Desempenho agronômico de vegetais cultivados em sistemas ... - UFV
Desempenho agronômico de vegetais cultivados em sistemas ... - UFV
Desempenho agronômico de vegetais cultivados em sistemas ... - UFV
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
NOTA TÉCNICA<br />
DESEMPENHO AGRONÔMICO DE VEGETAIS CULTIVADOS EM SISTEMAS ALAGADOS<br />
UTILIZADOS NO TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS DA SUINOCULTURA<br />
Mozart da Silva Brasil 1 ; Antonio Teixeira <strong>de</strong> Matos 2 ; Ronaldo Fia 3 ; Nara Cristina <strong>de</strong> Lima<br />
Silva 4<br />
RESUMO<br />
Com a realização <strong>de</strong>ste trabalho, objetivou-se avaliar o <strong>de</strong>s<strong>em</strong>penho das espécies <strong>vegetais</strong> tropicais<br />
tiriricão (Cyperus sp.), taboa (Typha sp.), capim elefante (Pennisetum purpureum Schumach), capim<br />
amorgoso (Paspalum intermedium Munro Ex. Morong), Panicum sp., taioba (Xanthosoma sagittifolium),<br />
inhame (Colocasia esculenta L.) e tripa <strong>de</strong> sapo (Alternanthera philoxeroi<strong>de</strong>s Mart.), consi<strong>de</strong>rando-se os<br />
atributos: sobrevivência e adaptabilida<strong>de</strong>, índice <strong>de</strong> perfilhamento, produção <strong>de</strong> biomassa e capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
absorção <strong>de</strong> nutrientes, cultivadas <strong>em</strong> condições <strong>de</strong> saturação do substrato com água residuária da<br />
suinocultura, <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> tanques <strong>de</strong> alvenaria, <strong>de</strong> 3,0 m <strong>de</strong> comprimento e 0,7 m <strong>de</strong> largura, instalados <strong>em</strong><br />
casa <strong>de</strong> vegetação. As plantas foram mantidas <strong>em</strong> tanques, contendo lâmina d’água <strong>de</strong> aproximadamente<br />
0,14 m e <strong>em</strong> tanques <strong>de</strong> fibrocimento <strong>de</strong> 500 litros. As espécies <strong>vegetais</strong> foram submetidas a colheitas <strong>de</strong><br />
biomassa aérea, <strong>em</strong> t<strong>em</strong>pos previamente programados, sendo analisado, no material vegetal, o conteúdo<br />
<strong>de</strong> matéria seca e a concentração <strong>de</strong> nutrientes. O capim elefante e o capim amargoso apresentaram os<br />
melhores <strong>de</strong>s<strong>em</strong>penhos, <strong>em</strong> termos <strong>de</strong> produtivida<strong>de</strong>, enquanto a espécie tripa <strong>de</strong> sapo <strong>de</strong>stacou-se <strong>em</strong><br />
relação ao potencial <strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nutrientes. O inhame, <strong>em</strong> comparação com a test<strong>em</strong>unha cultivada<br />
com água “limpa”, não apresentou perfilhamento expressivo, <strong>de</strong>monstrando pequena adaptação ao cultivo<br />
<strong>em</strong> sist<strong>em</strong>as <strong>de</strong> tratamento <strong>de</strong> água residuária da suinocultura.<br />
Palavras chave: macrófitas, leitos <strong>cultivados</strong>, r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nutrientes, <strong>de</strong>jetos <strong>de</strong> suínos.<br />
ABSTRACT<br />
Agronomic performance of plants cropped in wetland syst<strong>em</strong>s used in treating swine<br />
wastewater<br />
This study was carried out to evaluate the performance of Cyperus sp., Typha sp., Pennisetum<br />
purpureum Schumach, Paspalum intermedium Munro. ex Morong, Panicum sp., Xanthosoma sagittifolium,<br />
Colocasia esculenta L. and Alternanthera philoxeroi<strong>de</strong>s Mart in wetland syst<strong>em</strong>s used to treat swine<br />
wastewater. The plants were cultivated in a greenhouse, on a swine wastewater substrate, in 3.0 x 0.7 m<br />
masonry tanks or fibroc<strong>em</strong>ent tanks of 500 l capacity, with a water <strong>de</strong>pth of about 14 cm. Survival and<br />
adaptability, tillering in<strong>de</strong>x, biomass production and nutrient absorption capacity was evaluated. The shoot<br />
portion of plants was harvested at pre<strong>de</strong>termined time interval, to <strong>de</strong>termine dry matter content and<br />
concentration of nutrients. Panicum sp. and P. purpureum showed the best performance for productivity,<br />
whereas the A. philoxeroi<strong>de</strong>s showed maximum nutrient r<strong>em</strong>oval potential. C. esculenta cropped did not<br />
show expressive tillering when grown in the swine wastewater compared to the cultivation in raw water<br />
(control, thus showing low adaptation to cropping in the swine wastewater treatment syst<strong>em</strong>s.<br />
Keywords: macrophytes, wetland, nutrient r<strong>em</strong>oval, swine wastewater.<br />
1 Doutor <strong>em</strong> Engenharia Agrícola, Professor da EAF-CO, E-mail: mozart-brasil@bol.com.br<br />
2 Doutor, Professor do DEA/<strong>UFV</strong>, E-mail: atmatos@ufv.br<br />
3 Doutorando <strong>em</strong> Engenharia Agrícola, DEA/<strong>UFV</strong>, E-mail: ronaldofia@yahoo.com.br<br />
4 Graduando do Curso <strong>de</strong> Engenharia Agrícola e Ambiental, DEA/<strong>UFV</strong><br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007 307
