquido, que foi aplicado ao
solo in natura e que tem a lactose como principal componente, chegando a 71% da
parte sólida segundo LIZIEIRE & CAMPOS (2006).
Os valores de fração de mineralização (FM) foram elevados, chegando a 86% na
dose 101 m
3
ha
-1
e 63% na dose 405 m
3
ha
-1
de soro no PVA, e a 67% na dose 101 m
3
ha
-1
e 59% na dose 405 m
3
ha
-1
no LV. Observa-se que os valores de FM decresceram
à medida que a dose de soro aumentou, o que está relacionado ao aumento da
quantidade de compostos orgânicos adicionados, que ultrapassou a capacidade de
mineralização dos microrganismos do solo (WONG et al., 1998; MARTINES et al.,
2006).
Os maiores valores de FM foram obtidos no PVA, de textura arenosa, o que está
de acordo com MARTINES et al. (2006) que concluíram que a taxa de mineralização do
24
lodo de curtume variou em função da classe textural do solo, e foi maior no solo
arenoso, devido a maior aeração.
2
a
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168
C mineralizado acumulado, mg kg
-1
0
500
1000
1500
2000
2500
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
2b
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126 140 154 168
C mineralizado acumulado, mg kg
-1
0
500
1000
1500
2000
2500
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Figura
2
.
Carbono mineralizado acumulado no PVA (2a) e LV (2b), respectivamente, em
168 dias de incubação com soro ácido de leite. Os tratamentos SL0, SL1, SL2,
SL3 e SL4 equivalem à aplicação de zero, 80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N,
respectivamente, ou 0; 101; 203; 304 e 405 m
3
ha
-1
de soro.
25
Tabela 3. Carbono aplicado, coeficiente de determinação (R
2
) e parâmetros do modelo cinético
de primeira ordem, meia-vida (T½) e fração de mineralização (FM) obtidos após 168
dias de incubação de solos com soro ácido de leite.
Solo Doses de soro
1
C aplicado R
2
C
0
2
k
3
T½ FM
m
3
ha
-
1
mg kg
-
1
mg kg
-
1
Dia
-
1
dias %
PVA 0 0,00 0,9913** 406,9 0,1089 - -
101 516,06 0,9930** 792,9 0,1880 3,7 85,77
203 1.037,23 0,9968** 1111,1 0,1963 3,5 75,25
304 1.553,28 0,9964** 1322,8 0,1934 3,6 67,99
405 2.069,34 0,9956** 1531,3 0,1870 3,7 62,72
LV 0 0,00 0,9966** 581,0 0,0985 - -
101 589,17 0,9945** 902,1 0,1423 4,9 66,80
203 1.184,17 0,9979** 1262,2 0,1410 4,9 63,75
304 1.773,33 0,9982** 1637,7 0,1393 5,0 64,50
405 2.362,50 0,9978** 1864,8 0,1362 5,1 59,21
1
0, 101, 203, 304 e 405 m
3
ha
-1
equivalem à aplicação de 0, 80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N;
2
C0:
carbono potencialmente mineralizável;
3
k: constante de mineralização; ** Significativo a 1% de
probabilidade.
