Indicadores para a transferência de fósforo por escoamento superficial em solos de regiões suinícolas do estado de Santa Catarina

Abstract

A suinocultura é uma atividade com forte presença no estado de Santa Catarina, gerando diariamente elevadas quantidades de dejetos. O principal destino dado a esses dejetos é a aplicação na forma liquida no solo, o que em muitos casos gera problemas ambientais. Como o fósforo pode causar eutrofização quando acumulado nos recursos hídricos, o estudo da sua dinâmica e relação com os atributos nos solos tropicais se faz necessário. O objetivo geral do trabalho foi avaliar, para diferentes solos, quais atributos do solo apresentam maior influência nas perdas por escoamento superficial de P total (Pt), P particulado (Pp) e P solúvel (Ps). Foram coletadas amostras em áreas de vegetação nativa (sem intervenção antrópica) dos primeiros 20 cm de solos representativos das regiões produtoras de suínos do estado de Santa Catarina (i.e., Latossolo, Cambissolo, Nitossolo, Argissolo). Também foram coletadas amostras nos primeiros 20 cm de solos de propriedades agrícolas sem e com histórico de aplicação sucessiva de dejeto de suíno (DS), porém, em locais geográficos diferentes dos solos das áreas com vegetação nativa. (P1cds, P2cds, P3cds e P4cds; e P1ref, P2ref e P4ref). Nas áreas sem intervenção antrópica foram construídos teores de P com aplicação de fertilizante mineral (Latossolo: 3 ? 35 ? 155 mg kg-1; Cambissolo:29 ? 71 ? 386 mg kg-1; Nitossolo: 8 ? 59 ? 236 mg kg-1; e Argissolo: 14 ? 42 ? 130 mg kg-1). Foram determinados em todos os solos as Isotermas de adsorção e dessorção de fósforo, teores de P, K, Ca, Mg e Al disponíveis, carbono orgânico total (COT), pH, granulometria, P extraído em água capacidade máxima de retenção de fósforo (CMAP), grau de saturação por fosforo (GSP) e change point. Para realização da chuva simulada foi utilizado o simulador modelo Tlaloc 3000 com intensidade 70 mm h-1 e duração de 90 minutos, os solos foram acondicionados em caixas de madeira com calhas de metal. Amostras de escoamento superficial foram coletadas a cada 30 minutos e analisadas com relação a perda de sedimentos, água, Pt, Pp e Ps. A influência de alguns dos atributos dos solos sobre as perdas via escoamento foi analisada pelo método path analysis. A CMAP dos solos variou de 303 a 1339 mg kg-1. Os valores estimados de change point foram 118 mg kg-1 de P para o Latossolo, 112 mg kg-1 de P para o Argissolo, 107 mg kg-1 de P para o Cambissolo 43 mg kg-1 de P para o Nitossolo, 364 mg kg-1 de P para a P1cds, 71,28 mg kg-1 de P para a P1ref; 337,99 mg kg-1 de P para a P2cds; 73,56 mg kg-1 de P para a P2ref, 176,91 mg kg-1 de P para a P3cds; 115,20 mg kg-1 de P para a P4cds e 139,06 mg kg-1 de P para a P4ref. Foram observadas diferenças entre os solos na perda de P via escoamento superficial. O P do solo extraído em água e o COT foram os atributos que apresentaram maior relação com os teores perdidos de fósforo total e solúvel, enquanto que o de GSP e change point tiverem maior relação com as perdas de fósforo particulado. Dessa forma, para gerar um índice de perda de fósforo para os solos de Santa Catarina recomenda-se a utilização dos fatores COT e P extraído em água, principalmente, por serem mais facilmente obtidos quando comparados ao GSP e o change point.

Abstract: Pig farming is one of the main activities in the state of Santa Catarina, generating significant amounts of waste daily. The primary disposal method for this waste is liquid application to the soil, which often leads to environmental issues. Given that phosphorus accumulation in water resources can lead to eutrophication, understanding its dynamics and relationship with soil attributes in tropical soils is imperative. The main objective of this study was to assess, for different soil types, the soil attributes that most influence runoff losses of total phosphorus (Pt), particulate phosphorus (Pp), and soluble phosphorus (Ps). Samples were collected from areas of native vegetation (without human intervention) from the top 20 cm of soils representing pig-producing regions in Santa Catarina (i.e., Latosol, Cambisol, Nitosol, Argisol). Additionally, samples were collected from the top 20 cm of soil from agricultural properties both with and without a history of successive swine manure application (DS), though in geographical locations different from the soils in areas with native vegetation (P1cds, P2cds, P3cds, and P4cds; and P1ref, P2ref, and P4ref). In areas without human intervention, phosphorus levels were established through the application of mineral fertilizer, resulting in the following ranges (mg kg-1): Latosol: 3 ? 35 ? 155; Cambisol: 29 ? 71 ? 386; Nitosol: 8 ? 59 ? 236; and Argisol: 14 ? 42 ? 130. Phosphorus adsorption and desorption isotherms, available phosphorus, potassium (K), calcium (Ca), magnesium (Mg), and aluminum (Al) contents, total organic carbon (TOC), pH, particle size distribution, phosphorus extracted in water, maximum phosphorus retention capacity (CMAP), phosphorus saturation degree (GSP), and inflection point (change point) were determined for all soils. To simulate rainfall, the Tlaloc 3000 model simulator was utilized with an intensity of 70 mm h-1 and a duration of 90 minutes. The soils were packed into wooden boxes with metal gutters. Surface runoff samples were collected every 30 minutes and analyzed for sediment loss, water content, total phosphorus (Pt), particulate phosphorus (Pp), and soluble phosphorus (Ps). The influence of certain soil attributes on runoff losses was analyzed using the path analysis method. The CMAP of the soils ranged from 303 to 1339 mg kg-1. The estimated change point values were 118 mg kg-1 of P for the Latosol, 112 mg kg-1 of P for the Argisol, 107 mg kg-1 of P for the Cambisol, 43 mg kg-1 of P for the Nitosol, 364 mg kg-1 of P for P1cds, 71.28 mg kg-1 of P for P1 ref; 337.99 mg kg-1 of P for P2 cds; 73.56 mg kg-1 of P for P2 ref, 176.91 mg kg-1 of P for P3 cds; 115.20 mg kg-1 of P for P4 cds and 139.06 mg kg-1 of P for P4 ref. Differences were observed among soils in surface P runoff. Soil P extracted in water and TOC were the attributes that showed the greatest relationship with levels of total and soluble phosphorus lost, while GSP and change point had the greatest relationship with losses of particulate phosphorus. Therefore, to develop a phosphorus loss index for the soils of Santa Catarina, it is recommended to utilize the TOC and P extracted in water factors, primarily due to their ease of acquisition when compared to GSP and the change point.