Soil exchangeable cations, sugarcane production and nutrient uptake after wastewater irrigation

Abstract

Wastewater irrigation may benefit agricultural crops with water and essential nutrients (mainly nitrogen), also affecting soil chemistry. The effects of effluent irrigation on yield, stalk nutrient uptake and on soil chemistry over 16 months were studied in a sugarcane (Saccharum spp.) crop growing on an Oxisol in Lins, State of São Paulo, Brazil. Irrigated plots received 50% of the recommended mineral-N fertilization and 100, 125, 150 or 200% of the crop water demand, while control plots received neither additional N nor water. The high sodium content of effluent resulted in Na inputs as high as 6.2 t ha -1 , along with 1497 kg N ha -1 and 628 kg K ha -1. All the effluent plots except the T125 treatment had higher yields (up to 247 t ha -1 ) than the control (153 t ha -1 ). Significant amounts of N (up to 597 kg ha -1 ) and K (up to 546 kg ha -1 ) were exported by the plant harvest. Additions of nutrients and Na via irrigation were not compensated by stalk growth, causing a low recovery of N, P, Ca, Na, and showing the relative over N fertilization of the crop. Changes in soil pH, H + Al, Ca, Mg and K were small, whereas Na accumulated over time with irrigation. The treated wastewater irrigation is expected to gain increased importance, requiring careful considerations involving the adequate balance between nutritional inputs via irrigation and optimal plant productivity requirements. Key words: Saccharum spp., water reuse, land disposal, nutrient cycling CÁTIONS TROCÁVEIS DO SOLO, PRODUÇÃO E EXTRAÇÃO DE NUTRIENTES PELA CANA-DE-AÇÚCAR APÓS IRRIGAÇÃO COM ÁGUA RESIDUÁRIARESUMO: A irrigação com águas residuárias pode beneficiar as culturas agrícolas com água e nutrientes essenciais (especialmente nitrogênio), afetando também a química do solo. Os efeitos da irrigação por 16 meses com efluente de esgoto na produtividade, extração de nutrientes pelo colmo, e nos atributos químicos do solo, foram estudados em um Latossolo cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum spp.), situado em Lins, São Paulo. As parcelas irrigadas receberam 50% do N mineral recomendado e 100, 125, 150 ou 200% da demanda hídrica da cultura, enquanto o controle não recebeu N mineral e nem água. As elevadas concentrações de sódio do efluente ocasionaram um aporte de Na de até 6,2 t ha -1 , juntamente com até 1497 kg N ha -1 e 628 kg K ha -1 . Todas as parcelas irrigadas, com exceção do T125, apresentaram maior produtividade (até 247 t ha -1 ) do que o controle (153 t ha -1 ). Quantidades expressivas de N (até 597 kg ha -1 ) e de K (até 546 kg ha -1 ) foram exportadas através da colheita da cultura. As adições de nutrientes e de Na via irrigação não foram compensadas pelo crescimento da planta, ocasionando uma baixa recuperação de N, P, Ca e Na, evidenciando uma excessiva fertilização da planta (N). Alterações no solo de pH, H + Al, Ca, Mg e K, foram de pequena magnitude, enquanto houve acúmulo de Na trocável ao longo do tempo nos tratamentos irrigados. A irrigação com águas residuárias deverá adquirir importância crescente, exigindo atenção...

Changes in chemical attributes of a Fluvent cultivated with castor bean and irrigated with wastewater

“…The release of this cation by organic matter mineralization was retained in the surface layer (Table 4), and it may explain its higher concentration in this depth. The increase of Ca 2+ in this layer, as result of wastewater irrigation, was reported by Leal et al (2009a). On the other hand, Herpin et al (2007) found an increase with depth, involving leaching, plant uptake and reaction of Ca 2+ with carbonates and sulfates, which were present in the applied effluent.…”

“…Increments in Mg 2+ concentration due to the wastewater application were also observed by Sandri et al (2009). However, Kiziloglu et al (2008), Leal et al (2009a), and Varallo et al (2010) found no significant effect of wastewater irrigation on Mg 2+ content in soil.…”

“…In T1, despite receiving the same water as T4, the added Mg 2+ from the wastewater, usually present in low concentrations (Medeiros et al, 2007;Sandri et al, 2009;Leal et al, 2009a), was probably absorbed by the castor bean plants, since this nutrient is the 5 th most required nutrient for castor bean crop (Chiaradia et al, 2009). Supply water (T3) did not change the exchangeable magnesium neither calcium concentrations.…”

Efluente de esgoto doméstico tratado e reutilizado como fonte hídrica alternativa para a produção de cana-de-açúcar

“…Deon et al (2010) também observaram que o máximo potencial produtivo de 148,89 Mg ha -1 foi obtido com o maior tratamento de lâmina de efluente de esgoto doméstico tratado, referente a 200% da evapotranspiração da cultura. Leal et al (2009) observaram, trabalhando com a cana-deaçúcar irrigada com efluente de esgoto doméstico tratado nos níveis de irrigação correspondentes a 100, 125, 150 e 200% da demanda hídrica da cultura, uma produtividade máxima de 247 Mg ha -1 , com a lâmina de água equivalente a 100% da reposição hídrica sendo esta a mais recomendada pelos referidos autores visando ao manejo da irrigação da cultura. Este valor de produtividade de colmos se aproxima do observado no presente trabalho, de 257,7 Mg ha -1 , obtido com 100% da ECA, para irrigação com efluente de esgoto doméstico tratado.…”

Normas preliminares DRIS desarrolladas para caña de azúcar a partir de un bajo número de muestras

“…Al respecto, se puede citar a Merhaut (2007), quien menciona que las defi ciencias de Mg pueden estar asociadas por sus relaciones antagónicas con el Na, así como con otros nutrientes. No obstante, para el cultivo de la caña de azúcar, Leal et al (2009) aplicaron aguas residuales con excesos de Ca y Na y no lograron reportar efectos defi nidos para ambos nutrientes.…”