4.1.2. Mineralização do nitrogênio
Com o método de incubação com lixiviação (ICL), a maior variação nos teores de N-
NH
4
+
foi observada nos primeiros 28 dias de incubação, em ambos os solos (Figura 3a e
3c) e o comportamento foi o mesmo em todas as doses de soro: houve aumento
acentuado dos teores até o 14º dia (não foi feita avaliação aos sete dias), seguido de
diminuição até o 28º dia de incubação. Com o método de incubação sem lixiviação (ISL), o
tratamento testemunha e a menor dose de soro (SL1) apresentaram pico aos sete dias de
incubação no PVA; nos demais tratamentos o pico ocorreu aos 14 dias e a estabilização
aos 56 dias de incubação (Figuras 4a e 4c). No LV, no tratamento testemunha o pico
ocorreu aos sete dias, no tratamento SL1 aos 14 dias e, nas demais doses de soro entre
14 e 28 dias. A estabilização ocorreu a partir dos 42 dias nos tratamentos testemunha e
SL1 e a partir dos 56 dias nos demais tratamentos (Figuras 4a e 4c). No pico, as
concentrações de amônio determinadas no PVA foram menores do que no LV,
independentemente do método. Comparando os métodos, a quantidade de amônio
determinada no pico, foi maior com o método ICL, nos dois solos, e no solo arenoso ela foi
praticamente o dobro. No equilíbrio, o teor de N-NH
4
+
obtido com o método ICL manteve-se
em torno de 5 mg kg
-1
, em ambos os solos. Com o método ISL, o teor de N-NH
4
+
foi duas
vezes maior, 10 mg kg
-1
, no PVA, e três vezes maior, 15 mg kg
-1
,
no LV. Provavelmente, a
26
maior quantidade de N-NH
4
+
por um período maior de tempo, com o método ISL, está
associada a não retirada do elemento, nesta forma, do sistema.
3a 3c
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NH
4
+
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
100
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NH
4
+
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
100
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
3b 3d
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NO
3
-
, mg kg
-1
0
5
10
15
20
25
30
35
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NO
3
-
, mg kg
-1
0
5
10
15
20
25
30
35
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Figura
3
.
Teores de N-NH
4
+
e de N-NO
3
-
no PVA (3a e 3b) e LV (3c e 3d) em função das doses
de soro ácido de leite e tempos de incubação, após 126 dias de incubação com
lixiviação. Os tratamentos SL0, SL1, SL2, SL3 e SL4 equivalem à aplicação de zero,
80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N, respectivamente, ou 0; 101; 203; 304 e 405 m
3
ha
-1
de soro.
Para o N-NO
3
-
, em ambos os solos e independentemente da dose de soro, os
teores eram menores que 10 mg kg
-1
no início da incubação (Figura 3b e 3d; 4b e 4d).
Com o método ICL houve aumento acentuado do teor de N-NO
3
-
a partir do 14° dia no
PVA, nas três menores doses de soro (Figura 3b). Nas duas doses maiores, no PVA, e
em todas as doses no LV, o pico ocorreu aos 28 dias de incubação (Figuras 3b e 3d).
AITA et al. (2007) observaram que após aplicação de dejeto líquido de suínos todo o N-
27
NH
4
+
foi completamente oxidado a N nítrico entre 15 e 20 dias. A velocidade das
reações do soro de leite não foi tão rápida quanto a do dejeto líquido de suínos, porque
a relação C/N do soro é maior e porque, no dejeto de suínos, parte significativa do N-
total já está na forma amoniacal. No entanto, aos 56 dias de incubação a maior parte do
nitrogênio aplicado com o soro já havia nitrificado.
Com o método ISL o teor de N-NO
3
-
aumentou durante todo o período (Figura 4b
e 4d). A mesma tendência foi observada por BURGOS et al. (2006), na mineralização
do nitrogênio de resíduos agroflorestais, de composto de lixo urbano e de lodo de
fábrica de papel, avaliada em sistema sem lixiviação. Este comportamento é
característico do método porque o que se mede a cada intervalo é o acumulado do
período.
Para ambos os solos, a sequência das transformações do nitrogênio, ou seja,
conversão de N-NH
4
+
à N-NO
3
-
por microrganismos nitrificadores ficou bem definida
(Figuras 3 e 4). As formas de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
, ao fim de 126 dias de incubação com
lixiviação, representaram, em média, 38% e 62% do N-mineral no PVA, e 46% e 54%
no LV, respectivamente. Com o método ISL o N-NH
4
+
e o N-NO
3
-
representaram 18% e
81% do N-mineral no PVA e 22% e 78% no LV, respectivamente. No método sem
lixiviação, o N-NH
4
+
ficou exposto aos microrganismos por um período de tempo maior,
favorecendo a nitrificação, resultando, deste modo, em maiores quantidades de nitrato e
menores de amônio.
