Macronutrientes Metais Maravalha Suínos
Concentração de macronutrientes e metais pesados em maravalha de unidade de suínos em cama sobreposta
Publicado: 4 de junho de 2012
Por: Martha M. Higarashi; Arlei Coldebella; Paulo A. V. de Oliveira; Airton Kunz; Rosemari M. Mattei; Virgínia S. Silva; Armando L. do Amaral
Sumário
RESUMO
O setor suinícola brasileiro vem sofrendo severas críticas em virtude da poluição, sobretudo hídrica, constatada nas regiões de maior concentração animal, colocando sob questionamento o modelo produtivo atualmente adotado. Dentro deste contexto, o sistema de criação em cama sobreposta surge como alternativa promissora, uma vez que reduz os riscos de contaminação pela conversão do manejo dos dejetos da fase líquida para a sólida, possibilitando a produção de um composto orgânico comercial que pode gerar renda extra ou viabilizar, na propriedade de origem, a consorciação com a agricultura orgânica. Neste trabalho se avaliou a concentração de macronutrientes (N, P, K), cobre e zinco, na maravalha de quatro baias em uma unidade de produção de cama sobreposta no decorrer de 8 lotes com 70 animais. Cada baia alojou, durante 35 dias, os animais em diferentes fases (idade de entrada: creche = 21, B1 = 56, B2 = 91 e B3 = 126 dias). Os resultados mostraram que as concentrações médias de nutrientes das camas atendem às exigências da legislação vigente para fertilizante orgânico simples. A concentração de zinco na cama da creche é cerca de 5 vezes maior que nas demais baias, demonstrando a influência da dieta na composição final do composto.
Palavras-chave: suinocultura, dejetos, manejo alternativo, composto orgânico
INTRODUÇÃO
A perspectiva de que o suprimento mundial de água potável se esgote em um futuro próximo, figura entre as principais questões ambientais amplamente debatidas nesta última década.
Estudos conduzidos pela Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO, 2002) demonstraram grande crescimento no consumo mundial de água a partir da década de 50. Outro fato que merece destaque neste estudo é a constatação de que, além do aumento natural decorrente do crescimento populacional, o uso abusivo e indiscriminado, aliado à poluição dos mananciais, tem comprometido seriamente o abastecimento de água em diversas partes do mundo.
Atualmente, as atividades agropecuárias são responsáveis pela maior parcela do consumo de água em quase todas as regiões do planeta, com exceção da Europa e da América do Norte. Em escala mundial, o setor responde por 69% do consumo, seguido da indústria, com 21%, e o uso para fins domésticos com 10% (FAO, 2002).
A produção de animais em confinamento é, sem dúvida, uma atividade com alto fator de risco para os recursos hídricos pois, além de demandar grande volume de água para a higienização das instalações e dessedentação dos animais, ainda gera efluentes altamente impactantes (Perdomo et al., 2003).
A prática mais usualmente empregada para o manejo dos efluentes suinícolas consiste no seu armazenamento em depósitos ou lagoas de estabilização, por períodos que variam de acordo com as legislações específicas de cada estado, seguido da sua distribuição integral em lavouras e pastagens. Recentemente, a eficiência de tal manejo tem sido questionada em relação ao alto grau de contaminação muitas vezes encontrado em rios e solos nas regiões de grande concentração de suínos (Palhares et al., 2002).
Assim sendo, o desenvolvimento de tecnologias alternativas que possibilitem a redução da contaminação e da demanda de água nas atividades agropecuárias, constituem-se em avanços estratégicos para evitar o colapso prematuro no abastecimento de água, através da manutenção qualitativa e quantitativa dos recursos hídricos. Dentro desse contexto, o sistema de criação de suínos em cama sobreposta pode ser citado como uma das tecnologias que se enquadram perfeitamente nesse novo tipo de enfoque.
O sistema de cama sobreposta consiste na criação dos suínos sobre um leito composto de um substrato que absorve as dejeções durante a permanência dos animais na unidade de produção. As maiores vantagens do sistema são a eliminação das lavagens regulares dos pisos e a conversão do manejo dos dejetos da fase líquida para a sólida, concentrando os nutrientes e reduzindo os riscos de acidentes (Didier, 1999); outra vantagem que pode ser ressaltada é a redução de 30 a 50% nos custos de construção das instalações, devido à eliminação das canaletas, pisos e esterqueiras.
