Carbon and nitrogen cycling in a tropical Brazilian soil cropped with sugarcane and irrigated with wastewater

Carbon (C) and nitrogen (N) dynamics in agro-systems can be altered as a consequence of treated sewage effluent (TSE) irrigation. The present study evaluated the effects of TSE irrigation over 16 months on N concentrations in sugarcane (leaves, stalks and juice), total soil carbon (TC), total soil nitrogen (TN), NO(3)(-)-N in soil and nitrate (NO(3)(-)) and dissolved organic carbon (DOC) in soil solution. The soil was classified as an Oxisol and samplings were carried out during the first productive crop cycle, from February 2005 (before planting) to September 2006 (after sugarcane harvest and 16 months of TSE irrigation). The experiment was arranged in a complete block design with five treatments and four replicates. Irrigated plots received 50% of the recommended mineral N fertilization and 100% (T100), 125% (T125), 150% (T150) and 200% (T200) of crop water demand. No mineral N and irrigation were applied to the control plots. TSE irrigation enhanced sugarcane yield but resulted in total-N inputs(804-1622 kg N ha(-1)) greater than exported N (463-597 kg N ha(-1)). Hence, throughout the irrigation period, high NO(3)(-) concentrations (up to 388 mg L(-1) at T200) and DOC (up to 142 mg L(-1) at T100) were measured in soil solution below the root zone, indicating the potential of groundwater contamination. TSE irrigation did not change soil TC and TN. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Microbial Metabolic Potential Affected by Surplus Wastewater Irrigation in Tropical Soil Cultivated with Tifton 85 Bermuda Grass (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst)

Agricultural reuse of treated sewage effluent (TSE) is an environmental and economic practice; however, little is known about its effects on the characteristics and microbial function in tropical soils. The effect of surplus irrigation of a pasture with TSE, in a period of 18 months, was investigated, considering the effect of 0% surplus irrigation with TSE as a control. In addition, the experiment consisted of three surplus treatments (25%, 50%, and 100% excess) and a nonirrigated pasture area (SE) to compare the soil microbial community level physiological profiles, using the Biolog method. The TSE application increased the average substrate consumption of the soil microbial community, based on the kinetic parameters of the average well color development curve fitting. There were no significant differences between the levels of surplus irrigation treatments. Surplus TSE pasture irrigation caused minor increases in the physiological status of the soil microbial community but no detectable damage to the pasture or soil.

Sodicity and salinity in a Brazilian Oxisol cultivated with sugarcane irrigated with wastewater

Changes in soil sodicity-salinity parameters are one of the most characteristic alterations after treated sewage effluent (TSE) irrigation in agro-systems. Considering the importance of these parameters for agricultural management, as well as the economical value of sugarcane for Brazil, the present study aimed at evaluating effects on soil sodicity and salinity under tropical conditions over 16 months of TSE irrigation in a sugarcane plantation at Lins, Sao Paulo State, Brazil. Soil samplings were carried out in February 2005 (before planting), December 2005 (after 8 months of TSE irrigation) and September 2006 (after 16 months of TSE irrigation) following a complete block design with four treatments and four replicates. Treatments consisted of. (i) control, without TSE irrigation; (ii) T100, T150 and T200, with TSE irrigation supplying 100% (0% surplus, total of 2524 mm), 150% (50% surplus, total of 3832 mm) and 200% (100% surplus, total of 5092 mm) of crop water demand, respectively. Compared to initial soil conditions, at the end of the experiment increases of exchangeable sodium (from 2.4 to 5.9 mmol(c) kg(-1)), exchangeable sodium percentage (ESP) (from 8 to 18%), soluble Na (from 1.4 to 4.7 mmol L(-1)) and sodium adsorption ratio (SAR) of soil solution (from 3.6 to 12.6 (mmol were found in the soil profile (0-100 cm) as an average for the irrigated plots due to high SAR of TSE. Associated with the increments were mostly significant increases in clay dispersion rates at depths 0-10, 10-20 and 20-40 cm. Electrical conductivity (EC) of soil solution increased during the TSE irrigation period whereas at the end of the experiment, after short term discontinuation of irrigation and harvest, EC in the topsoil (0-10 and 10-20 cm) decreased compared to the previous samplings. Moreover, despite increasing sodicity over time mainly insignificant differences within the different irrigated treatments were found in December 2005 and September 2006. This suggests that independent of varying irrigation amounts the increasing soil sodicity over time were rather caused by the continuous use of TSE than by its quantity applied. Moreover, also plant productivity showed no significant differences within the TSE irrigated plots. The study indicates that monitoring as well as remediation of soil after TSE irrigation is required for a sustainable TSE use in order to maintain agricultural quality parameters. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Atributos físicos e químicos de substratos compostos por biossólidos e casca de arroz carbonizada

