Mobility and distribution of whey solutions in soil columns / Mobilidade e distribição de solutos de soro de leite em colunas de solo

ABSTRACT

In Brazil's food industry, dairy production is one of the most important sectors, whose most relevant byproduct is whey. Due to the difficulties of reuse and environmental impacts caused when discarded as effluent in water bodies, an alternative for its final destination would be the application of this residue in the soil. The purpose of this study was to determine chemical changes and mobility and distribution of solutes in the soil after applications of whey rates, as well as to analyze the leachate collected after each application. The test was carried out in a laboratory, in PVC columns filled with soil. The treatments consisted of 2 x 2 samples of a typical dystrophic Red-Yellow Oxisol (Oxisol) and a typical dystrophic fluvic Inceptisol (Inceptisol), sampled in the layers 0- 20 and 20-40 cm. Each experimental unit consisted of 11 PVC rings (diameter of 6.6 cm, height of 7 cm). The columns were arranged in a randomized complete block design with five replications. Four whey rates were applied, corresponding to a soil pore volume of 0.2, at intervals of six days. The leachate was collected 24 and 120 hours after each application to measure pH, electrical conductivity (EC), chemical oxygen demand (COD), contents of total N, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca, and Mg. Six days after the last whey application, the columns were opened and the soil of each ring was analyzed for pH, EC, total N, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca, and Mg. The high electrolyte concentrations of whey resulted in a general increase in soil EC. The increase of N-NH4+ and N-NO3- in the soil was high due to mineralization. High concentrations of K, Na and Ca caused displacement of Mg from the exchange complex. It was concluded that from an environmental standpoint, whey soil application is a viable alternative, given that problems of salinization and leaching of undesirable elements are avoided by an adequate management.

RESUMO

Entre os setores da indústria alimentícia, o segmento de laticínios é um dos mais importantes do Brasil, sendo o soro de leite o seu maior subproduto. Devido às dificuldades de reaproveitamento e aos impactos ambientais causados, quando descartado como efluente em corpos de água, uma alternativa para a sua destinação final seria a aplicação desse resíduo no solo. Objetivou-se com este trabalho determinar alterações químicas e a mobilidade e distribuição de solutos no solo após aplicação fracionada de soro de leite, assim como a caracterização dos percolados recolhidos após cada aplicação. O ensaio, em laboratório, foi conduzido em colunas de PVC preenchidas com solo. Os tratamentos corresponderam a um fatorial 2 x 2, sendo amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (LVAd) e de um Cambissolo Flúvico Tb distrófico (CYbd), coletados em duas profundidades 0­20 e 20­40 cm. Cada unidade experimental foi constituída de 11 anéis de PVC, com 6,6 cm de diâmetro interno e 7 cm de altura. As colunas foram dispostas em um delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco repetições. Foram realizadas quatro aplicações de soro de leite, correspondentes a 0,2 volume de poros de solo, a cada intervalo de seis dias. O percolado foi recolhido após 24 e 120 horas de cada aplicação sendo realizadas as seguintes determinações pH, condutividade elétrica (CE), demanda química de oxigênio (DQO), teores de N total, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca e Mg. Após seis dias da última aplicação de soro de leite, as colunas foram desmontadas e o solo de cada anel analisado. As análises compreenderam pH em água, CE (15), N total, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca e Mg. As elevadas concentrações eletrolíticas do soro de leite provocaram aumento generalizado da CE no solo. Houve incremento maior do nitrogênio assimilável (N-NH4+ e N-NO3-) no solo em decorrência de processos de mineralização. Elevadas concentrações de K, Na e Ca causaram deslocamento de Mg do complexo de troca. Conclui-se que a aplicação de soro de leite no solo é uma alternativa viável do ponto de vista ambiental, desde que seja feito um correto manejo, a fim de evitar problemas de salinização e perdas por lixiviação de elementos indesejáveis.