Racionalização do uso de gesso mineral por meio de composto de resíduos sólidos urbanos enriquecido microbianamente para melhorar e recuperar o potencial de produtividade de solos alcalinos degradados

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11816 (2023) Citar este artigo

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A recuperação de solos alcalinos para aproveitar o seu potencial de produtividade é mais complexa devido à presença de excesso de iões de sódio, baixa condutividade hidráulica e taxa de infiltração, resultando num fraco crescimento das plantas e produtividade das culturas. A recuperação de solos sódicos utilizando melhoradores inorgânicos como gesso mineral ou fosfogesso está fora do alcance dos pequenos e marginais agricultores que possuem solos alcalinos devido aos seus preços de mercado mais elevados e à escassez de disponibilidade. A utilização conjunta de corretivos inorgânicos e orgânicos pode ser uma solução pragmática para melhorar as propriedades físico-químicas e biológicas do solo e sustentar a produtividade das culturas. O composto de resíduos sólidos municipais (RSU) disponível em quantidades abundantes, se for enriquecido com o eficiente consórcio microbiano halofílico e utilizado em conjunto com uma dose reduzida de gesso, pode ser uma abordagem económica para a recuperação sustentável de solos alcalinos e para aproveitar o seu potencial de produtividade. Portanto, um experimento de campo foi conduzido em um solo com alto teor alcalino (pH2 9,2 ± 0,10), condutividade elétrica (CE) 1,14 ± 0,12 dS m-1, porcentagem de sódio trocável 48 ± 2,50 e carbono orgânico (0,30%) foi conduzido durante 2018. –19 a 2020–21 para estudar o efeito combinado das alterações inorgânicas e orgânicas (composto de resíduos sólidos municipais enriquecido (EMSWC)) na melhoria de solos alcalinos e na manutenção da produtividade do sistema de cultivo de arroz e trigo. A aplicação de gesso a 25% GR + composto de RSU enriquecido a 10 t ha-1 (T6) apresentou melhora significativa nas propriedades físico-químicas e biológicas do solo em relação à aplicação exclusiva de orgânicos (T3 e T4), inorgânicos (T2) e controle ( T1). Uma melhoria significativa no estado de fertilidade do solo em termos de nitrogênio e micronutrientes disponíveis, bem como conteúdo de CO3, HCO3, Cl, Ca e Mg foi registrada com a aplicação combinada de corretivos orgânicos e inorgânicos do solo (T5 e T6) sobre a aplicação exclusiva de mineral gesso. O carbono da biomassa microbiana do solo (MBC), nitrogênio (MBN) e fósforo (MBP) melhoraram significativamente devido à aplicação de EMSWC com gesso em vez da aplicação apenas de gesso. A produtividade de grãos de arroz e trigo aumentou significativamente (P < 0,05) devido à aplicação de dose reduzida de gesso (25% GR) e EMSWC @ 10 t ha-1 (T6) com valores de 5,55 e 3,83 t ha-1, respectivamente durante o resto dos tratamentos. A análise económica do estudo durante três anos revelou que os tratamentos T6 e T5 proporcionaram o retorno líquido positivo mais elevado, ao passo que foi mais baixo no tratamento T1 e negativo no tratamento T2. A maior relação benefício-custo (B:C) foi obtida nos tratamentos T6 e T5, que foram significativamente maiores em comparação com os demais tratamentos.

Nas regiões áridas e semiáridas, a acumulação de sal nos solos é um factor importante na degradação dos solos e na redução da produtividade das culturas1. Quase 1 bilhão de hectares de solo apresentam algum grau de problema de salinização ou sodificação em todo o mundo2. A maioria desses solos apresenta baixo crescimento das plantas e disponibilidade de nutrientes devido à toxicidade iônica e desequilíbrio iônico, baixo potencial osmótico, umidade na rizosfera, condutividade da água extremamente baixa e baixa faixa de umidade disponível para as plantas3. A presença de carga de sal nesses solos também diminui as atividades microbianas, bem como a biomassa microbiana4,5. Na Índia, cerca de 6,73 milhões de hectares são terras afetadas pelo sal, incluindo salinidade [dominante em cloreto e sulfatos de Na, Ca e Mg, pH <8,5; condutividade elétrica (CE) > 4 dS m−1; taxa de adsorção de sódio (SAR) > 15], dos quais cerca de 3,77 milhões de ha são relatados como solo alcalino [dominante em carbonato, bicarbonato e silicatos de Na, pH > 8,5; porcentagem de sódio trocável (PSE) > 15 e CE < 4 dS m−1]6. A melhoria das terras alcalinas e o aproveitamento do seu potencial de produtividade são de grande importância. O gesso (CaSO4·2H2O) é geralmente utilizado como melhorador químico para a recuperação destes solos. Vários estudos relataram que não há melhoria nas propriedades físicas e biológicas do solo com o uso de corretivos químicos apenas por causa da baixa condutividade hidráulica7 e também sua disponibilidade reduzida no cenário atual devido aos seus usos não agrícolas e alto custo de recuperação, restringe produtos químicos recuperação. Alguns estudos foram conduzidos para investigar a eficácia de corretivos orgânicos, como esterco de fazenda (FYM) e lama prensada (um subproduto das usinas de açúcar) sozinhos e em conjunto com corretivos químicos para a melhoria de solos alcalinos e encontraram uma melhoria significativa em suas propriedades físicas, químicas e biológicas e na produtividade das culturas8,9.