INTRODUÇÃO<br />
O crescimento abrupto da exploração<br />
confinada <strong>de</strong> suínos trazendo, conseqüent<strong>em</strong>ente,<br />
a concentração <strong>de</strong> <strong>de</strong>jetos suínos <strong>em</strong> pequenas<br />
áreas, v<strong>em</strong> representando uma preocupação<br />
crescente com a poluição ambiental,<br />
principalmente, porque a ativida<strong>de</strong> gera gran<strong>de</strong><br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> resíduos sólidos e líquidos. Os<br />
resíduos líquidos (água residuária) são compostos<br />
por fezes, urina, resíduos <strong>de</strong> ração, excesso <strong>de</strong><br />
água dos bebedouros e da limpeza das<br />
instalações (KONZEN, 1997). Em virtu<strong>de</strong> da<br />
gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> água usada na higienização<br />
das instalações e daquela <strong>de</strong>sperdiçada nos<br />
bebedouros, acrescida da urina dos animais, os<br />
<strong>de</strong>jetos produzidos nas suinoculturas são<br />
predominant<strong>em</strong>ente líquidos. De acordo com<br />
Oliveira (1993), uma granja <strong>de</strong> suínos produz, <strong>em</strong><br />
média, 8,6 litros <strong>de</strong> efluentes líquidos, por animal<br />
dia -1 .<br />
Consi<strong>de</strong>rando que muitas formas <strong>de</strong><br />
tratamento secundário <strong>de</strong> água residuária,<br />
notadamente, as mais exigentes <strong>em</strong> tecnologia e<br />
recursos não se apresentam viáveis,<br />
economicamente, t<strong>em</strong>-se procurado alternativas<br />
<strong>de</strong> tratamento <strong>de</strong>nominado s<strong>em</strong>inaturais. Dentre<br />
esses métodos <strong>de</strong> tratamento <strong>de</strong> água residuária,<br />
estão incluídos o sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> tratamento por<br />
escoamento superficial e o sist<strong>em</strong>a alagado<br />
construído (“wetland”), também <strong>de</strong>nominado<br />
sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> leitos <strong>cultivados</strong> com plantas.<br />
A vegetação <strong>de</strong>senvolvida <strong>em</strong> áreas alagadas<br />
naturais, freqüent<strong>em</strong>ente, <strong>de</strong>nominadas plantas<br />
macrófitas, é constituída por espécies <strong>vegetais</strong><br />
adaptadas ao crescimento <strong>em</strong> substratos<br />
saturados com a água e com baixa oxigenação.<br />
In<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do aspecto taxonômico, nas<br />
macrófitas inclui<strong>em</strong>-se <strong>de</strong>s<strong>de</strong> macroalgas, como o<br />
gênero Chara, passando por angiospermas como<br />
o gênero Typha (ESTEVES, 1998) até aos<br />
ciprestes (APHA, 1995). Contudo, suas maiores<br />
representantes são as plantas aquáticas<br />
vasculares florescentes, (VALENTIM, 2003)<br />
algumas das quais apresentam capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
transferência <strong>de</strong> oxigênio atmosférico para a zona<br />
da rizosfera (STOTTMEISTER et al., 2003).<br />
Os <strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> <strong>em</strong> sist<strong>em</strong>as alagados<br />
<strong>de</strong>s<strong>em</strong>penham importantes funções no sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong><br />
tratamento <strong>de</strong> águas residuárias, <strong>de</strong>ntre as quais<br />
<strong>de</strong>stacam-se:<br />
308<br />
a) facilitar a transferência <strong>de</strong> gases – as macrófitas<br />
po<strong>de</strong>m facilitar a entrada <strong>de</strong> oxigênio e a saída <strong>de</strong><br />
CH4, CO2, N2O e H2S do sist<strong>em</strong>a (TANNER,<br />
2001). Entretanto, a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> oxigênio<br />
transferido (<strong>em</strong> torno <strong>de</strong> 3,0 g m -2 d -1 <strong>de</strong> O2),<br />
equivalente a 30 kg ha -1 d -1 <strong>de</strong> DBO, é<br />
consi<strong>de</strong>rada baixa <strong>em</strong> comparação com a<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> material orgânico que, geralmente,<br />
é aportado nesses sist<strong>em</strong>as. Como agravante, a<br />
transferência direta <strong>de</strong> O2 da atmosfera para a<br />
água residuária através da superfície do meio<br />
suporte, estimada <strong>de</strong> 0,5 a 1,0 g m -2 d -1 , po<strong>de</strong> ser<br />
reduzida, <strong>em</strong> virtu<strong>de</strong> da barreira formada pelas<br />
plantas e o material orgânico <strong>em</strong> <strong>de</strong>composição<br />
no meio (BEHRENDS et al., 1993, reportado por<br />
U.S. EPA, 2005);<br />
b) estabilizar a superfície do leito – o <strong>de</strong>nso<br />
sist<strong>em</strong>a radicular das macrófitas <strong>em</strong>ergentes no<br />
substrato protege o sist<strong>em</strong>a do processo erosivo,<br />
impedindo a formação <strong>de</strong> canais <strong>de</strong> escoamento<br />
preferencial na superfície do SAC (BRIX, 1997);<br />
c) absorver nutrientes e metais – no período <strong>de</strong><br />
crescimento, as plantas po<strong>de</strong>m absorver<br />
