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e f e i t o d o l o d o d e e s g o t o s o b r e f i t o p a t ó g é n o s v e i c u l a d o s p e l o s o l o

Wagner BettiolEmbrapa Meio Ambiente, CP 69; 13820-000 Jaguariúna, SP. Bolsista do

CNPq. E-mail: [email protected]

Idalmir dos SantosUniversidade Tecnológica Federal do Paraná, CP 571; 85503-390, Pato

Branco, PR

RESUMO

Para melhorar as condições de saúde pública no Brasil e reduzir o passível ambiental relacionado à poluição dos corpos hídricos, há necessidade de se realizar a coleta e o tratamento do esgoto, processo no qual é gerado o lodo de esgoto, havendo necessidade de uma adequada disposição final desse resíduo. Entre as alternativas de disposição, a para fins agrícolas e florestais é a que apresenta a maior viabilidade econômica, pois o lodo é rico em carbono e em macro e micronutrientes para as plantas, podendo ser utilizado como condicionador de solo e ou fertilizante. Entretanto, o uso do lodo de esgoto como fertilizante altera as propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos. Assim, os estudos sobre os efeitos do uso do lodo de esgoto na agricultura devem fornecer informações sobre as alterações nessas características, pois elas exercem um papel fundamental na vida do solo e sobre o funcionamento do agroecossistema. O lodo apresenta em sua composição contaminantes como: metais pesados, compostos orgânicos persistentes e organismos patogênicos ao homem; atributos que devem ser olhados com muito cuidado para a sua aplicação em solos agrícolas. Quando o lodo é aplicado no solo, ele causa alterações na estrutura e funcionamento do agroecossistema, sendo a comunidade microbiana um dos mais sensíveis podendo ser utilizados como indicador de qualidade de solo. Nesta revisão são discutidas as características do lodo de esgoto, os benefícios do seu uso agrícola, os contaminantes do lodo, os efeitos do lodo sobre doenças de plantas e em especial as doenças causadas por fungos habitantes do solo. Também são discutidas as doenças causadas por nematóides e por bactérias. Além desses aspectos, são abordados os mecanismos pelos quais o lodo de esgoto interfere na ocorrência de doenças e a transmissão de fitopatógénos diretamente pelo lodo.

RAPP - Volume 16, 2008

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SUMMARY

EFFECT OF SEWAGE SLUDGE ON SOILBORNE PLANT PATHOGENS

During the last decades, sewage started to be treated in municipal sewage treatment facilities to reduce the environmental passive related to the pollution of rivers, resulting in the production of a sludge rich in organic matter and nutrients, called sewage sludge, which needs proper final disposition. Among the several available altematives for disposition of sewage sludge, the most convenient is using it in agriculture and forest; since the sludge is rich in nutrients and carbon content, its application as a soil conditioner and/or fertijizer is widely recommended. However, using sewage sludge as a fertilizer changes the physical, chemical and biological properties of the soils. Therefore, studies on the use of sewage sludge in agriculture must provide knowledge conceming what takes place with respect to these characteristics, since each of them plays a fundamental role in soil life and in the way the agroecosystem functions. However, sewage sludge also contains contaminants, such as heavy metais, organic compounds and human pathogens, which should be considered when it is utilized in agricultural soils. When sewage sludge is applied to soil, it causes alterations in the structure and functioning of the agroecosystem; one of the most sensitive components is the microbial community, which can be used as an indicator for changes in soil quality. In this review it is discussed the sewage sludge characteristics; the benefits of its agricultural use; the contaminants of sewage sludge; the effects of sewage sludge on plant diseases, and especially in soil-bome plant diseases. Plant diseases caused by nematodes and bactéria are also discussed; as well as the mechanisms by sewage sludge interferes in the occurrence and severity of diseases and the direct dispersai of plant pathogen for sewage sludge.

INTRODUÇÃO

A crescente demanda da sociedade pela manutenção e melhoria das condições ambientais exige das autoridades e das empresas públicas e privadas, atividades capazes de compatibilizar o desenvolvimento às limitações da exploração dos recursos naturais. Dentre os recursos, os hídricos, que até a geração passada eram considerados fartos, tornaram-se limitantes e comprometidos, em virtude da alta poluição em algumas regiões, necessitando, portanto, de rápida recuperação. Nessas condições, há que se


tratarem os esgotos urbanos que são hoje os principais poluidores dos mananciais. No entanto, o tratamento dos esgotos, nas Estações de Tratamento de Esgoto - ETE's, gera um lodo rico em carbono (matéria orgânica) e nutrientes, denominado lodo de esgoto, cuja adequada disposição final no ambiente deve ser preocupação já no planejamento das ETEs. Entretanto, diversos projetos de tratamento de esgotos não contemplam o destino final do lodo produzido e com isso anulam-se parcialmente os benefícios da coleta e do tratamento dos efluentes. Assim, toma-se necessárioo desenvolvimento de alternativas seguras e factíveis para que esse resíduo não se transforme em novo problema ambiental. Nos livros “Impacto ambiental do uso agrícola do lodo de esgoto” e “Lodo de esgoto: impactos ambientais na agricultura”, editados por Bettiol & Camargo (2000/2006), pode ser encontrada uma extensa discussão sobre os impactos ambientais do uso agrícola do lodo de esgoto.

As alternativas mais usuais para o aproveitamento ou disposição final do lodo de esgoto são: disposição em aterro sanitário (aterro exclusivo e co-disposição com resíduos sólidos urbanos); reuso industrial (produção de agregado leve, fabricação de tijolos e cerâmica e produção de cimento); incineração (incineração exclusiva e co-incineração com resíduos sólidos urbanos); conversão em óleo combustível; recuperação de solos (recuperação de áreas degradadas e de mineração); “landfarming” e uso agrícola e florestal (aplicação direta no solo, compostagem, fertilizante e solo sintético). Entre as diversas alternativas existentes para a disposição final do lodo de esgoto, aquela para fins agrícolas e florestais apresenta-se como uma das mais convenientes, pois, como o lodo é rico em carbono e em macro e micronutrientes para as plantas, é recomendada a sua aplicação como condicionador de solo e ou fertilizante. Entretanto, o lodo de esgoto apresenta em sua composição diversos poluentes como: metais pesados, compostos orgânicos persistentes e organismos patogênicos ao homem; atributos que devem ser olhados com muito cuidado (Bettiol & Camargo, 2006).

A prática de uso do solo como meio de disposição do lodo é comum em muitos países, sendo que na Noruega, França, Suíça, USA e Itália, aproximadamente 58, 58, 45, 41 e 33% do lodo gerado é aplicado em solo agrícola. No Brasil, não é difundida a experiência de incorporar lodo de esgoto aos solos, porque ainda são poucas as cidades dotadas de estações de tratamento de esgotos. Apesar dessa situação, diversos municípios brasileiros estão coletando e tratando adequadamente os esgotos e, por conseguinte gerando lodo e alguns desses trabalhando para dispor o lodo gerado na agricultura.

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CARACTERÍSITICAS DO LODO DE ESGOTO

O lodo de esgoto apresenta uma composição muito variável, poj,, depende da origem do esgoto, bem como do processo de tratamento e do seu caráter sazonal. Entretanto, pode-se afirmar que além de carbono, praticamente todos os macro e micronutrientes, diversos metais pesados e compostos orgânicos persistentes fazem parte de sua composição. Na Tabela1 pode-se observar as variações da composição de Iodos de esgoto gerados em Estações de Tratamento de Esgoto (Bettiol & Camargo, 2007; Silva et ai, 2000; Bettiol, 2004; Fernandes et al., 2004 e Andreoli, 1999). Assim, tanto as respostas agronômicas, quanto os impactos ambientais, dependerão da composição dos Iodos.

