Effects of sludge water from a water treatment works on soil properties and the yield and elemental uptake of Brachiaria decumbens and lucerne (Medicago sativa)

  • S. Dube
  • P. Muchaonyerwa
  • F. Mapanda
  • J. Hughes
2018 - Agricultural Water Management
Palavras-chave: Alumínio, reutilização de águas residuais, irrigação, toxicidade do manganês, absorção de nutrientes
Termos de indexação: Toxicidade por alumínio, reúso de água, pH do solo, diluições de água, biomassa
 

Resumo

Este estudo avaliou os efeitos da irrigação com diferentes diluições de água de lodo, de uma estação de tratamento de água potável e água residuária à base de alumínio em Harare, Zimbábue, na produtividade e absorção de elementos por Brachiaria decumbens (braquiária) e Medicago sativa (alfafa), e nas propriedades de solos argilosos e franco-arenosos. A água de lodo foi caracterizada e diluída para 25%, 50% e 75% da concentração original com água da torneira. As diluições, juntamente com 100% de água de lodo e água da torneira, foram usadas para irrigar braquiária e alfafa em um experimento em vaso. O material da parte aérea das plantas foi colhido e analisado quanto à biomassa, nitrogênio total (N), fósforo (P), Ca, Mg, K, alumínio (Al), boro (B), ferro (Fe), manganês (Mn), cobre (Cu) e zinco (Zn). Os solos foram analisados quanto à distribuição do tamanho das partículas, carbono orgânico (apenas antes do uso), pH, acidez trocável e P, Fe, Mn, Cu e Zn extraíveis antes do uso e após a colheita. O aumento da concentração de água de lodo aumentou a produtividade e a absorção de nutrientes de ambas as culturas, sem acumular poluentes nos tecidos em níveis fitotóxicos em ambos os solos para a braquiária e no solo franco-arenoso para a alfafa. Os teores de Al e Fe nos tecidos não foram afetados pela concentração de água de lodo, mas estavam acima dos níveis máximos toleráveis. Um aumento na concentração de água de lodo aumentou o pH do solo no solo franco-arenoso mais do que no solo argiloso sob ambas as culturas. A água de lodo não diluída pode ser usada para irrigar braquiária, enquanto a diluição para 75% de sua concentração original é necessária para a alfafa, pelo menos a curto prazo, sem afetar negativamente o crescimento das plantas.

 

Abstract

This study assessed the effects of irrigation with different dilutions of sludge water, a wastewater from an aluminium-based drinking water treatment plant in Harare, Zimbabwe, on yield and elemental uptake of Brachiaria decumbens (brachiaria) and Medicago sativa (lucerne), and on properties of clay and sandy loam soils. The sludge water was characterised and diluted to 25%, 50% and 75% of the original concentration with tap water. The dilutions, together with 100% sludge water and tap water, were used to irrigate brachiaria and lucerne in a pot experiment. Shoot plant material was harvested and analysed for biomass, total nitrogen (N), phosphorus (P), Ca, Mg, K, aluminium (Al), boron (B), iron (Fe), manganese (Mn), copper (Cu) and zinc (Zn). Soils were analysed for particle size distribution, organic carbon, (before use only), pH, exchangeable acidity and extractable P, Fe, Mn, Cu and Zn before use and after harvesting. Increasing sludge water concentration increased yield and uptake of nutrients of both crops, without accumulating pollutants in the tissues to phytotoxic levels in both soils for brachiaria and in the sandy loam soil for lucerne. Tissue Al and Fe were not affected by sludge water concentration but were higher than maximum tolerable levels. An increase in sludge water concentration increased soil pH in the sandy loam soil more than in the clay under both crops. Undiluted sludge water may be used to irrigate brachiaria, while dilution to 75% of its original concentration is required for lucerne, at least in the short term, without negatively affecting plant growth.

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