O objetivo deste trabalho foi estudar os atributos físicos e químicos de substratos com diferentes doses de biossólido (BIO) e de casca de arroz carbonizada (CAC), com vistas em obter um meio de crescimento adequado para o desenvolvimento de mudas. Desta forma, utilizando biossólido proveniente da SABESP, estação de Franca (SP), estabeleceu-se um ensaio com os seguintes tratamentos (proporções BIO/CAC): 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70, 20/80, 10/90 e 0/100, os quais foram comparados ao substrato comercial Multiplant®. Foram realizadas análises para determinação dos atributos físicos, como: densidade aparente do substrato, macro e microporosidade, porosidade total, capacidade máxima de retenção de água, e dos atributos químicos dos substratos, como: teores totais de macro e micronutrientes, pH, relação C/N e condutividade elétrica. Com a elevação da dose de BIO no substrato houve aumento da densidade e do percentual de microporos e, conseqüentemente, da capacidade de retenção de água. O BIO apresentou teores razoáveis de nutrientes com destaque para N e P, mas baixos teores de K. Não foram detectados teores de metais pesados superiores aos limites estabelecidos pela Legislação Brasileira no biossólido usado. Comparando-se os valores considerados adequados para o desenvolvimento de mudas encontrados na literatura com os obtidos neste trabalho, encaixaram-se na faixa adequada os substratos cujas doses de biossólido variaram de 30 a 60 %. Nenhum substrato testado, incluindo o do tratamento com substrato comercial, apresentou valores ideais em todas as propriedades estudadas.

Efeitos da aplicação de efluente de tratamento de esgoto na fertilidade do solo e produtividade de pepino sob irrigação subsuperficial

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar técnicas para a aplicação de águas residuárias na agricultura, proporcionando melhor reutilização de água, recurso natural atualmente escasso e muito mal disponibilizado. Utilizou-se da cultura de pepino (Cucumis sativus L.) em estufa, com oito parcelas irrigadas com efluentes de tratamento de esgoto residencial e oito parcelas irrigadas com água tratada e distribuída pela SABESP (tratamento-testemunha), ambas abastecidas por sistema de irrigação subsuperficial, avaliando-se a produção média por planta, a fertilidade do solo e a disposição de nutrientes na água do solo. Nas análises do solo, verificaram-se maiores teores de P, K e CTC no solo irrigado com efluentes. Nesse mesmo tratamento, constataram-se os maiores teores de N, nitrato, Ca, Mg, Zn e S para as análises da água retida na matriz do solo. Quanto à produção total média por planta, as parcelas irrigadas com efluente apresentaram 2.769,6 g de matéria fresca, superior aos 1.968,6 g verificados no tratamento-testemunha, demonstrando a importância da utilização de efluente de esgoto para o fornecimento de nutrientes e aumento de produtividade.

Chlorophyceae das represas Billings (Braço Taquacetuba) e Guarapiranga, SP, Brasil

A biodiversidade de Chlorophyceae foi estudada em duas das maiores represas da Região Metropolitana da cidade de São Paulo, Billings e Guarapiranga, que fornecem água para o abastecimento de milhões de pessoas. As coletas bimensais foram realizadas durante o período de janeiro a dezembro de 2004, em uma estação localizada próximas à captação de água da Sabesp, em cada represa. As amostras foram filtradas com rede de plâncton de 20 µm de abertura de malha, preservadas em formol. Foram identificados, descritos e ilustrados 36 táxons de Chlorophyceae, distribuídos em duas ordens, dez famílias e 24 gêneros. O gênero Desmodesmus apresentou maior riqueza de espécies (quatro), seguido de Ankistrodesmus e Scenedesmus (três espécies cada). Dez táxons constituíram primeiras citações para as represas estudadas. Oito táxons ocorreram exclusivamente na represa Guarapiranga e três foram registrados exclusivamente na represa Billings, sendo que 70% das espécies foi comum aos dois reservatórios. A elevada riqueza de espécies de clorofíceas confirma o predomínio florístico desta classe em corpos de água tropicais e, geralmente, eutrofizados.