BENEFÍCIOS DO USO AGRÍCOLA DO LODO DE ESGOTO

A utilização do lodo em solos agrícolas tem como principais benefícios, a incorporação de carbono, dos macronutrientes - nitrogênio e fósforo-, e dos micronutrientes - zinco, cobre, ferro, manganês e molibdênio. No entanto, é preciso conhecimento de sua composição para se calcular as quantidades adequadas a serem incorporadas, sem correr o risco de toxicidade às plantas, aos animais e ao homem, como também não poluir o ambiente. Além disso, há necessidade de se considerar que o lodo de esgoto não possui uma fórmula balanceada de nutrientes e cuidados adicionais precisam ser tomados para não causar desequilíbrio nutricional e conseqüentemente beneficiar a ocorrência de doenças, como por exemplo, com a deficiência de potássio.

Sob o ponto de vista ambiental, a reciclagem agrícola do lodo de esgoto é a alternativa de menor impacto para a sua disposição final, propiciando também economia de energia e reservas naturais. Além do ponto de vista ambiental e econômico, a utilização do lodo de esgoto na agricultura é vantajosa, devido à importância do mesmo, como fonte de carbono, macro e micro nutrientes, conferindo ao solo maior capacidade de retenção de água, maior resistência à erosão, redução no uso de fertilizantes minerais, efeito residual utilizável para culturas subseqüentes e possivelmente, indução à supressividade dos solos aos fitopatógenos.

Estudos existentes recomendam o uso agrícola do lodo de esgoto, tanto para as estações de tratamento localizadas nas regiões metropolitanas, como para as estações de tratamento no interior dos estados. De um modo geral, considerando a Resolução 375, de 29/08/2006 (CONAMA, 2006) e as normas P 4.230 da CETESB (CETESB. 1998) e a 40 CFR 503 da EPA

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f o e l a 1. Características químicas de seis lotes dos Iodos de esgotos das Estações de Tratamento de Esgoto de Franca (LF), de Barueri (LB) e de Jundiaí (LJ), localizadas no estado de São Paulo, de Curitiba (LC) e de Paranavaí (LP), localizadas no estado do Paraná e de Brasília (LBr), localizada no Distrito Federal._______________

AtributoUnidade

-LB* LF* LC** LP** LJ*** L15r****

Umidade % 71,2 82,7 76,2 87SólidosVoláteis

% 56,8 72,5 69

pH 6,4 5,4 5,9 6,1 5,5 5,8Carbonoorgânico

§ kg"1 293 382 321 201 226

Nitrogêniototal

g kg ' 42,1 68,2 49.1 22.2 21,2 53.5

Fósforo £ kg ' 26.9 12,9 3.7 0.95 4,5 17,5Potássio g kg’" 1 1 1,5 0.34 0,66 1,8Cálcio g kg"' 47,8 24.8 15,9 8.3 6.6 26,8

Enxofre g kg'1 17,1 15,7 11.1 6,2Sódio g kg"1 0,5 0.9 2,4

Magnésio g kg '1 4,5 2,2 6 3 1,3 4.1Arsênio mg kg'1 <1 <1 Nd

Alumínio mg kg"1 23283 23317 11465Cádmio mg kg'1 9,4 2,05 3 9,2 NdChumbo mg kg '1 348,9 140,5 123 60 136,4 Nd

Cobre i ü: h 953 240,9 325 114 547 186Cromo total mg kg'1 1297,2 1230,3 140 53 97,5 65

Mercúrio mg kg'1 <0,01 <0,01 1 1,8 Nd NdMolibdênio i .. <0,01 <0,01 Nd

Níquel mg kg'1 605,8 72,4 73 37 25,3 5Selênio mg kg"1 <0,01 <1Zinco mg kg '1 3372 1198 728 530 839 1060

Boro ■ 29,3 19,7 10,1 22

Manganês mg kg '1 418.9 232,5 425 143

Ferro mg kg '1 37990 24176 15728 20745(1) Determinados de acordo EPA SW-846-3051 (1986), no 1AC (Campinas, SP). ' Os

valores de concentração são dados com base na matéria seca. *Bettiol (2004) e Fernandes et al. (2004).**Andreoli (1999).***Análise realizada pelo IAC. ****Silva et al. (2000)


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(USEPA, 1996) os Iodos gerados no Brasil estão dentro dos níveis tolerados para ser utilizado na agricultura.

O efeito nutricional do lodo de esgoto nas plantas possui seu, estudos adiantados e está bem documentado na literatura nacional e internacional (Gushi et al., 1982; Bettiol et al., 1983; Berton et al., 1989. Dias, 1994; Silva, 1995; Andreoli, 1999; Bettiol & Camargo, 2000. Guimarães et al., 2000). O efeito nutricional do lodo de esgoto foi demonstrado para milho, aveia, soja, arroz, feijão, eucalipto, pinus, cana-de- açúcar (Bettiol et.al, 1983; Andreoli. 1999; Melo & Marques, 2000; Silva a al., 2000; Gonçalves et al., 2000;). No entanto, em relação ao efeito sobre outros aspectos, existe ainda uma carência de trabalhos e resultados que gerem um conhecimento mais aprofundado sobre o tema. Por ser rico em carbono, o lodo de esgoto poderá colaborar no controle de doenças de plantas, principalmente as ^causadas por patógenos veiculados pelo solo, que ocasionam tombamento e lesões de raízes e colo de plantas. Esse controle é atribuído ao lodo de esgoto, principalmente, pela capacidade do mesmo em ativar a microbiota do solo. Entretanto, há necessidade de se verificar se o lodo é realmente efetivo sobre os fitopatógenos, haja vista que existem informações na literatura de controle efetivo e de aumento de doenças (Mcllveen & Cole, 1977; Millner et al., 1982; Utkhede, 1984; Chen et el. 1987; Kuter et al., 1988; Chellemi et al., 1992; Craft & Nelson, 1996; Feriara et al., 1996; Kim et a i, 1997; Dissanayaque & Hoy, 1999; Bettiol, 2004; Ghini et al., 2007).

O lodo de esgoto por possuir alta concentração de carbono em sua composição tem a característica de alterar as propriedades físicas do solo (Macedo et al., 2006ab). Melo & Marques (2000) discutem os efeitos do lodo de esgoto sobre as propriedades físicas do solo, sendo observadas alterações na densidade do solo, formação de agregados e capacidade de retenção de água. Macedo et al. (2006a) verificaram que o lodo de esgoto incorporado ao solo com enxada rotativa age como cimentante, facilitando o surgimento de crosta e aumentando sua espessura, com conseqüente interferência negativa na germinação de sementes. Os autores discutem a possibilidade do polímero utilizado para desaguar o lodo ser o responsável por esse resultado.

CONSIDERAÇÕES SOBRE OS POLUENTES DO LODO DE ESGOTO

As vantagens da utilização do lodo de esgoto na agricultura são bastante evidentes. Apesar das vantagens, o lodo de esgoto apresenta em sua composição elementos tóxicos (metais pesados e compostos orgânicos persistentes) e organismos patogênicos ao homem (Mortvedt, 1996; Berton,

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,0 0 0 ; Soccol & Paulino, 2000; Silva et al., 2006). Dessa forma, há ^vessidade de se conhecerem os efeitos desses poluentes no solo, na água, nos organismos e na planta. Muitas questões ainda não foram respondidas pela pesquisa científica e esse é um fator ponderável a ser levado em consideração relativo ao seu uso na agricultura (Camargo, 2006). Assim, a sua incorporação nos solos agrícolas deve ser adequadamente planejada e monitorada. Por isso, em todos os países onde o lodo de esgoto é aplicado na agricultura, existem normas estabelecendo, entre outras, as concentrações máximas permitidas de metais pesados no lodo e o teor máximo acumulado no solo.

O lodo contém os metais pesados, normalmente, em concentrações superiores àquelas encontradas nos solos, mesmo considerando Iodos de origem domiciliar. Assim, a incorporação de Iodos a solos agrícolas deve ser adequadamente planejada e monitorada. Além do zinco, cobre, manganês, ferro, molibdênio e níquel, que são micronutrientes essenciais para as plantas, mas que em altas concentrações podem causar sérios problemas, o cádmio e o chumbo podem também aparecer em quantidades consideráveis, especialmente se os Iodos provêm de regiões industrializadas. Neste caso, há que se controlar e monitorar a aplicação porque, em especial, zinco, cobre e níquel, se presentes em teores elevados podem ser fítotóxicos, podendo até ser altamente prejudicial para os animais que se alimentem destas plantas, principalmente no caso do Cádmio (Bettiol & Camargo, 2006).

