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Caracterização de compostos e de materiais orgânicos para a formulação de substratos para viveiros

INTRODUÇÃO Segundo Abad et al. (2005) o melhor substrato de cultura depende, entre outros, do tipo de material vegetal (semente, estaca, planta, etc.), espécie cultivada, condições climáticas, tamanho e forma do contentor, rega e fertilização, aspectos económicos e a experiência de uso. Entre os vários materiais disponíveis, a turfa tem sido o material orgânico mais utilizado na formulação de substratos para viveiros florestais (Peñula-Rubira & Ocaña-Bueno, 2000).

Contudo, a turfa é um recurso limitado, não renovável e caro e, por isso, a utilização de materiais alternativos, como compostos ou outros materiais orgânicos tem sido apontada como uma alternativa viável na formulação de substratos para a produção de plantas flores­tais (Bonnet et al., 2002; Ribeiro et al., 2009). No entanto, vários autores referem que a salinidade (Castillo et al., 2004; Gar­cia-Gomez et al., 2002), os valores elevados de pH que reduzem a disponibilidade de micronutrientes (Perez-Murcia et al., 2006; Ribeiro et al., 2007), assim como a presença de substâncias com efeito fitotóxico (Ribei­ro et al., 2000; Perez-Murcia et al., 2006) podem limitar o uso de compostos na for­mulação de substratos, pelo que se torna necessária uma avaliação preliminar de cada composto destinado a este fim.

Abad et al. (2005) referem que para obter bons resultados durante a germinação, enraizamento e crescimento das plantas devem ser consideradas as características do substrato, nomeadamente: propriedades_físi­cas(elevada capacidade de retenção de água facilmente disponível, suficiente arejamen­to, distribuição adequada do tamanho das partículas, baixa densidade aparente, eleva­da porosidade total, estrutura estável); pro­priedades_físico-químicas_e químicas(capa­cidade de troca catiónica adequada ao tipo de fertirrega, suficiente nível de nutrientes assimiláveis, salinidade reduzida, pH ligei­ramente ácido e capacidade tampão mode­rada, velocidade de decomposição baixa) e outras_propriedades(ausência de sementes de infestantes, nemátodos e outros patogéni­cos e de substâncias fitotóxicas, reprodutibi­lidade e disponibilidade, baixo custo, facili­dade de preparação e de manuseamento, facilidade de desinfecção e estabilidade à desinfecção, resistência a alterações físicas, químicas e ambientais extremas).

A nível da União Europeia não existe uma norma de qualidade para o composto.

Alguns países da União Europeia têm padrões de qualidade para compostos, mas não se verifica uniformidade nem para os parâmetros de avaliação, nem para os valo­res indicados. Em 2001 foi proposta no Working Document Biological Treatment of Biowaste(DG Env., 2001) uma classifica­ção para compostos em função da concen­tração de metais pesados (crómio, níquel, cobre, zinco, cádmio, mercúrio e chumbo). Em Portugal, Gonçalves (2001) apresentou uma proposta de regulamentação sobre qua­lidade de composto para utilização na agri­cultura. Após várias revisões, na última ver­são, datada de Dezembro de 2008 e intitula­da Especificações Técnicas sobre a Quali­dade e Utilizações do Composto (Anóni­mo, 2008), são estabelecidas classes de qua­lidade para o composto em função de alguns parâmetros e fixados os critérios para a sua utilização bem como as restrições julgadas convenientes para evitar efeitos indesejáveis para o solo, água, plantas, animais e seres humanos. Estes documentos, apesar de ain­da estarem em discussão, são ferramentas muito úteis para a avaliação da qualidade de compostos. Nos documentos referidos para além dos metais pesados são também indi­cados outros parâmetros como o grau de higienização, granulometria e pesquisa de germinação de infestantes e de partes de plantas com capacidade germinativa.

Na avaliação da qualidade de compostos é igualmente importante a utilização de indi­cadores de estabilidade e de maturação.

A estabilidadeestá relacionada com a actividade microbiológica e com o grau de transformação dos componentes das bio­massas facilmente degradáveis. Podem ser utilizados a) Métodos respirométricos: teste AT4 ' actividade respiratória ao fim de 4 dias, o valor de AT4 deve ser inferior a 10 mg O2 g-1de matéria seca da amostra (DG Env., 2001) para que seja considerado um resíduo não biodegradável e esteja estabili­zado de acordo com o Artigo 2 (m) da Directiva 1999/31/EC; b) Teste do auto­aquecimento (FCQAO, 1994) em que a classe de estabilidade é determinada em função da temperatura que o composto atin­ge quando colocado em condições padroni­zadas (Quadro 1).

