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MATÉRIA SECA E CARBONO ORGÂNICO DE EXSUDATOS RADICULARES DE CULTIVARES DE ARROZ IRRIGADO

Janielly Silva Costa Moscôso1; Leandro Souza da Silva2; Allan Augusto Kokkonen da Silva3; Fabiane Figueiredo Severo1; Mariana Macedo³; Natalia Tobin Aita4

Palavras-chave: metanogênese, rizodeposição, gases de efeito estufa.

INTRODUÇÃO

Nas últimas décadas, a maior emissão de determinados gases tem provocado o chamado “efeito estufa” e, por consequência, o aquecimento global. Mundialmente, dentre as atividades geradoras de gases de efeito estufa (GEE), a estimativa é de que a agricultura contribua com aproximadamente 22% das emissões totais de GEE (IPCC, 2014). Na agricultura, destaca-se o cultivo do arroz irrigado por alagamento, responsável pelo efluxo de 410 Gg de CH4, contribuindo com 1,9% do efluxo total antrópico brasileiro (MCT, 2014).

Em condições de alagamento e com o predomínio de atividade anaeróbica no solo, altera-se o sistema de oxi-redução e, a partir do esgotamento dos compostos inorgânicos, os microrganismos utilizam compostos orgânicos como aceptores finais de elétrons e, por consequência, há a produção de CH4 (SILVA et al., 2008). Dentre os compostos orgânicos utilizados na metanogênese, destaca-se o carbono orgânico oriundo dos exsudatos radiculares liberados pelas plantas de arroz, dependendo do seu estádio de desenvolvimento e da cultivar de arroz implantada.

Apesar das cultivares de arroz apresentarem características morfofisiológicas distintas, deve haver uma relação entre a produção de matéria seca da planta (parte aérea e raiz) com a translocação de carbono para raiz e consequente exsudação. Em havendo diferente liberação de carbono via exsudatos radiculares, as cultivares de arroz se tornam diferentes fontes potenciais de substrato à metanogênese. Dessa forma, torna-se necessário identificar como as cultivares de arroz irrigado utilizadas no Rio Grande do Sul contribuem para a metanogênese por meio do carbono liberado de exsudatos radiculares e sua relação com a produção de matéria seca das plantas.

MATERIAL E MÉTODOS

Um experimento foi conduzido em vasos na casa de vegetação do Departamento de Solos da UFSM, utilizando-se 15 cultivares de arroz irrigado: Blubelle, BRS Atalanta, Querência, Carnaroli, EMBRAPA 130, IRGA 421, Koshihikari, BRS Pampa e IRGA 430 de ciclo precoce; e BRS Taim, IAS Formosa, IRGA 422 CL, IRGA 424, IRGA 428 e IRGA 426 de ciclo médio, em um delineamento experimental inteiramente casualizado com três repetições.

As plantas foram cultivadas individualmente até o período de florescimento pleno em vasos de plástico (capacidade para 7 L) contendo 6 L de solução nutritiva formulada segundo Furlani e Furlani (1988). No estádio de florescimento pleno, as raízes das plantas de arroz passaram por um processo de lavagem com água destilada e cada planta foi

1Doutoranda do PPGCS, Universidade Federal de Santa Maria, Av. Roraima 1000, Camobi, CEP 97105-900 - Santa Maria – RS [email protected] 2 Professor Associado, Universidade Federal de Santa Maria 3 Graduando em Agronomia, Universidade Federal de Santa Maria 4 Mestranda do PPGA, Universidade Federal de Santa Maria

colocada em frascos de vidro (contendo 600 mL de meio de recolha - solução de CaSO4 a 0,01M), em uma posição tal que o sistema radicular ficou submergido completamente no meio de recolha por 2 horas. A cada coleta, um frasco controle do meio de recolha, ou seja, somente a solução de CaSO4 a 0,01M sem planta, era incluído nos tratamentos. Imediatamente após a coleta, cada amostra da solução de exsudatos era filtrada em um filtro de membrana de 0,45 µm, com o auxílio de uma bomba de vácuo, para remover detritos de raiz e de células microbianas. As amostras então foram para o analisador de carbono orgânico total TOC-LCPH/CPN para determinação do carbono orgânico total (COT) dos exsudatos radiculares. Posteriormente, cada planta foi seccionada em raízes e parte aérea, sendo as amostras secas em estufa com circulação de ar forçada a 65 ºC até peso constante para quantificação da produção de matéria seca.

Foram calculadas médias e desvios-padrão (DP) dos dados com posterior análise de variância e aplicado teste de Scott-Knott a (p<0,05) com o auxílio do software estatístico SISVAR (versão 5.6). Coeficientes de correlação de Pearson (r) também foram determinados para demostrar o grau de associação entre o COT da exsudação radicular e a matéria seca total da planta, assim como a matéria seca da raiz e parte aérea separadamente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

As cultivares de arroz irrigado apresentaram diferenças significativas na quantidade de carbono exsudado pelas raízes no estádio de florescimento pleno (Tabela 1). Os maiores valores de carbono exsudado foram encontrados nas cultivares BRS Taim, BRS Pampa e IRGA 428, sendo apenas a cultivar BRS Pampa de ciclo precoce. Valores menores de carbono de exsudados foram encontrados em sete cultivares, destacando-se entre essas a Koshihikari, IRGA 421, Embrapa 130 e IRGA 422. Valores intermediários de carbono exsudado foram observados nas cultivares precoce (Bluebelle, BRS Atalanta e Carnaroli) e na cultivar de ciclo médio IRGA 424. Esse padrão de diferença entre cultivares se repete nas variáveis mg de C g-1 matéria seca e matéria seca total da planta.

Tabela 1. Valores médios (n=45) obtidos para carbono exsudado de raízes de cultivares de arroz irrigado no estádio de florescimento pleno e matéria seca de plantas

Tratamentos Exsudação radicular Matéria seca

da planta Matéria seca parte aérea

Matéria seca raiz

mg C

planta-1 dia-1 mg C g -1 de matéria seca

.........................g planta-1........................

Blubelle 125,2 c 1,72 b 73,0 b 57,8 b 15,3 c

BRS Atalanta 93,9 c 1,44 b 66,0 b 46,9 c 19,1 b

BRS Querência 54,9 d 0,57 c 96,7 b 79,5 b 17,1 c

Carnaroli 136,0 c 1,64 b 82,8 b 66,1 b 16,7 c

EMBRAPA 130 20,7 d 0,37 c 54,1 c 41,0 c 13,0 d

IRGA 421 19,8 d 0,23 c 82,0 b 66,1 b 15,9 c

Koshihikari 1,5 d 0,04 c 38,6 d 27,8 d 10,8 d

BRS Pampa 273,9 b 3,36 a 80,7 b 64,4 b 16,3 c

IRGA 430 33,6 d 0,45 c 77,9 b 61,7 b 16,2 c

BRS Taim 394,3 a 2,92 a 136,1 a 115,0 a 21,1 b

IAS Formosa 54,4 d 0,71 c 76,7 b 60,8 b 15,9 c

IRGA 422 CL 29,8 d 0,35 c 85,8 b 67,5 b 18,3 b

IRGA 424 103,3 c 0,72 c 141,0 a 117,7 a 23,3 a

IRGA 428 252,1 b 2,04 b 124,5 a 105,4 a 19,2 b

IRGA 426 60,1 d 0,71 c 84,8 b 66,2 b 18,6 b

Média 110,2 1,15 86,71 69,61 17,08

CV (%) 43 44,38 10,36 11,92 10,83 Médias seguidas pela mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste de Scott-Knott (p<0,05).

De uma forma geral, as cultivares de menor ciclo foram as que obtiveram menores valores de carbono exsudado de suas raízes, isso pode ser em função do menor tempo em que as culturas ficam no campo e a menor produção de matéria seca (Tabela 1). Quanto mais tempo as cultivares permanecem no campo, maiores taxas fotossintéticas são obtidas e ocorre um acumulo maior de biomassa, com consequente maior translocação de carbono para raiz e maior rizodeposição de carbono para o solo (BHATTACHARYYA et al., 2013). Quando a planta apresenta um maior acumulo de biomassa devido a uma atividade fotossintética mais intensa, aumenta a sua rizodeposição, influenciando assim a dinâmica do carbono rizosférico (KIM et al., 2001). A rizodeposição contribui para que ocorra um aumento na disponibilidade de carbono lábil no ambiente rizosférico, o que pode afetar a intensidade da metanogênese e, consequentemente, a contribuição para emissão de CH4.

A correlação entre carbono de exsudatos da raiz e massa seca das plantas se apresentou positiva (r=0,62), demostrando que o COT exsudado das raízes é impulsionado pela matéria seca das plantas (Figura 1).

Figura 1. Correlação entre concentração de carbono em exsudatos de raízes de cultivares de arroz irrigado e massa seca. Dados obtidos (n=45) de 15 cultivares em estádio de florescimento pleno

Com relação a matéria seca da parte aérea e da raiz, as correlações mostraram-se positivas quanto ao teor de COT exsudados das raízes de cultivares de arroz irrigado, sendo encontrados valores de associação de (r=0,62) e (r=0,48), respectivamente (Figura 2).

Figura 2. Correlação entre concentração de carbono em exsudatos de raízes de cultivares de arroz irrigado e matéria seca da parte aérea (A) e matéria seca da raiz (B). Dados obtidos (n=45) de 15 cultivares em estádio de florescimento pleno.

Em trabalhos anteriores, avaliando a exsudação de carbono orgânico de raízes de dez cultivares de arroz irrigado e correlacionando essa exsudação com a matéria seca da parte aérea e raiz, AULAKH et al. (2001) também obtiveram correlações positivas entre esses três parâmetros, assim como uma maior correlação entre a matéria seca da parte aérea, quando

y = - 103,19 + 2,46x

r = 0,62

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 20 40 60 80 100 120 140 160

mg

C p

lan

ta-1

dia

-1

Massa seca (g)

y = -80,679 + 2,743xr = 0,62

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 20 40 60 80 100 120 140

mg

C p

lan

ta-1

dia

-1

Matéria seca da parte aérea (g)

A

y = - 193,52 + 17,74x r= 0,48

0

50

100

150

200

250

300

350

400

5 10 15 20 25

mg

C p

lan

ta-1

dia

-1

Matéria seca da raiz (g)

B

comparado a matéria seca da raiz. Esses resultados obtidos em ambos os trabalhos indicam que, quanto maior a produção de matéria seca na parte aérea da planta, maiores as exsudações de COT a partir das raízes. Estima-se que 30 a 60% do carbono fotossintetizado é transferido para as raízes das plantas e uma parte substancial dessa porcentagem é realocada ou secretada pelas raízes na forma de carbono orgânico (LILJEROTH et al., 1994).

CONCLUSÃO

As cultivares de arroz irrigado apresentam diferença entre si quanto ao carbono orgânico total (COT) exsudado das raízes, sendo as cultivares de ciclo precoce as que apresentam valores menores de COT.

O COT exsudado das raízes de arroz possui maior correlação com a matéria seca da parte aérea do que com a matéria seca das raízes.

AGRADECIMENTOS

A Capes e ao CNPq pela concessão de bolsa e ao IRGA e a EMBRAPA pela cedência de sementes de cultivares de arroz irrigado utilizadas no trabalho.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AULAKH, M. S. et al. Impact of root exudates of different cultivars and plant development stages of rice (Oryza sativa L.) on methane production in a paddy soil. Plant and Soil, v. 230, p. 77–86, 2001.

BHATTACHARYYA, P. et al. Influence of elevated carbon dioxide and temperature on belowground carbon allocation and enzyme activities in tropical flooded soil planted with rice. Environmental Monitoring and Assessment, v. 185, p. 8659–8671, 2013.

FURLANI, A. M. C.; FURLANI, P. R. Composição e pH de soluções nutritivas para estudos fisiológicos e seleção de plantas em condições nutricionais adversas. Campinas, Instituto Agronômico, 1988. 34p. (Boletim técnico, 121).

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE-IPCC. Climate Change 2014: The Physical Science Basis: Summary for Policymakers. Intergovernmental Panel on Climate Change, Geneva: Switzerland, 2014. Disponível em: <http://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/>. Acesso em: 25 jul. 2016.

LILJEROTH, E.; KUIKMAN, P.; VAN VEEN, J. A. Carbon translocation to the rhizosphere of maize and wheat and influence on the turnover of native soil organic matter at different soil nitrogen levels. Plant Soil, v. 16, p. 12-33, 1994.

KIM, H. Y. et al. Growth and nitrogen uptake of CO2-enriched rice under field conditions. New Phytologist, v. 150, p. 223–229, 2001.

MINISTÉRIO DA CIÊNCIA, TECNOLOGIA E INOVAÇÃO-MCTI. Estimativas anuais de emissões de gases de efeito estufa no Brasil. Brasília, 2014. Disponível em <http://www.mcti.gov.br>. Acesso em: 23 jul. 2016.

SILVA, L. S.; SOUSA, R. O.; POCOJESKI, E. Dinâmica da matéria orgânica em ambientes alagados. In: SANTOS, G. A.; SILVA, L. S.; CANELLAS, L. P.; CAMARGO, F.A.O. (Org.). Fundamentos da matéria orgânica do solo: ecossistemas tropicais & subtropicais. Porto Alegre, RS: Ed. Metrópole, 2008. p. 525-543.

1. Mestre. Universidade Federal do ABC, Av. Dos Estados, 5001-Bangú, Santo André – SP, [email protected]

1. Doutor. Universidade Federal do ABC, Av. Dos Estados, 5001-Bangú, Santo André – SP.

2. Doutor. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Parque Estação Biológica – PqEB- s/n° Brasília, DF.

1. Professor Doutor. Universidade Federal do ABC, Av. Dos Estados, 5001-Bangú, Santo André.

AVALIAÇÃO DA BIOACESSIBILIDADE DAS ESPÉCIES QUÍMICAS DE ARSÊNIO NATURALMENTE PRESENTES EM DIFERENTES CULTIVARES BRASILEIROS

Tatiana Pedron1; Fábio Ferreira da Silva1; Ariano Martins Magalhães Jr2; Bruno Lemos Batista1

Palavras chave: Arroz, Arsênio, Bioacessibilidade, Especiação e HPLC-ICP-MS.

INTRODUÇÃO

Atualmente os principais produtores de arroz são China e Índia. O Brasil é o segundo maior produtor não asiático no mundo, onde a produção se concentra na região sul (CONAB, 2015 e 2015b; FAO, 2015).

O plantio do arroz é anual e ocorre geralmente em regiões úmidas e quentes onde pode ser produzido sob diversas formas de cultivo, sendo considerado dois grandes ecossistemas para a cultura: várzea e de terras altas.