A mobilidade dos metais pesados depende muito da reação do solo, ou seja, se ele é mais ou menos ácido e, de maneira geral, aconselha-se que o pH seja mantido acima de 5,5, para evitar que esses metais, potencialmente tóxicos, sejam absorvidos pelas plantas ou fiquem disponíveis no ambiente em quantidades que apresentem risco. A medida que aumenta o tempo de contato do lodo com o solo, diminui o perigo das plantas absorverem os metais pesados em excesso porque estes são fortemente retidos pelos colóides do solo, embora essa afirmativa nem sempre possa ser generalizada. Berton (2 0 0 0 ) discute com detalhes os riscos de contaminação do agroecossistema com metais pesados.

No Brasil, o CONAMA (2006) regulamenta a disposição agrícola do lodo de esgoto. Também os estados de São Paulo, por meio da Norma P4230, da CETESB, e do Paraná, por meio do Instituto Ambiental do Paraná (IAP) estabelecem critérios e limites de poluentes no lodo e no solo para liberar a sua aplicação. O MAPA regulamenta o uso do lodo como fertilizante, proibindo, por exemplo, o seu uso em hortaliças. De uma forma geral, todas as normas existentes no Brasil e no mundo proíbem o uso do lodo de esgoto em hortaliças, culturas cuja parte comestível entra em contato com o solo, tubérculos e rizomas, pastagens e tabaco.



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O nitrogênio é um elemento essencial para o crescimento vegetal e para os seres vivos do solo. O uso adequado do lodo deve visar a eficiente utilização do nitrogênio, com um mínimo de perdas por percolaçgoJ volatilização, desnitrificação e arraste superficial. Com a decomposição do lodo adicionado ao solo, o nitrogênio orgânico é convertido em amônio ou nitrato. Os colóides do solo podem reter o amônio, mas o nitrato poderá ser lixiviado para fora da zona radicular, caso não seja absorvido pelas plantas e a condição hídrica permita, porque a capacidade dos solos em retê-lo é baixa. Por outro lado, em condições redutoras pode ocorrer a desnitrificação, processo pelo qual o nitrogênio na forma de nitrato é transformado em nitrogênio gasoso. Outra questão básica é o balanço do nitrogênio. A matéria orgânica do lodo aplicado ao solo sofre mineralização, liberando nitrogênio na forma amoniacal e nítrica que não são somados aos existentes antes da aplicação. Assim, a quantidade de lodo aplicada deve ser tal que a quantidade de nitrato ou amônio presente não exceda àquela que a planta vai consumir, pois o excesso ficaria em forma lixiviável que poderia alcançar e contaminar corpos de água subterrâneos. Talvez esse elemento seja um dos mais importantes para monitoramento nas áreas onde o lodo de esgoto é utilizado, na medida em que poderá contaminar o lençol freático (Bettiol & Camargo, 2006). Dynia et al. (2006) verificaram que aplicações anuais superiores às necessidades das plantas são responsáveis pela lixiviação de nitrato a mais de2 m de profundidade, em concentrações que poderão ser tóxicas se atingir o lençol freático.

É praticamente nulo o risco que o excesso de fósforo possa apresentar para as plantas porque dificilmente é constatada toxicidade por causa deste elemento e, por outro lado, os solos brasileiros, além de deficientes em fósforo, o retém com grande energia. Assim, a contaminação das águas subterrâneas por esse elemento é muito difícil. Entretanto, há que se ter precaução, pois o arraste do material sólido superficial por erosão levará consigo fósforo retido que, em certas situações, poderá ser liberado nos corpos de água superficiais para onde o material escorreu provocando, muitas vezes, intensa eutrofização (Bettiol & Camargo, 2006).

A decomposição do lodo de esgoto pode provocar a elevação da condutividade elétrica da solução do solo acima dos níveis aceitáveis para as plantas, em especial em regiões de baixa pluviosidade. Nas regiões de alta pluviosidade, os perigos são momentâneos, apenas enquanto as chuvas não arrastem os sais para fora da zona radicular. Dentre os sais provenientes da decomposição do lodo, os de sódio podem causar problemas, pois este elemento pode substituir o cálcio e o magnésio do complexo de troca, dispersando a argila, destruindo os agregados e a estrutura dos solos e reduzindo a permeabilidade e a infiltração da água (Bettiol & Camargo, 2006).


Os Iodos de esgoto contêm patógenos humanos como coliformes fecais, salmonela, vírus e helmintos (Soccol & Paulino, 2000), que são passíveis de serem reduzidos com tratamentos adequados. Entretanto, é importante o monitoramento da população desses organismos, tanto no lodo, como no solo.

Outro grupo de contaminantes que merece atenção é o dos compostos orgânicos persistentes. Entretanto, não existem estudos com esses contaminantes no Brasil, existindo apenas poucas análises (Tsutiya, 2000). Dessa forma, as normas brasileiras não estabelecem limites, mas apenas exigências de análises para aumentar o conhecimento sobre o tema.

EFEITO DO LODO DE ESGOTO EM DOENÇAS CAUSADAS POR FUNGOS HABITANTES DO SOLO

A utilização do lodo de esgoto para controle de doenças de plantas é um estudo ainda carente de resultados consistentes ao nível mundial e com um número de trabalhos ainda pequeno, principalmente, ao nível nacional. O mais comum é o relato de trabalhos sobre controle de doenças de plantas induzidas por patógeno veiculados pelo solo, com o uso de compostos orgânicos provenientes de várias fontes, sendo lodo de esgoto em número reduzido.

As primeiras citações envolvendo lodo de esgoto para controle de fitopatógénos surgiram por volta da década de 1950 por Davis & Engel (1951), Watson (1956) e Wells (1957) citados por Cook et al. (1964). Davis & Engel (1951) observaram redução de mancha marrom em Agrostis quando adubado com lodo ativado em comparação a um fertilizante contendo nitrogênio, fósforo e potássio. Wells (1957) reportou que azevém adubada com altas taxas de lodo ativado mostraram menores danos de Pythium do que quando adubada por outras fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico. Watson (1956) verificou que o lodo ativado aumentou a efetividade de acetato fenilmercúrio como tratamento preventivo para “snowmold”. Baseado nesses trabalhos iniciais, Cook et al. (1964) verificaram que parcelas tratadas com lodo de esgoto ativado mostraram reduções significativas na incidência de Sclerotinia homeocarpa.

Outro trabalho pioneiro foi o de Markland et al. (1969), citados por Liu (1995), os quais testaram vários fertilizantes nitrogenados e concluíram que os fertilizantes nitrogenados inorgânicos não reduziram significativamente Sclerotinia homeocarpa em Agrostis palustris, mas que a doença foi reduzida com aplicação de materiais compostados, como o lodo de esgoto.

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Desde o início dos trabalhos até os tempos atuais, a utilização do lodo de esgoto em gramados parece ser uma boa alternativa com dupl0 propósito, fertilização e controle de doença. 0 ’Neill (1982), citado por Nelson & Craft (1992), observou que lodo de esgoto compostado foi supressivo a mancha marrom em capim-do-prado. Nelson & Craft (1992) indicaram que aplicação de compostos de mistura de estercos de aves e de bovinos e de lodo de esgoto foram consistentemente supressivos à “dollar spot” em gramados de campo de golfe. Resultados positivos também foram conseguidos no controle de doenças em Agrostis palustris causadas por Pythium graminicola (Craft & Nelson, 1996). Neste caso, um composto de lodo de esgoto foi consistentemente supressivo aos sintomas foliares e à podridão de raiz a campo e, em experimentos de laboratório, tomou-se supressivo ao tombamento. A supressão das doenças teve uma forte relação com a alta atividade microbiana induzida pelo composto.