Quadro_1 -Classes de estabilidade dos com­postos em função da temperatura obtida no teste do auto-aquecimento (FCQAO, 1994)

A avaliação da maturaçãode compostos pode ser realizada através de ensaios de bio­lógicos de germinação e de crescimento com agrião (Lepidium sativumL.), com os quais se avalia o efeito da presença de subs­tâncias com características de fitotoxicidade na germinação e no crescimento de agrião. Para que um composto ser considerado maturado o índice de germinação deve ser superior a 60% (Pera et al., 1991) e segundo CCME (1996) o índice de crescimento deve ser superior a 50%.

Os objectivos do presente trabalho foram a avaliação da qualidade de produtos com­postados em termos químicos, físicos e bio­lógicos, e a selecção de compostos com maior potencial para serem utilizados para a formulação de substratos para viveiros.

MATERIAIS E MÉTODOS No presente estudo foram utilizados os seguintes materiais orgânicos: um substrato comercial recomendado para sementeiras em viveiros florestais constituído por turfa loura, turfa negra e vermiculite na propor­ção 1:1:1 em volume (SC); um vermicom­posto (VC); um composto de lamas de Esta­ção de Tratamento de Águas Residuais (CL); composto de fracção orgânica de RSU recolhida selectivamente (CFO); dois compostos de resíduos verdes de parques e jardins (CRV1 e CRV2).

A caracterização físico-química e biológi­ca dos materiais orgânicos foi realizada de acordo com os parâmetros e métodos indi­cados no Quadro 2.

Quadro_2-Parâmetros e métodos utilizados para a caracterização físico-química e biológica dos materiais orgânicos utilizados

RESULTADOS E DISCUSSÃO No Quadro 3 são apresentados os resulta­dos relativos à caracterização físico- química e química dos materiais orgânicos estuda­dos, assim como os valores limite conside­rados adequados por diferentes autores.

Quadro 3' Algumas características físico-químicas dos materiais orgânicos estudados e valores con­siderados adequados para a utilização de materiais orgânicos em agricultura e para a formulação de substratos (média±desvio padrão, n=3)

Os resultados mostram que os materiais que apresentaram um teor de humidade superior ao recomendado nas Especifica­ções Técnicas sobre a Qualidade e Utiliza­ções do Composto (Anónimo, 2008) foram: o substrato comercial recomendado para sementeiras em viveiros florestais (SC) e o composto produzido a partir de Lamas de ETAR (CL). Relativamente ao teor de maté-ria orgânica apenas o vermicomposto (VC) e um dos compostos produzidos a partir de resíduos verdes de parques e jardins (o CRV1) apresentaram teores inferiores a 30%.

No Quadro 3 são igualmente comparados os valores obtidos para os materiais orgâni­cos estudados com os valores propostos, por vários autores, para a utilização de materiais orgânicos para a formulação de substratos. Os resultados mostram que apenas o SC apresentou o valor da relação C/N dentro do intervalo de valores propostos. Relativa­mente à condutividade eléctrica (CE) verifi­cou-se que apenas o SC apresentou valores adequados para utilização como substrato, sendo de salientar que o CFO foi o material orgânico que apresentou o maior valor de CE. Apesar da condutividade eléctrica dos compostos CL, CRV1 e CRV2 poder limi­tar a utilização extreme destes compostos como substratos, a sua mistura com outros materiais com baixa condutividade eléctrica (por ex.

turfa não fertilizada, cascas de coní­feras), em proporções próximas dos 50%, poderá conduzir à obtenção de um substrato adequado para a produção de plantas em viveiros. Efectivamente, Bonnet et al. (2002) verificaram ser possível produzir Eucalyptus viminalis, Mimosa scarbrellae Schinus terebinthifoliusem contentores de 75 cm3utilizando substratos contendo uma percentagem de 30 a 60% de compostos de biossólidos. Também Ribeiro et al. (2009) produziram Pinus pineaem contentores de 200 cm3utilizando um substrato contendo 50% de composto de lamas de ETAR.

No Quadro 4 são apresentados os valores para os nutrientes N-NH4+, N-NO3-, P, K+e Mg2+extraíveis para os materiais orgânicos estudados, assim como os níveis considera­dos adequados para a produção de plantas em viveiros (Ansorena-Miner, 1994).