Nos grãos de arroz, elementos essenciais como sódio (Na), cobre (Cu), zinco (Zn) e magnésio (Mg) estão presentes e são fundamentais para humanos e outros seres vivos, pois estão relacionados com a homeostasia.

Elementos não essenciais e potencialmente tóxicos como o As também são encontrados em grãos de arroz em diversas regiões do mundo (BATISTA et al., 2011; MEHARG e ZAHO, 2012), o que pode representar risco à saúde humana.

Quando comparado a outros cereais como, por exemplo, trigo e cevada, os grãos de arroz podem apresentar cerca de 10 vezes mais As (WILLIAMS et al., 2007). A exposição a As através da ingestão de arroz é mais significativa em populações que não estão expostas a altas concentrações de As através água potável (MEACHER et al., 2002; MELIKER et al., 2006; MEHARG e ZHAO, 2012; SUN et al., 2008).

A exposição a As tanto em relação a fontes naturais (atividade vulcânica) quanto antropogênicas (atividade mineradora e uso de praguicidas), em todo o mundo é um fator de risco importante para o desenvolvimento de diversos tipos de doenças, como câncer de pele, pulmão e bexiga, e doenças cardiovasculares (IARC, 2012; MON,2012).

Arsênio no ambiente e sua relação com o arroz

O As é um metaloide ubíquo que ocorre em vários estados de oxidação (-3, 0, +3 e +5), tanto nas formas orgânicas, quanto inorgânicas, sendo encontrado no solo, na água e em tecidos biológicos. Existem mais de 200 formas de As no ambiente (SMEDLEY e KINNIBURGH, 2001; WHO, 2001). Arsenobetaína e arsenocolina são formas de As orgânico (As-o) que estão presentes geralmente em frutos do mar em altas concentrações. Por outro lado, as formas de As inorgânico (As-i), As3+ (arsenito) e As5+ (arseniato), são predominantes em alimentos terrestres (FRANCESCONI, 2005). Estudos têm sido realizados para determinar as concentrações de As nos alimentos, uma vez que o As é carcinogênico para humanos (WILLIAMS, 2007, FDA, 2011, IARC, 2012).

Estudos demonstram que cultivares de arroz sob condições anaeróbicas (sistema de várzea) absorvem cerca de 4 vezes mais As do que em condições aeróbicas (terras altas) (XU et al., 2008).

Atualmente a concentração As-i recomendável para arroz polido é de 200 μg kg-1, enquanto, em termos de comparação, na água potável é de 10 μg L-1, um valor menor que no arroz devido ao seu alto consumo (WHO, 2008; CAC, 2014). Apesar da atual regulação para o arroz, pouco se sabe ainda sobre a absorção de As ingerido através do arroz.

Bioacessibilidade

O arroz tem sido frequentemente estudado através das concentrações de As, determinando grande parte de suas propriedades toxicológicas, mas pouco se sabe sobre a liberação e absorção do As no sistema digestivo (SCHOOF et al., 1999; WILLIAMS et al; 2007). A exposição à As é uma questão de interesse mundial e a bioacessibilidade tem um papel importante em pesquisas epidemiológicas (HE et al., 2012).

A bioacessibilidade in vitro possibilita uma melhor avaliação sobre exposição oral aos elementos e o risco associados à saúde, simulando geralmente as duas fases da fisiologia gastrointestinal: estomacal e intestinal (NAVARRO-ALARCON e CABRERA-VIQUE, 2008). A bioacessibilidade fornece informações acerca da fração dos elementos e/ou compostos, que são liberados da matriz (alimento) no trato gastrointestinal, tornando-se disponível para absorção intestinal. Esta é considerada a máxima concentração do elemento disponível para absorção (RUBY et al., 1999).

Técnica Analítica

Para análises de elementos traços (<mg kg-1) são necessárias técnicas analíticas de alta sensibilidade e com melhores limites de detecção. Neste contexto se encaixa a espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS). A ICP-MS é uma técnica que se destaca com excelentes limites de detecção (10-6 a 10-15), capacidade de determinação da razão isotópica, análise quantitativa e qualitativa, e seletividade (determinação de isótopos). A combinação de um plasma indutivamente acoplado a uma fonte de radiofrequência com o espectrômetro de massas possibilita um analisador elementar e isotópico (WOLF, 2005; THOMAS, 2008). Na ICP-MS as amostras são introduzidas por uma bomba peristáltica e conduzidas até a fonte de plasma, onde os elementos presentes na matriz são atomizados e ionizados. Esses íons são então separados em função da sua razão massa-carga (m/Z) e por fim separadas pelo espectrômetro de massas e detectadas (THOMAS, 2008). Tanto matrizes simples quanto complexas, são facilmente analisadas com o mínimo de interferência devido à alta temperatura do plasma (6000 a 10000 K) (THOMAS, 2008). O ICP-MS é uma importante e poderosa ferramenta analítica, uma vez que é possível a hifenação com outros equipamentos como a cromatografia a gás e cromatografia a líquido de alta eficiência (HPLC), possibilitando assim especiação química de metais em diversos tipos de amostras (ambientais, clínicas, alimentos e farmacêuticas) (FERRARELLO, LA CAMPA e SANZ-MEDEL,2002; THOMAS, 2008).

MATERIAL E MÉTODOS

Reagentes e materiais

Utilizou-se água ultrapura (Master All, Gehaka, Brasil) ao longo dos experimentos. Os reagentes utilizados foram de grau analítico. Todas as soluções foram armazenadas em garrafas de plástico que foram descontaminadas durante 24 h em banho de ácido a 15% v/v de HNO3, enxaguadas cinco vezes com água ultrapura e secas em capela de fluxo laminar classe 100 (FilterFlux, São Paulo, SP). Para controle de qualidade, em todos os ensaios foi utilizado o material de referência certificado, a farinha de arroz ERM-BC211, com uma concentração de As total de 260±13 µg kg-1 (IRMM, Geel, Bélgica). Ítrio (Y) a 10 µg L-1 foi utilizado como padrão interno. Todos os ácidos utilizados neste trabalho foram subdestilados (DST-1000, Salvillex, MN, EUA).

Para a determinação dos totais utilizou-se ácido nítrico subdestilado a 65% v/v (Synth, São Paulo, Brasil) e peróxido de hidrogênio a 30% v/v (Fluka, St. Louis, MO, EUA).

Os padrões de As usados para especiação foram, trióxido de arsênio (As3+) (99,95%, Sigma, St. Louis, MO, USA), arsenato de sódio hepta-hidratado dibásico (As5+) (98%, Sigma, St. Louis, MO, USA), ácido monometilarsônico (MMA) (98,4%, Sigma, St. Louis, MO, USA) e ácido dimetilarsênico (DMA) (99%, Sigma, St. Louis, MO, USA).

mailto:[email protected]

Para a bioacessibilidade foi utilizado HCl subdestilado (37 % v/v, Synth, Brasil), os demais reagentes foram adquiridos da Sigma-Aldrich (Sigma-Aldrich, St. Louis, EUA) sendo estes a pepsina, sais biliares (glicodeoxicolato de sódio + taurodeoxicolato de sódio + taurocolato de sódio hidratado) pancreatina e NaHCO3 (3% m/v).

Determinação total de As (As-t)

As amostras de arroz foram moídas e tamisadas, em seguida pesadas cerca de 200 mg de amostra, adicionados 2 mL de HNO3 subdestilado e pré-digeridas por 24 h a temperatura ambiente. Após a pré-digestão foram adicionados 1 mL de H2O2 e realizado a digestão em bloco digestor (EasyDigest®, Analab, Wantzenau, França) por 4h a 80°C. Ao fim, foram arrefecidas e completadas com 50 mL de água ultrapura e analisadas por ICP-MS (Agilent, Hachioji, Japão).

Determinação da fração bioacessível do As

A avaliação in vitro da bioacessibilidade foi realizada de acordo com Bertin et al., 2016 e com a Farmacopeia dos Estados Unidos (USP, 2000). Para o fluído gástrico dissolveu-se 0,32 g de pepsina com 0,7 mL de HCl a 12 mol L-1, seguido da adição de água deionizada para um volume de 100 mL, sendo que a pepsina foi previamente diluída em água deionizada antes da adição do HCl. Em seguida o pH foi ajustado para 1,2 utilizando uma solução de HCl (0,1 mol L-1). Então em 200 mg de amostras de arroz foram adicionados 3 mL de fluído gástrico, em seguida as amostras foram colocadas em uma incubadora rotativa (SL 233, Solab, Brasil) a 37°C por 2 h. Após o período de 2 h adicionou-se 3 mL de fluído intestinal as amostras, onde foram incubadas a 37°C por mais 2 h. Para o preparo da solução intestinal foram solubilizados 0,2 g de sais biliares (0,08 g de glicodeoxicolato de sódio + 0,05g de taurodeoxicolato de sódio + 0,08g de taurocolato de sódio hidratado) e 0,5 g pancreatina em uma solução de NaHCO3 (3% m/v) para 100mL. Por fim, as amostras foram arrefecidas a temperatura ambiente e em seguida centrifugadas (SL700, Solab, Brasil) a uma velocidade de 1077 g por 20 min. Os sobrenadantes desta etapa foram separados dos precipitados e separados uma alíquota a qual foi submetida a digestão para a determinação dos totais de acordo com método mencionado anteriormente. Os resultados analíticos obtidos através deste método foram aceitáveis entre a respectiva especificação e a totalidade da recuperação do arsênio com outros métodos de extração.

Determinação das espécies de As na fração bioacessível (sobrenadante)

A especiação de As foi realizada utilizando um cromatógrafo a líquido de alta eficiência (HPLC) Infinity II 1290 (Agilent, Hachioji, Japão) equipado com uma coluna de troca iônica Hamilton PRP-X100 (Hamilton, Reno, NV, EUA) hifenado ao ICP-MS. Para a análise uma alíquota da fração bioacessível (sobrenadante) foi filtrada (filtro de celulose de 0,20 µm, Sartorius, Göttingen, Alemanha), diluída em água ultrapura (1+1) e injetada no HPLC-ICP-MS.


Arsênio total no arroz

As amostras de arroz integral de diversos cultivares foram coletadas em 2015 no estado do Rio Grande do Sul. As concentrações totais de As entre os cultivares variaram de 346,1±12,6 à 542,8±22,9 µg kg-1 (média de 440,8 µg kg-1) (Tabela 1). O cultivar que apresentou menor concentração foi o cultivar A, já o com maior concentração foi o cultivar H. As variações das concentrações de As-t é comparável a estudos anteriores. Estes valores estão bem próximos daqueles obtidos por Batista et al. (2011) encontrados em arrozes integrais do Rio Grande do Sul, que foram de 270,7 e 427,7 µg kg-1. Já para o estado de São Paulo foi encontrado uma concentração de 346,9 µg kg-1. Narukawa et al. (2014) encontraram uma concentração de As-t de 239 µg kg-1 em 4 amostras de arrozes integrais de seis diferentes áreas do Japão. He et al. (2012) encontraram em 11 amostras adquiridas em Nova York uma concentração variando de 150 à 850 µg kg-1.

As concentrações encontradas neste estudo para os arrozes integrais estão bem próximas. No entanto, os cultivares E, H e I possuem as maiores concentrações, 485,3, 542,8 e 536,2 µg kg-1, respectivamente. Essas concentrações de As no arroz podem ser influenciadas por diversos fatores como, por exemplo, a água de irrigação e o solo. Segundo Abedin et al. (2002), a aplicação de água de irrigação com significante concentração de As é um fator antropogênico que contabiliza uma alto concentração de As no solo de cultivares de arroz o que pode conduzir uma acumulação elevada de As no arroz.

Espécies bioacessíveis de As

A Tabela 1 reporta também as espécies de As das 9 amostras de arroz integral que foram submetidas a simulação gastrointestinal. Em todas as amostras foram detectadas as espécies de As3+, As5+ e DMA. Na Figura 1 estão os cromatogramas de 3 amostras que apresentaram maiores concentrações (cultivares G, C e I).

Os percentuais de As-i foram de 23,5 a 68,5%, já os percentuais de As-o variaram de 31,5 a 76,5 %, o que pode indicar uma maior absorção de As-o em relação ao As-i por esses cultivares de arrozes integrais.

Em relação as concentrações para As3+, estes variaram de 18,2±3,6 a 124,6±12,7 µg kg-1. Estes valores estão bem próximos dos encontrados por He et al. (2012), onde as concentrações para o As3+ bioacessível em amostras de arroz integrais adquiridos em Nova York variaram de 70 a 110 µg kg-1, os quais representam um percentual de As-i variando de 37 a 73 %.

As concentrações de As5+ bioacessível variaram de 60,1±35,7 a 146,2±15,3 µg kg-1. He et al. (2012) detectaram para o As5+ concentrações variando de 20 a 60 µg kg-1, o que distam dos valores aqui determinados, onde o percentual de As-o bioacessivel foi de 27 a 63% nessas amostras.

Meharg et al. (2008) encontrou em arrozes brancos uma porcentagem de As-i relativo a ~55% em comparação ao arrozes integrais, que tiveram um percentual ~65% de As-i. Isso se deve ao fato do farelo concentrar maiores quantidades de As-i (camada superficial do arroz), cerca de 10% mais elevadas de As-i quando comparado a grãos de arrozes brancos (SUN et al., 2008; MEHARG et al., 2008).

A única espécie bioacessível detectada para As-o foi DMA, onde as concentrações variaram de 84,3±7,0 a 383,6±26,6 µg kg-1. Valores encontrados por Trenary et al. (2012) para As-o bioacessível em amostras de arroz integrais variaram de 11 a 40 µg kg-1, onde os percentuais de DMA foram entre 8,4 a 14%.

Tabela 1. Concentração total e especiação da fração bioacessível para As em arrozes integrais

As total Espécies bioacessíveis de As

As concentrações totais e a fração bioacessível das espécies foram representadas pela 𝑥±2𝜎 (média ± desvio padrão), n=3.

Cultivar As-t µg kg-1 As3+µg kg-1 As5+ µg kg-1 DMA µg kg-1 Soma das espécies As-i% As-o%

BC211 253,9±3,6 18,2±3,6 129,3±25,8 146,5±29,3 294,15 50,18 49,82

A 346,1±12,6 92,1±5,2 80,4±4,0 163,4±11,9 353,17 48,87 51,13

B 346,6±46,8 94,3±3,5 89,1±7,9 84,3±7,0 267,92 68,50 31,50

C 431,2±50,3 79,5±6,9 146,2±15,3 209,6±21,0 435,38 51,85 48,15

D 415,2±10,4 73,1±4,8 60,1±35,7 142,2±34,5 275,58 48,40 51,60

E 485,3±29,6 117,7±25,5 86,1±9,7 194,2±3,9 398,13 51,20 48,80

F 380,7±16,9 106,8±6,5 92,5±9,0 186,6±13,4 386,05 51,66 48,34

G 483,3±28,1 124,6±12,7 83,4±10,8 340,1±35,1 548,17 37,95 62,05

H 542,8±22,9 107,5±22,7 103,5±10,7 335,3±26,65 546,50 38,63 61,37

I 536,2±34,9 50,9±69,0 67,0±9,4 383,6±26,6 501,63 23,52 76,48

Figura 1. Cromatograma de três amostras que apresentaram maiores concentrações (cultivares G, C e I).