A aplicação de soro resultou em mineralização rápida do N até os 28 dias. No
PVA, em média, 55% e 47% do N mineralizado acumulado em 126 dias foi mineralizada
nesse período, para os métodos com e sem lixiviação, respectivamente. No LV, a
mineralização foi de 48% com o método ICL e 56% com o método ISL, no mesmo
período.
A taxa de mineralização do N decresceu com o tempo de incubação em ambos
os métodos e solos (Figura 5), o que está de acordo com STANFORD & SMITH (1972),
mas não houve estabilização do N-inorgânico produzido, o que indica que,
provavelmente, o tempo de incubação não foi suficiente para completar a mineralização
do N-orgânico.
28
4a 4c
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NH
4
+
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NH
4
+
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
4b 4d
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NO
3
-
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
100
120
140
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
N-NO
3
-
, mg kg
-1
0
20
40
60
80
100
120
140
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Figura
4
.
Teores de N-NH
4
+
e de N-NO
3
-
nos solos PVA (4a e 4b) e LV (4c e 4d) em função
das doses de soro ácido de leite, após 126 dias de incubação sem lixiviação. Os
tratamentos SL0, SL1, SL2, SL3 e SL4 equivalem à aplicação de zero, 80, 160, 240
e 320 kg ha
-1
de N.
A rápida mineralização inicial, seguida de diminuição e tendência a estabilização
após algumas semanas é comum em estudos de mineralização de resíduos aplicados
em solos (PARKER & SOMMERS, 1983; BOEIRA et al., 2002; BURGOS et al. 2006;
MANTOVANI et al., 2006) e a maior quantidade de N mineralizada no início da
incubação é atribuída a presença de frações orgânicas de fácil mineralização do solo
(PÖTTKER & TEDESCO, 1979; RHODEN et al., 2006), , com posterior predomínio de
formas de difícil decomposição (PARKER & SOMMERS, 1983; LINDERMANN &
CARDENAS, 1984).
Nos dois solos e em todas as doses de soro, o N mineralizado acumulado
(N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
) foi ajustado à equação de regressão exponencial de cinética de
29
primeira ordem (Figura 5), proposta por STANFORD & SMITH (1972), com R
2
variando de
0,98** a 0,99** para o método ICL e de 0,97** a 0,99** para o método ISL (Tabela 4).
Com Lixiviação
5
a
5
b
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
Nmineralizado acumulado, mg kg
-1
(N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Nmineralizado acumulado, mg kg
-1
(N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
)
Sem Lixiviação
5c 5d
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
0
20
40
60
80
100
120
140
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Nmineralizado acumulado, mg kg
-1
(N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
)
Tempo de incubação, dias
0 14 28 42 56 70 84 98 112 126
0
20
40
60
80
100
120
140
SL0
SL1
SL2
SL3
SL4
Nmineralizado acumulado, mg kg
-1
(N-NH
4
+
+ N-NO
3
-
)
Figura
5
.
Nitrogênio mineralizado acumulado no PVA (5a e 5c) e LV (5b e 5d), respecti-
vamente, em 126 dias de incubação com soro ácido de leite, com e sem lixiviação.
Os tratamentos SL0, SL1, SL2, SL3 e SL4 equivalem à aplicação de zero, 80, 160,
240 e 320 kg ha
-1
de N, respectivamente, ou 0; 101; 203; 304 e 405 m
3
ha
-1
de
soro.
30
Tabela 4. Nitrogênio aplicado, coeficiente de determinação (R
2
) e parâmetros do modelo
cinético de primeira ordem, meia-vida (T½) e fração de mineralização (FM) obtidos
após 168 dias de incubação de solos com soro ácido de leite.
