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.

RESUMO

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 detalhada ao balanço entre o aporte de nutrientes via irrigação e as quantidades requeridas para a otimização da produtividade da cultura.