CONCLUSÃO

O arroz é um alimento básico importante no Brasil e para o mundo. Este estudo teve por finalidade avaliar as espécies bioacessíveis de As em arrozes integrais de cultivar específico do Rio Grande do Sul. Os resultados indicam uma maior concentração das espécies bioacessíveis de As-o (31,5 - 76,5 %) em relação ao As-i (23,5 - 68,5%). Essas informações fornecem um melhor entendimento a respeito à exposição as espécies de As através da ingestão de arroz e seus possíveis riscos, o que reduz as incertezas na estimativa à exposição e fornecem dados para legislação para a segurança de alimentos.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e a Universidade Federal Do ABC pelo

apoio financeiro e bolsas de estudo.


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As

3+

As

5+

40A

s 3

5C

l

DM

A

Cultivar C

As

5+

40A

s 3

5C

l

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Cultivar G

Cultivar I

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DM

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40A

s 3

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l As

5+

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ARSÊNIO INORGÂNICO EM ARROZ: FUNGOS NATIVOS DA RIZOSFERA COMO AGENTES DE BIORREMEDIAÇÃO.

Fabiana Roberta Segura1; Ana Carolina Cavalheiro Paulelli2; Gilberto Úbida

Leite Braga3; Fernando Barbosa Júnior4; Walter dos Reis Pedreira Filho5; Fábio Ferreira Silva6; Bruno Lemos Batista7

Palavras-chave: Biotransformação de arsênio, Especiação química, Arroz, HPLC-ICP-MS

INTRODUÇÃO

Conhecidamente, a presença de arsênio inorgânico (Asi) em arroz representa risco considerável à saúde pública, em especial de países asiáticos e no Brasil, grandes consumidores desta commoditie. Sendo assim, a comunidade científica ligada a este tema tem procurado formas para o monitoramento da quantidade de Asi nos grãos (desenvolvimento de técnicas de análises químicas adequadas), bem como formas de mitigação deste risco.

Das formas de mitigação ou remediação abordadas pela literatura, temos técnicas que vão desde a lavagem e cocção (Raab, A.A et al, 2009), até trabalhos com engenharia genética de cultivares de arroz capazes de volatilizar arsênio (Meng, X. Y. et al, 2011). Alguns trabalhos desenvolvidos também relatam a capacidade de microrganismos isolados da rizosfera de arrozais, serem capazes de metilar arsênio (Jia, Y. et al., 2013).

Em um trabalho previamente realizado por nosso grupo, foram isoladas algumas espécies de fungos nativas de rizosfera de arrozais e feito estudo in vitro da resistência a exposição ao Asi e a capacidade de volatilização de arsênio, entre outros fenômenos envolvidos na metabolização deste elemento, conforme rota metabólica de Challenger (Batista et al., 2016). Observamos neste trabalho, que Penicillium sp. e Aspergillus sp. apresentaram resistência a arsênio e capacidade de volatilização.

Sendo assim, neste trabalho, estudamos a capacidade do Aspergillus sp. quanto a volatilização de arsênio in vivo, isto é, cultivando arroz em presença dos fungos até amadurecimento dos grãos. Após colheita dos grãos, realizamos a determinação de arsênio total por ICP-MS e a determinação da concentração de arsênio inorgânico nos grãos por HPLC-ICP-MS, e comparamos os valores com os valores de cada grupo de controle.

MATERIAL E MÉTODOS

Utilizou-se água ultrapura (resistividade 18,2 MΩ cm) em todos os experimentos (Gehaka, Master System MS2000, SP, Brasil). Materiais plásticos (Nalgene®), e vidros foram limpos em banho de HNO3 a 15% (v / v), enxaguados com água ultrapura e depois secos numa cabine de fluxo laminar (Filterflux, Piracicaba, Brasil). A determinação de As total foi realizada utilizando um espectrômetro de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS 7900, Agilent, Japão). Para especiação química, um cromatógrafo líquido de alta performance acoplado a um ICP-MS foi utilizado (HPLC 1290, Agilent, EUA e ICP-MS 7900, Agilent, Japão). As soluções padrão multi-elementar (10 mg L-1 contendo arsênio) foram adquiridas a PerkinElmer, (Shelton, EUA). As espécies de arsênico (para especiação

1 Doutoranda, Universidade Federal do ABC 2 Doutoranda, Universidade de São Paulo - Ribeirão Preto 3 Doutor, Universidade de São Paulo – Ribeirão Preto 4 Doutorando, Universidade de São Paulo – Ribeirão Preto 5 Doutor, Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, Ministério do Trabalho e Previdência Social 6 Doutor, Universidade Federal do ABC 7 Doutor, Universidade Federal do ABC, Rua Santa Adélia, 09210-170 Santo André, SP, Brasil. [email protected]

ou adição nos vasos de plantas) foram preparadas como descrito por Batista et al. (2011) utilizando reagentes da Sigma Aldrich (St. Louis, EUA). Materiais para a cultura de fungos foram esterilizados em autoclave. O preparo das amostras para determinação de arsênio total e para especiação foi realizado em banho termostático (Solab, Piracicaba, Brasil).

Os microrganismos foram isolados do solo conforme nosso trabalho prévio (Batista et al., 2016). Depois do crescimento, a cultura foi removida das placas de petri e homogeneizadas como caldo, cujo alíquotas de 50 mL eram adicionados a cada vaso do experimento.

O cultivo foi realizado em vasos plásticos. Foram feitos dois grupos, cada qual com seu grupo de controle. O solo do Grupo 1, foi exposto ao caldo contendo Aspergillus sp. O solo do Grupo 2 recebeu caldo contendo fungo e solução contendo 5 As V mg Kg-1. O cultivo dos grãos se deu por 6 meses. A adição de caldo contendo fungos foi feita a cada 30 dias. Após amadurecimento dos grãos, estes foram coletados, descascados, moídos e tamisados (<250m). Para determinação de arsênio total, foram pesadas 200 mg de amostra de grãos, e adicionado 1 mL de ácido nítrico sub destilado. As amostras foram aquecidas a 85°C. Após digestão as amostras foram avolumadas para 14 mL, filtradas e a determinação de arsênio total foi feita por ICP-MS. Amostras para especiação química de arsênio foram pesadas (200 mg) em tubos de fundo cônico. Foram adicionados 5mL de ácido nítrico 2% (v/v). As amostras foram agitadas vigorosamente e deixadas em pré-extração por 24 horas. Após este tempo, foram colocadas em banho de água a 85°C por 2,5h. Após resfriamento foram avolumadas para 10 ml com água ultrapura e levadas para banho a 85°C por mais 1,5h. As amostras foram filtradas e injetadas no sistema HPLC-ICP-MS. Os dados de arsênio total e da especiação química foram tratados estatisticamente pela utilização do Prism 3.0, teste t, assumindo p<0,05.


Grupo 1 - amostras cultivadas em solo sem fortificação com As (V) As amostras de arroz foram cultivadas em quadruplicata. Neste grupo de amostras, o

solo não foi fortificado com As (V). Em relação a arsênio total as amostras não apresentaram diferença estatística quando comparado ao grupo controle (Tabela 1). Em contrapartida, a concentração de arsênio trivalente apresentou-se 66% mais baixa do que no grupo controle. Ao analisar os dados de concentração das outras espécies, podemos verificar que As (V) aumentou sua concentração significativamente (54.7±1%), DMA apresentou concentração 21% maior em relação ao grupo controle. Estes dados nos mostram que Aspergillus sp. colaborou para a transformação das espécies de arsênio, mas não houve volatilização significativa. A conversão de As III em MMA e DMA e explicada pela rota metabólica de Challenger (1978). Resumidamente, As V e As III entram na célula, As V e convertido em As III e posteriormente e metilado a MMA e DMA, podendo ser metilado a TMAO. As espécies são excretadas pelos fungos e tornam-se disponíveis para absorção pelas raízes do arroz, e, portanto, há acumulo nos grãos.

Tabela 1 - concentração de arsênio total e espécies nos grãos de arroz cultivados em presença de Aspergillus sp. (média ± desvio padrão).

Amostra* t-As As (III) As (V) MMA DMA NRE

mg kg-1 % % % % %

ERM BC211 - RICE 330.5 ± 10.9 43.7±4 > LoQ > LoQ 128.5 ± 2.8 > LoQ

Grupo de controle 1 51.5 ± 10.3 55.8±2.5 > LoQ 29.9±2.4 14.3±0.1 > LoQ

Grupo 1 44.5 ± 3.5 18.6±1.5** 54.7±1** 8.6±0.5 18.1±1.1** > LoQ

Grupo de Controle 2 498 ± 92.6 18.6±1.7 13.2±0.9 2.3±0.2 60.7±3.2 5.3±0.2

Grupo 2 339 ± 45.4** 15.9±0.4 16.4±1.8 2.3±0.2 61.1±2.5 4±0.4**

Nota: * n=4. ** apresentou diferença estatística (teste t, intervalo de confiança de 95%).

Grupo 1-amostras cultivadas em solo sem adição de arsênio pentavalente. Grupo 2-amostras cultivadas em solo fortificado com arsênio pentavalente. Os grupos de controle não receberam caldo de cultura de Aspergillus sp.

Grupo 2 - amostras cultivadas em solo fortificado com As (V) As amostras do grupo 2, apresentaram resultados bastante diferenciados, a começar

pelo arsênio total, que se apresentou 32% mais baixo que a concentração de arsênio total no grupo de controle (Tabela 1), indicando que em solos com maior concentração de arsênio, Aspergillus sp. tende a volatilizar este elemento.

Em relação as espécies, não houve diferença significativa nas concentrações de As (III), As (V), MMA e DMA. Em contrapartida, conforme a Figura 1, houve o aparecimento de um pico não identificado (EANR) no cromatograma e esse comportamento também foi observado em um estudo anterior feito in vitro (Batista et al., 2016). Esta espécie não retida representou 4±0.4% de todas as espécies encontradas no grupo 2, o que nos serve como indicativo de que acontece biotransformação do arsênio devido ao metabolismo do Aspergillus sp., resultando não somente em volatilização, mas também no surgimento de espécies metiladas de arsênio que são absorvidas pelo arroz e acumuladas pelos grãos.

Figura 1 – Cromatograma de amostra do Grupo 2.

CONCLUSÃO

Os resultados do presente trabalho, mostram que Aspergillus sp. resultaram na biotransformação do arsênio em espécies metiladas, (especialmente em solos com maior concentração deste elemento) bem como na volatilização de arsênio. Sendo assim, acreditamos que a utilização de Aspergillus sp. isolados da rizosfera de arrozais é um tópico a continuar ser desenvolvido e estudado visando a biorremediação, devido seu baixo impacto ambiental, baixo custo e efetividade, especialmente em solos contendo alta concentração de arsênio.

AGRADECIMENTOS

Agradecemos a FAPESP pelo aporte financeiro. Processo Número: 2015/06674-9.


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COMPORTAMENTO AMBIENTAL DE IMIDACLOPRIDO E TIODICARBE EM ÁREA DE ARROZ IRRIGADO

Maria Laura Turino Mattos1; José Francisco da Silva Martins2; Liane Aldrighi Galarz3

Palavras-chave: agrotóxico, inseticida, degradação, dissipação, persistência

INTRODUÇÃO

A formulação comercial (FC), suspensão concentrada (FS), contendo os ingredientes ativos imidacloprido [15% (p/v) (150 g L-1)] e tiodicarbe [45% (p/v) (450 g L-1)] está registrada no Agrofit (BRASIL, 2017a) para o tratamento de sementes de arroz visando o controle de Rhopalosiphum rufiabdominale (pulgão da raiz) em lavouras irrigadas por inundação. Imidacloprido, nome químico (IUPAC) [(1-(6-chloro-3-pyridylmethyl)-N-nitroimidazolidin-2-ylideneamine] e tiodicarbe, nome químico (IUPAC) [(3,7,9,13-tetramethyl-5,11-dioxa-2,8,14-trithia-4,7,9,12-tetra-azapenteadeca-3,12-diene-6,10-dione)], são inseticidas sistêmicos de contato e ingestão dos grupos neonicotinóides e metilcarbamato de oxima, respectivamente. Essa formulação apresenta classificação toxicológica II (altamente tóxico) e ambiental II (produto muito perigoso ao meio ambiente) (BRASIL, 2017b). Em estudo com uma formulação comercial contendo apenas o ingrediente ativo imidacloprido em FS, recomendado pela Comissão Técnica Sul-Brasileira de Arroz Irrigado (SOCIEDADE, 2010), houve persistência dessa molécula em Planossolo Háplico, com residual de 3,54 µg kg-1, na profundidade de 0-20 cm, após o cultivo de arroz irrigado utilizando sementes tratadas com o inseticida (MATTOS et al., 2013). Com uma alta solubilidade em água (500 mg L-1) e baixa sorção no solo, imidacloprido tem um padrão de distribuição vertical, sugerindo que água e imidacloprido movem-se em transporte de fluxo preferencial (FELSOT et al., 1998). Estudos mostram que tiodicarbe degrada rapidamente em metomil em solo úmido, sendo que as rotas dominantes de dissipação são o metabolismo, lixiviação e a fotólise em águas límpidas. Além disso, não se espera que nenhum dos dois químicos persista em sedimentos anaeróbios (EPA, 2017). Como base à recomendação técnica da pesquisa para o sul do Brasil da FC de imidacloprido + tiodicarbe, busca-se apoiar a tomada de decisão mostrando o comportamento ambiental desses ingredientes ativos na região subtropical. Nesse contexto, esse trabalho objetivou determinar o comportamento da FC, suspensão concentrada, do imidacloprido + tiodicarbe, em água, sedimento e solo de lavoura de arroz irrigado em terras baixas.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi realizado na safra 2014/15, na Estação Experimental Terras Baixas, da Embrapa Clima Temperado, em Capão do Leão, RS, em um Planossolo Háplico com os seguintes atributos: argila (22%), pHágua (5,5); matéria orgânica (1,6%); fósforo (3,8 mg dm-3); potássio (38 mg dm-3). Os tratamentos consistiram da aplicação de 0,3 L por 100 kg sementes de uma formulação comercial suspensão concentrada (FS) contendo os ingredientes ativos imidacloprido (150 g L-1) e tiodicarbe (450 g L-1) (T1) e um tratamento testemunha (sementes sem tratamento com o inseticida) (T2). As parcelas experimentais, de 120 m2, apresentavam sistema independente de irrigação e drenagem, com uma entrada e uma saída da água de irrigação. A semeadura do arroz cultivar PUITÁ INTA-CL, na densidade de semeadura de 100 kg ha-1, foi realizada em 06/12/14 em sistema de cultivo convencional. O inseticida foi aplicado às sementes cinco horas antes da semeadura. A

