Wastewater reuse in irrigation: short-term effect on soil carbon and nitrogen stocks in Brazilian semi-arid region

Abstract

O principal processo natural que se contrapõe ao Efeito Estufa é chamado de sequestro de carbono, um fenômeno que essencialmente busca estabelecer um equilíbrio dinâmico entre a emissão dos gases do efeito estufa (GEE) a partir da imobilização de seus elementos, especialmente do C e N. O presente trabalho teve como objetivo principal avaliar os estoques de C e N em solo da região semiárida do Brasil submetido a irrigação com água residual tratada de esgoto doméstico. Para isso, o estoque de carbono e nitrogênio do solo soram comparados para quatro diferentes usos: caatinga nativa aberta (ONC); irrigação com água residual tratada (TSEI); irrigação com água superficial (SWI); e agricultura de sequeiro (TRA). A hipótese levantada na pesquisa foi de que o reuso de efluentes tratados na agricultura, além de ser uma alternativa que pode mitigar a problemática de escassez hídrica da região semiárida, também é capaz de influenciar a capacidade de estocar C e N no solo devido a sua carga orgânica. Os resultados indicaram que entre os diferentes usos de solos avaliados, os estoques de C e N no solo foi maior na ONC diminuindo com o uso do solo para a agricultura. O maior acúmulo de C e N na caatinga deve-se a presença de serrapilheira, não sendo detectado, no presente estudo, influência da irrigação com efluente de esgoto tratado. Conclui-se que o aporte de resíduos de vegetação na superfície do solo vem a ser o fator de maior contribuição para a estocagem de carbono e nitrogênio nos solos estudados. The main process that opposes the Greenhouse Effect is called “carbon sequestration”, a phenomenon that essentially seeks to establish a dynamic balance between greenhouse gas (GHG) emissions from the immobilization of its elements, especially C and N. This work evaluated the stocks of carbon and nitrogen in soils of the Brazilian semi-arid submitted to irrigation with treated wastewater from domestic sewage. For this purpose, the carbon and nitrogen stocks in the soil of the semi-arid region of Brazil were compared for four different uses: Open Native Caatinga (ONC); Treated Wastewater Effluent Irrigation (TSEI); Surface Water Irrigation (SWI); and Traditional Rainfed Agriculture (TRA). The hypothesis considered in this research was that the application of treated effluents in agriculture, besides being an alternative that can mitigate the problem of water scarcity of the semiarid region, is also capable of influencing the storage capacity of C and N in the soil, due to its organic load. The results indicate that among the different land uses evaluated, soil C and N stocks were highest in ONC, and decreased with the agricultural land use. The greatest accumulation of C and N in Caatinga is due to the presence of forest litter, and the influence of irrigation with treated sewage effluent was not detected in the present study. It can be concluded that the contribution of vegetation residues to the soil surface is the main factor contributing to C and N storage.