Solo Doses de soro
1
N aplicado R
2
N
0
2
k
3
T½ FM
m
3
ha
-
1
mg kg
-
1
mg kg
-
1
dia
-
1
dias %
Método ICL
PVA 0 0,00 0,9927** 88,6 0,0259 - -
101 28,86 0,9947** 108,7 0,0213 33 55,12
203 57,71 0,9953** 121,7 0,0240 29 54,67
304 86,57 0,9967** 138,8 0,0268 26 57,57
405 115,42 0,9961** 151,4 0,0305 23 58,01
LV 0 0,00 0,9867** 112,2 0,0184 - -
101 32,65 0,9952** 135,9 0,0153 45 39,89
203 65,30 0,9956** 140,4 0,0184 38 38,01
304 97,94 0,9966** 153,2 0,0223 31 43,90
405 130,59 0,9959** 169,3 0,0277 25 50,01
Método ISL
PVA 0 0 0,9786** 53,0 0,0391 - -
101 30,27 0,9884** 68,1 0,0198 35 30,19
203 60,54 0,9902** 85,9 0,0171 41 32,15
304 90,82 0,9919** 85,5 0,0181 38 27,83
405 121,09 0,9919** 100,7 0,0177 39 29,97
LV 0 0 0,9865** 62,5 0,0275 - -
101 34,56 0,9935** 82,0 0,0214 32 36,68
203 69,13 0,9890** 99,6 0,0214 39 42,07
304 103,68 0,9932** 106,0 0,0293 24 40,55
405 138,25 0,9907** 120,3 0,0338 21 43,56
1
0, 101, 203, 304 e 405 m
3
ha
-1
equivalem à aplicação de 0, 80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N;
2
N
0
:
nitrogênio potencialmente mineralizável;
3
k: constante de mineralização; ** Significativo a 1% de
probabilidade.
A correlação entre o N mineralizado no PVA e o N mineralizado no LV, em cada
tempo, foi significativa a 1%, com R
2
variando de 0,98** a 0,99** com o método ICL, e
de 0,97** a 0,99**, com o método ISL. A correlação só não foi significativa, aos sete
dias de incubação com o método ISL. Isto indica que a curva de mineralização foi
semelhante para ambos os solos, diferindo apenas as quantidades obtidas.
Independente do método utilizado, o N potencialmente mineralizável (N
0
)
aumentou com as doses de soro, com maiores quantidades no solo argiloso (Tabela 4).
O N
0
variou, para o PVA, entre 88,6 e 151,4 mg kg
-1
(método ICL) e 53,0 e 100,7 mg kg
-
1
(método ISL) e, para o LV, de 112,2 e 169,3 mg kg
-1
(método ICL) e 62,5 e 120,3 mg
kg
-1
(método ISL), para as doses 0 e 405 m
3
ha
-1
de soro, respectivamente (Tabela 4).
Mesma tendência de resultados foi observada por ALCÂNTARA et al. (2007), ao
31
aplicarem lodo de curtume a um Latossolo Vermelho-Amarelo arenoso e a um
Latossolo Vermelho argiloso. Os autores determinaram valores de 93 e 282 mg kg
-1
de
N no solo arenoso e de 60 e 317 mg kg
-1
de N no solo argiloso (0 e 1.785 kg ha
-1
de N,
respectivamente), após incubação dos solos por 132 dias em colunas de lixiviação.
As constantes de mineralização (k) também aumentaram com o aumento das
doses de soro aplicadas aos solos (Tabela 4). Estes resultados estão de acordo com o
proposto por STANFORD & SMITH (1972): a taxa de mineralização é proporcional a
quantidade de substrato mineralizável no solo. Deste modo, os valores de N
0
e k são
maiores quando há maior quantidade de substrato para os microrganismos do solo.