1 Eng.a Agr.a, Doutora, Pesquisadora da Embrapa Clima Temperado, Rod. BR 392, km 78, CEP 96001-970, Pelotas- RS. [email protected] 2 Eng. Agr.o, Doutor, Pesquisador da Embrapa Clima Temperado. 3 Química, MSc., Assistente da Embrapa Clima Temperado.

irrigação das parcelas ocorreu 30 dias após a semeadura do arroz, estabelecendo-se uma lâmina de água de 10 cm de espessura. O solo foi adubado conforme recomendação técnica para a faixa de produtividade > 9 t ha-1 (SOCIEDADE, 2010). Realizaram-se as análises qualitativas e quantitativas do imidacloprido e tiodicarbe em amostras de água, sedimento e solo. Coletaram-se cinco amostras compostas de solo nas parcelas, na profundidade de 0-10 cm, na quantidade de 500 g cada, antes (ponto=0) da semeadura e dias após a semeadura (DAS), na linha de plantio, 3, 7, 14, 21 e 28 DAS. Após a inundação, foram coletadas as amostras de sedimento, na profundidade de 0-10 cm, em volume semelhante ao das amostras de solo, sete dias após a irrigação (7 DPI), 14, 35 e 77 DPI. Na lâmina d’água das parcelas foram coletadas cinco amostras compostas d’água simultaneamente às coletas do sedimento aos 35 e 77 DPI. As parcelas foram drenadas aos 100 DPI, quando foram coletadas três amostras compostas de água aos 30, 60 e 90 minutos após o início do escorrimento. Armazenaram-se as amostras em freezer até a realização da análise. As amostras foram analisadas por cromatografia no laboratório Bioensaios Análises e Consultoria Ambiental Ltda., Porto Alegre, RS, utilizando cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado a um espectrômetro massa/massa (LC/MS/MS), modelo Applied Biosystems 3200 Qtrap. Os parâmetros físico-químicos da qualidade da água de irrigação ─ condutividade elétrica (CE), pH, sólidos dissolvidos (SD) e turbidez (TB) ─ foram determinados conforme métodos descritos no Standard Methods for Examination of Water and Wastewater (AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION, 1998), realizando-se as coletas de amostras, em triplicata, no dia da irrigação (ponto=0) e 1, 3, 7, 14, 21, 28, 35 e 77 DPI.


Os dados médios das análises dos parâmetros físico-químicos da água constituinte da lâmina de irrigação constam na Tabela 1. Os valores de CE mantiveram-se abaixo de 100µS cm-1, indicando ambiente não impactado, conforme a Companhia Riograndense de Saneamento (2007). Também os valores de pH, SD e TB não superaram os limites máximos estabelecidos à proteção das comunidades aquáticas e irrigação da cultura do arroz (BRASIL, 2017b). Observou-se, ainda, que valores mais elevados de SD e TB ocorreram durante o período de alta precipitação pluviométrica (Figura 1), indicando permanência intensa de sólidos em suspensão, o que diminui a penetração da luz solar e, por conseguinte, pode interferir nos processos de dissipação dos inseticidas.

Tabela 1. Valores dos parâmetros físico-químicos da água constituinte da lâmina de irrigação. Safra 2014/15. Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. 2017.

Pontos de

Coleta Condutividade Elétrica

µS cm-1 pH

Sólidos Dissolvidos

mgL-1

Turbidez UNT

0 47,52 6,09 68,17 20,00

1 54,83 5,94 108,67 28,00

3 48,88 5,70 132,00 40,37

7 48,48 5,48 193,33 91,77

14 38,78 5,81 183,67 73,67

21 35,63 5,98 214,33 91,87

28 39,42 6,11 113,17 34,08

35 25,47 6,14 28,83 11,17

77 39,97 6,71 21,67 1,72

Figura 1. Médias diárias da precipitação pluviométrica, no período de amostragem de água, sedimento e solo. Embrapa Clima Temperado, Pelotas, RS. 2017.

Os resultados referentes às concentrações residuais de imidacloprido e tiodicarbe no

sedimento e solo são apresentados na Tabela 2. Verificou-se que, para todas as matrizes analisadas, inclusive a água, não foram detectados resíduos do tiodicarbe, indicando a ocorrência de processos de sua dissipação, tais como: degradação microbiana e sorção aos coloides do solo. Esses resultados estão de acordo com os estudos de comportamento ambiental da United States Environmental Protection Agency (EPA, 2017), que mostram que tiodicarbe e metomil podem movimentar-se juntamente com o escorrimento superficial da água da chuva por várias semanas após aplicação, mas não persistem em águas límpidas, rasas e com significativa população microbiana, bem como não persistem em sedimentos anaeróbios. Tratando-se do imidacloprido, o comportamento ambiental foi diferenciado. As concentrações detectadas no solo aumentaram ao longo do tempo até 21 DAS, decrescendo aos 28 DAS, indicando a ocorrência de processo de dissipação. Concentrações mais elevadas foram observadas no período compreendido entre 14 e 21 DAS, indicando baixa sorção do imidacloprido no solo. O residual detectado aos 28 DAS (9,09 µg kg-1), na profundidade de 0-10 cm, é cerca 2,5 vezes o valor encontrado por Mattos et al. (2013) após 12 meses da aplicação, que foi de 3,54 µg kg-1, na camada de 0-20 cm. No sedimento, concentrações traço (< 8,0 µg kg-1) de imidacloprido foram detectadas somente até 14 DPI, indicando sorção do inseticida em função da maior disponibilidade de carbono orgânico (CO) que ocorre em solo inundado. Também a variabilidade das propriedades do solo com a profundidade, principalmente teores de CO e de argila, têm grande influência na sorção do imidacloprido e de seus metabólitos (PAPIERNIK et al., 2006). Na água constituinte da lâmina, aos 35 e 77 DPI, e na água da drenagem da parcela, não foram detectadas concentrações residuais do inseticida. Em função dos altos valores da solubilidade do imidacloprido em água (514 ppm), houve dissolução dessa molécula na água e rápida degradação pelos microrganismos. Os resultados deste trabalho evidenciam ser necessário dar continuidade a pesquisas sobre metabólitos de imidacloprido e tiodicarbe em matrizes ambientais (agua; solo; sedimentos) de áreas de cultivo de arroz irrigado por inundação, sob a ótica dos efeitos que possam exercer a curto e/ou longo prazo em organismos benéficos (não visados) e em insetos-praga.

Tabela 2. Concentrações residuais de imidacloprido em sedimento e solo de lavoura de arroz irrigado após sua aplicação no tratamento de sementes da cultivar Puitá Inta-CL. Safra 204/2015. Embrapa Clima Temperado, RS. 2017.

Matrizes DAS(1) DPI(2) Concentrações(3)

(µg kg-1)

Sedimento

7 <8,0

14 <8,0

35 ND(4)

77 ND

Solo

0 ND

3 17,01

7 24,77

14 42,46

21 47,24

28 9,09

(1) Dias pós-semeadura. (2) Dias pós-irrigação. (3) Limite de quantificação para sedimento e solo = 8,0 µg kg-1 (4) Não Dectado

CONCLUSÃO

Imidacloprido e tiodicarbe, em formulação comercial suspensão concentrada, são dissipados na água e sedimento de áreas cultivadas com arroz irrigado, sendo imidacloprido mais persistente no solo do que tiodicarbe.

AGRADECIMENTOS

Aos funcionários do laboratório de Microbiologia Agrícola e Ambiental da Embrapa Clima Temperado, pelo auxílio na coleta e análise das amostras.


AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. Standard methods for the examination of water and wastewater, 20 th. Washington: APHA, 1998. BRASILa. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Sistemas. Agrofit. Disponível em: <http://www.agricultura.gov.br/servicos-e-sistemas/sistemas/agrofit>. Acesso em: 23 mai. 2017. BRASILb. Ministério do Meio Ambiente. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. RESOLUÇÃO CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=459>. Acesso em: 26 mai. 2017. COMPANHIA RIOGRANDENSE DE SANEAMENTO. Porto Alegre. [2007]. Disponível em: <http://www.corsan.com.br/> Acesso em: 26 mai. 2017. UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). US-EPA- Pesticides – Fact Sheet for Thiodicarb. Disponível em: <https://www3.epa.gov/pesticides/chem_search/reg_actions/reregistration/fs_PC-114501_1-Dec-98.pdf>. Acesso em: 26 mai. 2017. FELSOT, A. S.; CONE, W.; YU, J.; RUPPERT, J. R. Distribution of imidacloprid in soil following subsurface drip chemigation. Bulletin Environmental Contamination Toxicology, 60: 363-370, 1998. SOCIEDADE SUL-BRASILEIRA DE ARROZ IRRIGADO (SOSBAI). Arroz irrigado: recomendações técnicas da pesquisa para o Sul do Brasil. Porto Alegre; 2010. 188p. MATTOS, M. L. T.; MARTINS, J. F. da S.; CUNHA, N. G. da; GALARZ, L. A.; FACIO, M. L. P.; FRANK, R. H. Persistência do inseticida imidacloprido em Planossolo Háplico Eutrófico cultivado com arroz irrigado por inundação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA DO SOLO, 34., 2013, Florianópolis, SC. Anais...Florianópolis: SBCS, 2013. CD. PAPIERNICK, S. K.; KOSKINEN, W. C.; COX, L.; RICE, P. J.; CLAY, A. S.; WERDIN-PFISTERER, N. R.; NORBERG, K. A. Sorption-desorption of imidacloprid and its metabolites in soil and vadose zone materials. Journal Agricultural Food Chemistry, 54:8163-8170, 2006.

SELO AMBIENTAL DO IRGA: VALORIZAÇÃO DAS BOAS PRÁTICAS AGRÍCOLAS E CUMPRIMENTO DA LEGISLAÇÃO AMBIENTAL

Rafael Nunes dos Santos

1, Pablo Gerzon Badinelli

2 , Francisco Alexandre de Morais

31

Palavras-chave: Selo Ambiental, Oryza Sativa L., Certificação, Boas práticas agrícolas.

INTRODUÇÃO

Assim como ocorre em organizações de outros ramos da economia, os empreendimentos agrícolas têm buscado a certificação do seu produto, buscando meios de comprovar que os processos envolvidos na produção destes respeitam as boas práticas agrícolas de produção e cumprem com a legislação ambiental vigente. Tal iniciativa tem sido estimulada pela maior conscientização do consumidor, que tem buscado cada vez mais empresas com produtos que valorizem princípios sociais e ambientais (ALIGLERI, 2009). Especificamente no caso do cultivo de arroz irrigado, o Governo do Estado Rio Grande do Sul, através do Instituto Rio Grandense do Arroz e da Fundação IRGA, em conformidade com a Secretaria Estadual de Agricultura, Pecuária e Irrigação e com apoio da Federarroz, instituíram o Selo Ambiental da Lavoura de Arroz Irrigado do RS, o qual teve início na safra 2008/2009.

Tal programa tem como objetivo promover a sustentabilidade econômica, social e ambiental da atividade orizícola no estado do Rio Grande do Sul. Dentre os princípios preconizados pelo programa do Selo Ambiental estão: desencadear o processo de certificação e rastreabilidade, reconhecer os empreendimentos agrícolas que adotam práticas ambientalmente corretas e socialmente justas, contribuir para a gestão da propriedade rural, reduzir os custos agregados ao processo produtivo e contribuir para agregação de valor ao produto arroz (IRGA, 2016). Assim, o presente estudo teve como objetivo resgatar o histórico de participações do Selo Ambiental do IRGA e apontar de que forma o Selo Ambiental pode contribui para a gestão das propriedades, com enfoque nos aspectos ambientais, sociais, agronômicos e legais.

MATERIAL E MÉTODOS

As atividades do Selo Ambiental são desenvolvidas pelo comitê gestor do programa em cooperação com os Núcleos de Assistência técnica e Extensão rural do IRGA (NATEs). O comitê gestor é designado pela Diretoria do IRGA e tem como funções principais: editar as normas do programa, participar das auditorias nos empreendimentos e julgar sobre a concessão ou não do Selo Ambiental aos inscritos. Já os técnicos dos NATES são responsáveis pela realização das vistorias técnicas e pela compilação da documentação exigida no edital do programa. No que diz respeito às etapas do programa, este é dividido em três momentos distintos: habilitação, vistoria técnica e auditoria e julgamento.

Na etapa de habilitação, estão aptos a participar do Selo Ambiental, empreendimentos agrícolas (produtores ou empresas agrícolas de arroz irrigado) cadastrados no IRGA, sendo as inscrições realizadas pelos interessados nos (NATEs) do IRGA.

A segunda etapa consiste na realização de vistorias técnicas e auditorias. As vistorias técnicas são realizadas com o intuito de verificar se as informações constantes na declaração do produtor estão de acordo com os procedimentos adotados na

1 Eng. Agrº, Instituto Rio Grandense do Arroz, Av. Bonifácio Bernardes Carvalho, 1494, Cachoeirinha-RS, CEP 94930-030,

E-mail: [email protected] 2 Eng. Agrº, IRGA.

3 Mestrado/doutorando UDESC

propriedade/lavoura avaliada. Para isso, são realizadas duas vistorias técnicas em cada empreendimento cadastrado. As vistorias são realizadas pelo técnico do NATE, sendo este acompanhado pelo produtor ou por um representante por este indicado. Durante as vistorias, os técnicos do IRGA avaliam os seguintes aspectos da unidade de produção agrícola: adequação à legislação ambiental, boas práticas agrícolas no manejo da cultura, boas práticas agrícolas na pós-colheita e adequação à legislação trabalhista. Estes aspectos são avaliados pelos técnicos com base nos formulários das vistorias técnicas, estando estes descritos no regulamento do Selo Ambiental. Após a realização desta avaliação os formulários preenchidos são inseridos na plataforma on-line de acompanhamento de dados para averiguação das informações por parte do comitê gestor.

A terceira etapa consiste no julgamento. Nesta etapa o Comitê Gestor realiza a análise e julgamento do empreendimento considerando as informações constantes na plataforma de acompanhamento de dados. Após o julgamento, o Selo será concedido aos empreendimentos que cumprirem os requisitos necessários e não apresentarem algum item de critério eliminatório descritos no regulamento do programa.


O número de empreendimentos que receberam o Selo Ambiental no período de 2008/09 a 2015/16 é mostrado na figura 1. Neste período, excluindo-se a safra em que o programa não foi realizado (safra 2014/2015), a média de empreendimentos credenciados foi de dezenove propriedades por safra. Nas primeiras cinco edições percebe-se um incremento no número de Selos Ambientais concedidos, o qual passou de cinco na safra 2008/09 para vinte na safra 2012/2013.