macronutrientes (N e P) e micronutrientes<br />
(incluindo metais), sendo que, no início da<br />
senescência, a maior parte dos nutrientes é<br />
translocada para as raízes e rizomas. A estimativa<br />
anual <strong>de</strong> absorção <strong>de</strong> nitrogênio e fósforo por<br />
macrófitas <strong>em</strong>ergentes varia <strong>de</strong> 12 a 120 g m -2<br />
ano -1 e 1,8 a 18 g m -2 ano -1 , respectivamente<br />
(REEDDY & DEBUSK, 1985). A r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong><br />
nitrogênio com as colheitas da biomassa aérea<br />
varia <strong>de</strong> 7,4 a 18,9 g m -2 ano -1 (MANDER et al.,<br />
2004) enquanto a do fósforo varia <strong>de</strong> 0,4 a 10,5 g<br />
m -2 ano -1 <strong>em</strong> Phalaris arundinacea, <strong>de</strong> 0,6 a 9,8 g<br />
m -2 ano -1 <strong>em</strong> Phragmites australis e <strong>de</strong> 0,2 a 6,5 g<br />
m -2 ano -1 <strong>em</strong> Typha spp. (VYMAZAL, 2004). Para<br />
SAC utilizado no tratamento <strong>de</strong> esgoto urbano, a<br />
absorção pelas macrófitas é estimada <strong>em</strong> 1,9 %<br />
do nitrogênio aportado ao sist<strong>em</strong>a<br />
(LANGERGRABER, 2004);<br />
d) suprir carbono bio<strong>de</strong>gradável para o processo<br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>snitrificação – a <strong>de</strong>composição <strong>de</strong> plantas e<br />
exsudados das raízes po<strong>de</strong> servir como fonte <strong>de</strong><br />
carbono orgânico bio<strong>de</strong>gradável para<br />
microrganismos <strong>de</strong>snitrificantes e, assim,<br />
incr<strong>em</strong>entar a r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nitrato <strong>em</strong> SAC (BRIX,<br />
1997; TANNER, 2001), <strong>em</strong>bora a matéria<br />
orgânica <strong>em</strong> <strong>de</strong>composição e os exsudados<br />
também possam ser fontes <strong>de</strong> nitrogênio orgânico,<br />
facilmente, conversível <strong>em</strong> nitrogênio amoniacal;<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007
e) atuar como isolante térmico nas regiões <strong>de</strong><br />
clima t<strong>em</strong>perado – a cobertura da vegetação<br />
serve como isolante térmico para o SAC,<br />
reduzindo o risco <strong>de</strong> congelamento da água<br />
residuária <strong>em</strong> sua superfície (REED et al.,<br />
1995); e<br />
f) proporcionar habitat para vida selvag<strong>em</strong> e<br />
agradável aspecto estético – estas funções não<br />
estão ligadas, diretamente, ao processo <strong>de</strong><br />
tratamento; todavia, po<strong>de</strong>m ser importantes <strong>em</strong><br />
lugares on<strong>de</strong> os banhados naturais foram<br />
<strong>de</strong>struídos, ou para melhoria no aspecto estético<br />
<strong>de</strong> pequenas unida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> tratamento<br />
unidomiciliares (residências, hotéis e hospitais).<br />
As macrófitas freqüent<strong>em</strong>ente usadas <strong>em</strong><br />
sist<strong>em</strong>as alagados construídos nos EUA são<br />
plantas macrófítas persistentes e <strong>em</strong>ergentes,<br />
tais como Scirpius sp. (junco), Efeocharis sp.,<br />
Phragmites sp. (carriço), Typha sp. (taboa),<br />
Cyperus sp. e outras ciperáceas, <strong>em</strong>bora as<br />
espécies Peltandra virginica, Saggitaria latifolia,<br />
Iris versicolar, Phalaris arundinocea, Saururus<br />
cernuus, Pontedaria cordata, Juncus effusus,<br />
Eleocharis palustris, Carex spp., Nuphar luteum,<br />
Acorus calamus e Zizania aquatica sejam,<br />
também, utilizadas (DAVIS, 1995). No entanto,<br />
Marques (1999) sugere, como critério <strong>de</strong><br />
seleção, o uso <strong>de</strong> espécies locais não exóticas e<br />
a tolerância <strong>de</strong>ssas espécies a prolongados<br />
períodos <strong>de</strong> submergência ou permanência <strong>em</strong><br />
substrato saturado. Assim, neste trabalho,<br />
objetivou-se avaliar a sobrevivência e a<br />
adaptabilida<strong>de</strong>, o índice <strong>de</strong> perfilhamento, a<br />
produção <strong>de</strong> biomassa e a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
absorção <strong>de</strong> nutrientes por espécies <strong>vegetais</strong><br />
tropicais, cultivadas <strong>em</strong> condições <strong>de</strong> saturação<br />
do substrato com água residuária da<br />
suinocultura.<br />
MATERIAIS E MÉTODOS<br />
O trabalho foi conduzido <strong>em</strong> casa <strong>de</strong><br />
vegetação na Área Experimental <strong>de</strong> Hidráulica,<br />
Irrigação e Drenag<strong>em</strong>, na Universida<strong>de</strong> Fe<strong>de</strong>ral<br />
<strong>de</strong> Viçosa, <strong>em</strong> Viçosa-MG.<br />
As espécies <strong>vegetais</strong> tiriricão (Cyperus sp.),<br />
taboa (Typha sp.), capim elefante (Pennisetum<br />
purpureum Schumach), capim amorgoso<br />
(Paspalum intermedium Munro Ex. Morong),<br />
Panicum sp. e taioba (Xanthosoma sagittifolium)<br />
foram cultivadas <strong>em</strong> casa <strong>de</strong> vegetação, <strong>de</strong>ntro<br />
<strong>de</strong> tanques <strong>de</strong> alvenaria, com 3,0 m <strong>de</strong><br />