The matrix-tolerance hypothesis: an empirical test with frogs in the Atlantic Forest

The matrix-tolerance hypothesis suggests that the most abundant species in the inter-habitat matrix would be less vulnerable to their habitat fragmentation. This model was tested with leaf-litter frogs in the Atlantic Forest where the fragmentation process is older and more severe than in the Amazon, where the model was first developed. Frog abundance data from the agricultural matrix, forest fragments and continuous forest localities were used. We found an expected negative correlation between the abundance of frogs in the matrix and their vulnerability to fragmentation, however, results varied with fragment size and species traits. Smaller fragments exhibited stronger matrix-vulnerability correlation than intermediate fragments, while no significant relation was observed for large fragments. Moreover, some species that avoid the matrix were not sensitive to a decrease in the patch size, and the opposite was also true, indicating significant differences with that expected from the model. Most of the species that use the matrix were forest species with aquatic larvae development, but those species do not necessarily respond to fragmentation or fragment size, and thus affect more intensively the strengthen of the expected relationship. Therefore, the main relationship expected by the matrix-tolerance hypothesis was observed in the Atlantic Forest; however we noted that the prediction of this hypothesis can be substantially affected by the size of the fragments, and by species traits. We propose that matrix-tolerance model should be broadened to become a more effective model, including other patch characteristics, particularly fragment size, and individual species traits (e. g., reproductive mode and habitat preference).

Governança democrática dos recursos hídricos na região metropolitana de São Paulo : propostas a partir da experiência da região metropolitana de Buenos Aires

A Região Metropolitana de São Paulo está vivendo uma profunda crise de seus recursos hídricos, que expõe as fragilidades da atual governança, e nos convida a uma reflexão dos nós críticos que impedem um serviço mais eficiente. O presente trabalho aprofunda a governança, a gestão e a situação atual do saneamento, com base na experiência da Região Metropolitana de Buenos Aires, que vivenciou forte crise na cobertura de água e esgoto, além da contaminação das bacias. Em um processo de privatização que agravou a crise hídrica, a opção para a Grande Buenos Aires foi a reestatização e a busca por uma governança democrática, que envolve diversos entes federativos. O grande diferencial é a instituição de uma agência de planejamento, na qual o ente federal, provincial, Cidade de Buenos Aires e todos os municípios da região metropolitana, deliberam conjuntamente os projetos prioritários, vinculando a empresa prestadora do serviço. Ademais, a vivência da gestão da bacia Matanza Riachuelo apresenta governança colegiada pelos entes federativos e possui competência multidisciplinar, superando os entraves decorrentes dos arranjos governamentais e intergovernamentais para o enfrentamento da complexidade para gestão da bacia. Propõem-se, ao final, um plano de melhorias para a gestão dos recursos hídricos, com propostas de curto, médio e longo prazos. Como medida de curto prazo sugere-se a criação de uma Agência Metropolitana das Águas com o objetivo de planejar e implantar políticas públicas voltadas ao enfrentamento do problema hídrico, rompendo com o imobilismo dos entes federativos frente à crise hídrica, com órgão de deliberação colegiado, Municípios integrantes, Estado e sociedade civil na busca constante de soluções de interesse comum, cujas deliberações vinculariam a empresa fornecedora do serviço. Em médio prazo, recomenda-se discussão pública do modelo da empresa concessionária, além da revisão do planejamento e de ações de alocação de recursos feitos pela SABESP. Ao final, como medida de longo prazo, mister a elaboração de um Plano Diretor Metropolitano que cuide conjuntamente de medidas da captação, tratamento e cobertura de água e esgoto, e que promova a sustentabilidade socioambiental e integração dos municípios para melhor uso do espaço urbano. A adoção de uma governança democrática das águas na RMSP propiciará um cenário possível para as mudanças necessárias no âmbito da gestão dos recursos hídricos. A sociedade deve ser a grande responsável pelo destino da água, não devendo tão nobre missão ficar a cargo de quem tem interesse em transformá-la num bem de consumo privado.