O número de empreendimentos que receberam o Selo Ambiental e a média de empreendimentos credenciados no período de 2008/09 a 2015/2016 por região do estado constam na tabela 1. Durante o período, constata-se que a região da fronteira oeste foi a que recebeu o maior número de selos ambientais (média de 13,14 selos por safra), seguido pela planície costeira externa (média de 4 selos por safra), zona sul e campanha (média de 0,86 selo por safra), região central (média de 0,43 selo por safra) e planície costeira interna (média de 0,14 selo por safra). Durante o período analisado participaram do programa os Núcleos de Assistência técnica e Extensão rural do IRGA (NATES) dos seguintes municípios: Uruguaiana, Itaqui, Quaraí, Alegrete, Itacurubi, Palmares do Sul, Santo Antônio da Patrulha, Mostardas, Capivari do Sul, Cachoeira do Sul.

Figura 1. Número de empreendimentos que receberam o Selo Ambiental da Lavoura de Arroz do RS no período de 2008/09 a 2015/2016 no estado do Rio Grande do Sul.

7

11

18

22

3330

0

13

0

5

10

15

20

25

30

35

Safra FO ZS PCE C RC PCI

2008/9 5 1 1 - - -

2009/10 8 - 2 1 - -

2010/11 16 - 2 - - -

2011/12 17 1 2 1 1 -

2012/13 20 1 9 1 1 1

2013/14 19 1 9 1 -

2014/15 0 - - - - -

2015/16 7 2 3 1 - -

Média 13,14 0,86 4 0,57 0,43 0,14

Tabela 1. Número de empreendimentos que receberam o Selo Ambiental e a média de empreendimentos credenciados no período de 2008/09 a 2015/2016 por região do estado Legenda: FO: Fronteira Oeste, PCI: Planície Costeira Interna à Lagoa dos Patos, PCE: Planície Costeira Externa à Lagoa dos Patos, C: Campanha, RC: Região Central, ZS: Zona Sul.

A relação entre o número de empreendimentos credenciados e número de participações no Selo Ambiental consta na figura 2. Observa-se que, até a safra 2015/2016, nove empreendimentos receberam de cinco a sete selos, e vinte e um empreendimentos receberam de dois a quatro selos. Uma quantidade significativa (vinte e cinco empreendimentos) participou somente em uma edição, não se mantendo credenciada ao programa. O principal motivo para esta descontinuidade, consiste no fato de que ainda não se alcançou uma agregação de valor no produto final. Apesar disso, alguns orizicultores fornecem a certificação do Selo Ambiental às agroindústrias na comercialização do arroz, com o intuito de assegurar a qualidade e a rastreabilidade de seu produto.

Figura 2. Número de empreendimentos credenciados em relação ao número de participações no Selo Ambiental da Lavoura de Arroz do RS no período de 2008/09 a 2015/2016. Legenda: 1 – Uma participação, 2-4 – De duas a quatro participações, 5-7 De cinco a sete participações.

9

21

25

0

5

10

15

20

25

30

5-7 2-4 1Nº

de

emp

reen

dim

ento

s cr

eden

ciad

os

Nº de participações no Selo Ambiental

No que diz respeito à contribuição do Selo Ambiental com os processos produtivos e legais dos empreendimentos, esta ocorre através da troca de informações entre os técnicos do IRGA e os agentes envolvidos na produção. Durante as vistorias de campo os produtores são alertados para ajustes que devam ser realizados para adequarem a propriedade com a legislação ambiental. São observados aspectos como: infra-estrutura, uso de equipamento de proteção individual, descarte de resíduos, respeito às áreas de preservação permanente entre outros. São também analisados os aspectos sociais, através do atendimento a legislação trabalhista. As análises cumprem um papel educativo, com o objetivo de informar e dar maior segurança aos orizicultores, contribuindo, assim, para evitar futuras situações inconvenientes, como o recebimento de multas. A análise é feita com base nos critérios estabelecidos no regulamanto do Selo Ambiental, sendo estes baseados nas legislações vigentes (Lei nº 7.802/1989, Lei nº 9974/2000, Resolução 284/2001, Decreto nº 4.074/2002, IN nº 02/2008 e Lei nº 12.651/2012). Na esfera agronômica, é analisada uma série de critérios do manejo da cultura do arroz, os quais visam o incremento produtivo associado ao uso racional dos recursos naturais e dos insumos agrícolas. Neste sentido, o acompanhamento das diferentes fases do desenvolvimento da lavoura durante as vistorias cria um ambiente propício para a troca de informações entre os técnicos do IRGA e os orizicultores.

CONCLUSÃO

Desde a sua implementação em 2008 o programa do Selo Ambiental do IRGA tem contribuído para valorizar os empreendimentos que atuam em conformidade com a legislação ambiental, social e trabalhista, reconhecendo os esforços dos produtores e, assim, valorizando o arroz produzido no Estado do Rio Grande do Sul.

A metodologia de trabalho do programa não visa agir como agente fiscalizador da lei, mas sim contribuir para a gestão das propriedades, com enfoque nos aspectos ambientais, sociais, agronômicos e legais.

AGRADECIMENTOS

A todos os atores envolvidos no programa do Selo Ambiental da Lavoura de Arroz Irrigado do Rio Grande do Sul.


ALIGLERI, L.; ALIGLERI, L. A.; KRUGLIANSKAS, I. Gestão Socioambiental: responsabilidade e sustentabilidade do negócio. São Paulo: Atlas, 2009. BRASIL. Lei nº 7.802, de 11 de julho de 1989. Dispõe sobre a pesquisa, a produção, a embalagem e rotulagem, o transporte, o armazenamento, a comercialização, a propaganda comercial, a utilização, a importação, a exportação, o destino final dos resíduos e embalagens, o registro, a classificação, o controle, a inspeção e a fiscalização de agrotóxicos, seus componentes e afins, e dá outras providências. Disponível em: <www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L7802.htm>. Acesso em 31 mai. 2017. BRASIL. Lei nº 9.974, de 6 de junho de 2000. Dispõe sobre a pesquisa, a produção, a embalagem e rotulagem, o transporte, o armazenamento, a comercialização, a propaganda comercial, a utilização, a importação, a exportação, o destino final dos resíduos e embalagens, o registro, a classificação, o controle, a inspeção e a fiscalização de agrotóxicos, seus componentes e afins, e dá outras providências. Disponível em: <www.planalto.gov.br/ccivil_03/leis/L9974.htm>. Acesso em 31 mai. 2017. BRASIL. Decreto nº 4.074, de 4 de janeiro de 2002. Dispõe sobre a pesquisa, a produção, a

embalagem e rotulagem, o transporte, o armazenamento, a comercialização, a propaganda comercial, a utilização, a importação, a exportação, o destino final dos resíduos e embalagens, o registro, a classificação, o controle, a inspeção e a fiscalização de agrotóxicos, seus componentes e afins, e dá outras providências. Disponível em: < www.planalto.gov.br/ccivil_03/decreto/2002/d4074.htm >. Acesso em 31 mai. 2017. BRASIL. Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Instrução Normativa nº 2 de 2008. Diário Oficial da República Federativa do Brasil, Brasília, DF, 20 jan. 2008. BRASIL, Lei nº 12.651, de 25 de maio de 2012. Código Florestal Brasileiro. Diário Oficial, Brasília, 25 mai. 2012 CONAMA. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução nº 284,de 30 de agosto de 2001. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=282>. Acesso em: Acesso em 31 mai. 2017.

Priscilla Mendonça de Lacerdai, Beáta Emoke Madariii, Alberto Baeta dos Santosiii, Luis Fernando Stoneiv, Mellissa Ananias Soler da Silvav

INTRODUÇÃO A irrigação por inundação contínua em campos de arroz é uma prática tradicionalmente

adotada em razão de alguns benefícios como controle de plantas espontâneas, temperatura do solo e aumentos na disponibilidade de nutrientes ao longo do cultivo (SOSBAI, 2014). Contudo, os sistemas de irrigação intermitente, ou seja, com ciclos de irrigação alternados, têm ganhado espaço principalmente devido o uso mais eficiente da água, além de proporcionar menores perdas por percolação (STONE, 2005), e redução nas emissões de CH4 (IPCC, 2013; KIM et al., 2014). Esse manejo da irrigação, pode apresentar um potencial de redução das emissões de metano de 45 a 90%, em comparação aos sistemas de irrigação contínua (ITOH et al., 2011; HOU et al., 2012; IRRI, 2015). Tal fato se deve às secagens periódicas do solo e ao aumento da oxigenação, o que resulta na oxidação do CH4. No entanto, estes ciclos alternados de anaerobiose e aerobiose aumentam as emissões de N2O, quando comparados às condições de anaerobiose permanentes .

Contudo, diversos autores como Itoh et al. (2011), Buss (2012), Wesz (2012) e Kim et al. (2014) não verificaram aumento nas emissões de óxido nitroso em razão da intermitência da irrigação, além de relatarem que o efeito benéfico da irrigação intermitente na redução das emissões de CH4 é mais importante que efeito no aumento das emissões de N2O em sistemas de produção de arroz irrigado, demonstrando uma diminuição no potencial de aquecimento global do sistema em razão do volume de gases emitidos a partir desta prática de manejo.

Sendo assim, objetivou-se avaliar a influência da irrigação contínua, intermitente e solo saturado nas emissões de metano e óxido nitroso, em campos de arroz tropical localizado na Fazenda Experimental da Embrapa Arroz e Feijão, no município de Goianira, GO.

MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi conduzido em Gleissolo Háplico distrófico, na Fazenda Palmital, área

experimental da Embrapa Arroz e Feijão, localizada no município de Goianira, GO, com a cultivar de arroz irrigado tropical BRS Catiana. Estabeleceu-se três tratamentos de manejo de água de irrigação, sendo ICC (irrigação por inundação contínua), IIC (irrigação por inundação intermitente), SSC (solo saturado). A semeadura foi em 10 de outubro de 2016, a adubação de cobertura em 07 de novembro de 2016, seguida pela inundação da área, com drenagem no mês de janeiro e colheita inicio de março de 2017. O período amostral compreendeu o período de 11 de novembro de 2016 a 27 de fevereiro de 2017, correspondente ao ano safra 2016/17.

FLUXOS DE CH4 e N2O EM RAZÃO DO MANEJO DE ÁGUA EM ARROZ TROPICAL

Palavras-chave: GEE, irrigação contínua, irrigação intermitente, rizicultura

i Tecnóloga em Gestão Ambiental, doutoranda em Agronomia, UFG, Goiânia - GO. E-mail: [email protected] ii Agrônoma, doutora em Ciência do Solo, pesquisadora Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás - GO, bolsista de produtividade em pesquisa do CNPq iii Agrônomo, doutor em Fitotecnia, pesquisador Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás - GO. iv Agrônomo, doutor em Agronomia, pesquisador Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás - GO. v Agrônoma, doutora em Agronomia, pesquisadora Embrapa Arroz e Feijão, Santo Antônio de Goiás - GO. E-mail: [email protected]



A coleta das amostras de ar foi realizada segundo o método da câmara estática fechada (MOSIER, 1989), sendo estas inseridas no solo a 0,10 m de profundidade. As amostragens ocorreram entre oito e dez horas da manhã, período no qual a emissão obtida é equivalente à emissão média diária e com periodicidade semanal, salvo os períodos de eventos, como adubação, entrada de água e drenagem, em que as amostragens foram por sete dias consecutivos. Ressalta-se que conforme o desenvolvimento das plantas de arroz, foram utilizados extensores entre a base e o topo da câmara.

Para amostragem do ar, em tempos pré-determinados (0, 15 e 30 minutos) pós-fechamento da câmara, foram utilizadas seringas de polipropileno (60 mL) equipadas com válvulas de três vias. Em laboratório, por cromatografia gasosa, determinou-se as concentrações e através a função Hutchinson & Moiser (Equação 1) ou modelos lineares, os fluxos de emissão.

F = (C1 - C0)2 / [ t1 x (2 x C1 - C2 - C0)] x ln[(C1 - C0)/(C2 - C1)] [Equação 1]

Em que F é o fluxo (µL gás L-1 h-1; C0, C1 e C2 são as concentrações dos gases na câmara de medição no tempo 0, 1 e 2, respectivamente; e t1 é o intervalo entre os tempos de amostragem (h).

RESULTADOS E DISCUSSÃO As figuras 1 e 2 representam os fluxos de N2O e CH4 em razão do manejo de

irrigação, sendo ICC - irrigação contínua, IIC - irrigação intermitente e SSC - solo saturado. Percebe-se que não há diferença significativa entre os tratamentos para ambos os gases estufa, mas ressalta-se que o solo saturado não apresentou pico de emissão de N2O como os demais. Durante o mês de janeiro, observa-se uma maior emissão de CH4, para a irrigação contínua, e tal período corresponde ao evento de drenagem da área, sendo a emissão reduzida com o secagem do solo.

! Figura 1. Fluxos de N2O em razão do manejo da irrigação.

! Figura 2. Fluxos de CH4 em razão do manejo da irrigação.

Já as Figuras 3 e 4, demonstram os fluxos acumulados de N2O e CH4, respectivamente, em detrimento dos tratamentos submetidos, sendo que no solo saturado, a emissão de N2O foi significativamente menor que nos demais tratamentos. Para o CH4, não houve tamanha diferença, contudo, destaca-se um aumento da emissão para o tratamento com irrigação contínua, no período de drenagem da área, possivelmente em razão de chuvas ocorridas no periodo.

! Figura 3. Fluxo acumulado de N2O dos tratamentos




! Figura 4. Fluxo acumulado de CH4 dos tratamentos.

CONCLUSÃO 1. As emissões de N2O no solo saturado, apresentam um resultado acumulado menor que os demais tratamentos; 2. As emissões d CH4 apresentaram pico de emissão durante o mês de janeiro, inicio da drenagem. 3. As emissões dos gases avaliados não variaram significativamente em função do manejo de irrigação estabelecido, contudo, o solo saturado e irrigação intermitente, demonstraram menores emissões.

AGRADECIMENTOS Agradecemos o suporte técnico e financeiro das instituições Embrapa Arroz e Feijão,

FAPEG (Projeto Nucleus processo n. 201510267001479), CAPES, CNPq e UFG.


BUSS, G. L. Emissões de Metano e Óxido Nitroso em Cultivo de Arroz Irrigado por Aspersão, Alagamento Contínuo e Intermitente. 2012. 75 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2012. HOU, H. et al. Seasonal variations of CH4 and N2O emissions in response to water management of paddy fields located in Southeast China. Chemosphere, Amsterdam, v. 89, p.884-892, 2012.