Assim, o T½ diminuiu da menor para a maior dose de soro, o que significa que houve
maior disponibilização de N em menor tempo, nas maiores doses, porque houve
aumento da quantidade de N aplicada na forma de soro. Avaliando a mineralização do
N do lodo de esgoto de duas estações de tratamento (relação C/N média = 7) em
Latossolo Vermelho distroférrico, BOEIRA et al. (2002) determinaram valores de k
variando de 0,007 a 0,027 dia
-1
, com diminuição do valor de k com o aumento das
doses, e de meia-vida entre 26 e 100 dias. Apesar da relação C/N baixa, o lodo de
esgoto passa por digestão anaeróbia, a qual degrada a fração do N mais facilmente
decomponível, restando as formas mais recalcitrantes e, deste modo, os valores de k
foram menores e os de T½ maiores aos determinados para o soro, que não passa por
nenhum processo de estabilização. Deste modo, o soro fornece N mineral mais
rapidamente do que os lodos de esgoto avaliados pelos últimos autores.
Após 126 dias de incubação, a fração de mineralização (FM) média determinada
com o método com lixiviação foi de 56,3 e 43,0%, para o PVA e o LV, respectivamente
(Tabela 4). Exceto da primeira para a segunda dose, em ambos os solos, a FM
aumentou com o aumento da dose de soro. Para o método sem lixiviação, a FM média
foi de 30,1% e 40,7% para os solos PVA e LV, respectivamente. MANTOVANI et al.
(2006) estimaram fração de mineralização de 12% para composto de lixo urbano
incubado por 126 dias em um Argissolo de textura média e, com a aplicação das
maiores doses de composto de lixo, obtiveram as menores frações de mineralização.
Os autores justificaram esse resultado em função de perdas por desnitrificação com o
aumento das doses de adubo orgânico.
32
Observa-se que houve diferença entre os valores de FM para solos e métodos
de incubação. No PVA, utilizando o método com lixiviação, a FM foi maior que no LV; já
com o método sem lixiviação, o LV apresentou maiores valores de FM que o PVA. Para
solos arenosos, a maior mineralização é atribuída a maior aeração, como ocorreu com
o método da incubação com lixiviação e, ainda, os maiores valores de FM são
atribuídos a temperatura constante, maior aeração pela mistura de areia fina lavada,
aplicações de solução nutritiva, remoção de substâncias tóxicas inibidoras da
mineralização e menor imobilização do N devido a retirada de C do sistema (WANG et
al., 2003) e, também, porque durante as lixiviações ocorre morte e renovação da
biomassa microbiana (LEMOS et al., 1988).
Os menores valores com o método sem lixiviação podem ser atribuídos a
flutuação na temperatura (foi mantido em temperatura ambiente) e acúmulo de N-NH
4
+
e N-NO
3
-
no solo, podendo inibir a mineralização (STANFORD & SMITH, 1972).
A maior mineralização no solo argiloso para o método sem lixiviação pode estar
relacionada ao umedecimento e secamento do solo, quebrando, deste modo, a
proteção física que as argilas impõem sobre alguns compostos orgânicos, o que
disponibiliza o N-orgânico para mineralização (SAHRAWAT, 2008).
A taxa de aplicação calculada (m
3
ha
-1
de soro), admitindo cultura de milho e
dose recomendada de 80 kg ha
-1
de N, diferiu entre solos e métodos de avaliação da
mineralização do N. Para o método com lixiviação, a taxa de aplicação média obtida foi
de 180 m
3
ha
-1
de soro para o PVA e de 235 m
3
ha
-1
de soro para o LV. Para o método
sem lixiviação, a taxa de aplicação média foi de 395 m
3
ha
-1
para o PVA e 251 m
3
ha
-1
para o LV. A maior taxa de aplicação para o PVA obtida com o método sem lixiviação é
justificada pela menor FM, que é inversamente proporcional à taxa de aplicação. Estes
resultados demonstram a necessidade de padronização do método utilizado, já que a
diferença entre valores foi elevada.