comprimento e 0,7 m <strong>de</strong> largura, mantidos com<br />
lâmina d’água <strong>de</strong> 0,14 m, aproximadamente.<br />
Para o plantio <strong>de</strong>stes <strong>vegetais</strong>, foram formados<br />
camalhões <strong>de</strong> solo-substrato, cujas<br />
características químicas são apresentadas no<br />
Quadro 1, distribuídos <strong>em</strong> 2 (duas) linhas<br />
transversais <strong>de</strong>ntro da lâmina <strong>de</strong> água dos<br />
tanques.<br />
O inhame (Colocasia esculenta L.) e a tripa<br />
<strong>de</strong> sapo (Alternanthera philoxeroi<strong>de</strong>s Mart.)<br />
foram <strong>cultivados</strong> <strong>em</strong> tanques <strong>de</strong> fibrocimento <strong>de</strong><br />
500 litros, no qual colocou-se o substrato<br />
composto <strong>de</strong> material coletado no horizonte C<br />
<strong>de</strong> um Argissolo Vermelho Amarelo e material<br />
orgânico (cama <strong>de</strong> frango), sendo que as<br />
características químicas da mistura são<br />
apresentadas no Quadro 1. Para cultivo das<br />
espécies <strong>vegetais</strong>, o substrato permaneceu<br />
saturado, s<strong>em</strong>, contudo, haver a formação <strong>de</strong><br />
lâmina <strong>de</strong> líquido sobre a sua superfície.<br />
As altas concentrações <strong>de</strong> Na no solosubstrato<br />
utilizado nos tanques <strong>de</strong> alvenaria e,<br />
especialmente, as <strong>de</strong> P e Na na mistura solo +<br />
cama <strong>de</strong> frango <strong>de</strong>v<strong>em</strong>-se, no caso do primeiro,<br />
ao fato <strong>de</strong> ser o solo-substrato retirado <strong>de</strong> área<br />
on<strong>de</strong> há muito t<strong>em</strong>po era lançada ARS bruta e,<br />
no segundo caso, por conter a cama <strong>de</strong> frango<br />
misturada ao solo altas concentrações <strong>de</strong>stes<br />
el<strong>em</strong>entos químicos.<br />
Quadro 1. Características químicas iniciais dos solos-substratos utilizados no cultivo dos<br />
<strong>vegetais</strong><br />
Substrato P K S Ca Mg B Zn Na Cu<br />
................................................ (mg kg -1 ) .……………………....................<br />
Tanques <strong>de</strong> alvenaria* 66 36 13 123 17 0,48 6 101 2<br />
Caixas <strong>de</strong> fibrocimento** 481 225 53 93 81 3 41 470 2<br />
* solo-substrato retirado <strong>de</strong> área alagada on<strong>de</strong>, anteriormente, era lançada ARS bruta;<br />
** material <strong>de</strong> solo + cama <strong>de</strong> frango<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007 309
As espécies <strong>vegetais</strong> foram coletadas <strong>em</strong><br />
áreas <strong>de</strong> sua ocorrência natural e foram<br />
transplantadas com toda sua estrutura fisiológica<br />
(sist<strong>em</strong>a radicular e parte aérea).<br />
Os <strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> na casa <strong>de</strong> vegetação<br />
receberam a aplicação <strong>de</strong> água “limpa” durante<br />
um período <strong>de</strong> adaptação <strong>de</strong> quatro meses, <strong>de</strong><br />
modo que pu<strong>de</strong>ss<strong>em</strong> se restabelecer e atingir o<br />
pleno <strong>de</strong>senvolvimento vegetativo.<br />
Posteriormente, os <strong>vegetais</strong> foram submetidos à<br />
aplicação, durante oito meses, <strong>de</strong> água residuária<br />
da suinocultura (ARS), proveniente do tanque <strong>de</strong><br />
recepção <strong>de</strong> efluentes da higienização das baias<br />
<strong>de</strong> suínos do Departamento <strong>de</strong> Zootecnia, na<br />
<strong>UFV</strong>. Nesse tanque, o afluente era submetido a<br />
um t<strong>em</strong>po <strong>de</strong> residência hidráulica <strong>em</strong> torno <strong>de</strong><br />
sete dias, <strong>de</strong> modo a sofrer <strong>de</strong>puração anaeróbia<br />
parcial. Desse tanque, o afluente foi bombeado<br />
para um reservatório com capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> 2.000 L,<br />
localizado próximo à casa <strong>de</strong> vegetação. Desse<br />
reservatório, o material sobrenadante foi<br />
novamente bombeado para um tanque com<br />
capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> 500 L, havendo, assim, r<strong>em</strong>oção<br />
<strong>de</strong> parte dos sólidos sedimentáveis. Desse último<br />
tanque, foi distribuído por gravida<strong>de</strong> para os<br />
tanques <strong>de</strong> alvenaria e para os tanques <strong>de</strong><br />
fibrocimento, on<strong>de</strong> encontravam-se os <strong>vegetais</strong><br />
<strong>cultivados</strong>.<br />
Para quantificação da concentração química<br />
da ARS, foram utilizados os seguintes métodos<br />
<strong>de</strong> análise: nitrogênio total - processo s<strong>em</strong>imicro<br />
Kjeldahl.; cloreto - método titulométrico <strong>de</strong> Mohr ;<br />
boro - digestão via seca do material vegetal,<br />
seguindo-se extração e <strong>de</strong>terminação da<br />
concentração por colorimetria. Na análise dos<br />
<strong>de</strong>mais nutrientes, as amostras foram<br />
mineralizadas, via úmida, sendo que, nas<br />