Os principais gargalos que impedem a maior difusão do sistema de cama sobreposta se relacionam aos riscos sanitários (Amaral et al., 2002) e ao menor desempenho dos animais em períodos de temperatura elevada (Higarashi et al., 2005).
O maior risco sanitário creditado ao sistema se deve ao fato dos animais permanecerem em contato direto e prolongado com as fezes e a urina do rebanho durante todo o período de alojamento, favorecendo a propagação de eventuais doenças entre os animais do mesmo lote e, no caso de reutilização das camas, o contágio de animais dos lotes precedentes. Em virtude disso, em alguns países se recomenda a troca das camas ao final de cada lote (Moller et al., 2000), o que pode inviabilizar economicamente o sistema, dependendo do custo do substrato utilizado.
A absorção dos dejetos pelas camas, aliada ao revolvimento promovido pela movimentação dos próprios animais, desencadeia o processo de fermentação aeróbia, característico da compostagem de resíduos orgânicos. Este processo é exotérmico, ou seja, libera calor, causando uma elevação significativa na temperatura do substrato.
O fenômeno de aquecimento das camas é benéfico em períodos de inverno rigoroso, pois melhora o conforto dos animais (Honeyman & Harmon, 2003), além de poder ser utilizado como uma estratégia para reduzir a pressão de infecção pelo controle térmico e exposição à atmosfera desfavorável, visto que a maioria dos microrganismos patogênicos do trato gastrointestinal é termolábil e estritamente anaeróbio; por outro lado, em períodos de temperatura elevada o desempenho animal pode sofrer perdas significativas, haja vista que o calor desprendido pode ocasionar elevação da temperatura ambiente a tal ponto, que esta exceda a zona de conforto térmico.
Embora algumas questões necessitem de ajustes dentro da produção de suínos em cama sobreposta, as inúmeras vantagens apresentadas pelo sistema, aliadas à produção de composto orgânico em substituição ao efluente líquido, tornam o sistema uma proposta bastante interessante, principalmente quando se leva em consideração a existência de uma forte tendência mundial para a criação de leis e barreiras comerciais a produtos cujas cadeias possam gerar a degradação ambiental.
Alavancado por esta mesma tendência, o mercado mundial de alimentos orgânicos se encontra em franca expansão, o que levou o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento a estabelecer, recentemente, as definições, normas e padrões para a produção de fertilizantes orgânicos, através da Instrução Normativa nº 23, de 31 de Agosto de 2005 (Brasil, 2005a); assim, para que um composto resultante do processamento de resíduos agropecuários seja considerado um fertilizante orgânico comercial, este deverá atender às especificações legais estabelecidas.
Na Dinamarca, os principais resíduos animais utilizados em fazendas orgânicas são o substrato proveniente de criação de suínos em cama sobreposta e o lodo de esterqueiras (Moller et al., 2000), demonstrando o potencial de tais matrizes no suprimento de nutrientes para este nicho de mercado.
No presente trabalho avaliaram-se a evolução da concentração de macronutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio) e dois metais pesados (cobre e zinco) em camas de maravalha ao longo de um ano de instalação de uma unidade de criação de suínos em cama sobreposta, nas fases de creche, crescimento e terminação.
Os metais, embora sejam elementos essenciais representam, em doses elevadas, riscos ao ambiente e à saúde humana. O cobre e o zinco foram os metais avaliados por serem utilizados na elaboração das rações de suínos como promotores de crescimento e na prevenção da diarréia, respectivamente.
Assim, o monitoramento da concentração dos elementos supracitados durante a utilização das camas, pode servir como balizamento para avaliar o potencial desse substrato como composto orgânico, considerando-se a legislação vigente no Brasil.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido na Embrapa Suínos e Aves de Concórdia, SC, em uma unidade de produção de suínos em cama sobreposta de dimensões 10 x 30 m, com pé direito de 3 m. O galpão foi preenchido com 0,5 m de profundidade de maravalha e dividido em quatro baias com diferentes dimensões (creche = 4,5; B1 = 6,4; B2 = 8,6 e B3 = 10,5 m de comprimento), onde foram alojados sucessivamente, 8 lotes de 70 animais/baia (50% machos castrados e 50% fêmeas), o que corresponde a aproximadamente um ano de uso das camas.