4.2. Comparação de métodos
Para avaliar a eficiência dos métodos de incubação em laboratório para estimar a
mineralização do nitrogênio foram usados resultados obtidos no experimento em casa
33
de vegetação em que o milho foi a planta teste. Os resultados de produção de matéria
seca da parte aérea (MSPA) e de N acumulado pelo milho estão na Tabela 5. Houve
aumento de produção de MSPA e de acúmulo de N na parte aérea das plantas de milho
com o aumento das doses de soro de leite e foi observada maior produção de MSPA no
LV do que no PVA, exceto no tratamento testemunha, mas a diferença foi pequena. No
LV também foram obtidas as maiores quantidades de N absorvido.
Tabela 5. Produção e acúmulo de N na parte aérea das plantas de milho, após dois cultivos,
com aplicação de soro ácido de leite para Argissolo Vermelho-Amarelo e Latossolo
Vermelho.
Doses de soro
1
PVA LV
MSPA
2
N absorvido MSPA N absorvido
m
3
ha
-
1
g/vaso mg/vaso g/vaso mg/vaso
0 30,8 218,7 30,5 277,0
101 37,0 271,3
39,2 333,6
203 46,8 354,1
49,1 383,1
304 51,8 412,2
52,3 433,4
405 54,7 449,6
59,9 545,2
1
0, 101, 203, 304 e 405 m
3
ha
-1
equivalem à aplicação de 0, 80, 160, 240 e 320 kg ha
-1
de N.
2
Matéria
seca da parte aérea das plantas de milho após dois cultivos.
Foram obtidas correlações significativas entre MSPA e o N mineralizado
acumulado determinado pelos dois métodos de incubação, em todos os tempos de
avaliação (Tabela 6), com 1% de significância, exceto aos sete dias para o método sem
lixiviação, devido à imobilização inicial do N do soro. A variação nos valores de R
obtidos com os dois métodos foi pequena em cada data de avaliação e aos 126 dias de
incubação, as correlações foram iguais (0,95**) para os dois métodos. A correlação
positiva do N mineralizado com a MSPA está associada ao aumento da produção de
matéria seca com o aumento das doses de soro.
Foram observadas correlações significativas entre N mineralizado acumulado e N
absorvido pelas plantas de milho em todos os tempos, com os dois métodos, exceto no
7º dia de avaliação para o método sem lixiviação porque houve imobilização do N
(Tabela 6). Observa-se para este método que houve aumento de correlação com o
aumento do tempo de incubação e já no 14º dia de incubação o coeficiente de
correlação era de 0,98, com 1% de significância. Com o método sem lixiviação, não foi
observada tendência de aumento dos valores de correlação com o tempo de incubação
34
e, no 14º dia de incubação, a correlação, para o método sem lixiviação, foi de 0,90, com
1% de significância.
Tabela 6. Coeficientes de correlação (R) entre N mineralizado acumulado nos experimentos com
e sem lixiviação e os atributos de plantas (N absorvido, MSPA) e carbono mineralizado
acumulado em 29 dias, durante 126 dias de incubação de solo com soro ácido de leite.
Variável
N mineralizado acumulado ao longo do tempo (dias)
0 7 14 28 42 56 70 84 98 112 126
---------------------------------------------------------R
1
-------------------------------------------------------
MSPA
2
Com lix 0,84** - 0,93** 0,97** 0,97** 0,96** 0,97** 0,96** 0,96** 0,96** 0,95**
Sem lix 0,86** 0,31
NS
0,84** 0,80** 0,87** 0,90** 0,90** 0,88** 0,89** 0,90** 0,95**
N absorvido
3
Com lix 0,89** - 0,98** 0,98** 0,99** 0,99** 0,99** 0,99** 0,99** 0,99** 0,99**
Sem lix 0,78** 0,48
NS
0,90** 0,86** 0,92** 0,95** 0,95** 0,94** 0,94** 0,95** 0,97**
C mineralizado acumulado em 29 dias
Com lix 0,90** - 0,96** 0,97** 0,98** 0,98** 0,98** 0,99** 0,99** 0,99** 0,99**
Sem Lix 0,84** 0,40
NS
0,86** 0,85** 0,92** 0,94** 0,94** 0,93** 0,94** 0,94** 0,97**
1NS
, ** e *: Não significativo e significativo a 1 e 5% de probabilidade, respectivamente;
2
MSPA: matéria
seca da parte aérea das plantas de milho;
3
N absorvido: acumulo de N na MSPA.