soluções obtidas, foram quantificadas as<br />
concentrações <strong>de</strong> fósforo e enxofre - colorimetria;<br />
potássio e sódio - fotometria <strong>de</strong> chama, cobre,<br />
zinco, cálcio e magnésio - espectrofotometria <strong>de</strong><br />
absorção atômica (EAA). A concentração <strong>de</strong><br />
macro e micronutrientes no tecido vegetal foi<br />
310<br />
obtida por meio dos mesmos métodos <strong>de</strong> análise<br />
utilizados na caracterização da ARS.<br />
No início da aplicação da ARS, cuja<br />
caracterização química é apresentada no Quadro<br />
2, a água evapotranspirada dos tanques foi<br />
substituída por ARS, a cada dois dias, <strong>de</strong> modo<br />
que, ao final <strong>de</strong>sse período <strong>de</strong> 10 dias, toda água<br />
“limpa” tinha sido substituída. Em todos os<br />
<strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> na casa <strong>de</strong> vegetação, exceto<br />
a taboa e a tripa <strong>de</strong> sapo, foi mantida uma<br />
test<strong>em</strong>unha cultivada com água “limpa”. Por ser<br />
um experimento exploratório, e por não haver<br />
estrutura física e material disponível, o trabalho foi<br />
conduzido s<strong>em</strong> repetições. Após ter a<br />
substituição da água “limpa” por ARS, nos<br />
recipientes, iniciou-se o rebombeamento do<br />
efluente, drenado como exce<strong>de</strong>nte dos tanques<br />
<strong>de</strong> tratamento, para a caixa <strong>de</strong> distribuição. Esse<br />
procedimento contribuía para reposição do<br />
líquido perdido por evapotranspiração do sist<strong>em</strong>a<br />
e promovia a aeração da massa líquida.<br />
Vale ressaltar que os <strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> nas<br />
caixas <strong>de</strong> fibrocimento apresentaram alteração<br />
abrupta no aspecto visual, quando houve<br />
mudança da aplicação <strong>de</strong> água “limpa” para<br />
ARS.<br />
Para a avaliação da produção <strong>de</strong> massa seca,<br />
os <strong>vegetais</strong> foram submetidos a colheitas<br />
manejadas, s<strong>em</strong>pre que o estádio <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>senvolvimento vegetativo peculiar <strong>de</strong> cada<br />
cultura era atingido (florescimento), para<br />
comparação da biomassa produzida. As<br />
amostras <strong>de</strong> tecido vegetal coletadas foram<br />
<strong>de</strong>sidratadas <strong>em</strong> estufa a 65ºC, durante 72 horas,<br />
para posterior análise <strong>em</strong> laboratório.<br />
No cálculo da produtivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> matéria seca<br />
dos <strong>vegetais</strong>, adotaram-se os seguintes<br />
espaçamentos entre as fileiras <strong>de</strong> plantas: 0,7 m;<br />
0,6 m; 0,6 m; 0,5 m, respectivamente para capim<br />
elefante, capim amargoso, Panicum sp. e tiriricão.<br />
Para a taboa, o inhame e a tripa <strong>de</strong> sapo adotouse<br />
a distribuição aleatória, à qual estas espécies<br />
são, naturalmente, encontradas.<br />
Quadro 2. Característica química (concentrações totais) da água residuária da suinocultura<br />
utilizada no cultivo dos <strong>vegetais</strong><br />
Amostras<br />
N P K Ca Mg Zn Na Cl Cu<br />
........................................................... mg L -1 .................................................................<br />
Em 29/03/03 800 2.667 927 63 8 66 742 190 5<br />
Em 16/05/03 3.200 6.819 350 152 17 497 629 290 13<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007
RESULTADOS E DISCUSSÃO<br />
Na fase <strong>de</strong> implantação dos <strong>vegetais</strong> nos<br />
tanques <strong>de</strong> alvenaria, a princípio, efetuou-se<br />
o transplantio da espécie taboa (Typha sp.)<br />
com reduzida quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> substrato,<br />
proveniente do local <strong>de</strong> estabelecimento<br />
natural dos <strong>vegetais</strong>, a<strong>de</strong>rido às raízes.<br />
Entretanto, observou-se o completo<br />
murchamento das plantas, seguindo-se a<br />
senescência. Por esta razão,<br />
posteriormente, realizou-se um segundo<br />
transplantio do vegetal, utilizando-se plantas<br />
com maior quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> substrato <strong>de</strong> solo<br />
argiloso a<strong>de</strong>rido ao sist<strong>em</strong>a radicular, o que<br />
favoreceu a sua adaptação ao novo<br />
ambiente. A partir <strong>de</strong>sta observação,<br />
proce<strong>de</strong>u-se à mesma forma <strong>de</strong> transplantio<br />
para os <strong>de</strong>mais <strong>vegetais</strong> que faltavam a ser<br />
implantados e adicionou-se mais substrato<br />
às raízes dos <strong>vegetais</strong> implantados,<br />
inicialmente..<br />
No transplantio dos primeiros <strong>vegetais</strong>,<br />
utilizou-se a planta como um todo (sist<strong>em</strong>a<br />
radicular e parte aérea). No entanto,<br />
observou-se que o tiriricão (Cyperus sp.),<br />
principalmente, teve dificulda<strong>de</strong> <strong>de</strong> manter<br />
sua parte aérea, ocorrendo perda <strong>de</strong><br />
turgescência, causando sua rápida<br />