As divisões foram realizadas com o intuito de fornecer densidades específicas para as diferentes fases de crescimento, sendo que cada animal dispunha de área diferenciada, de acordo com a Tabela 1.
A área de piso compacto citada na Tabela 1, consiste de uma faixa de 1,50 m construída junto a uma das laterais do galpão, onde foram instalados os bebedouros e comedouros.
Os animais foram pesados e transferidos de baia, em intervalos de 35 dias, permanecendo a baia desalojada pelo período de 7 dias com vazio sanitário, a fim de reduzir a pressão de infecção e evitar a contaminação dos lotes subseqüentes (Morés & Amaral, 2003). Após a saída dos animais as camas das baias desalojadas foram cuidadosamente revolvidas para promover a aeração e homogeneizar o material.
As amostras de cama de maravalha foram coletadas a cada desalojamento, logo após o revolvimento, aplicando-se a metodologia normatizada para amostragem de solo de áreas contaminadas com distribuição sistemática dos pontos, utilizando-se malha regular (CETESB, 1999).
As subamostras de cada baia foram coletadas para se obter uma amostra composta representativa; as coletas foram superficiais, visto que as camas já haviam sido revolvidas e o número de pontos variou de acordo com as dimensões das baias (creche = 9; B1 = 12; B2 = 15 e B3 = 18 pontos).
As amostras foram encaminhadas ao laboratório de análises físico-químicas da Embrapa Suínos e Aves, onde foram processadas e analisadas de acordo com metodologias oficiais (AOAC, 1984; APHA/AWWA/WEF, 1995).
Os parâmetros avaliados foram os macronutrientes Nitrogênio Total Kjeldahl (NTK = N-orgânico + N-amoniacal), Fósforo Total (PTotal), Potássio (K), Carbono Orgânico (CO) e os metais Cobre (Cu) e Zinco (Zn). Em duas amostras de camas foram analisados também Nitrito (NO2-) e Nitrato (NO3-), através do método automatizado de redução por coluna de cádmio.
Os resultados das análises foram avaliados por baia, para verificar se existem diferenças significativas nas concentrações dos nutrientes, de acordo com a densidade animal e a fase de crescimento, considerando-se também que a composição das rações é diferenciada conforme a idade dos animais. Para tal, a análise dos dados foi realizada comparando-se as retas de cada baia em função do lote e se utilizando a teoria de modelos mistos para medidas repetidas e 16 tipos de estruturas de matriz de variâncias e covariâncias através do PROC MIXED do SAS (2003), conforme Xavier (2000). A estrutura de variâncias e covariâncias usada na análise foi escolhida com base no menor valor do Critério de Informação de Akaike (AIC). O método de estimação usado foi o de máxima verossimilhança restrita. As variáveis explicativas do modelo, foram lote, baia e a interação lote × baia, sendo que o efeito de lote entrou no modelo com uma medida longitudinal e quantitativa, o efeito de lote como fator. Na análise, o intercepto (a) das retas foi considerado o mesmo para todas as baias, dado que não existe justificativa biológica para haver diferenças significativas entre eles, pois o substrato inicial é o mesmo em todas as baias.
Para detalhar as análises estatísticas foram calculados os intervalos de confiança (95%) para os coeficientes de inclinação das retas (bs), sendo este intervalo usado para comparar as retas duas a duas, quando a interação entre lote e baia foi significativa (p < 0,05), considerando-se as mesmas significativamente diferentes quando não houvesse sobreposição dos intervalos de confiança. O coeficiente de determinação de cada reta ajustada foi calculado como sendo o quadrado do coeficiente de correlação entre os dados observados e os dados estimados pelo modelo para cada baia.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Após a passagem de 8 lotes pela unidade de produção de suínos em cama sobreposta, começou-se a observar a formação de áreas com acúmulo de lodo nas baias, principalmente naquelas que alojavam os animais maiores, indicando a necessidade de se iniciar a substituição dos substratos das camas; este fato está em consonância com a recomendação de que, após um ano de utilização, as camas devem ser total ou parcialmente substituídas (Oliveira et al., 2002; Higarashi et al., 2006).
As formações das áreas com lodo ocorrem em virtude da inibição da fermentação aeróbia causada pela diminuição da relação C/N, fazendo com que o calor gerado no sistema seja insuficiente para evaporar o excesso de umidade (Groenestein & van Faassen, 1996). O surgimento do lodo é prejudicial ao sistema, visto que essas áreas são focos de emissão de odores e proliferação de moscas, além de aumentarem significativamente os riscos sanitários (Amaral et al., 2002).
