Efeito da fertirrigação com efluente de esgoto doméstico no desempenho de gotejadores autocompensantes

Palavras-chave: Desempenho de gotejadores, Irrigação por gotejamento, Obstrução de gotejadores, Reúso de efluentes

Resumo

A irrigação por gotejamento é o método confiável e eficiente para a aplicação de efluente de esgoto doméstico (EED) na fertirrigação agrícola, no entanto a sua maior fragilidade é a suscetibilidade à obstrução dos gotejadores. Objetivou-se nesta pesquisa avaliar o comportamento de gotejadores autocompensantes aplicando EED tratado em filtros anaeróbios. O experimento foi conduzido em dois sistemas de cultivo, nomeadamente, sistema de cultivo convencional (SCC) e vertical (SCV), e a irrigação realizada com água de diferentes qualidades (tratamentos): T1 - irrigação com 100% de efluente tratado (EFT); T2 - irrigação com 100% de água de abastecimento (AAB); e T3 - irrigação com 50% EFT e 50% AAB. A avaliação do efeito da qualidade da água de irrigação no desempenho dos gotejadores no SCC baseou-se no coeficiente de uniformidade de distribuição (CUD), coeficiente de uniformidade estatístico (CUE) e coeficiente de variação de fabricação (CVf), e para o SCV baseou-se no coeficiente de variação (Cv) da vazão. Os resultados obtidos indicam que os gotejadores de ambos os sistemas de cultivo apresentaram um excelente desempenho. Os valores de CUD e CUE foram superiores a 90%, portanto classificado como excelente; o CVf dos tratamentos T1 e T3 foram classificados como médio e o do T2 como excelente. O Cv da vazão em todos os tratamentos manteve-se abaixo de 7%, indicando que a qualidade da água de irrigação não alterou o padrão de operação dos gotejadores no SCV. Esses resultados permitem concluir que a irrigação com efluente esgoto tratado em filtros anaeróbios não afetou o desempenho dos gotejadores em ambos sistemas de cultivo, fato relacionado ao excelente desempenho apresentado pelo sistema de tratamento de EED aplicado nesta pesquisa.

Biografia do Autor

Valdemiro Pitoro, Universidade de Lurio, Faculdade de Ciências Agrárias
Mestrado em Agronomia (Irrigação e Drenagem), Departamento de Engenharia Rural e Socioeconomia, Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquita Filho" (Unesp), Docente permanente na Faculdade de Ciências Agrárias da Universidade de Lúrio (UniLúrio), Sanga, Niassa, Moçambique.
Rodrigo Sánchez Román, Universidade Estadual Paulista “Júlio Mesquita Filho”
Pós-doutorado, Gerenciamento de Bacias Hidrográficas, Departamento de Engenharia de Biossistemas, Docente permanente no Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola da Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquita Filho" (Unesp), Botucatu, São Paulo, Brasil.
João Queluz, Universidade Estadual Paulista “Júlio Mesquita Filho”
Doutorado em Agronomia (Irrigação e Drenagem), Departamento de Engenharia Rural e Socioeconomia, Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquita Filho" (Unesp), Botucatu, São Paulo, Brasil.
Kevim Ventura, Universidade Estadual Paulista "Julio Mesquita Filho"
Mestrado em Agronomia (Irrigação e Drenagem), Departamento de Engenharia Rural e Socioeconomia, Faculdade de Ciências Agronômicas da Universidade Estadual Paulista "Júlio Mesquita Filho" (Unesp), Botucatu, São Paulo, Brasil.