Quadro 4-Teores dos nutrientes (N-NH4+, N-NO3-, P, K+e Mg2+) extraíveis (extracto aquoso 1:6, v/v) para os materiais orgânicos estudados e respectivos valores adequados (média±desvio padrão, n=3)

Os valores obtidos indicam que os níveis de N-NO3-, N-NH4+e P mais elevados foram observados para o CL e para o CFO. Relativamente ao K+os níveis mais eleva­dos foram observados para: VC, CFO, CRV1 e CRV2. Os níveis mais elevados para o Mg2+observaram-se para o VC epara o CL. É, ainda de destacar que a mistu­ra do composto CL com materiais pobres em nutrientes extraíveis (por ex.

turfa não fertili­zada, cascas de coníferas), em proporções próximas dos 50%, poderá conduzir à obten­ção de um substrato com teores de nutrientes próximos dos valores adequados. Ribeiro et al. (2009) verificaram que a substituição de 50% de um substrato à base de turfa por um composto de lamas de ETAR permitiu a obtenção de plantas de Pinus pineacom qualidade semelhante às obtidas com o substrato comercial e reduzir em 50% a fer­tilização efectuada.

No que se refere aos teores totais de zinco e cobre presentes nos materiais orgânicos (Quadro 5), apenas o composto de lamas de ETAR (CL) excedeu os valores para a clas­se 2 pelo que segundo o Working Document Biological Treatment of Biowaste(DG Env., 2001) é classificado como resíduo biodegradável estabilizado (RBE) (Quadro 6) e segundo as Especificações Técnicas sobre a Qualidade e Utilizações do Compos-to (Anónimo, 2008) como sendo Classe IIA (Quadro 6). Os restantes materiais orgâni­cos, relativamente a estes metais, são classi­ficados como compostos de elevada quali­dade.

Quadro 5-Teores totais de zinco e de cobre nos materiais orgânicos (média±desvio padrão, n=3)

Quadro 6-Valores máximos admissíveis para os teores totais de metais pesados (fracção solúvel em água régia) em compostos.

Relativamente à estabilidade (Quadro 7), todos os materiais apresentaram valores de actividade respiratória (AT4) inferiores a 10 mg O2 g-1m.s., o que segundo o DG Env. (2001) indica que todos os materiais são estáveis. A mesma conclusão pode ser obti­da através da interpretação dos resultados do teste do auto-aquecimento. Em todos os materiais a temperatura obtida neste teste foi inferior a 30 ºC. Desta forma, e de acordo com as normas interpretativas (Quadro_1 e FCQAO, 1994), todos os materiais são clas­sificados como sendo classe V, a classe de estabilidade mais elevada.

Quadro 7-Estabilidade e maturação dos materiais orgânicos estudados e valores propostos

Apesar dos todos materiais utilizados se apresentarem estabilizados, os testes efec­tuados indicam que nem todos se encontram maturados. Com efeito, o índice de germi­nação mostra que o composto produzido a partir da fracção orgânica de RSU recolhida selectivamente (CFO) apresentou um IG = 53% relativamente ao ensaio com a teste­munha (realizado com água destilada), o que segundo Pera et al. (1991) indica que o composto apresenta características fitotóxi­cas. O índice de crescimento foi inferior a 50% para os compostos CFO e VC, tendo­se verificado que o IC nestes materiais foi apenas 0,7 e 28% respectivamente, do cres­cimento observado na modalidade testemu­nha. Estes resultados indicam, assim, que estes dois materiais não se encontram con­venientemente maturados para serem utili­zados em agricultura. É, ainda de acrescen­tar que o composto CFO foi o material orgânico que apresentou o maior valor de CE o que poderá ter contribuído para os valores baixos dos índices de germinação e de crescimento observados para este mate­rial.

Não se verificou a presença de infestantes e de partes de plantas com capacidade ger­minativa nos materiais usados.

CONCLUSÕES Os resultados obtidos indicam que nenhum dos materiais avaliados neste traba­lho tem as características adequadas para ser utilizado como o único componente num substrato para a produção de plantas em viveiro.

Os materiais orgânicos estudados que apresentaram maior limitação para o uso como substratos foram o vermicomposto e o composto de fracção orgânica de RSU reco­lhida selectivamente devido à condutividade eléctrica muito elevada e aos índices de germinação e crescimento muito baixos.

Dos materiais orgânicos estudados os que apresentaram maior potencial para serem utilizados na formulação de substratos foram o composto de lamas de ETAR (CL) e os dois Compostos Resíduos Verdes de Parques e Jardins. Apesar da condutividade eléctrica poder limitar a utilização extreme destes compostos, a sua mistura com outros materiais com uma reduzida condutividade eléctrica (por ex. turfa não fertilizada, cascas de coníferas) em proporções próximas dos 50% poderá conduzir à obtenção de um substrato adequado para a produção de plan­tas em viveiros.

Em geral, os resultados obtidos mostram que é necessário proceder a misturas com outros materiais para a formulação de subs­tratos e verificar as propriedades físicas, físico-químicas, químicas e biológicas de forma a se obter um substrato com as carac­terísticas adequadas para a sua utilização em viveiros.