IPCC. Summary for policymakers. In: CLIMATE Change 2013: the physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press, United Kingdom and New York, 2013. p. 15-35.

IRRI-International Rice Research Institute. Rice Facts. Disponível em: <http://irri.org>. Acesso em: 17 fev. 2015.

ITOH, M. Mitigation of methane emissions from paddy fields by prolonging midseason drainage Agriculture. Ecosystems and Environment, Amsterdam, v. 141, p. 359-372, 2011.

http://irri.org

MOSIER, A. R. Chamber and isotope techniques. In: ANDREAE, M.O.; SCHIMEL, D.S. (Ed.). Exchange of traces gases between terrestrial ecosystems and the atmosphere: report of the Dahlem Workshop. Berlin: Wiley, 1989. p. 175-187.

SOSBAI - SOCIEDADE SUL-BRASILEIRA DE ARROZ IRRIGADO. Arroz irrigado: recomendações técnicas da pesquisa para o sul do Brasil. Santa Maria, 2014. 189 p.

STONE, L. F. Eficiência do uso da água na cultura do arroz irrigado. Santo Antônio de Goiás: Embrapa Arroz e Feijão, 2005. 48 p.

WESZ, J. Emissões de Metano e Óxido Nitroso em Planossolo em função do Manejo da Água no Arroz Irrigado. 2012. 73 f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Agronomia, Departamento de Solos, Faculdade de Agronomia, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2012.




PRODUÇÃO DE PARTE AÉREA E DE RAÍZES DE PASTAGENS HIBERNAIS UTILIZADAS EM SISTEMAS INTEGRADOS DE

PRODUÇÃO AGROPECUÁRIA EM TERRAS BAIXAS EM PLANTIO DIRETO

Amanda Ruviaro Palma1, Amanda Posselt Martins2, Luiz Gustavo de Oliveira Denardin3,

José Bernardo Moraes Borin3, Thiago Barros4, Paulo César de Faccio Carvalho5, Ibanor Anghinoni5,6

Palavras-chave: arroz, integração lavoura-pecuária, radicular.

INTRODUÇÃO

A matéria orgânica do solo (MOS) é reconhecida como o componente centralizador e intermediador dos processos químicos, físicos e biológicos ocorrentes nos sistemas de produção e, por essa razão, vem sendo utilizada como um atributo indicador de manejo e de qualidade do solo (Anghinoni et al., 2013). Práticas de manejo do solo que visem o acúmulo de carbono e, consequentemente, de MOS, melhoram a qualidade do solo, revertendo as condições iniciais de degradação (Martins et al., 2017), podendo alcançar as condições originais. O acúmulo de MO nos solos depende das condições climáticas e da textura do solo e, sobretudo, da quantidade e da qualidade do material animal e, principalmente, vegetal que é aportado (Mielniczuk et al., 2003).

As terras baixas do Rio Grande do Sul, caracterizadas pelo monocultivo intensivo do arroz irrigado nos últimos anos, vem demonstrando uma queda nos teores de MOS, conforme relatado por Boeni et al. (2010). As razões para isso são, basicamente, duas: 1) o preparo do solo realizado para o cultivo do arroz irrigado; e 2) a ausência de plantas durante o período de inverno. Essas práticas, aliadas, além de aumentar a taxa de decomposição da MOS, também diminuem a sua taxa de adição (Mielniczuk et al., 2003). Dessa forma, esse ambiente edafoclimático vem perdendo a qualidade de seus solos, com impactos na sustentabilidade ambiental, social e econômica da produção de alimentos (Kumar & Ladha, 2011).

Nesse contexto, práticas de manejo conservacionista do solo, como a ausência de seu revolvimento (plantio direto) e cobertura permanente com material vegetal, necessitam ser inseridas no contexto das lavouras arrozeiras das terras baixas do Rio Grande do Sul (Martins et al., 2017). Uma das alternativas viáveis de sistema de produção, promovendo a intensificação sustentável dessas áreas, são os sistemas integrados de produção agropecuária (SIPA), popularmente também conhecidos como integração lavoura-pecuária (Carvalho et al., 2014). Nesse ambiente, os SIPA podem possuir diferentes arranjos espaço-temporais, variando a diversidade de culturas (pastoris e agrícolas) no espaço e no tempo e a intensidade de cultivo das lavouras no tempo (maior ou menor inserção do componente animal) (Martins et al., 2017).

Diante desse cenário, tem-se como hipótese central desse estudo de que a adoção de SIPA promove um maior crescimento vegetal hibernal, tanto da parte aérea como das raízes das plantas, quando comparado ao monocultivo de arroz com pousio de inverno, que aumenta conforme a maior presença do componente animal no tempo. Para a validação dessa hipótese, o objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de parte aérea e de raízes de pastagens hibernais utilizadas em SIPA em terras baixas, em plantio direto.

1 Graduanda (Agronomia), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Av. Bento Gonçalves 7712, Porto Alegre/RS, [email protected]. 2 Pós-Doutoranda, UFRGS. 3 Doutorando (Ciência do Solo), UFRGS. 4 Engenheiro Agrônomo, Doutor, Granja Maria. 5 Professor, UFRGS. 6 Consultor, Instituto Rio-Grande do Arroz (IRGA).

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi conduzido na Fazenda Corticeiras, localizada no município de Cristal/RS, Brasil (31°37’13”S, 52°35’20”O, 28 m de altitude). O clima caracteriza-se como subtropical úmido (Cfa), de acordo com a classificação de Köppen. A temperatura e a precipitação média anual é de 18,3°C e de 1.522 mm, respectivamente. A área, de aproximadamente 18 hectares, é caracterizada por um relevo bastante plano. O solo é um Planosso Háplico Eutrófico (Embrapa, 2013), de textura franco-argilo-arenosa (24, 23 e 53% de argila, silte e areia, respectivamente).

A área experimental vinha sendo cultivada desde a década de 1960, alternando a cultura do arroz irrigado com períodos de pousio. Anteriormente ao experimento, o último cultivo de arroz foi no ano de 2009. Em março de 2013, pouco antes do experimento ser estabelecido, o solo foi coletado na camada de 0-10 cm e analisado conforme suas características químicas. Após a coleta para caracterização, devido aos altos níveis de acidez, aplicou-se 4,5 Mg ha-1 de calcário (PRNT 70%), de acordo com a SOSBAI (2012) para elevar a 6,0 o pH do solo da camada de 0-20 cm.

Os tratamentos consistiram de cinco sistemas de cultivo com diferentes combinações de preparo do solo, diversidade de culturas (no tempo e no espaço) e inserção animal. Até o momento da coleta para a realização do presente estudo, os tratamentos consistiram do seguinte (inverno de 2013 / verão de 2013/2014 / inverno de 2014): S1- pousio / arroz irrigado / pousio com preparo do solo; S2- azevém pastejado / arroz irrigado / azevém pastejado, em plantio direto; S3- azevém pastejado / soja / azevém pastejado; S4- azevém + trevo branco pastejados / capim sudão pastejado / azevém + trevo branco pastejados; e S5- azevém + trevo branco + cornichão pastejados / campo de sucessão (pastagem nativa) / azevém + trevo branco + cornichão pastejados. As culturas utilizadas foram o arroz (Oryza sativa), soja (Glycine max), cornichão (Lotus corniculatus), capim-sudão (Sorghum sudanense) e trevo-branco (Trifolium repens). O tratamento S1 representa o sistema dominante no sul do Brasil e os demais (S2, S3, S4 e S5) são comparados tendo como referência o S1. O método de pastoreio adotado, com animais jovens (bovinos de corte com peso de entrada de ± 190 kg), foi o contínuo. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso com 3 repetições.

As plantas e o solo foram coletados em setembro de 2014 (18 meses após o estabelecimento de diferentes sistemas, antes da dessecação de pastagem). A matéria seca da parte aérea no momento da coleta (MSPA) foi determinada usando-se uma ferramenta com 0,25 m² de área, com as plantas sendo cortadas rente ao solo. As amostras consistiram em 4 subamostras por parcela experimental em todas as repetições de campo. A produção total da parte aérea de matéria seca (PTMS) foi mensurada mensalmente usando-se gaiolas de exclusão de pastagem durante todo o inverno.

Para matéria seca de raízes (MSR), monólitos de solo (10 × 10 x 50 cm) foram coletados na pastagem (perpendiculares às fileiras de colheita do verão). As amostras foram dispersas em água e passaram através de uma peneira de 1 mm de malha para a separação de raiz a solo. A partes aéreas e raízes foram secas a 55 ± 5 ° C até atingirem um peso constante para ocorrer a determinação de matéria seca de planta.

Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e, quando significativa (p<0,05), as médias foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância.


A maior quantidade de MSPA foi observada no S5, com 2,29 Mg ha-1 (Figura 1). Embora o S4 tenha apresentado menor quantidade que o S5 de MSPA (1,07 Mg ha-1), esse sistema de produção foi similar ao S5 no que diz respeito à PTMS ao longo do inverno (5,29 Mg ha-1 e 5,88 Mg ha-1, respectivamente). Em contrapartida, os sistemas com cultivo de lavoura durante o verão (arroz e soja, no S2 e S3, respectivamente) apresentaram menor MSPA e

PTMS que o S5. Chama a atenção que apenas o S5 apresentou um resíduo das plantas de inverno (MSPA) superior ao S1 (monocultivo de arroz com pousio no inverno), o que leva a crer que outros parâmetros e até mesmo métodos de pastoreio devam ser adotados no SIPA em terras baixas (Barros, 2016), visando o maior aporte de resíduos e o incremento nos níveis de MOS. Mas, apesar do baixo resíduo final (MSPA), chama a atenção o alto potencial produtivo dos pastos hibernais testados, com valores que variaram de 2,72 (S2) a 5,88 Mg ha-1 (S5) (Figura 1).

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Sistema de produção em terras baixas

Produção total da parte aérea durante o inverno

Parte aérea no momento da coleta (setembro)

Raízes no momento da coleta (setembro)

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Figura 1. Matéria seca da parte aérea e das raízes no momento da coleta (setembro) e produção total de matéria seca da parte aérea durante o ciclo hibernal de diferentes pastagens utilizadas em sistemas integrados de produção agropecuária em terras baixas (Cristal/RS). S1 – pousio / arroz / pousio; S2 - azevém pastejado / arroz / azevém pastejado; S3 - azevém pastejado / soja / azevém pastejado; S4 – azevém + trevo branco pastejado / capim sudão pastejado / azevém + trevo branco pastejado; S5 – azevém + trevo branco + cornichão pastejado / campo de sucessão (pastagem nativa) / azevém + trevo branco + cornichão pastejado.

Em relação à MSR avaliada na coleta, ela apresentou quantidades substancialmente maiores que a da parte aérea (Figura 1), embora tenham sido coletadas apenas até 10 cm de profundidade do solo, demonstrando o alto potencial e importância desse componente vegetal para a adição de resíduo nas terras baixas (Martins et al., 2017). A MSR variou de três (S1 com 1,62 Mg ha-1 e S5 com 6,73 Mg ha-1) a doze vezes (S3 com 6,08 Mg ha-1) mais que a MSPA (S1 com 0,55 Mg ha-1, S3 com 0,51 Mg ha-1 e S5 com 2,29 Mg ha-1). Como esperado, foram observados valores mais elevados de MSR em áreas com pastagem durante o inverno, em comparação com S1, sem diferenças entre os SIPA (S2 e S3) e os sistemas que até o momento da coleta foram apenas pecuários (S4 e S5).

Por fim, nota-se que a PTMS, que deve se refletir na MSR em camadas mais profundas, foi linearmente afetada pelo cultivo do verão, dentro dos SIPA avaliados, sendo: pastagem nativa (S5) > pastagem cultivada (S4) > soja (S3) > arroz (S2). Isso se deve pela intervenção mecânica, em ordem crescente, do S5 para o S2, conforme destacado por Martins et al. (2017), refletindo a curto prazo em atributos de qualidade do solo, como carbono e nitrogênio na fração lábil da MOS e atividade enzimática. Ou seja, em sistemas que visem um incremento de curto prazo na qualidade do solo, é importante a maior utilização temporal do componente animal e da fase pecuária no SIPA.

CONCLUSÃO

As pastagens hibernais possuem um alto potencial de produção de resíduo no ambiente das terras baixas, em plantio direto, tanto de parte aérea como de raízes. No entanto, dada às peculiaridades desse ambiente, ligadas às condições edafoclimáticas, a matéria seca de raízes possui um papel quantitativamente muito superior ao da parte aérea em adição de resíduo, com valores que foram 3 a 12 vezes maior e alcançaram cerca de 8 Mg ha-1 apenas na camada de 0 a 10 cm do solo.


ANGHINONI, I. et al. Abordagem sistêmica do solo em sistemas integrados de produção no subtrópico brasileiro. Tópicos em Ciência do Solo, Viçosa, v. 8, p. 325-380, 2013. BARROS, T. Pastos hibernais e pastejo animal como forma de inserir diversidade e sustentabilidade ao ambiente de terras baixas do sul do Brasil. 2016. 98 f. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre. BOENI, M. et al. Evolução da fertilidade dos solos cultivados com arroz irrigado no Rio Grande do Sul. Cachoeirinha: IRGA, 2010. CARVALHO, P. C. F. et al. Definições e terminologias para Sistema Integrado de Produção Agropecuária. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 45, p. 1040-1046, 2014. EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Brasília, DF: Embrapa, 2013. KUMAR, V.; LADHA, J. K. Direct seeding of rice: recent developments and future research needs. Advances in Agronomy, Madison, v. 111, p. 297-413, 2011. MARTINS, A. P. et al. Short-term impacts on soil-quality assessment in alternative land uses of traditional paddy fields in Southern Brazil. Land Degradation & Development, Medford, v. 28, p. 534-542, 2017. MIELNICZUK, J. et al. Manejo de solo e culturas e sua relação com os estoques de carbono e nitrogênio do solo. Tópicos em Ciência do Solo, v. 3, Viçosa, p.209-248, 2003. SOSBAI. Arroz Irrigado: Recomendações Técnicas da Pesquisa para o Sul do Brasil. Itajaí, SC: SOSBAI, 2012.

AVALIAÇÃO DA FITOTOXICIDADE DO PROCESSO COMPOSTAGEM DE LODO DE

ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE PESCADO COM USO DE CASCA DE ARROZ COMO RESÍDUO ESTRUTURANTE

Tatielen Maraf ão Roani1; Matheus Francisco da Paz2; Danrley da Roza Pacheco3; Maurizio Silv eira Quadro4; Luciara Bilhalv a Corrêa5;

Érico Kunde Corrêa6.

Palavras-chave: Composto orgânico; sustentabilidade; resíduo orgânico.