Referências

AHMAD, A.; KHAN, S. Water and Energy Scarcity for Agriculture: Is Irrigation Modernization the Answer? Irrigation and Drainage, v. 66, n. 1, p. 34-44, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1002/ird.2021

ARAÚJO, E. D.; SANTOS, S. R. dos; ALVES, P. F. S.; KONDO, M. K.; CARVALHO, A. J. de; FEITOSA, F. de M. Agronomic performance of common bean crops fertigated with treated sewage and mineral fertilizer TT - Desempenho agronômico do feijoeiro-comum fertigado com esgoto sanitário tratado e adubação mineral. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 24, n. 8, p. 520-527, 2020. Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-43662020000800520&lang=en%0Ahttp://www.scielo.br/pdf/rbeaa/v24n8/1807-1929-rbeaa-24-08-0520.pdf

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 13969: Tanques sépticos-Unidades de tratamento complementar e disposição final dos efluentes líquidos-Projeto, construção e operação. p. 60, 1997. Disponível em: http://acquasana.com.br/legislacao/nbr_13969.pdf.

AYERS, R. S.; WESTCOT, D. W. Water Quality for Agriculture. [S. l.]: Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, 1985. v. 29.

BALKHAIR, K. S. Microbial contamination of vegetable crop and soil profile in arid regions under controlled application of domestic wastewater. Saudi journal of biological sciences, v. 23, n. 1, p. S83-S92, 2016.

BATISTA, R. O.; SILVA, K. B.; SILVA JÚNIOR, M. J.; DOS SANTOS, D. B.; CUNHA, R. R. Performance of drip emitters for different pressures and application of cashew nuts wastewater. DYNA (Colombia), v. 85, n. 204, p. 38-43, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.15446/dyna.v85n204.64322.

BATISTA, R. O.; MATOS, A. T.; CUNHA, F. F. da; LO MONACO, P. A.; SANTOS, D. B. dos; FRANÇA, F.; LO MONACO, P. A.; SANTOS, D. B. dos. Hydraulic performance of drip irrigation subunits using wastewater from coffee fruit processing. Water Resources and Irrigation Management, v. 1, n. 1, p. 1-6, 2012. Disponível em: http://www.ufrb.edu.br/wrim/images/wrim-1-1-2012/WRIM.pdf_P.1-6.pdf.

BATISTA, R. O.; OLIVEIRA, R. A.; SANTOS, D. B. dos; OLIVEIRA, A. de F. M.; AZEVEDO, C. A. V. de; MEDEIROS, S. S. Obstrução e uniformidade de aplicação em sistemas de irrigação por gotejamento aplicando-se efluente da suinocultura. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 17, n. 7, p. 698-705, 2013. Disponível em: https://doi.org/10.1590/S1415-43662013000700002.

BRALTS, V. F. Field performance and evaluation. In: Developments in agricultural engineering, v. 9. p. 216-240. E-book. Disponível em: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-42615-4.50014-X.

CAPRA, A.; SCICOLONE, B. Water quality and distribution uniformity in Drip. Trickle Irrigation Systems. Journal of Agricultural Engineering Research, v. 70, p. 355-365, 1998.

CAPRA, A.; SCICOLONE, B. Emitter and filter tests for wastewater reuse by drip irrigation. Agricultural Water Management, v. 68, n. 2, p. 135-149, 2004. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2004.03.005.

CHAUHAN, J. S.; KUMAR, S. Wastewater ferti-irrigation: an eco-technology for sustainable agriculture. Sustainable Water Resources Management, v. 6, n. 3, p. 1-11, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s40899-020-00389-5.

CHERFOUH, R.; LUCAS, Y.; DERRIDJ, A.; MERDY, P. Long-term, low technicality sewage sludge amendment and irrigation with treated wastewater under Mediterranean climate: impact on agronomical soil quality. Environmental Science and Pollution Research, v. 25, n. 35, p. 35571-35581, 2018a. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s11356-018-3463-3.

CHERFOUH, R.; LUCAS, Y.; DERRIDJ, A.; MERDY, P. Long-term, low technicality sewage sludge amendment and irrigation with treated wastewater under Mediterranean climate: impact on agronomical soil quality. Environmental Science and Pollution Research, v. 25, n. 35, p. 35571-35581, 2018b. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s11356-018-3463-3.