O gênero Sclerotinia é um bom exemplo de controle com o uso do lodo de esgoto, teritío gramados ou alface como hospedeiros. Lumsden et al. (1983) observaram uma redução significativa do mofo branco da alface causada por Sclerotinia minor. Em trabalho posterior, a incidência da mesma doença em alface foi reduzida significativamente por um período de quatro anos, sendo que o lodo de esgoto compostado foi adicionado ao solo nos dois primeiros anos com efeito residual por mais dois anos (Lumsden et al., 1986). Nos dois trabalhos a sobrevivência do patógeno não foi afetada pelo composto e sim, sua atividade.

Sucesso no controle do gênero Sclerotinia também foi alcançado por Millner et al. (1982) que utilizaram lodo de esgoto em experimentos em casa de vegetação e a campo, conseguindo reduzir o mofo branco em alface causada por Sclerotinia minor, por três estações de cultivo. No mesmo trabalho, em casa de vegetação, o lodo de esgoto misturado a 1 0 % no solo reduziu a podridão de raiz e o tombamento de feijão, de algodão e de rabanete, causados por Rhizoctonia solani\ a podridão de raiz em ervilha, causada por Aphanomyces euteiches; a podridão de raiz de pimenta, causada por Phytophthora capsici; e aumentou as doenças de ervilha, feijão e algodão causadas por Pythium ultimum e Thielaviopsis basicola; e não teve efeito sobre as doenças de ervilha e feijão causadas por Fusarium solani e Pythium aphanidermatum. Em condições de campo, somente após o segundo cultivo, o controle pelo composto de lodo de esgoto foi efetivo para o tombamento causado por Pythium e Rhizoctonia em ervilha, porém as mesmas doenças não foram controladas na cultura do algodão.

Uma equipe européia liderada por Termorshuizen (Termorshuizen et al., 2006) avaliou o efeito de 18 compostos orgânicos produzidos com resíduos em sete patossistemas. O composto obtido com lodo de esgoto e poda de jardins quando misturado ao solo (2 0 %v/v) suprimiu em 67,8%;


45,5%; 58,9%; 22,5%; 57% e 68,1% as doenças causadas por Rhizoctonia solani em couve-flor, Phytophthora nicotianae em tomate, Phytophthora cinnamomi em tremoço, Cylindrocladium spathiphylli em lírio da paz, Rhizoctonia solani em Pinus e Fusarium oxysporum em linho. Embora o composto contendo lodo de esgoto tenha se destacado entre os quatro compostos que obtiveram em média os maiores controles das doenças nos diferentes patossistemas, não controlou a doença causada por Verticillium dahliae em berinjela.

Por meio dos resultados obtidos nos trabalhos, pode-se afirmar que o efeito do lodo de esgoto é dependente da cultura, do patógeno em questão e do ambiente local. Este fato é ratificado pelo trabalho em que a adição de lodo de esgoto no solo causou um aumento na incidência da podridão do colo da macieira causada por Phytophthora cactorum (Utkhede, 1984). O autor concluiu que a porcentagem de plantas de maçã com podridão do colo foi positivamente correlacionada com a quantidade de nitrogênio aplicada e não foi relacionada com a sua origem orgânica ou inorgânica. Em outro trabalho com o gênero Phytophthora, Kim et al. (1997) realizaram testes em três campos, na Florida entre 1992 - 1995, para avaliar vários compostos orgânicos no controle das podridões da raiz e do colo causadas por Phytophthora capsici, em pimenta e verificaram que o lodo de esgoto, juntamente com cascas de madeira, não foi capaz de reduzir a população do patógeno, nem os sintomas da doença.

Mcllveen & Cole (1977) investigaram a influência de lodo de esgoto em taxas de 11, 22 e 44 t ha 'e esterco de bovino a 11 t ha 'na microbiota do solo de um campo de milho e na incidência de doenças. Áreas de parcelas não fertilizadas e fertilizadas quimicamente foram usadas para comparação. A incidência da podridão de Gibberela na espiga foi diretamente correlacionada com o aumento da aplicação de lodo. Houve também uma tendência no aumento da severidade da podridão da espiga nos tratamentos com lodo e esterco. Uma possível explicação para esses resultados foi a umidade prolongada nos cabelos da espiga do milho, proporcionada pelo maior desenvolvimento foliar da planta e o efeito da quantidade de N contido no lodo e no esterco. No mesmo trabalho, a incidência de acamamento foi reduzida com o aumento na quantidade de lodo aplicada.

Um fator dependente para o sucesso do controle de algumas doenças, particularmente induzidas por Pythium e Rhizoctonia, é o tempo transcorrido entre a incorporação do lodo de esgoto no solo e o plantio da cultura. Em experimento a campo, somente após o segundo cultivo o controle pelo composto foi efetivo para o tombamento causado por Pythium e Rhizoctonia em ervilha (Millner et al., 1982). Compostos preparados com lodo de esgoto foram inicialmente conducentes ao tombamento do pepino causado por Pythium e Rhizoctonia; e tornaram-se supressivos às doenças




após um período de incubação, sendo maior para Rhizoctonia (Kuter et al. 1988). Em experimentos de laboratório a supressividade ao tombamento em Agrostis palustris, causadas por Pythium graminicola, somente foi alcançada com o composto de lodo de esgoto mais envelhecido (Craft & Nelson, 1996). O maior tempo entre a adição do composto de lodo no solo e o plantio aumentou a supressão das doenças causadas por Pythium e Rhizoctonia (Lumsden et al., 1983). Esses autores, testando o lodo de esgoto em casa de vegetação contra podridão de raiz em ervilha (Aphanomyces); podridão da raiz do algodão, feijão e rabanete (Rhizoctonia); podridão da alface (Sclerotinia): murcha de fusarium em pepino, e podridão do colo em pimenta (Phytophthora), verificaram redução significativa destas doenças, por meio da adição de 10% do composto no solo. No entanto, tombamento em ervilha e feijão induzido por Pythium ; podridão da raiz de ervilha por Fusarium ; e podridão da raiz de feijão e algodão por Thielaviopsis não foram afetadas pelo composto.

Outro fator que mostrou interação com o efeito do lodo de esgoto no controle de doenças induzidas pelo gênero Pythium foi a temperatura. Ben-Yephet & Nelson (1999) estudaram a supressividade de compostos relacionados a diferentes temperaturas a damping-off de pré-emergência de pepino induzido por isolados de Pythium aphanidermatum, P. myriotylum e P. irregular e. O resultado do estudo mostrou que o composto de folhas foi supressivo nas concentrações igual ou acima de 80 mg cm' de areia, enquanto que o composto de lodo de esgoto foi supressivo nas concentrações igual ou acima de 40 mg cm'3. O composto de lodo foi supressivo a P. aphanidermatum em 20 e 24°C, enquanto que o CF foi supressivo em 28 e 32°. Ambos os compostos foram supressivos ao damping-off causado por P. irregulare em 20°C (85% de supressão para composto de lodo e 60% para composto de folhas) em 24°C (aproximadamente 60% de supressão para ambos os compostos) e para P. myriotylum em todas as temperaturas testadas. Em experimentos com ciclos variáveis de temperatura (32°C por 14h, dia e 22°C por lOh, noite) o composto de folhas foi supressivo ao damping-off causado por P. aphanidermatum (20% de supressão) e P. myriotilum (37%), porém o de lodo não foi supressivo. Com mistura dos dois compostos, foi observada uma interação negativa entre os dois compostos para a supressão de P. myriotylum e P. irregulare a 20°C e para P. irregulare a 24°C, porém não para P. aphanidermatum em qualquer uma das temperaturas testadas.

O fitopatógeno mais estudado em solos incorporados com lodo de esgoto é o Pythium, e na maioria das vezes, acompanhado por Rhizoctonia. Lewis et al. (1992), em parcelas a campo onde foi aplicado composto de lodo de esgoto nas concentrações de 7 a 10 1 ha ' 1 verificaram redução na incidência de tombamento de cultivares de ervilhas lisas e rugosas causado, principalmente, por R. solani e P. ultimum. Isso ocorreu nos plantios de


primavera, por dois anos, e nos plantios de outono, nos dois anos seguintes. Nos meses de verão, o estande de algodão foi melhorado em três dos quatro anos pelo composto. O efeito benéfico do composto no estande de ervilha e alaodão pode ser atribuído à indução de supressão nos solos pelo composto.