senescência. Em virtu<strong>de</strong> <strong>de</strong>sses sintomas,<br />
optou-se por r<strong>em</strong>over a parte aérea <strong>de</strong>ssa<br />
Concentração<br />
21000<br />
18000<br />
15000<br />
12000<br />
9000<br />
6000<br />
3000<br />
espécie e dos <strong>de</strong>mais <strong>vegetais</strong> que já<br />
haviam sido implantados, mantendo-se<br />
somente a parte vegetativa dos rizomas.<br />
Este procedimento acelerou o<br />
restabelecimento dos <strong>vegetais</strong> ao sist<strong>em</strong>a,<br />
com exceção da taboa, que apresentou<br />
melhor estabelecimento, quando<br />
transplantada com toda sua biomassa.<br />
No período <strong>de</strong> monitoramento do<br />
experimento, a água residuária da<br />
suinocultura, fornecida ao experimento,<br />
apresentou consi<strong>de</strong>rável variação na<br />
concentração, conforme observado na<br />
Figura 1, proporcionando a concentração<br />
média no sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> tratamento,<br />
apresentada no Quadro 3. A redução<br />
drástica <strong>de</strong> concentração, observada na 5ª<br />
amostrag<strong>em</strong> (seta) ocorreu <strong>de</strong>vido o tanque<br />
<strong>de</strong> armazenamento <strong>de</strong> <strong>de</strong>jetos ter sido<br />
drenado no período e reenchido com água<br />
residuária <strong>de</strong> baixa concentração.<br />
A maioria das espécies <strong>vegetais</strong><br />
cultivadas apresentou razoável<br />
<strong>de</strong>senvolvimento e capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
sobrevivência ao cultivo <strong>em</strong> condição <strong>de</strong><br />
saturação com a ARS, exceto a espécie<br />
taioba (Xanthosoma sagittifolium) que não<br />
se adaptou a esse sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> cultivo,<br />
apresentando raquitismo e amarelecimento<br />
<strong>de</strong> suas folhas, <strong>de</strong> modo a não apresentar<br />
<strong>de</strong>senvolvimento satisfatório.<br />
0<br />
29/03/03 28/04/03 28/05/03 27/06/03 27/07/03 26/08/03 25/09/03 25/10/03<br />
Período <strong>de</strong> monitoramento<br />
ST (mg/L) SS (mg/L) SD (mg/L) CE (µS/cm) DQO(mg/L)<br />
Figura 1. Características física e química da ARS monitorada no durante o experimento.<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007 311
Quadro 3. Características físicas e químicas médias da ARS, apresentadas durante o<br />
monitoramento no sist<strong>em</strong>a <strong>de</strong> experimentação<br />
Variáveis ARS ARS + Lodo*<br />
DQO (mg L -1 ) 6.145 37.064<br />
ST (mg L -1 ) 5.604 57.105<br />
SF (mg L -1 ) 1.919 20.460<br />
SV (mg L -1 ) 3.685 36.645<br />
SS (mg L -1 ) 4.291 40.000<br />
SSF (mg L -1 ) 1.178 7.200<br />
SSV (mg L -1 ) 2.777 32.800<br />
SD (mg L -1 ) 1.650 17.105<br />
CE (dS m -1 ) 2,243 3,130<br />
pH 7,28 7,48<br />
N (mg L -1 ) 819,5 3092,5<br />
P (mg L -1 ) 1.700 240<br />
K (mg L -1 ) 2.540 680<br />
N (mg L -1 ) 819,5 3092,5<br />
Na (mg L -1 ) 2.107 743,3<br />
* Lodo formado nos tanques <strong>de</strong> alvenaria <strong>cultivados</strong> com os <strong>vegetais</strong> aos 100 dias <strong>de</strong> tratamento com<br />
ARS.<br />
Quadro 4. Número total <strong>de</strong> perfilhos das plantas cultivadas com água “limpa” (test<strong>em</strong>unha) e com<br />
água residuária da suinocultura (ARS), avaliados no 1º e 2º corte durante o tratamento<br />
Cultivo com água "limpa" Cultivo com ARS<br />
Espécie vegetal 1º Corte 2º Corte 1º Corte 2º Corte<br />
Número <strong>de</strong> perfilhos<br />
Capim Elefante 35 34 39 103<br />
Capim Amargoso 138 173 99 373<br />
Panicum sp. 35 119 34 264<br />
Tiriricão 120 121 96 331<br />
Inhame 17 36 16 45<br />
Taboa - - 43 91<br />
No Quadro 4, apresentam-se os resultados<br />
obtidos do perfilhamento das plantas, que<br />
receberam o tratamento (cultivo com ARS) e das<br />
plantas cultivadas com água “limpa”<br />
(test<strong>em</strong>unhas).<br />
Observou-se que as plantas cultivadas com<br />
ARS tiveram expressivo perfilhamento e superior<br />
porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong> perfilho <strong>em</strong> relação às plantas<br />
cultivadas com água “limpa”, exceto o inhame<br />
que apresentou taxa <strong>de</strong> porcentag<strong>em</strong>,<br />
praticamente igual, para ambos os cultivos.<br />
312<br />
A espécie Panicum sp. apresentou maior<br />
porcentag<strong>em</strong> <strong>de</strong> perfilhamento entre o 1º e 2º<br />
corte, isto é, 240% e 674,5% para as plantas<br />
cultivas com água “limpa” e com ARS,<br />
respectivamente. No entanto, essa espécie<br />
vegetal não teve mais capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> <strong>em</strong>itir<br />
perfilho após o 2º corte, quando já havia ocorrido<br />
acúmulo da carga orgânica no lodo contido nos<br />
tanques <strong>de</strong> cultivo com ARS. Ao contrário, a<br />
espécie reduziu, abruptamente, o número <strong>de</strong><br />
perfilhos <strong>em</strong>itidos no estágio anterior.<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007
Seguindo a mesma tendência, a espécie<br />
taboa não foi mais capaz <strong>de</strong> <strong>em</strong>itir perfilho<br />