CHOJNACKA, K.; WITEK-KROWIAK, A.; MOUSTAKAS, K.; SKRZYPCZAK, D.; MIKULA, K.; LOIZIDOU, M. A transition from conventional irrigation to fertigation with reclaimed wastewater: Prospects and challenges. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 130, p. 109959, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109959.

COSTA, D. D. O.; MARQUES VALE, H. S.; BATISTA, R. O.; MOURA DA SILVA, P. C.; LEMOS FILHO, L. C. D. A.; DOS SANTOS, D. B. Susceptibility of clogging of drippers when domestic home residual water is applied. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 12, n. 4, p. 1251-1266, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.17765/2176-9168.2019v12n4p1251-1266.

CUNHA, M. E. da; MARQUES, B. C. D.; BATISTA, R. O.; COSTA, A. G.; CUNHA, R. R. da; ANDRADE, A. T. S. de. Obstrução de Gotejadores Operando com Efluente de Laticínios Diluído. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, v. 11, n. 4, p. 1517-1527, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.7127/rbai.v11n400644.

DANTAS, D. C.; SILVA, E. F. F.; MÉLO, R. F.; DANTAS, M. S. M.; SILVA, G. F.; SILVA, M. M.; OTHERS. Desempenho de um sistema de irrigação por gotejamento utilizando efluente domésticos. IRRIGA, v. 1, n. 1, p. 179-189, 2014.

DEMIR, A. D.; SAHIN, U. Effects of different irrigation practices using treated wastewater on tomato yields, quality, water productivity, and soil and fruit mineral contents. Environmental Science and Pollution Research, v. 24, n. 32, p. 24856-24879, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s11356-017-0139-3.

ELAMIN, A. W. M.; ABD ELDAIAM, A. M.; ABDALLA, N. A.; HUSSAIN, M. E. Hydraulic performance of drip irrigation system under different emitter types, and operating pressures using treated wastewater at Khartoum state. International Journal of Development and Sustainability, v. 6, n. 9, p. 1086-1095, 2017.

FERNANDES, R. K. A.; BATISTA, R. O.; SILVA, S. K. C.; OLIVEIRA, J. F.; PAIVA, L. A. L. Vazão de gotejadores aplicando água residuária da castanha de caju. Irriga, v. 19, n. 4, p. 585-597, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.15809/irriga.2014v19n4p585.

FERREIRA, D. F. Sisvar: a Computer Analysis System To Fixed Effects Split Plot Type Designs. Revista Brasileira de Biometria, v. 37, n. 4, p. 529, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450.

FIA, R.; DE MATOS, A. T.; FIA, F. R. L. Sistemas biológicos conjugados para o tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro: II - Remoção de nutrientes e compostos fenólicos. Acta Scientiarum - Technology, v. 35, n. 3, p. 451-456, 2013. Disponível em: https://doi.org/10.4025/actascitechnol.v35i3.13628.

FISCHER FILHO, J. A. et al. Performance of drippers in two filtering systems using sewage treatment effluent. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 20, n. 6, p. 363-368, 2012. Disponível em: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v21n6p363-368.

INCROCCI, L.; MASSA, D.; PARDOSSI, A. New trends in the fertigation management of irrigated vegetable crops. Horticulturae, v. 3, n. 2, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.3390/horticulturae3020037.

JASIM, S. Y.; SATHTHASIVAM, J.; LOGANATHAN, K.; OGUNBIYI, O. O.; SARP, S. Reuse of Treated Sewage Effluent (TSE) in Qatar. Journal of Water Process Engineering, v. 11, p. 174-182, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2016.05.003.

JEONG, H.; SEONG, C.; JANG, T.; PARK, S. Classification of Wastewater Reuse for Agriculture: A Case Study in South Korea. Irrigation and Drainage, v. 65, p. 76-85, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1002/ird.2053.