Efeito positivo do lodo de esgoto no controle de tombamento induzido por P. ultimum também foi conseguido em ensaio com plântulas de pepino (Chen et el., 1987). Substrato para produção de mudas, tratado com amostras de casca de madeira ou lodo de esgoto compostados, removidos da superfície de pilhas do composto, portanto com baixa temperatura, com quatro meses ou mais, foi supressivo ao tombamento de Pythium. Esses mesmos materiais, com amostras retiradas do centro das mesmas pilhas com alta temperatura (>60°C) foram conducentes à doença. A supressividade foi por componentes biológicos, pois foi eliminada com o calor (60 °C, 5 dias) e a incorporação de pequenos volumes ( 1 0 % v/v) de composto supressivo, no substrato conducente, restaurou essa característica. No meio supressivo a população de P. ultimum foi controlada.

No trabalho de Kuter et al. (1988), substratos preparados com compostos de lodo de esgoto, inicialmente foram conducentes ao tombamento causado por Pythium e Rhizoctonia, em pepino e rabanete, respectivamente. Após serem curtidos por quatro meses, quando temperaturas no centro das pilhas dos compostos foram < 60 °C, consistentemente suprimiram o tombamento por Pythium , mas não o de Rhizoctonia. Em adição, o armazenamento por um período de quatro semanas do substrato à base de composto de lodo, com quatro meses de estabilização, induziu a supressividade a ambas as doenças. Os autores também demonstraram que os níveis de supressividade, induzidos com a incorporação de 25% (v/v) de composto de lodo no substrato, foram adequados para evitar perdas nas plantas causadas por R. solani ou Pythium spp. em casa de vegetação e viveiros acima de cinco meses e dois anos, respectivamente, para plantas ornamentais. O trabalho mostrou que a microbiota presente durante a compostagem e o processo de estabilização para o lodo está envolvida na supressão do tombamento causado por Pythium e Rhizoctonia.

Dissanayaque & Hoy (1999), trabalhando com P. aphanidermatum em cana-de-açúcar, verificaram que alguns compostos orgânicos, entre eles o lodo de esgoto, quando adicionados no solo, em vasos, ( 1 0 % v/v) na forma não esterilizada, suprimiram a doença causada pelo patógeno e aumentaram o crescimento da planta, porém essa habilidade foi reduzida após a desinfestação, por vapor, dos compostos. O nível de atividade microbiana do material foi um indicador do potencial para a supressão da doença. Análises de correlação indicaram que a severidade da podridão de raiz foi negativamente correlacionada com a atividade microbiana. O solo, onde o lodo de esgoto foi misturado, teve a maior atividade microbiana, maior


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quantidade de total de bactérias e a segunda maior comunidade de actinobactérias. A comunidade microbiana associada com lodo de esgoto e outros materiais orgânicos foi capaz de suprimir ou reduzir a doença e ainda aumentar o crescimento das plantas.

Pythium ultimum em pepino, beterraba e impatiens foi controlado por um substrato produzido com composto de lodo de esgoto e casca de árvores. O mesmo substrato reduziu os danos de Fusarium oxysporum em basílico e de R. solani em basílico e feijão. O fungo Trichoderma isolado do composto reduziu os danos causados por Pythium ultimum em pepino (Ferrara et al., 1996). Um composto contendo lodo de esgoto e resíduos vegetais também apresentou alta habilidade supressiva à murcha de Fusarium em tomate causada por F. oxysporum f. sp. lycopersici raça 1 (Cotxarrera et al. ,2002). Eficiência no controle do gênero Fusarium , também foi obitida por Ben-Yephet et al (2005), que trabalharam com com “ecosolo”, sendo este um lodo de esgoto pasteurizado (60°C por 12 horas) e estabilizado com pH acima de 12. O “ecosolo” aumenta o pH do solo, aumentando a conversão de NH4 para NH3. Resultados de laboratório mostraram que a aplicação de “ecosolo” mais NH4 em solo arenoso reduziu a quantidade de Fusarium oxysporum f.sp. dianthi abaixo a do limiar de detecção. O controle do patógeno foi diretamente proporcional à dose do “Ecosolo” e conseqüente aumento do pH na solução do solo. A aplicação combinada foi efetiva também no controle de outros patógenos habitantes do solo, tais como Verticillium dahliae, Sclerotinia sclerotiorum e Sclerotium rolfsii.

Em testes in vitro sobre o efeito supressivo de lodo de esgoto em quatro fungos fitopatogênicos, Phae et al. (1990) verificaram que os compostos contendo lodo de esgoto não apresentaram halo de inibição aos patógenos F. oxysporum f. sp. cucumerinum , Pythium ultimum, V. dahliae e R. solani.

Trabalhando especificamente com o controle de S. rolfsii, Danon et al. (2007) observaram que um composto de lodo de esgoto (mistura de lodo de esgoto e resíduos vegetais) foi supressivo para a germinação dos escleródios do fungo e para a doença em feijão causada pelo patógeno.

ESTUDOS REALIZADOS NO BRASIL SOBRE OS EFEITOS DO LODO DE ESGOTO EM DOENÇAS

CAUSADAS POR FUNGOS HABITANTES DO SOLO

No Brasil, foram realizados poucos trabalhos avaliando a influência do lodo de esgoto para o controle de doenças de plantas. O primeiro trabalho foi realizado por Bettiol & Krugner (1984). Nesse trabalho, 0 lodo de esgoto, incorporado ao solo, nas concentrações de 5, 10 e 15 (v/v) reduziu a


severidade da podridão de raiz em plantas de sorgo, cultivadas em vasos contendo solo previamente infestado com Pythium arrhenomanes, especialmente nas maiores concentrações. O lodo de esgoto também estimulou o crescimento das plantas, tanto na ausência, como na presença do patógeno.

Ghini et al. (2002), em trabalho associando o efeito da incorporação de lodo de esgoto, com a solarização do solo, para o controle de Pythium spp., em cultivo comercial de crisântemo, verificaram que o lodo não induziu a supressividade ao patógeno.

Em um latossolo vermelho amarelo infestado com S. rolfsii, Santos & Bettiol (2003) verificaram que o lodo de esgoto originário da ETE Franca, SP, reduziu a incidência e a severidade das doenças causadas pelo patógeno na cultura do feijão, aumentando a emergência e o estande final de plantas em três cultivos sucessivos. Para os três cultivos a emergência e o estande final foram positivamente correlacionados com a concentração de lodo de esgoto (12,4; 24,8; 37,2 e 49,6 t ha '1) e essas com a atividade microbiana do solo medidas pela hidrólise de diacetato de fluoresceina e pela liberação de CCb- Também Santos & Bettiol (2001) verificaram, em comparação com a adubação mineral, que o lodo de esgoto controlou a podridão do colo, em três cultivos sucessivos de feijão, sendo o controle diretamente proporcional à sua concentração no solo. Os autores verificaram ainda inibição do crescimento micelial de R. solani, F. oxysporum f.sp. phaseoli, S. sclerotiorum, S. rolfsii tP . aphanidermatum.

Leoni & Ghini (2006) verificaram que em condições de campo e casa-de-vegetação ocorreu redução do pH, aumento da condutividade elétrica e atividade microbiana do solo (avaliada pela respiração microbiana e hidrólise do diacetato de fluoresceina) e redução na recuperação de Phytophthora nicotianae do solo e de raízes de plantas de limão cravo com a incorporação de lodo de esgoto nas concentrações de 0 a 30% (v/v). Além disso, ocorreu um melhor desenvolvimento de mudas com a incorporação de lodo de esgoto a 20%. Esse resultado sugere que a incorporação de lodo de esgoto pode suprimira doença causada pelo patógeno. Ainda Leoni & Ghini (2003) com o objetivo de avaliar o potencial do lodo de esgoto na indução de supressividade in vitro a P. nicotianae, estudaram a combinação de doses de lodo de esgoto (0, 10, 20 e 40% p/p) e concentrações de inóculo (0, 10 ou 20 g de grãos de trigo colonizados k g 1) incorporados a solo e verificaram que com o aumento de doses de lodo de esgoto, a sobrevivência de P. nicotianae e os pHs das misturas diminuíram, e as condutividades elétricas aumentaram. Ainda nesse trabalho, os autores verificaram que o extrato ácido de lodo inibiu o crescimento da colônia do patógeno e que isolados de diversos microrganismos (Aspergillus sp., Trichoderma sp. e actinomicetos) estão associados à supressividade.