O ministério público e o controle das políticas públicas para enfrentamento da crise hídrica na região metropolitana de São Paulo

O controle social das políticas públicas vem ao longo dos tempos aprimorando o debate democrático e colocando luz sobre um dos principais problemas contemporâneos que é a relação público-privada na administração pública. A crise hídrica que se instalou na Região Metropolitana de São Paulo reacendeu a necessidade de mais transparência e controle sobre as políticas públicas implementadas pelo Governo do Estado de São Paulo e pela SABESP no seu enfrentamento. É analisado o perfil institucional do Ministério Público, como órgão capaz de desempenhar este papel. Ao final são apresentados três casos nos quais o MP ingressou com ações civis públicas em face da SABESP e de outras agências estatais questionando judicialmente as políticas que estão sendo levadas à efeito em decorrência da falta de água.

Efeitos da aplicação de efluente de tratamento de esgoto na fertilidade do solo e produtividade de pepino sob irrigação subsuperficial

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar técnicas para a aplicação de águas residuárias na agricultura, proporcionando melhor reutilização de água, recurso natural atualmente escasso e muito mal disponibilizado. Utilizou-se da cultura de pepino (Cucumis sativus L.) em estufa, com oito parcelas irrigadas com efluentes de tratamento de esgoto residencial e oito parcelas irrigadas com água tratada e distribuída pela SABESP (tratamento-testemunha), ambas abastecidas por sistema de irrigação subsuperficial, avaliando-se a produção média por planta, a fertilidade do solo e a disposição de nutrientes na água do solo. Nas análises do solo, verificaram-se maiores teores de P, K e CTC no solo irrigado com efluentes. Nesse mesmo tratamento, constataram-se os maiores teores de N, nitrato, Ca, Mg, Zn e S para as análises da água retida na matriz do solo. Quanto à produção total média por planta, as parcelas irrigadas com efluente apresentaram 2.769,6 g de matéria fresca, superior aos 1.968,6 g verificados no tratamento-testemunha, demonstrando a importância da utilização de efluente de esgoto para o fornecimento de nutrientes e aumento de produtividade.

Atributos físicos e químicos de substratos compostos por biossólidos e casca de arroz carbonizada

O objetivo deste trabalho foi estudar os atributos físicos e químicos de substratos com diferentes doses de biossólido (BIO) e de casca de arroz carbonizada (CAC), com vistas em obter um meio de crescimento adequado para o desenvolvimento de mudas. Desta forma, utilizando biossólido proveniente da SABESP, estação de Franca (SP), estabeleceu-se um ensaio com os seguintes tratamentos (proporções BIO/CAC): 100/0, 90/10, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50, 40/60, 30/70, 20/80, 10/90 e 0/100, os quais foram comparados ao substrato comercial Multiplant®. Foram realizadas análises para determinação dos atributos físicos, como: densidade aparente do substrato, macro e microporosidade, porosidade total, capacidade máxima de retenção de água, e dos atributos químicos dos substratos, como: teores totais de macro e micronutrientes, pH, relação C/N e condutividade elétrica. Com a elevação da dose de BIO no substrato houve aumento da densidade e do percentual de microporos e, conseqüentemente, da capacidade de retenção de água. O BIO apresentou teores razoáveis de nutrientes com destaque para N e P, mas baixos teores de K. Não foram detectados teores de metais pesados superiores aos limites estabelecidos pela Legislação Brasileira no biossólido usado. Comparando-se os valores considerados adequados para o desenvolvimento de mudas encontrados na literatura com os obtidos neste trabalho, encaixaram-se na faixa adequada os substratos cujas doses de biossólido variaram de 30 a 60 %. Nenhum substrato testado, incluindo o do tratamento com substrato comercial, apresentou valores ideais em todas as propriedades estudadas.