JOS EACUTE, G. D. S.; JOAQUIM, J. C.; JOS EACUTE, M. R. da L.; JOS EACUTE, E. C. da S. Fertigation with domestic wastewater: Uses and implications. African Journal of Biotechnology, v. 15, n. 20, p. 806-815, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.5897/ajb2015.15115.

KANNAN, B.; JANANI, N.; THANGAMANI, S.; SELVAPERUMAL, A. Development and Evaluation of Low Cost Drip Filter. v. 39, n. 8, p. 87-94, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.9734/CJAST/2020/v39i830596.

KHALID, S.; SHAHID, M.; NATASHA, BIBI I.; SARWAR, T.; SHAH, A. H.; NIAZI, N. K. A review of environmental contamination and health risk assessment of wastewater use for crop irrigation with a focus on low and high-income countries. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 15, n. 5, p. 1-36, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.3390/ijerph15050895.

LAMM, F. R.; AYARS, J. E.; NAKAYAMA, F. S. Microirrigation for crop production: design, operation, and management. Amsterdam: Elsevier, 2006.

LIBUTTI, A.; GATTA, G.; GAGLIARDI, A.; VERGINE, P.; POLLICE, A.; BENEDUCE, L.; DISCIGLIO, G.; TARANTINO, E. Agro-industrial wastewater reuse for irrigation of a vegetable crop succession under Mediterranean conditions. Agricultural Water Management, v. 196, p. 1-14, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2017.10.015.

LIU, H.; HUANG, G. Laboratory experiment on drip emitter clogging with fresh water and treated sewage effluent. Agricultural Water Management, v. 96, n. 5, p. 745-756, 2009.

MACAN, N. P. F.; GOMES, T. M.; ROSSI, F.; TOMMASO, G. Desempenho da irrigação por gotejamento com o uso de efluente de laticínio tratado por processo biológico. Irriga, v. 22, n. 3, p. 575-590, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.15809/irriga.2017v22n3p575-590.

MALEKSAEIDI, H.; RANJBAR, S.; ESKANDARI, F.; JALALI, M.; KESHAVARZ, M. Vegetable farmers’ knowledge, attitude and drivers regarding untreated wastewater irrigation in developing countries: A case study in Iran. Journal of Cleaner Production, v. 202, p. 863-870, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.08.208.

MAROUELLI, W. Irrigação no cultivo de Brássicas. August, 2017.

MERRIAM, J. L.; KELLER, J. Farm irrigation system evaluation: a guide for management. Logan, Utah 84321, USA: Utah State University, 1978.

MIRANDA, E. P.; OLIVEIRA, E. V.; SILVA, J. L. B.; SILVA, M. G.; LAVOR, J. M. P.; GOMES, F. E. F. Eficiência de filtragem utilizando dois filtros artesanais de tela. IRRIGA, v. 1, n. 1, p. 133-144, 2012.

NAKAYAMA, F. S.; BUCKS, D. A. Water quality in drip/trickle irrigation: a review. Irrigation Science. [S. l.: s. n.]. Disponível em: https://doi.org/10.1007/BF00190522.

REZNIK, A.; FEINERMAN, E.; FINKELSHTAIN, I.; FISHER, F.; HUBER-LEE, A.; JOYCE, B.; KAN, I. Economic implications of agricultural reuse of treated wastewater in Israel: A statewide long-term perspective. Ecological Economics, v. 135, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2017.01.013.

SALGOT, M.; FOLCH, M.; UNIT, S. S. Wastewater treatment and water reuse. Current Opinion in Environmental Science & Health, v. 2, p. 64-74, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.coesh.2018.03.005.

SHAKIR, E.; ZAHRAW, Z.; AL-OBAIDY, A. H. M. J. Environmental and health risks associated with reuse of wastewater for irrigation. Egyptian Journal of Petroleum, v. 26, n. 1, p. 95-102, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ejpe.2016.01.003.