Efeito do Lodo de Esgoto sobre Fitopatógénos Veiculados pelo S o lo - 2 4 7


Em um experimento de campo, descrito detalhadamente em Bettiol& Camargo (2006), visando estudos sobre os impactos ambientais dos Iodos de esgotos das ETEs de Barueri e Franca, SP, em um latossolo vermelho distroférico textura argilosa, Ghini et al. (2007) avaliaram o efeito dos Iodos sobre a indução de supressividade do solo a F. oxysporum f.sp. lycopersici, S. rolfsii, S. sclerotiorum, R. solani e Pythium spp.. Os estudos foram conduzidos com os solos amostrados na área experimental em testes padrões para avaliar a supressividade em condições de casa de vegetação e verificaram que não houve efeito dos Iodos sobre F. oxysporum f.sp. lycopersici em tomateiro, houve redução das doenças causadas por S. rolfsii e R. solani em feijoeiro e rabanete, respectivamente; a incidência de plantas mortas por S. sclerotiorum foi proporcional à concentração de lodo e ocorreu aumento na comunidade de Pythium e na ocorrência de tombamento com a aplicação do lodo. Os autores concluíram que os efeitos dependem do patógeno, da metodologia utilizada nos estudos e também do tempo entre a aplicação do lodo de esgoto ao solo e sua amostragem para os estudos. Com amostras da mesma área experimental, Araújo (2003) verificou que o lodo de esgoto não interferiu na incidência de Macrophomina phaseolina nas raízes de soja, mas provocou aumento da ocorrência de tombamento causado por R. solani.

No mesmo experimento, Bettiol (2004) verificou que após duas aplicações anuais dos Iodos de esgotos a porcentagem de plantas de milho com sintomas da podridão do colmo, causada por Fusarium, foi positivamente correlacionada com a concentração dos Iodos incorporados ao solo. Também a população de Fusarium do solo foi positivamente correlacionada com a dos Iodos. E interessante salientar que apenas com uma aplicação, portanto no primeiro ano agrícola, não ocorreu problemas com a doença. Fortes (2004), na mesma área experimental, porém, após a quarta aplicação de Iodos, verificou resultado semelhante para as podridões de colmo e da espiga causadas por Fusarium. A comunidade de Fusarium do solo e da rizosfera também correlacionou positivamente com as concentrações de lodo de esgoto. Esses resultados evidenciam que para a utilização segura do lodo de esgoto na agricultura, há necessidade de estudos interdisciplinares a longo prazo e nas condições ecológicas de cultivo.

Outro trabalho no país foi realizado in vitro, onde o lodo de esgoto misturado ao solo numa dose equivalente a 30 Mg h a 1 inibiu o crescimento micelial de R. solani em 100% (FORTES et al., 2000).

EFEITO DO LODO DE ESGOTO SOBRE NEMATÓIDES

Outro grupo de fitopatógeno com grande potencial de controle por matéria orgânica, mas ainda pouco estudado quanto à sua sensibilidade ao

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lodo de esgoto é o dos nematóides. Castagnone-Sereno et al. (1988) testaram em vasos os efeitos de lodo de esgoto cru no parasitismo de Meloidogyne incógnita em plantas de tomate. O principal efeito foi uma forte redução no número de massas de ovos encontrados nas raízes e uma ligeira redução do número de ovos por massa de ovos. Esses resultados sugerem que o crescimento do tomateiro em solo misturado com lodo de esgoto pode tomá- lo menos suscetível como hospedeiro para M. incógnita, induzindo uma redução no potencial reprodutivo das fêmeas.

Em outro experimento, o lodo de esgoto também induziu efeito contra infecção do tomate por M. incógnita (Castagnone-Sereno & Kermarrec, 1991). Houve menor penetração de larvas juvenis nas raízes das plantas cultivadas no solo com lodo adicionado, do que na testemunha. Em ambos os experimentos, as raízes foram severamente atacadas, apesar de uma significante redução na taxa de galhas nas plantas cultivadas em solo com lodo de esgoto, em comparação às do solo testemunha. A produção de ovos no solo tratado foi menor do que nas testemunhas. Nos solos tratados, valores do número de ovos final/número de ovos inoculados foram fortemente reduzidos.

Após uma lacuna de vários anos o lodo de esgoto volta a ser estudado quanto ao seu efeito sobre nematóides. Renco et al. (2007) testaram alguns resíduos orgânicos, entre eles, o lodo de esgoto compostado com podas de árvores para o controle do nematóide do cisto (Globodera rostochiensis) em batata. Os compostos foram misturados com o solo infestado com o nematóide, em vasos, nas proporções de 1,0; 2,5; 5,0 e 10%. Uma significativa redução no número de ovos e juvenis foi observada em todas as concentrações testadas dos compostos, ratificando o potencial de uso do lodo de esgoto no controle de fitomematóides.

No Brasil, Araújo (2003) e Araújo & Bettiol (2005), trabalhando com solo que recebeu durante cinco anos Iodos das ETEs de Franca e Barueri, SP, verificaram que o lodo de esgoto não afetou o desenvolvimento de fêmeas de Heterodera glycines no solo (apenas reduziu o número de ovos por cisto), contudo reduziu a reprodução de Meloydogine javanica nas raízes de soja. Também trabalhando com M. javanica e utilizando plantas de tomate e alface como indicadores, Faria (2003) verificou que os Iodos das ETEs de Franca e Barueri nas concentrações testadas (10, 20, 30 e 40% v/v) reduziram o número de galhas, de ovos e de massas de ovos nessas culturas.

Num experimento de longo prazo conduzido por Bettiol & Camargo (2006) com a cultura do milho, Faria (2003) verificou que as populações de Pratylenchus zeae e Helicotylenchus dihystera foram dependentes da concentração de lodo aplicada. No segundo ano agrícola, portanto após duas aplicações de lodo a população de P. zeae reduziu nas



doses até 4 vezes a quantidade recomendada e a das duas espécies aumento® na maior dose, isto é 8 vezes a dose recomendada. ' I

Faria et al. (2006) realizaram isolamento de bactérias presentes q I lodo de esgoto, com indicativos de se tratar de Pseudomonas fluorescens e 1 Bacillus. Os isolados dessas bactérias foram eficientes em suprimir Af I javanica.

EFEITO DO LODO DE ESGOTO EM DOENÇAS CAUSADAS POR BACTÉRIAS

O efeito de lodo de esgoto sobre bactérias fitopatogênicas foi menos estudado do que para fungos e nematóides. No entanto, assim como para esses patógenos, os resultados são dependentes da interação patógeno- hospedeiro e do ambiente-. Um dos primeiros trabalhos testando a interação lodo de esgoto'com doença bacteriana foi realizado por Mcllveen & Cole (1977), na cultura do milho, a campo. Os autores concluíram que os tratamentos com lodo de esgoto em taxas de 11, 22, e 44 toneladas por hectare e esterco bovino a 1 1 toneladas por hectare não afetaram a incidência da murcha bacteriana de Stewart’s, causada por Pantoea stewartii subsp. stewartii.

Por outro lado, Prior & Béramis (1990) verificaram que em solo infestado com Pseudomonas solanacearum a mortalidade de tomateiro devido à murcha bacteriana aumentou regularmente (14, 24 e 43%), em três cultivos sucessivos. Quando o solo foi melhorado com as matérias orgânicas farelo de soja e, particularmente, com lodo de esgoto, nenhuma planta morreu no segundo e terceiro plantio. Esses resultados não se confirmaram no trabalho de Chellemi et al. (1992), onde o lodo de esgoto, compostado com cascas de madeira, não reduziu a incidência da murcha bacteriana do tomateiro em solos onde naturalmente estava presente o patógeno.