após o 2º corte. Mesmo antes <strong>de</strong>sse 2º corte,<br />
aos 100 dias <strong>de</strong> cultivo com ARS, quando o<br />
lodo nos tanques <strong>de</strong> cultivo já havia atingido<br />
as concentrações, apresentadas no Quadro 3,<br />
a taboa começou a apresentar morte <strong>de</strong><br />
alguns perfilhos novos. Provavelmente este<br />
dano ocorreu <strong>de</strong>vido ao efeito <strong>de</strong> salinida<strong>de</strong> da<br />
ARS. Essa <strong>de</strong>sconfiança <strong>de</strong>corre do fato <strong>de</strong><br />
que, Barros (2005), que avaliou a vegetação<br />
na área on<strong>de</strong> foram coletados os propágulos<br />
<strong>em</strong>pregados neste estudo, i<strong>de</strong>ntificou aquela<br />
espécie como Typha latifólia e, <strong>de</strong> acordo com<br />
Pearson (2005), a espécie é mo<strong>de</strong>ramente<br />
sensível à salinida<strong>de</strong>.<br />
Conforme se observa no Quadro 5, com<br />
exceção da tripa <strong>de</strong> sapo, que não teve<br />
test<strong>em</strong>unha avaliada, todas as espécies<br />
<strong>vegetais</strong> sobreviventes ao cultivo com ARS<br />
bruta, apresentaram produtivida<strong>de</strong> superior às<br />
suas respectivas test<strong>em</strong>unhas. Dentre essas<br />
espécies, o capim amargoso apresentou a<br />
maior produção <strong>de</strong> biomassa, enquanto no<br />
inhame foi a menor.<br />
No Quadro 6, são apresentados os<br />
resultados <strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nutrientes pela<br />
colheita da biomassa aérea das espécies<br />
<strong>vegetais</strong>. Verifica-se que as cinco espécies<br />
sobreviventes no ensaio apresentaram<br />
razoável capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção dos<br />
nutrientes analisados. Entretanto, <strong>em</strong>bora<br />
apresentando a segunda menor produtivida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> matéria seca (Quadro 5), a espécie tripa <strong>de</strong><br />
sapo, apresentou a maior r<strong>em</strong>oção dos<br />
nutrientes. Analisando, isoladamente, os<br />
valores <strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> alguns nutrientes,<br />
verifica-se que o tiriricão apresentou o maior<br />
potencial <strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> sódio e zinco,<br />
<strong>em</strong>bora, estes el<strong>em</strong>entos sejam absorvidos<br />
<strong>em</strong> menores quantida<strong>de</strong>s relativas pelos<br />
<strong>vegetais</strong>.<br />
Quadro 5. Produtivida<strong>de</strong> média <strong>de</strong> matéria seca dos <strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> no experimento<br />
com ARS<br />
Espécie vegetal Intervalo <strong>de</strong> corte<br />
(dias)<br />
Número<br />
Corte/Ano<br />
Capim elefante 87 4,2<br />
Capim amargoso 92 4,0<br />
Tiriricão 107 3,4<br />
Inhame 67 5,4<br />
Tripa <strong>de</strong> sapo 59 6,2<br />
Tratamento<br />
Produtivida<strong>de</strong> <strong>de</strong> matéria<br />
seca (t ha -1 ano -1 )<br />
Test<strong>em</strong>unha 11,1<br />
ARS 100,6<br />
Test<strong>em</strong>unha 18,8<br />
ARS 111,5<br />
Test<strong>em</strong>unha 10,2<br />
ARS 69,8<br />
Test<strong>em</strong>unha 24,8<br />
ARS 35,7<br />
- -<br />
ARS 56,6<br />
Quadro 6. Valores estimados da r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nutrientes pelas colheitas da biomassa dos<br />
<strong>vegetais</strong> <strong>cultivados</strong> com ARS<br />
Espécies <strong>vegetais</strong><br />
Tratam N P K Ca Mg Cl Na S B Zn Cu<br />
ento ....................................................... kg ha -1 ano -1 .................................................<br />
Capim elefante ARS 3330 302 905 413 272 102 292 4,8 0,3 2,2 0,5<br />
Capim amargoso ARS 2565 245 1896 357 178 803 558 17,8 0,4 2,1 0,5<br />
Tiriricão ARS 2932 140 2373 230 98 768 614 29,8 1,0 10,2 0,4<br />
Inhame ARS 1178 107 1214 189 111 50 532 17,2 0,6 1,8 0,5<br />
Tripa <strong>de</strong> sapo ARS 3226 170 2377 934 408 679 606 57,7 1,0 9,2 1,5<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007 313
CONCLUSÃO<br />
Consi<strong>de</strong>rando, conjuntamente, os quatro<br />
atributos avaliados, as espécies capim<br />
elefante, capim amargoso, tiriricão, Inhame<br />
e tripa <strong>de</strong> sapo apresentaram os melhores<br />
<strong>de</strong>s<strong>em</strong>penhos, quando cultivadas com água<br />
residuária da suinocultura. Em relação ao<br />
perfilhamento das plantas, o inhame<br />
apresentou o pior comportamento. A espécie<br />
tripa <strong>de</strong> sapo apresentou o maior potencial<br />
<strong>de</strong> r<strong>em</strong>oção <strong>de</strong> nutrientes, <strong>de</strong>ntre as<br />
espécies avaliadas.<br />
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA<br />
AMERICAN PUBLIC HEALTH<br />
ASSOCIATION – APHA. Standard<br />
methods for the examination of water and<br />
wastewater. 19º. ed. Washington. D.C.:<br />
APHA s.n.p. 1995.<br />
BRIX, H. Do macrophytes play a role in<br />
constructed treatment wetlands? Water<br />
Science Technology, v.35, n.5, pp.11-17,<br />
1997.<br />