Após 126 dias de incubação, a correlação entre o N absorvido e o N
mineralizado acumulado foi de 0,99** com o método com lixiviação; com o método sem
lixiviação, a correlação foi de 0,97**. Maior variação nos valores de correlação foi obtida
por LEMOS et al. (1988), os quais compararam o N absorvido por plantas de milheto e
o N mineralizado por métodos de incubação com e sem lixiviação. Os autores
observaram maior correlação com o método com lixiviação (0,82**) quando comparado
com o método sem lixiviação (0,52**), conduzidos por 11 e 13 semanas,
respectivamente. Segundo os autores, a maior correlação com o método com lixiviação
se deve a que, em ambos os casos, lixiviação do N mineral e absorção pelas plantas,
há retirada do N mineral do solo, seja pela percolação com CaCl
2
, seja pela absorção
pelas raízes.
Correlação significativa entre o N mineralizado obtido com os métodos com e
sem lixiviação e o N absorvido por plantas de trigo e milho também foi relatada por JIN
et al. (2007). Neste caso, o método de incubação sem lixiviação conduzido por 4
semanas resultou em maior correlação com o N absorvido (0,96**) do que com o
método com lixiviação (0,83**) conduzido por 30 semanas. Os autores concluíram que
devido ao tempo demandado pelo método com lixiviação, o método sem lixiviação com
35
4 semanas de incubação seria o mais indicado para avaliar a mineralização de N em
solos calcários.
Foi observada correlação significativa entre o N absorvido por plantas de milho e
o N potencialmente mineralizável (N
0
) com ambos os métodos. Com o método com
lixiviação, a correlação foi de 0,79** e para o método sem lixiviação foi de 0,76**.
CAMARGO et al. (1997b) também relataram correlação entre o N
0
e o N absorvido por
plantas de milho (0,88**) em 10 solos do Rio Grande do Sul. Os autores concluíram que
o N
0
descrito pelo modelo exponencial simples (STANFORD & SMITH, 1972)
caracteriza adequadamente a absorção de N pelo milho em função do N mineralizado,
mesmo estimando valores de N
0
ligeiramente inferiores aos de N mineralizado.
Foram determinadas correlações significativas entre o N mineralizado acumulado
em todas as semanas de avaliação, exceto no 7º dia para o método sem lixiviação
(Tabela 6), e o carbono mineralizado em 29 dias de incubação (tempo em que houve
tendência de estabilização do C mineralizado, item 3.3.1.). O aumento da respiração
microbiana com o aumento das doses de soro explica a correlação existente entre as
duas variáveis nos dois solos, todas as doses de soro e os dois métodos de
mineralização do N. Diante de correlação positiva e significativa, próximo de 1, entre N
e C mineralizados ROBERTSON et al. (1988) propuseram o uso da mineralização do
carbono como índice de N mineralizável do solo. CASTELLANOS & PRATT (1981)
também obtiveram correlação significativa entre o N mineralizado em 10 semanas de
incubação de solo com 10 adubos orgânicos e o C mineralizado durante quatro
semanas, com coeficiente de correlação de 0,89**.
As correlações entre C mineralizado acumulado e os atributos de planta (N
absorvido e MSPA) foram significativas, a 1% de significância, a partir do 3º dia de
avaliação (Tabela 7). Com o N absorvido pelas plantas de milho, o aumento do tempo
de incubação aumentou o valor de R, o que não foi observado com MSPA.