O controle de doenças bacterianas por lodo de esgoto pode estar relacionado com a dose aplicada. Observações a campo indicaram uma redução marcante de galha da coroa causada por Agrobacterium tumefaciens em plantas de framboesa cultivadas em solo com alta aplicação de lodo de esgoto (Moore at al., 1983, citados por Utkhede & Smith, 1993). Em contraste com esses resultados, quando o lodo de esgoto foi aplicado na dose de 130 g por planta de macieira, não controlou a galha da coroa nos testes a campo (Utkhede & Smith, 1993). Somente na dose de 260 g de lodo de esgoto aplicado por pé de macieira, ocorreu a redução da infecção por galha da coroa, porém nessa concentração foi tóxico para as plantas jovens.

Em casa de vegetação, Rodrigues et al (2006) testaram o efeito de lodo de esgoto na redução da severidade de murcha-de-curtobacterium

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,Curtobacierium Jlaccumfasciens pv flaccum fasciens) em feijoeiro, cultivar pérola. No primeiro ensaio foram empregadas as doses de 0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10%. e n° segundo ensaio as doses de 0; 0,5; 1.0; 1,5; 2,0 e 2,5% incorporados em solo, com pH previamente corrigido, e adubado com fertilizantes minerais na dose recomendada para a cultura. Não foi verificado efeito do lodo na redução da severidade dos sintomas da doença. Concentrações superiores à 5% de lodo incorporado ao substrato foram fitotóxicos às plantas de feijoeiro, reduzindo a massa seca da parte aérea.

Nos estudos conduzidos por Ghini et al. (2007), além dos fungos fitopatogênicos, também foi avaliado o potencial de lodo em suprimir a murcha bacteriana do tomateiro causada por Ralstonia solanacearum e os autores verificaram que houve uma tendência linear em reduzir a incidência da plantas mortas com o aumento das doses de lodo aplicados ao solo.

O número reduzido de trabalhos testando o efeito do lodo de esgoto sobre doenças bacterianas de plantas e sobre as fitobactérias, bem como os resultados contraditórios, abre um campo de estudos mais aprofundados sobre o tema.

MECANISMOS ENVOLVIDOS NO CONTROLE DAS DOENÇAS

O modo pelo qual o lodo de esgoto reduz a severidade das doenças, conforme relatado na maioria dos trabalhos esta relacionado principalmente com o aumento da atividade microbiana no solo e à própria microbiota contida no material orgânico (Chen et el., 1987; Kuter et al., 1988; Ferrara et al., 1996; Craft & Nelson, 1996; Dissanayaque & Hoy, 1999; Santos & Bettiol, 2003; Fernandes et al., 2005; Ghini et al., 2007; Leoni & Ghini, 2003). Foi verificado que materiais compostados, tais como casca de madeira e lodo de esgoto, que induziram maiores aumentos na biomassa e na atividade microbiana, também reduziram a severidade da doença causada por P. ultimum em plântulas de pepino (Chen et al., 1988). Lumsden et al. (1983) concluíram que a sobrevivência de S. minor, R. solani e Pythium spp. não foi reduzida pelo lodo, porém a atividade desses patógenos no solo foi afetada devido ao aumento na atividade microbiana estimulada pela adição do lodo no solo. O aumento da atividade microbiana no solo, após a adição do lodo de esgoto, pode ser estimulada por desidrogenase, nitrogênio total, fósforo, magnésio, cálcio e matéria orgânica no solo (Lumsden et al., 1986). A atividade microbiana do solo é aumentada durante a decomposição da matéria orgânica, presente em diversos compostos, sendo que essa atividade microbiana se traduz em ação antagônica entre os microrganismos: antibiose, competição e parasitismo (Millner et al., 1982). Hoitink et al. (1997)




acrescentam, ainda, a predação e a indução de resistência como modos de ação estimulados por compostos em geral. Por outro lado, a supressão da mancha marrom, em capim-do-prado, com lodo de esgoto compostado, persistiu mesmo quando o produto foi esterilizado por autoclavagem, sugerindo o não envolvimento de um componente microbiano na supressão da doença ( 0 ’Neill, 1982, citado por Nelson & Craft, 1992). O lodo de esgoto, juntamente com cascas de árvores, apesar de aumentar a atividade microbiana total e as populações de alguns grupos funcionais de microrganismos do solo (alguns dos quais foram negativamente correlacionados com a incidência e a severidade da doença em pimenta, causada por P. capsici) não foi capaz de reduzir a população do patógeno, nem os sintomas das doenças (Kim et al., 1997). Fernandes et al. (2005), em condições tropicais, verificaram que a introdução de lodo de esgoto ao solo aumentou a respiração basal, o C e N da biomassa microbiana, o quociente metabólico e a atividade enzimática do solo, demonstrando claramente o estimulo à atividade microbiana do solo.

Hoitink et al. (1997) relatam que já está estabelecido que compostos e suas infusões ativam genes de resistência de doenças em plantas, afetando tanto doenças do sistema radicular como da parte aérea. Prior & Béramis (1990) atribuíram a indução de resistência, originada pelo tratamento com lodo de esgoto, como responsável por evitar a morte de plantas de tomateiro em solo contaminado com P. solanacearum.

A quantidade e a forma dos nutrientes contidos no lodo de esgoto podem interferir no efeito deste sobre as doenças de plantas. Na ausência de dados mais concretos, os autores especulam que a maior resistência do milho ao acamamento pode estar associada ao efeito da fertilização nitrogenada, através do N contido no lodo e no esterco aplicado (Mcllveen & Cole, 1977). A principal razão para a menor infecção do tomate por M. incógnita nas parcelas tratadas com lodo de esgoto e conseqüentes efeitos tóxicos observados no parasita podem estar relacionados com o nitrogênio amoniacal liberado no solo durante os sete dias após o tratamento (Castagnone-Sereno & Kermarrec, 1991). No trabalho de Dissanayaque & Hoy (1999), o grupo de materiais (na forma não esterilizada), entre eles o lodo de esgoto, que mais suprimiram a podridão de raiz causada por P. arrhenomanes em cana-de- açúcar e aumentaram o crescimento da planta, possuíam algumas propriedades químicas semelhantes, tais como: alto nível de N; baixa relação C:N e alto nível de nutrientes solúveis, incluindo P, K, Ca e Mn.

A mudança do pH e na condutividade elétrica em solos incorporados com lodo de esgoto também pode ser responsável pela supressividade para algumas doenças. O lodo invariavelmente altera essas características dos solos. Entretanto, dependendo do sistema de tratamento de esgoto e do acondicionamento do lodo, este pode aumentar o reduzir o pH, pois existem Iodos com pH 5 a 12, dependendo do seu processamento. Fortes



et al., (2 0 0 0 ) trabalhando com lodo tratado com cal atribuíram a elevação do pH induzida pelo lodo de esgoto como responsável pela neutralização do crescimento do fungo Rhizoctonia solani em placas de petri (Fortes et al., 2000). Por outro lado. Bettiol (2003), Santos & Bettiol (2003), Fernandes et al. (2004); Bettiol & Camargo (2006) e Ghini et al. (2007), entre outros, trabalhando com Iodos não tratados com cal verificaram que ocorreu uma acidificação do solo. Inclusive Bettiol (2003) e Fortes (2004) concluem que a acidificação do solo foi um dos fatores responsáveis pelo aumento na incidência de podridão do colmo de milho.

Os ácidos graxos voláteis contidos nas matérias orgânicas também são importantes na inibição de patógenos. Tenuta et al. (2002); Lazarovits et al. (2005); Lazarovits et al. (2006), Conn et al. (2005) e Abbassi et al. (2006) discutem o efeito dos ácidos graxos voláteis (ácidos acético, propiônico, n- butírico, isobutírico, n-valérico, isovalérico, n-caproico) presentes na emulsão de peixe e no esterco líquido de suíno (chorume) no controle de V. dahliae e Streptomyces spp., em berinjela e batata. Esses ácidos são consumidos no solo pelos microrganismos em poucos dias, assim, a ação dos mesmos ocorre logo após a sua aplicação no solo. O lodo de esgoto também apresenta em sua composição esses ácidos (Andreoli et al., 1999; Oguz et al., 2006 Borowski & Szopa, 2007) e, portanto logo após a sua aplicação deve apresentar esse modo de ação sobre os fitopatógenos.