INTRODUÇÃO

Segundo a Lei número 12.305 de 2 de agosto de 2010 que estabelece a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) instituída em 2010, todo resíduo caracterizado como reciclável não deve ser direcionado a aterros sanitários,

f icando somente para uso de rejeitos (BRASIL, 2010). Considerando que a matéria orgânica é um resíduo passível de reciclagem, não deve ser direcionada aos aterros, considerando infração prevista em lei.

No processo biológico aeróbio e controlado, a compostagem simplif icadamente consiste na mineralização de componentes orgânicos por ação de microrganismos, que consomem a matéria orgânica e geram CO2 e H2O, sendo

assim, este processo caracteriza-se como um dos métodos mais eficazes para a reciclagem de material orgânico, fechando assim um ciclo sustentável na produção de alimentos (CORRÊA et al., 2012; JIANG, et al. 2011).

Dentre esses resíduos passíveis de compostagem, o lodo da estação de tratamento apresenta-se com alta concentração de matéria orgânica (PIVELI; CAMPOS, 2013), e por não estar completamente estabilizado, este

componente apresenta características nocivas ao meio ambiente, com fitotoxicidade elevada (RENOUF, PAGAN; WEGENER, 2013).

Considerando a compostagem como um processo estritamente aeróbio, é necessário o uso de resíduos estruturantes, que, além de atuar como fonte de carbono para os microrganismos deteriorantes, age também como

facilitador do acesso ao oxigênio para a biomassa presente (ZHANG et al., 2011). Dentre os resíduos estruturantes, a casca de arroz apresenta destaque, principalmente pelo grande volume gerado

no país. O Brasil produziu na safra de 2016/2017 cerca de 11,95 milhões de toneladas, onde o estado do Rio Grande

do Sul foi responsável por 64,16% da produção do país (CONAB, 2017). Considerando que a casca representa em torno de 20% do peso do grão (LUDUEÑA et al., 2011), apenas no estado do Rio Grande do Sul se produzirá, no ano de 2017, cerca de 1,53 milhões de toneladas de casca de arroz, sendo interessante seu uso aplicado a região em questão.

Dependendo dos materiais ao qual a compostagem é realizada, o composto f inal pode apresentar características deletérias ao meio ambiente, portanto sendo necessário um acompanhamento da f itotoxicidade destes compostos, pois através dessa análise é possível determinar o comportamento biológico da disposição deste c omposto no solo e sua interação com o meio ambiente (HIMANEN et al., 2012; EL FELS et al., 2014).

Portanto, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar a f itoxicidade do processo de compostagem de lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria beneficiadora de pescado, utilizando casca de arroz como resíduo estruturante, de modo a avaliar a eficiência deste processo e possível disposição deste composto em solo.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas composteiras de 100 litros segundo metodologia adaptada de Kapanen et al. (2013). Nestas

composteiras foram dispostas na proporção de 1/2 (volume/volume) de lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado e casca de arroz. O processo de compostagem foi realizado durante 105 dias e operação unitária de revolvimento foi executada semanalmente, segundo metodologia proposta por El Fels et al. (2014). Quinzenalmente, alíquotas de aproximadamente 30 gramas foram retiradas para análises de f itotoxicidade.

A análise de f itotoxicidade se deu pelo método proposto por Zucconi et al. (1981), Tiquia e Tam (1998) e Mendes et al. (2016) com modif icações. Dez sementes das espécies de pepino (Cucumis sativus), alface (Lactuca sativa), foram dispostas em placas de petri com papel f iltro qualitativo ao fundo. Em seguida, foi disposto na placa 5 mL de solução

do composto e água destilada 1:10 (m/v) previamente homogeinizado. As placas permaneceram a 25ºC por 48 horas ao abrigo de luz. Paralelamente, foram feitas placas com estas sementes em presença de água destilada, servindo estas como controle. Transcorrido o tempo, as sementes foram analisadas quanto a quantidade de germinações e o comprimento da radícula, sendo consideradas as sementes germinadas aquelas com valores superiores a 1mm

segundo metodologia proposta por Himanen et al. (2012). A germinação relativa das sementes (G), alongamento relativo de radícula (AL) e o índice de germinação (IG)

foram calculados segundo as seguintes equações:

G (%) = (NSC x NST)/100 (1) Onde: G (%): Germinação relativa em porcentagem;

NSC: Número de sementes germinadas no extrato do composto; NST: Número de sementes germinadas na testemunha

AL (%) = (∑ 𝐴𝐿𝐶

∑ 𝐴𝐿𝐵) . 100 (2)

Onde: AL (%): Alongamento relativo da radícula em porcentagem;

1 Graduanda em Agronomia na Universidade Federal de Pelotas,R. General Teles 493- ap: 401, [email protected]; ² Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Pelotas;

³ Graduando em Agronomia na Universidade Federal de Pelotas 4

Doutor em Ciências do Sol o pela Uni versidade Feder al do Rio Grande do Sul; 5 Doutora em Educação Ambiental Universidade Federal do Rio Grande;

6 Pós-Doutor em Zootecnia pela Universidade Federal de Pelotas.


ALC: Alongamento das radículas no composto;

ALB: Alongamento das radículas no branco IG (%) = (𝐺 % . 𝐴𝐿 %)/ 100 (3)

Onde: IG (%): Índice de Germinação em porcentagem; G (%): Germinação relativa em porcentagem;

AL (%): Alongamento relativo da radícula em porcentagem O delineamento experimental deu-se em blocos completamente casualizados com nove repetições, sendo o fator

tratamento o processo de compostagem ao longo do tempo. Os fatores resposta analisados foram o índice de

germinação das sementes de pepino e alface. Foram identif icados dados atípicos (outliers) e os dados obtidos tiveram sua normalidade analisada pelo teste de

Shapiro-Wilk, a homocedasticidade das amostras pelo teste de Hartley e a independência dos resíduos por análise gráfica. As variáveis foram normalizadas e submetidas ao teste de variância pelo teste de Tukey (p<0,05) e aplicadas

regressão com linha de tendência.


Pode-se observar pelas regressões 141,03 – 104,64x + 90,76x2 -22,34x3 + 1,666x4 com p=0,002 e R2 = 23,76,

para alface e 98,79 + 14,44x – 9,83x2 + 1,12x3, p= 0,034 e R2 = 56,38 para pepino, como pode ser observado na representação gráfica na Figura 1.

Figura 1– Análise gráfica das regressões apresentadas pela fitotoxicidade de composto oriundo de lodo de

estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado com casca de arroz em (a) alface e (b) pepino.

É possível observar uma interação entre o fator tempo nos pontos analisados, com redução do índice de germinação em coletas próximas ao dias 60 e 75, tanto para a semente de pepino quanto para as sementes de alface. Este resultado é explicado pela possível produção de ácidos orgânicos de baixo peso molecular, com fatores f itotóxicos comprovados e consequente redução do crescimento da radícula (HIMANEN et al., 2011).

Em seguida, há um possível consumo destes ácidos por parte dos micro-organismos, aumentando novamente o índice de germinação, apresentando uma resposta promissora para a disposição do composto analisado ao solo, sem apresentar f itotoxicidade nas sementes analisadas.

Atualmente o Brasil não possui legislação específ ica sobre a f itotoxicidade dos compostos orgânicos

produzidos, f icando restrito apenas a análise de parâmetros físico-químicos, que não correspondem a uma idéia geral da complexidade da interação entre o composto e a planta (TIQUIA e TAM, 1998; HIMANEN et al., 2011) .

Segundo o Conselho Californiano de Qualidade do Composto (2017), índices de germinação superiores a

80% indicam um composto orgânico maturado. Em ambas as sementes analisadas, o composto orgânico estudado apresentou índices de germinação superiores ao este valor, indicando a maturidade.

CONCLUSÃO

Desta forma, é possível concluir que o composto proveniente de lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado, utilizando casca de arroz como material estruturante apresenta-se estabilizado, sem reação

f itotóxica nas sementes analisadas, estando apto para disposição no solo sem lesão ao meio ambiente, advindo de um processo de compostagem eficaz.

AGRADECIMENTOS

A CAPES pela concessão da bolsa de doutorado.


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Tempo (dias)

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BRASIL – Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Disponível em: <http://w w w .planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm>. Acesso em: 15 mai. 2017.

CALIFORNIA COMPOST QUALITY CONCIL. Compost Maturity Index. Disponível em: <http://w w w .calrecycle.ca.gov/organics/Products/Quality/CompMaturity.pdf>. Acesso em: 15 maio. 2017. CORRÊA, E. K. et al. Fundamentos da compostagem. In: CORRÊA, E. K.; CORRÊA, L. B. Gestão de Resíduos Sólidos . Porto Alegre: Ed. Evangraf. Cap. 5. p. 75-96. 2012.

CONAB. Levantamento de Safra: 7º Levantamento grãos safra 2016/2017. Disponível em:<http://w w w .conab.gov.br/conteudo.php?a=1253&t=2>. Acesso em: 08 abril 2017. EL FELS, L.; ZAMAMA, M.; EL ASLI, A.; HAFIDI, M. Assessment of biotransformation of organic matter during co-composting of sewage sludge-lignocellullosic waste by chemical, FTIR analyses, and phytotoxicity tests. International

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ZUCCONI, F. et al. Evaluating toxicity of immature compost. Biocycle , New York, US, 22, 54-57, 1981.

USO DE CASCA DE ARROZ, SERRAGEM E CASCA DE PINUS NA COMPOSTAGEM DE LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE

EFLUENTES DA INDÚSTRIA DE PESCADO

Tatielen Maraf ão Roani1; Matheus Francisco da Paz2; Danrley da Roza Pacheco3; Maurizio Silv eira

Quadro4; Luciara Bilhalv a Corrêa5; Érico Kunde Corrêa6.

Palavras-chave: Resíduo estruturante; Sustentabilidade; Resíduos Sólidos;

INTRODUÇÃO

Um dos meios mais eficazes e baratos para a reciclagem de matéria orgânica, e, em específ ico o lodo de estação de tratamento de efluentes, é o uso da compostagem (RASHAD; SALEH; MOSELLY, 2010). Processo biológico aeróbio e controlado, a

compostagem simplif icadamente consiste na mineralização de componentes orgânicos por ação de microrganismos, que metabolicamente consomem a matéria orgânica e geram CO2 e H2O (CORRÊA et al., 2012).

Ao tratar-se da compostagem, diversas particularidades devem ser levadas em

consideração para que o processo seja eficaz. Dentre esses requisitos, o mais importante recai sobre a presença de oxigênio no processo. Com a ausência deste, as degradações ocorrem de forma anaeróbia, gerando mau cheiro com produção de compostos voláteis de

baixo peso molecular, lentidão no processo de degradação, atração de moscas e outros insetos (GUO et al., 2012).

Para assegurar uma quantidade de oxigênio necessária para o crescimento e atividade de microrganismos aeróbios, é necessária a presença de materiais estruturantes,

normalmente ricos em carbono, que criam espaços intersticiais na pilha do composto, facilitando a entrada de ar (GUO et al. 2012; JOLANUN; TOWPRAYOON, 2010). Dentre eles, cabe citar: casca de arroz, serragem, maravalha, restos de poda, palha, entre outros (ROCA-PÉREZ et al. 2009; KAUSAR, et al., 2011).

A casca de arroz é um resíduo abundante, já que em parâmetros mundiais, o arroz representa o commoditie mais produzido no mundo, ultrapassando 696 milhões de toneladas em 2010 (FAO, 2010). O Brasil irá produzir, segundo a Conab, na safra de 2016/2017 uma estimativa de 11,95 milhões de toneladas, onde o estado do Rio Grande do

Sul foi responsável por 64,16% da produção do país (CONAB, 2017). Considerando que a casca representa em torno de 20% do peso do grão (LUDUEÑA et al., 2011), apenas no estado do Rio Grande do Sul se produzirá, no ano de 2017, cerca de 1,53 milhões de

toneladas de casca de arroz, sendo interessante seu uso aplicado a região em questão. Semelhante a casca de arroz, a serragem e a casca de pinus também são considerados

resíduos com grande produção e apresentam, sem o devido tratamento, efeitos deletérios ao meio ambiente. Seu uso no processo de compostagem é benéfico, pois são

considerados fontes de carbono e são capazes proporcionar aporte de oxigênio ao processo, resultando normalmente em compostos de boa qualidade para disposição adequada ao solo, sem efeitos agressores ao solo, fauna e f lora.

Nesse cenário, o objetivo deste estudo consistiu em avaliar a influência do material

estruturante ao longo do processo de compostagem de lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado.

1 Graduanda em Agronomia na Universidade Federal de Pelotas,R. General Teles 493- ap: 401, [email protected]; ² Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Pelotas; ³ Graduando em Agronomia na Universidade Federal de Pelotas 4

Doutor em Ciências do Solo pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 5 Doutora em Educação Ambiental Universidade Federal do Rio Grande;

6 Pós-Doutor em Zootecnia pela Universidade Federal de Pelotas.


MATERIAL E MÉTODOS

Foi utilizado composteiras de 100 litros segundo metodologia adaptada de Kapanen et al. (2013). Nestas composteiras foram dispostas na proporção de 1/2 (volume/volume) de lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado, seguido de diferentes tratamentos: tratamento com casca de arroz (TCA), tratamento com casca de pinus (TCP) e

tratamento com serragem (TSE), com 10% de espaço livre para facilitar o revolvimento. O processo de compostagem foi realizado durante 105 dias e operação unitária de revolvimento foi executada semanalmente, segundo metodologia proposta por El Fels et al. (2014). A temperatura das composteiras foi medida diariamente com auxílio de termômetro

JProlab digital (0,1ºC). Quinzenalmente, alíquotas de aproximadamente 30 gramas foram retiradas para análises de condutividade elétrica, realizada de acordo com Embrapa (1996).

Dentre os parâmetros comumente utilizados como indicativo da eficiência do processo

de compostagem, mediu-se a temperatura e condutividade elétrica, pois através destes é possível identif icar a eficiência do processo de forma sanitária concomitantemente a eficiência da degradabilidade por parte dos micro-organismos.

O delineamento experimental deu-se em blocos 32 completamente casualizados com

três repetições, sendo o fator tratamento dif erentes resíduos estruturantes e os fatores resposta a condutividade elétrica e a temperatura. Foram identif icados dados atípicos (outliers) normalizados e a independência dos resíduos por análise gráfica. As variáveis foram normalizadas e submetidas ao teste de variância pelo teste de Tukey (p<0,05).


Os resultados para temperatura dos compostos com diferentes resíduos estruturantes podem ser observados na Figura 1.