Apresentam-se, na Tabela 2, as estimativas do intercepto (a) e do coeficiente de inclinação (b) da reta por baia e o intervalo de confiança (95%) para b, bem como os tipos de estruturas de variância e covariância usados para cada variável.
Salienta-se que houve diferenças significativas (p < 0,05) entre os bs das retas para todos os parâmetros avaliados, exceto para NTK (p = 0,0694), implicando em que há retas diferentes entre pelo menos duas baias, para a maioria dos parâmetros.
Para Ptotal, a baia 3 apresentou o menor coeficiente de inclinação (704 mg kg-1 lote-1), isto é, o menor acúmulo de Ptotal no decorrer dos lotes, sendo significativamente diferente (p < 0,05) do b da baia 1 (1.265 mg kg-1 lote-1); o mesmo ocorreu para K sendo que neste mineral a baia 3 foi significativamente diferente da creche e da baia 1; esses dois nutrientes não apresentam restrições legais quanto ao seu teor em fertilizantes orgânicos; portanto, a sua aplicação e dosagem devem seguir as recomendações agronômicas usuais para cada tipo de solo e cultura. A Figura 1 descreve o comportamento de acúmulo dos nutrientes e metais, ao longo da passagem dos lotes.
O comportamento do NTK (Figura 1C) se diferencia do PTotal (Figura 1A) e do K (Figura 1B) por apresentar um aumento de concentração proporcional menos pronunciado ao longo dos lotes.
As causas mais prováveis para este comportamento podem ser creditadas às perdas atmosféricas do Nitrogênio Amoniacal (N-NH3), cuja volatilização é intensificada pelo incremento da temperatura das camas, decorrente da fermentação aeróbia.
A teoria das perdas atmosféricas é reforçada quando se verifica que o acúmulo de NTK nas camas dos animais maiores parece ocorrer mais lentamente, apesar de não existir diferenças significativas entre os bs (p = 0,0694). Como os animais maiores possuem maior capacidade de revolver as camas, a aeração é mais eficiente e, portanto, as perdas atmosféricas seriam mais pronunciadas; este fato está em consonância com Oliveira (1999), segundo o qual o aumento de temperatura nas camas de animais de maior peso é superior ao dos animais menores.
Outro fator que poderia contribuir para a diferenciação no comportamento de acúmulo de NTK nas camas, diz respeito às reações de nitritação e nitrificação, ou seja, a conversão do NH3 para NO2- e/ou NO3-. Como essas reações ocorrem por vias aeróbias, quanto maior a aeração/revolvimento, maior também a probabilidade de que ocorra conversão.
Para verificar a ocorrência ou não dessa conversão, fez-se a determinação de NO2- e NO3- nas camas do último lote (8) das baias 2 e 3 (com animais maiores). Os resultados das análises demonstraram que a concentração de nitrogênio, tanto na forma de NO3- como de NO2-, em ambas as amostras, ficou abaixo do limite de detecção da metodologia empregada (< 0,6 mg kg-1 de composto); portanto, o menor acúmulo proporcional de nitrogênio nas camas se deve às perdas de NH3 para a atmosfera.
A redução progressiva do CO nas camas se deve à mineralização da matéria orgânica pelo processo de fermentação aeróbia facultativa, causando o desprendimento de carbono na forma de gases (CO2, CO ou CH4). De acordo com a Figura 1D, todas as amostras apresentaram concentrações de CO superiores ao mínimo exigido pela Legislação (20%); no entanto se verifica que nas camas dos animais maiores (Baias 1, 2 e 3) ocorreram as maiores reduções do CO sendo que, praticamente, não ocorreu redução na cama dos animais da creche; este resultado demonstra novamente que a menor capacidade de revolvimento dos animais mais jovens limita o processo de compostagem.
Seria recomendável, portanto, a realização de manejos diferenciados de acordo com o tamanho dos animais, aumentando a freqüência do revolvimento das camas nas baias dos animais menores (semanalmente na creche), a fim de promover a compostagem e a estabilização do material.
Outra medida importante é o estabelecimento de um período sem a presença dos animais, para que as camas passem por uma compostagem adicional antes de serem utilizadas como fertilizantes, a fim de reduzir a umidade e assegurar a eliminação de eventuais patógenos.