Lazarovits et al. (2005) considera que o modo de ação que tem recebido mais atenção devido à incorporação de resíduos orgânicos ao solo para o controle de patógenos e pragas é a amônia (NH3), que é letal para esses organismos. Tsao e Oster (1981) demonstraram que a liberação de amônia durante a decomposição de esterco suprimiu Phytophthora. Tenuta (2001), citado por Lazarovits et al. (2005) e Conn et al. (2005) verificaram que amônia foi letal para microesclerotio de V. dahliae. O lodo de esgoto é um resíduo que apresenta alta concentração de nitrogênio em sua composição (Tabela 1 ). A formação de ácido nitroso nos solos também é letal para fitopatógenos (Tenuta & Lazarovits, 2002; Conn et al., 2005). O lodo de esgoto, devido às suas características químicas, possivelmente apresenta a liberação desses compostos durante a sua decomposição. Fernandes et al. (2005) observaram que a liberação de N20 foi diretamente proporcional à concentração de lodo de esgoto incorporado ao solo.

Aumento da população microbiana.e a introdução ou estimulo de espécies reconhecidamente que agem no controle biológico de patógenos também é importante. Nesse sentido, todos os mecanismos de ação dos agentes d e controle biológico estão envolvidos. Trichoderma, Pseudomonas, B urkholderia e Bacillus são gêneros de microrganismos que são estimulados pela incorporação de matéria orgânica ao solo.

RAPP — V olu trte 16. 2008

Fortes Neto (2000), além de verificar aumento na atividade microbiana do solo, verificou que a aplicação de lodo de esgoto aumenta a atividade dos microrganismos celulolíticos no solo, o número total de microrganismos amonificantes e de fungos. Também o número total de bactérias foi aumentado até 60 dias após a aplicação de lodo. Todos esses grupos de organismos são importantes na indução da supressividade do solo (Bettiol & Ghini, 2005).

Referindo-se a compostos orgânicos em geral, Pereira et al. (1996) dizem que nenhuma generalização pode ser feita sobre o efeito dos mesmos sobre doenças de plantas, pois embora a atuação nos fitopatógénos possa ser diretamente pela produção de compostos químicos ou favorecendo o aumento da população dos antagonistas, estes efeitos podem variar de acordo com a interação patógeno-hospedeiro e com o tipo e origem do composto.

Apesar da descrição isolada dos mecanismos de ação, o importante é que no solo ocorre um somatório dos mecanismos e dessa forma a quantificação do efeito isolado é difícil. Além disso, do ponto de vista prático o importante é que o maior número possível de mecanismos esteja envolvido na supressão dos patógenos.

PRESENÇA DE FITOPATÓGÉNOS NO LODO DE ESGOTO

Um cuidado que deve haver em alguns casos, com a utilização do lodo de esgoto cru na agricultura, é a possível presença de fitopatógénos. Por outro lado, nesse mesmo material é normal a presença de microrganismos antagonistas aos fitopatógénos.

Numerosos microrganismos estão presentes em grande número no lodo de esgoto ou no solo corrigido com lodo. Vários fungos isolados desses substratos são reconhecidamente patogênicos às plantas (Cooke, 1956; Gangawane & Kulkami, 1985; Abdel-Hafez & El-Sharouny, 1990). Numa revisão sobre o assunto foi verificado que várias investigações têm sido realizadas na microbiota do solo que recebeu Iodo em diferentes partes no mundo (Cooke & Pipes, 1970; Diener et al., 1976; Elland, 1981; Larry & Wanger, 1982; citados por Abdel-Hafez & El-Sharouny, 1990) e numerosos fungos foram encontrados tais como Aspergillus, Fusarium, Mucor e Penicillium. No Egito, as espécies que prevaleceram foram Acremonium strictum, Aspergillus fum igatus. A . niger, A . sydowii, Chaetomium globosum, Fusarium solani, Mucor hiemalis, Penicillium chrysogenum e Stachybotrys chartarum (Abdel-Hafez & El-Sharouny, 1987).

Resultados semelhantes foram encontrados no trabalho de Abdel- Hafez & El-Sharouny (1990), onde foram isolados fungos com potencial de



f fítopato2en'c'^ ac*e’ ta*s como Fusarium solani. F. oxysporum, F. ^onüiforme, Alternaria alíernata e os gêneros Aspergillus e Penicillium.

No Brasil, alguns microrganismos patogênicos às plantas, como: fusarium , Aspergillus, Penicillium, Verticillium e Cephalosporium também foram encontrados (Gambale et al., 1987)

Para solucionar o problema de microrganismos indesejáveis em fesíduos orgânicos, a compostagem tem sido apontada como uma boa alternativa (Lopes-Real & Foster, 1985). A erradicação de fitopatógenos durante a compostagem pode ser decorrente da inativação térmica, do efeito de produtos tóxicos, como exemplo ácidos húmicos liberados durante a compostagem ou amônia após a estabilização, ou devido à microbiostase (Pereira et a i, 1996). A maioria dos fitopatógenos pode ser eliminada pela exposição às temperaturas em tomo de 55 °C, como por exemplo, 65 °C a 70 °C, nas primeiras 48 horas da compostagem (Hoitink e Fahy, 1986).

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A coleta e tratamento de esgoto são indispensáveis para o Brasil melhorar as condições de saúde pública e reduzir o seu passivo ambiental. Por outro lado, o tratamento de esgoto gera o lodo de esgoto que necessita de uma adequada disposição final. Pode se considerar que a disposição agrícola, se o lodo apresentar características químicas, físicas e biológicas adequadas, é a forma mais adequada. Dessa forma, anualmente vai aumentar a disponibilidade de lodo de esgoto para fins agrícola. Assim, é indispensável, inicialmente, formar técnicos para gerenciar essa nova atividade agrícola e desenvolver pesquisas interdisciplinares para aumentar a compreensão das alterações que ocorrem na estrutura e funcionalidade do agroecossistema e não apenas os aspectos relacionados com a nutrição de plantas. O efeito do lodo de esgoto sobre patógenos do solo demonstra essa necessidade. Como o lodo de esgoto altera as características físicas, químicas e biológicas do solo há necessidade também de se conhecer os possíveis efeitos (benéficos, prejudiciais ou neutros) desse resíduo em relação às doenças de plantas.

Com o aumento do conhecimento dos benefícios da incorporação de carbono ao solo está ocorrendo uma demanda por fontes pelos agricultores, sendo os resíduos urbano-industriais uma das possibilidades. O lodo, além da concentração de carbono, é rico em nitrogênio e normalmente fornece toda a demanda da cultura por esse nutriente (inclusive a base de cálculo para aplicação de lodo é o nitrogênio).

Associado a esses aspectos, com o aumento das doenças causadas por patógenos habitantes do solo e considerando os efeitos do lodo na indução da supressividade, esse resíduo deve ser considerado, para as culturas em que

Efeito do Lodo de Esgoto sobre Fitopatógenos Veiculados pelo Solo — 255



é permitido o seu uso, no manejo dessas doenças. Outros resíduos já estão sendo utilizados para essa finalidade (emulsão de peixe, chorume de porco, compostos orgânicos de diferentes origens). Entretanto, além dos aspectos de custo e eficiência desses resíduos na supressividade de solos, produtividade e qualidade dos produtos, há necessidade de entendimento dos mecanismos de ação, e dos possíveis impactos ambientais e de saúde pública da incorporação do lodo de esgoto ao solo.

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Efeito do Lodo de Esgoto sobre Fitopatógénos Veiculados ...ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/150448/1/2008AP-42.pdf · Entretanto, diversos projetos de tratamento de