SILVA, K. B.; BATISTA, R. O.; COSTA LEITE COELHO, D.; DINIZ MARQUES, B. C.; DE OLIVEIRA MESQUITA, F.; DE OLIVEIRA CUNHA, J. L. Discharge of drippers with treated sanitary sludge and the prevention of clogging with enzymatic catalyzer. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, v. 12, n. 2, p. 679-699, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.17765/2176-9168.2019v12n2p679-699.

SINGH, D.; PATEL, N.; GADEDJISSO‐TOSSOU, A.; PATRA, S.; SINGH, N.; SINGH, P. K. Incidence of escherichia coli in vegetable crops and soil profile drip irrigated with primarily treated municipal wastewater in a semi‐arid peri urban area. Agriculture (Switzerland), v. 10, n. 7, p. 1-17, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.3390/agriculture10070291.

SOLÉ-TORRES, C.; PUIG-BARGUÉS, J.; DURAN-ROS, M.; ARBAT, G.; PUJOL, J.; CARTAGENA, F. R. De. Effect of different sand filter underdrain designs on emitter clogging using reclaimed effluents. Agricultural Water Management, v. 223, n. February, p. 105683, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2019.105683.

TONETTI, A. L.; CORAUCCI FILHO, B.; STEFANUTTI, R.; FIGUEIREDO, R. F. O emprego do filtro de areia no pós-tratamento de efluente de filtro anaeróbio. Sanare. Revista Técnica da Sanepar, Curitiba, v. 21, n. 21, p. 42-52, 2004. Disponível em: http://www.sanepar.com.br/sanepar/sanare/v21/art04.pdf.

URBANO, V. R.; MENDONÇA, T. G.; BASTOS, R. G.; SOUZA, C. F. Effects of treated wastewater irrigation on soil properties and lettuce yield. Agricultural Water Management, v. 181, p. 108-115, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.12.001.

US ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Guidelines for Water Reuse Development. [S. l.: s. n.]. Disponível em: https://doi.org/EPA16251R-921004.

VALE, H. S. M.; COSTA, D. D. O.; BATISTA, R. O.; COELHO, D. D. C. L.; FEITOSA, A. P. Hydraulic performance of drippers applying sanitary landfill leachate diluted in water. Revista Caatinga, v. 31, n. 4, p. 987-996, 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1590/1983-21252018V31N422RC.

VALE, H. S. M.; COSTA, D. O.; BATISTA, R. O.; DE OLIVEIRA, F. de A.; DE MEDEIROS, J. F.; COELHO, D. da C. L. Distribution uniformity in drip units applying dilutions of treated water produced by oil exploration. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 24, n. 6, p. 394-401, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v24n6p394-401.

VENTURA, K. M.; BISPO, R. D. C.; SANTOS, R. D. D. S.; DE SOUZA, M. H. C.; SÁNCHEZ-ROMÁN, R. M. Análise da uniformidade de aplicação em diferentes sistemas de cultivo com irrigação localizada. Irriga, v. 1, n. 1 Special Issue IRRIGA and INOVAGRI, p. 57-63, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.15809/irriga.2017v1n1p57-63.

VERGINE, P.; LONIGRO, A.; SALERNO, C.; RUBINO, P.; BERARDI, G.; POLLICE, A. Nutrient recovery and crop yield enhancement in irrigation with reclaimed wastewater: a case study. Urban Water Journal, v. 14, n. 3, p. 325-330, 2017. Disponível em: https://doi.org/10.1080/1573062X.2016.1141224.

WANG, Z.; LI, J.; LI, Y. Using reclaimed water for agricultural and landscape irrigation in China: a review. Irrigation and drainage, v. 66, n. 5, p. 672-686, 2017.

ZHOU, B.; LI, Y.; SONG, P.; ZHOU, Y.; YU, Y.; BRALTS, V. Anti ‑ clogging evaluation for drip irrigation emitters using reclaimed water. Irrigation Science, 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s00271-016-0530-8.

Publicado
2022-03-31