INTRODUÇÃO

A carne suína é uma das mais produzidas e consumidas do mundo. No ano de 2021, o Brasil produziu 4,98 milhões de toneladas de carne de porco, figurando como 4º maior produtor mundial, com 77,52% da produção destinada ao mercado interno e 22,48% para exportação ^{(Associação de Criadores de Suínos do Rio Grande do Sul [ACSURS], 2023)}. Os principais estados responsáveis pela produção no Brasil são os estados de Santa Catarina (SC), Paraná (PR) Minas Gerais e Rio Grande do Sul (RS), aonde esse meio de produção é considerado uma atividade importante nos setores econômico e social (^{Stoll, 2017}).

A cadeia produtiva de suínos é considerada uma das mais tradicionais do estado do RS pela grande importância econômica, social e poder de integração regional, bem como pela possibilidade de aumento de valor agregado de seus produtos e de melhoria da pauta de exportações pela predominância dos chamados produtos básicos (^{Branco, 2018}; ^{Atlas Econômico do Rio Grande Do Sul , 2020}). No ano de 2022, o RS foi responsável por 20,4% do abate nacional, respondendo por 24,24% das exportações de carne suína brasileira ^{(Associação Brasileira de Proteína Animal [ABPA], 2023)} . As granjas que estão sendo construídas são geralmente maiores e agregam novas tecnologias tanto ambientais e de construção, quanto de manejo, alimentação e sanidade dos animais (^{Bartels, 2018}). O rebanho de suínos está distribuído pelo estado, com destaque para vários municípios da região noroeste do estado, como Santo Cristo, Três Passos e Boa Vista do Buricá, classificados entre os maiores do estado (^{ACSURS, 2023}). A produção no RS está praticamente estabilizada nestes últimos anos, no entanto os produtores continuam construindo granjas tanto de produção de leitões como de terminação de suínos, o que, segundo ^{Finken, Webers, Guerra, Silva é Lanzanova (2020}), tem resultado numa evolução no número de animais alojados e de produtores nos últimos anos, em municípios como Três Passos/RS.

O principal sistema de criação de suínos utilizados no RS é por confinamento, que favorece o acúmulo de dejetos produzidos em pequenas áreas. A criação confinada de suínos gera grande quantidade de efluentes que ao serem descartados no solo alteram sua qualidade ambiental (^{Ito, Guimarães e Amaral, 2016}). Em aplicações sucessivas de dejetos líquidos, por exemplo, podem provocar o acúmulo de frações de cobre (Cu) e zinco (Zn) no perfil do solo, especialmente nas camadas mais superficiais (^{Tiecher et al., 2013}). Sendo assim, quando não se realiza algum tipo de tratamento para reduzir a sua carga potencialmente poluidora, os dejetos suínos transformam-se num fator que pode gerar desequilíbrios ambientais, destacando-se entre esses a contaminação dos recursos hídricos por metais pesados, nitrogênio, fosfatos e organismos de risco sanitário (^{Seganfredo, 2007}).

Como uma possibilidade para a solução deste problema, passou-se a incentivar o uso dos dejetos como fertilizante do solo, após seu armazenamento e tratamento em esterqueiras e/ou lagoas anaeróbicas (^{Pessotto et al., 2018}). Sendo assim, a aplicação de dejetos líquidos de suínos (DLS) como adubo orgânico no solo tem sido a principal forma de utilização deste resíduo e uma das mais importantes alternativas, economicamente viáveis, de fertilização das pastagens nas regiões produtoras de suínos e leite do estado (^{Silva et al., 2015}). Porém, ^{Berwanger (2006}) afirma que em muitas propriedades rurais, os dejetos são aplicados continuamente nos mesmos locais e em frequências e quantidades excessivas em relação à capacidade de absorção das plantas. Com isso, os níveis de impactos ambientais podem ser ainda mais elevados, pois as grandes quantidades dispostas podem ser percoladas até os recursos hídricos, com potencial de poluir águas superficiais e mesmo, subterrâneas (Pessotto et al., 2018). Além da poluição das águas subterrâneas, outros riscos potenciais para o ambiente são a salinização do solo, elevação dos níveis de metais pesados no solo e nas plantas e a contaminação de homens e animais por agentes patogênicos provenientes dos dejetos (^{Matos, 2016}).