BARROS, A.L. Morfo-anatomia e teor <strong>de</strong><br />
nutrientes <strong>em</strong> três espécies <strong>vegetais</strong> e<br />
cultivadas <strong>em</strong> sist<strong>em</strong>as “wetland<br />
construído”. Universida<strong>de</strong> Fe<strong>de</strong>ral <strong>de</strong><br />
Viçosa, Viçosa, MG, 2005. 70 p.<br />
(Dissertação <strong>de</strong> Mestrado).<br />
DAVIS, L. A. Handbook of Constructed<br />
Wetlands. A Gui<strong>de</strong> to Creating Wetlands for:<br />
Agricultural Wastewater, Domestic<br />
Wastewater, Coal Mine Drainage,<br />
Stormwater in the Mid-Atlantic Region,<br />
Volume 1: (USEPA Region III with USDA,<br />
NRCS, ISBN 0-16-052999-9). 1995.<br />
ESTEVES, F.A. Fundamentos <strong>de</strong><br />
limnologia. 2. ed. Rio <strong>de</strong> Janeiro:<br />
Interciência, 1998. 602p.<br />
KONZEN, E.A. Valorização agronômica<br />
dos <strong>de</strong>jetos <strong>de</strong> suínos: Utilização dos<br />
<strong>de</strong>jetos <strong>de</strong> suínos como fertilizantes. In:<br />
314<br />
Ciclo <strong>de</strong> Palestras sobre Dejetos <strong>de</strong> Suínos,<br />
Manejo e Utilização, do Su<strong>de</strong>ste Goiano, 1,<br />
1997. Rio Ver<strong>de</strong>. Anais... Rio Ver<strong>de</strong>:<br />
Fundação <strong>de</strong> Ensino Superior <strong>de</strong> Rio Ver<strong>de</strong>.<br />
ESUCARV, 1997. p. 113-137<br />
LANGERGRABER, G. The role plant uptake<br />
on the r<strong>em</strong>oval of organic matter and<br />
nutrients in subsuface flow constructed<br />
wetlands – A simulation study. In:<br />
International Conference on Waste<br />
Stabilization Ponds and 9th International<br />
Conference on Wetland Syst<strong>em</strong>s for Water<br />
Pollution Control, 6 th , 2004, Avignon.<br />
Proceedings… Avignon, France,<br />
IWA/Astee, 26 th of Sept. - 1 st of October<br />
2004. OC, CD-ROM.<br />
MANDER, U.; LÕHMUS, K.; KUUSEMETS,<br />
V.; TEITER, S.; NURK; K.; Dynamics of<br />
nitrogen and phosphorus budgets in a<br />
horizontal subsurface flow constructed<br />
wetland. In: International Conference on<br />
Waste Stabilization Ponds and 9th<br />
International Conference on Wetland<br />
Syst<strong>em</strong>s for Water Pollution Control, 6 th ,<br />
2004, Avignon. Proceedings… Avignon,<br />
France, IWA/Astee, 26 th of Sept. - 1 st of<br />
October 2004. OC, CD-ROM.<br />
MARQUES, D.M. Terras Úmidas<br />
Construídas <strong>de</strong> Fluxo Subsuperficial. In:<br />
Tratamento <strong>de</strong> esgotos sanitários por<br />
processo anaeróbio e disposição controlada<br />
no solo. Projeto PROSAB, Rio <strong>de</strong> Janeiro,<br />
ABES, 1999. p.409-435.<br />
OLIVEIRA, P.A.V. Manual <strong>de</strong> manejo e<br />
utilização dos <strong>de</strong>jetos <strong>de</strong> suínos.<br />
Concórdia, SC: EMBRAPA-CNPSA, 1993.<br />
188p. (Documento, 27).<br />
PEARSON, K.E. Salinity, sodicity and<br />
flooding tolerance of selected plant<br />
species of the northern Cheyenne<br />
reservation. College of Agriculture/Montana<br />
State University.<br />
http://waterquality.montana.edu/docs/methan<br />
e/cheyenne_highlight.shtml. 15 abr. 2005.<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007
REED, S.C.; CRITES, R.W.; e<br />
MIDDLEBROOKS, E.J. Natural syst<strong>em</strong>s for<br />
manag<strong>em</strong>ent and treatment. New York:<br />
McGraw-Hill, Inc. 1995. 435p.<br />
REEDY, K.R. & DeBUSK, W.F. Nutrient<br />
r<strong>em</strong>oval potential of selected aquatic<br />
macrophytes. J. Environmental Quality, v.19,<br />
p.261, 1985.<br />
STOTTMEISTER, U.; WIEβNER, A.;<br />
KUSCHK, P.; KAPPELMEYER, U.;<br />
KÄSTNER, M.; BEDERSKI, O.; MÜLLER,<br />
R.A.; MOORMAM, H. Effects of plants and<br />
microorganisms in constructed wetlands for<br />
wastewater treatment. Biotechnology<br />
Advances, p.1-25, 2003.<br />
TANNER, C.C. Plants as ecosyst<strong>em</strong><br />
engineers in subsurface-flow treatment<br />
wetlands. Water Science Technology, v.44,<br />
n.11-12, pp.9-17, 2001.<br />
U.S. Environmental Protection Agency.<br />
Manual Constructed Wetlands for<br />
Municipal Wastewater Treatment. EPA 625-<br />
R-99-010, US EPA ORD, Cincinatti, Ohio,<br />
2000. http://www.epa.gov/ORD/NRMRL. 15<br />
fev. 2005.<br />
VALENTIM, M.A.A. <strong>Des<strong>em</strong>penho</strong> <strong>de</strong> leitos<br />
<strong>cultivados</strong> (“construted wetland”) para<br />
tratamento <strong>de</strong> esgoto: contribuições para<br />
concepção e operação. Campinas: FEAGRI<br />
– Faculda<strong>de</strong> <strong>de</strong> Engenharia Agrícola –<br />
UNICAMP, 2003. 210 p. (Tese <strong>de</strong> Doutorado).<br />
VYMAZAL, J. R<strong>em</strong>oval of phosphorus via<br />
harvesting of <strong>em</strong>ergent vegetation in constructed<br />
wetlands for wastewater treatment. In:<br />
International Conference on Waste Stabilization<br />
Ponds and 9th International Conference on<br />
Wetland Syst<strong>em</strong>s for Water Pollution Control, 6 th ,<br />
2004, Avignon. Proceedings… Avignon,<br />
France, IWA/Astee, 26 th of Sept. - 1 st of October<br />
2004. OC, CD-ROM.<br />
Engenharia na Agricultura, Viçosa, MG, v.15, n.3, 307-315, Jul./Set., 2007 315