O Cu apresentou comportamento cumulativo similar aos demais nutrientes, com concentrações finais variando entre 200 a 400 mg kg-1 (Figura 1F). O Zn (Figura 1E), por sua vez, apresenta concentração muito mais alta na creche (cerca de 3.000 mg kg-1), comparativamente às demais fases (entre 450 a 680 mg kg-1). A causa dessa disparidade no comportamento se deve à composição das rações fornecidas nas diferentes fases dos leitões, uma vez que o zinco é utilizado na prevenção da diarréia, à qual os animais jovens estão mais susceptíveis.
De acordo com os intervalos de confiança, para os coeficientes de inclinação as baias que apresentam comportamento mais semelhante são a 1 e a 2, já esperado, uma vez que ambas as baias alojam animais em fases de crescimento, enquanto a baia 3 aloja os animais em fase de terminação, período no qual a excreção é cerca de 10% menor (Sobestiansky et al., 1998).
A creche também apresentou comportamento diferenciado no acúmulo de nutrientes; estas diferenças podem ser decorrentes da própria idade dos animais (metabolismo e menor capacidade de movimentação das camas) como também composição da ração, sendo que a influência deste último se torna bastante evidenciada quando se avaliam os dados referentes ao zinco.
De acordo com a Instrução Normativa nº 23, para que as camas possam ser classificadas como Fertilizante Orgânico Simples (estercos e camas), elas deverão satisfazer as seguintes especificações: umidade máxima 30%; pH mínimo conforme declarado (etiqueta); Carbono Orgânico (CO) mínimo 20%; Nitrogênio Total (NT) mínimo 1% e Capacidade de troca Catiônica/Carbono (CTC/C) mínimo de 10.
Na Figura 1C pode-se observar que para os animais menores (creche, baias 1 e 2) e a partir do segundo lote, a concentração de NTK (N-NH3 + N-orgânico) já atinge o valor mínimo recomendado pela Lei para NT (NTK + N-NO3 + N-NO2). Somente na cama da baia 3 (animais maiores), o valor não atingiu os teores exigidos devido às perdas atmosféricas.
A Legislação Brasileira não apresenta valores máximos permitidos para metais pesados em composto orgânico, embora já exista uma portaria que submete à consulta pública o Projeto de Instrução Normativa que estabelece esses limites para os metais pesados cádmio, chumbo, mercúrio, níquel e cromo (Brasil, 2005b); desta forma, não há uma referência nacional para os limites de Cu e Zn; entretanto, se forem utilizados, como referencial, os limites estabelecidos pela legislação dos Estados Unidos (Cu = 1.500 mg kg-1 e Zn = 2.800 mg kg-1), pode-se verificar que somente o valor de Zn na creche se apresenta acima do limite recomendado.
Ao final do experimento (8 lotes), as camas apresentaram certa variação na concentração de nutrientes nas diferentes baias. A Tabela 3 mostra a média ponderada da concentração de NPK das camas retiradas da unidade de produção, considerando-se o volume correspondente a cada baia, a fim de se verificar o valor fertilizante do material, como um todo.
Os valores mostrados na Tabela 3 são semelhantes aos dados encontrados na literatura; Texier & Levasseur (2003), por exemplo, obtiveram concentrações de NTK = 10,5; PTotal = 12,7 e K = 18,7 g kg-1 em uma cama de maravalha proveniente de uma unidade de produção de suínos na qual haviam sidos alojados 2 lotes de 40 animais (1,17 m2 por animal) no decorrer de um ano; portanto, mesmo com a utilização de manejos diferentes, as camas utilizadas pelo período de um ano atendem, de maneira geral, às exigências da legislação brasileira vigente.
CONCLUSÕES
- O processo de compostagem das camas é limitado pela capacidade dos animais menores movimentarem o substrato (menor aeração das camas da creche).
- O balanço adequado na formulação da ração, a densidade e a excreção diferenciada de acordo com a idade dos animais, influenciam a qualidade do composto.
- Apesar dos fatores supracitados, em média as camas utilizadas durante 1 ano (8 lotes) se enquadram na legislação brasileira como fertilizantes orgânicos simples.
AGRADECIMENTOS
À FINEP/FUNCITEC pelo apoio financeiro e às parceiras do projeto de pesquisa: EPAGRI, UFSC, UNOESC e FUNDAGRO.
LITERATURA CITADA
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