CASTELLANOS & PRATT (1981) correlacionaram o N absorvido por plantas teste (dois
cortes de cevada e dois cortes de sorgo), mantidas por 10 meses em casa de
vegetação, com o C mineralizado durante uma, duas e quatro semanas de incubação.
Os autores relataram que todas as correlações foram significativas e que não houve
diferença entre os períodos de avaliação, indicando que o C mineralizado durante um
36
curto período de incubação em laboratório fornece um índice satisfatório de
disponibilidade de N para as plantas. GARCÍA-GÓMES et al. (2003) também obtiveram
correlação significativa entre o C mineralizado acumulado e a produção de matéria seca
no primeiro corte (0,90**, 28 dias), segundo corte (0,88**, 56 dias) e no terceiro corte
(0,86**, 84 dias) de plantas de azevém, em experimento em casa de vegetação.
Tabela 7. Correlação entre C minelizado acumulado e atributos de planta (N absorvido e
MSPA), N mineralizado acumulado e N
0
de dois métodos de incubação.
Variável
C mineralizado acumulado ao longo do tempo (dias)
1 2 3 4 5 6 7 14 29 94 168
---------------------------------------------------------R
1
-------------------------------------------------------
N abs.
2
-0,74
NS
0,52
N
S
0,85** 0,90** 0,91** 0,93** 0,94** 0,97** 0,98** 0,98** 0,98**
MSPA
3
-0,77
NS
0,65* 0,93** 0,96** 0,97** 0,98** 0,99** 0,99** 0,98** 0,97** 0,96**
N mineralizado acumulado
4
Com lix -0,73
NS
0,52
NS
0,85** 0,89** 0,91** 0,92** 0,94** 0,98** 0,99** 0,99** 0,99**
Sem Lix -0,68
NS
0,48
NS
0,81** 0,86** 0,88** 0,90** 0,92** 0,96** 0,97** 0,98** 0,98**
***
N
0
4
Com lix -0,69
NS
0,53
NS
0,81** 0,85** 0,87** 0,88** 0,90** 0,94** 0,96** 0,97** 0,98**
Sem Lix -0,67
NS
0,56* 0,83** 0,87** 0,89** 0,90** 0,92** 0,96** 0,97** 0,98** 0,98**
1NS
, ** e *: Não significativo e significativo a 1 e 5% de probabilidade, respectivamente;
2
N absorvido:
acumulo de N na MSPA;
3
MSPA: Matéria seca da parte aérea das plantas de milho;
4
N mineralizado
acumulado: após 126 dias de incubação, com e sem lixiviação;
5
N
0
: Nitrogênio potencialmente
mineralizável.
Com o aumento do tempo de incubação foi observado aumento do valor de R, o
que está acordo com ALVES et al. (1999), que também obtiveram correlações
significativas entre o C e o N mineralizados em 20 solos (0,79**). Os autores justificam
que o C mineralizado tendeu a linearidade (estabilização) e as taxas de mineralização
do N diminuíram progressivamente com o tempo de incubação (estabilização),
aumentando a relação entre essas variáveis com o aumento do tempo de incubação.
A partir do terceiro dia de avaliação do C-CO
2
mineralizado acumulado foi obtida
correlação significativa com o N mineralizado acumulado e com o N potencialmente
mineralizável (N
0
), nos dois métodos e solos (Tabela 7). HANEY et al. (2001)
propuseram que a produção de CO
2
, em curto prazo (24 horas), após aplicação de
estercos, é um índice confiável de mineralização líquida de N, contudo, com a aplicação
do soro de leite, foi obtida correlação apenas após a terceira avaliação.
37
5. CONCLUSÕES
1. A fração de mineralização do nitrogênio do soro ácido de leite, média dos dois solos,
é de 50% com o método de incubação com lixiviação, e de 35% com o método sem
lixiviação.
2. A diferença na fração de mineralização entre os métodos com e sem lixiviação não
recomenda o seu uso alternativo para cálculo das taxas de aplicação do soro ácido de
leite.
38
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