Figura 1 – Temperaturas diárias ao longo de 105 dias de compostos elaborados com lodo

de estação de tratamento de pescado com diferentes materiais estruturantes e temperatura

ambiente (n=1260). O TCA apresentou temperaturas superiores nos primeiros dias em comparação a outros

materiais estrututantes. Todas as composteiras utilizadas no experimento apresentaram

temperatura superior a temperatura ambiente observada. No entanto, nenhum dos compostos alcançou a fase termofílica, ou se o fez foi em um período não detectado pelo monitoramento. Este resultado pode ser explicado pelo tamanho da composteira e

contribuído para a dissipação rápida do calor da fase termófilica (LI; LU; HE, 2013). Os resultados de condutividade elétrica (µs/cm-1) dos compostos analisados podem ser

observados na Tabela 1.

Tabela 1 – Condutividade elétrica (µs/cm-1) observados na compostagem de LEEP com diferentes materiais estruturantes (n= 216).

Trat.

Tempo (em dias)

0 15 30 45 60 75 90 105

TCP 318,3b 549,4b 419,0c 559,2b 650,43b 518,0c 424,1c 588,1b

TCA 790,7a 1093,3a 1301,0a 1430,7a 1383,1a 1389,7a 1519,7a 1149,7a

TSE 418,2b 612,7bc 714,2b 785,7b 831,6b 858,27b 761,1b 832,4b

Letras diferentes na coluna diferem entre si pelo teste de Tukey (p<0,05).

Pode-se observar através da Tabela 1, que houve um aumento da condutividade elétrica dos materiais, com uma estabilização entre os dias 60 e 70 dias. Esse comportamento é esperado, dado que conforme há um aumento da degradabilidade do composto, há um aumento da condutividade elétrica, indicado pela mineralização do resíduo

orgânico (BERNAL; ALBURQUERQUE; MORAL, 2009). O TCA apresentou uma maior mineralização em comparação com os demais materiais estruturantes, apresentando valores f inais de 1149,7 µs/cm3. Esse resultado pode ser explicado devido a granulometria do material, que pode evitar a compactação do material e maior eficiência na

degradabilidade, resultando em escores maiores de condutividade para o TCA.

CONCLUSÃO

Dentre os materiais estruturantes estudados, a casca de arroz apresenta melhores resultados em comparação com os demais resíduos estudados, pois alcançou temperaturas superiores e resultou em maiores valores de condutividade, demonstrando assim maior

potencial de degradabilidade do lodo de estação de tratamento de efluentes da indústria de pescado por compostagem, sendo o mais indicado para este material.


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MONITORAMENTO DE RESÍDUOS DE AGROTÓXICOS EM BACIAS HIDROGRÁFICAS DE REGIÕES PRODUTORAS DE ARROZ

IRRIGADO EM SANTA CATARINA, SAFRA 2014-2015

José Alberto Noldin1; Andrey Martinez Rebelo

2; Fabiano Cleber Bertoldi

3; Bianca Mello da Cunha

4

Palavras-chave: qualidade ambiental, manejo sustentável, cromatografia.

INTRODUÇÃO

O cultivo intensivo de arroz irrigado favorece a ocorrência de pragas, doenças e plantas daninhas, sendo que para a obtenção de elevadas produtividades é inevitável a utilização, pelo agricultor, de herbicidas, inseticidas e fungicidas. No entanto, o seu emprego, especialmente quando utilizados em desacordo com as recomendações técnicas (NOLDIN et al., 2003; SOSBAI, 2016;), tem sido potencialmente gerador de impactos ambientais negativos.

Estudos anteriores de monitoramento da qualidade das águas superficiais nas regiões orizícolas de SC relataram a presença de quantidades variáveis de resíduos de agrotóxicos (DESCHAMPS et al., 2003; NOLDIN et al., 2011 e 2015). O monitoramento realizado na safra 2014-2015 mostrou que os agrotóxicos mais comumente detectados foram o herbicida bentazona, o inseticida carbofurano e o fungicida triciclazol (NOLDIN et al., 2015). No entanto, estudos de ecotoxicologia com o herbicida bentazona revelaram que os níveis máximos de resíduos detectados representavam baixos níveis de risco ambiental (VIEIRA et al., 2016).

As recomendações técnicas para os agricultores têm sempre focado na racionalização no uso e no uso adequado dos agrotóxicos, buscando a minimização dos riscos de impacto ambiental negativo. Nesta perspectiva, a Epagri, por meio da Estação Experimental de Itajaí (EEI), vêm desenvolvendo, desde a década de 90, ações de monitoramento da ocorrência de resíduos de agrotóxicos nas águas superficiais das regiões produtoras de arroz irrigado. Inicialmente, as ações previam o monitoramento de 22 resíduos de agrotóxicos nas principais bacias adjacentes ao cultivo de arroz irrigado, sempre buscando empregar as melhores tecnologias analíticas. No entanto, o emprego de cromatografia líquida acoplada ao detector ultra-violeta (UV), deixou de ser a forma mais adequada, frente as novas tecnologias disponíveis. Assim, para obtenção de resultados mais precisos e de maior espectro, foi estabelecido método empregando a cromatografia líquida acoplada ao detector de matriz de diodo (DAD), que além de permitir maior certeza dos resultados pela possibilidade de identificar a pureza da composição dos picos cromatográficos, permitiu passar de 22 compostos determináveis para 33 moléculas, e com apenas uma injeção, reduzindo o tempo e o custo cromatográfico pela metade.

Com base no exposto, objetivo deste trabalho foi o de monitorar a ocorrência de resíduos em água dos principais agrotóxicos utilizados no sistema de produção de arroz irrigado, empregando tecnologia analítica atualizada e ampliando a quantidade de ingredientes monitorados, de 22 moléculas por HPLC-UV, para 33 compostos por HPLC-DAD.

1Engenheiro Agrônomo, Ph.D., Pesquisador da Epagri/Estação Experimental de Itajaí (EEI), Itajaí, SC,

[email protected]. 2 Farmacêutico Industrial, Dr. Química Analítica, Epagri/EEI.

3 Químico, Dr. Ciência dos Alimentos, Epagri/EEI

4 Química, graduanda, Furb, Blumenau, SC.

MATERIAL E MÉTODOS

Amostras de água foram coletadas no período de setembro de 2014 a fevereiro de 2015, em seis épocas diferentes, em cinco regiões (bacia hidrográficas): R1 - Bacias dos Rios Araranguá e Mampituba, em 21 pontos; R2 – Complexo Lagunar, incluindo as bacias do Rio D'Una, e Rio Tubarão, em 13 pontos; R3 - Bacia do Rio Camboriú, em 5 pontos; R4 - Bacia do Rio Itapocú, em 15 pontos; e R5 - Bacia do Rio Itajaí, em 8 pontos de coleta. As amostras foram encaminhadas para a Unidade de Ensaios Químicos da Epagri/EEI, onde foram filtradas e pré-concentradas por extração em fase sólida, utilizando cartuchos C18 (500 mg/6 mL). A análise de resíduo foi realizada utilizando-se cromatografia liquida de alta eficiência (HPLC), coluna C18 (150 x 4,6 mm x 3U) e detector DAD (222,4, 245,4 e 278,4 nm). Por meio da cromatografia, 20 µL de cada amostra foi injetada sob vazão de 0,6 mL min

-1 e um gradiente de solvente contendo as seguintes proporções de acetonitrila (A) e

água acidificada com ácido acético 0,1% (B): iniciando com 20:80, em 26min 50:50, em 58mim 80:20, finalizando em 66min com a proporção de 20:80.

O método foi desenvolvido para determinação dos seguintes herbicidas: atrazina, bentazona, bispiribaque-sódico, carfentrazona-etílica, cialofope butílico, ciclossulfamurom, clomazona, imazapique imazetapir, metsulfurom-metil, molinato, penoxsulam, picloram, pirazossulfurom-etílico, fenoxaprope-P-etílico, oxadiazona, oxifluorfem, propanil, quincloraque, tiobencarbe, simazina, trifluralina e 2,4-D; inseticidas: carbofurano, ciflutrina, fipronil, malationa, pirimifós-metílico e parationa-metílica; e fungicidas: triciclazol, tiofanato-metílico e icoxistrobina.


Na safra 2014-2015, foram amostrados 62 pontos com coleta em seis diferentes datas, totalizando 372 amostras. Foram detectados resíduos do herbicida bentazona e do fungicida triciclazol, nas percentagens de 36,2 e 4,6% do total de amostras analisadas, respectivamente (Tabela 1). Na Tabela 1, estão comparados os dados de 2013/14 e 2014/15, onde se nota que o número de amostras contaminadas aumentou ligeiramente, no entanto o nível de contaminação em 2014-15 foi mais baixo, assim como não foi encontrada a presença do inseticida carbofurano.

Tabela 1. Comparação das análises de água das bacias hidrográficas da safra de 2013-2014 (NOLDIN et al., 2015) e 2014-2015.

Contaminação Bentazona Carbofurano Triciclazol

13-14 14-15 13-14 14-15 13-14 14-15

% amostras 35,1 36,2 9,1 0 3,5 4,6

Concentração máxima (μg L

-1)

135,9 49,9 5,1 0 4,4 1,8

Historicamente, assim como na safra de 2014-15, todas as regiões apresentaram maior

percentagem de amostras contaminadas com resíduo de bentazona nos meses de setembro a dezembro, período coincidente com a sua aplicação no controle de plantas daninhas. Neste período, o mês de maior percentual de amostras contaminadas por região foi para: R1=85% (outubro), R2=38% (novembro), R3=80% (outubro a dezembro), R4=86% (outubro) e R5= 100% (outubro a novembro). Em janeiro, foi possível detectar traços de bentazona em 4 amostras das 21 analisadas em R1. A alta frequência de amostras com resíduo de bentazona está relacionada ao uso frequente do herbicida Basagran para o controle das plantas daninhas, especialmente de sagitária, resistente aos herbicidas inibidores da enzima ALS.

As concentrações máximas de resíduo de bentazona (μg L-1) foram de: R1= 49,9, R2=

19,2, R3= 39,6, R4= 11,7 e R5 = 13,7 μg L-1, com redução de 48 a 70% na maioria das

regiões em comparação com o observado na safra 2013-14, exceto R3, que apresentou quatro vezes mais contaminação de bentazona que no ano anterior, mas dentro dos limites máximo de 300 μg L

-1, estabelecido pelo Conama para água destinada ao consumo humano

(CONAMA, 2008) e abaixo do que foi detectado em outras bacias ao longo dos anos de monitoramento (DESCHAMPS et al., 2013; NOLDIN et al., 2015).

Nos meses de janeiro e fevereiro, foi detectada a presença do triciclazol em 5 das 42 amostras coletadas em R1, em 6 das 26 amostras coletadas em R2, em uma das 30 amostras da região R4, em 5 das 16 de R5 e nenhuma das 10 amostras coletadas em R3. Este período coincide com a época que se concentra a aplicação de fungicidas para controle da brusone, principal doença na cultura do arroz irrigado. A concentração máxima de resíduo de triciclazol foi de 1,6 em R1, 1,8 em R2, traços em R4 e 0,5 μg L

-1 em R5,

resultados muito melhores em termos de concentração de contaminantes já que nas safras anteriores foram observados 3,1 em R1, 4,4 em R4 e 1,8 μg L

-1 em R5. Na safra 2013-2014,

houve déficit hídrico na região sul de Santa Catarina, com redução na vazão de vários rios, fato que pode explicar a maior concentração de resíduo em alguns pontos de amostragem no período de outubro a novembro (NOLDIN et al., 2015).

A ausência de carbofurano nas amostras coletadas demonstra que durante a safra de 2014/15, ocorreu redução no uso deste inseticida, comparado com anos anteriores. Em diversos países este produto é proibido ou restringido como nos Estados Unidos, Canadá e países da União Europeia. O Ministério Público brasileiro, desde o ano de 2014, tem solicitado a reavaliação do registro do carbofurano, com indicação para sua proibição de uso. Resultado disto e de outras condições, em 2015 o carbofurano não estava mais sendo comercializado no Brasil, e seu emprego permitido apenas dos produtos em estoque. Este cenário pode ter levado a redução do uso deste ativo já em safras anteriores, o que justifica os resultados deste estudo.

O herbicida bentazona tem sido o mais frequentemente detectado nos últimos anos de monitoramento. A recomendação de uso do bentazona (Basagran) é de 960 g i.a. ha

-1, dose

esta que inteiramente diluída numa lâmina de água de 10 cm, equivaleria estimar a concentração em 960 μg L

-1, cerca de 20 vezes superior a concentração máxima detectada

na safra 2014-2015. Estudos de ecotoxicologia com bentazona sobre o bioindicador Daphnia magna (NAKAGOME; NOLDIN; RESGALLA JR, 2006) mostraram valores de CE50 (48 horas) de 3.900.000 ug L

-1, indicando que bentazona apresenta baixo risco de impacto

sobre o microcrustáceo D. magna. Considerando os estudos de análise risco, os dados de contaminação relatados neste trabalho, evidenciam aumento na margem de segurança em relação aos anos anteriores. Parte desta redução nos níveis de contaminação e na concentração de resíduos de agrotóxicos em água deve-se a melhorias nos sistemas de manejo das lavouras pelos produtores, recomendações estas (SOSBAI, 2016; NOLDIN et. al., 2003) veiculadas nos treinamentos realizados para os produtores e corpo técnico da cadeia produtiva do arroz irrigado em SC, e que pode ter influenciado na racionalização no uso de agrotóxicos.

Apesar da redução na presença de resíduos de agrotóxicos em amostras de água coletadas nas regiões produtoras de arroz irrigado, os produtores e demais agentes da cadeia do arroz devem buscar a eliminação de todo e qualquer resíduo de agrotóxico nas águas superficiais. A meta é manter as águas superficiais livres de qualquer contaminante, indicando que os trabalhos e ações de transferência de tecnologias, treinamentos e de conscientização dos produtores devem ser mantidos e intensificados. Para tanto, é fundamental que as recomendações técnicas (SOSBAI, 2016) sejam efetivamente adotadas pelos agricultores.

CONCLUSÃO

As ações de capacitação e conscientização dos produtores sobre produção sustentável de arroz irrigado devem ser continuadas, ações estas que associadas por melhorias constantes nas práticas de manejo das lavouras, propiciarão a redução nos riscos de

contaminação das águas superficiais pelos agrotóxicos utilizados nas lavouras.

AGRADECIMENTOS

À Fapesc e Finep pelo apoio financeiro; aos profissionais que apoiaram na coleta das amostras – Donatto Lucietti, Douglas G. de Oliveira, Hector S. Haveroth, Maria Luiza Tomazi Pereira, Ricieri Verdi, Rubens Marschalek, Samuel Batista dos Santos e Geovani Porto (Epagri); Maicon dos Reis Soares (PLANTAR Serviços Agronômicos), e Alexandre F. Corrêa e Iremar Ferreira, da Unidade de Ensaios Químicos e Cromatográficos, da Epagri-EEI.


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matÉria seca e carbono orgÂnico de exsudatos … · carbono orgânico total toc-lcph/cpn para...

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