De acordo com ^{Silva et al. (2016a}), o uso sucessivo de DLS em determinadas áreas agropecuárias pode alterar as propriedades do solo, como a comunidade de organismos edáficos, de acordo com o tempo de aplicação dos dejetos no solo. Do mesmo modo, características químicas podem ser afetadas pela aplicação de dejeto líquido de suínos, com alterações distintas nos teores de macronutrientes (N, P, K, Mg e Ca) e alumínio, nos valores de pH e saturação de bases dos solos, e aumento nas concentrações de metais pesados como Cu, Zn e Na (^{Matsuoka et al., 2019}). Segundo ^{Basso, Ceretta, Flores e Girotto (2012}), Zn e Cu são os elementos com maior tendência de acúmulo em áreas que recebem sucessivas aplicações de dejeto líquido de suínos. Ainda segundo ^{Murari (2017}), apesar da produção de suínos no Brasil ter grande relevância econômica, a produção de dejetos oriundos destes animais, por essa elevada concentração de metais pesados pode se tornar problemática. O Zn, que pode ser encontrado nestes dejetos, pode diminuir a germinação e o acúmulo de matéria seca das raízes e da planta inteira em plantas de sorgo, conforme estudo realizado por ^{Yagi et al. (2006}).

Outros estudos também têm demonstrado que o excesso de alguns nutrientes no ambiente causa a redução do processo germinativo de algumas culturas, como no caso do cádmio para a cultura do milho (^{Murari, 2017}), mercúrio, cádmio, cobre e chumbo em plantas de Arabidopsis, embora a toxidez dos metais tenha sido mais forte no crescimento de plântulas do que na germinação de sementes (^{Li, Mao e Liu, 2005}), a redução severa da germinabilidade das sementes de muitas culturas, em altas concentrações de níquel no meio de crescimento (^{Ahmad é Ashraf, 2011}). O estresse por metais pesados ​​provocou diminuição na taxa de germinação e na mobilização de biomassa em plantas de feijão, ocorridas em função da drástica desordem na exportação de açúcares solúveis, especialmente na liberação de glicose e frutose imposta após a exposição ao excesso de cobre, o que restringiu a degradação do amido e da sacarose no tecido de reserva (^{Sfaxi-Bousbih, Chaoui é El Ferjani, 2010}). Embora não existam plantas resistentes ao excesso de metais pesados, já estão sendo estudadas estratégias como o uso do Biochar (biocarvão) com a finalidade de reduzir a disponibilidade do cobre no solo e mesmo em solos contaminados, e produzir plântulas de milho vigorosas e bem desenvolvidas (^{Gonzaga et al., 2020}).

Entretanto, os efeitos deletérios dos metais nas plantas causam além da redução na germinabilidade das sementes, a inativação de enzimas, danos às células por atuarem como antimetabólitos ou formação de precipitados ou quelatos com metabólitos essenciais, bem como afetam outros processos fisiológicos, como fotossíntese, troca gasosa, relações hídricas e absorção de minerais/nutrientes pelas plantas (^{Wani, Khan e Zaidi, 2012}). Neste sentido, torna-se de fundamental importância o estudo dos impactos do uso de DLS sobre o desenvolvimento das plantas e, fundamentalmente, sobre a capacidade germinativa das sementes de culturas de importância agrícola. Sendo assim, neste trabalho objetivou-se analisar o efeito de diferentes doses de dejetos líquidos de suínos (DLS) sobre a germinação de sementes de três culturas de grãos de interesse agrícola na região noroeste do RS.

MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi desenvolvido em condições de laboratório, através da coleta dos dejetos líquidos de suínos (DLS) em fase de fermentação em uma propriedade produtora de suínos em fase de maternidade na região do estudo, sendo coletado de uma esterqueira (reservatório principal dos dejetos) na profundidade de 1 metro. A caracterização química (teores de macro e micronutrientes) do DLS é apresentada na Tabela 1.

O experimento foi realizado com o uso de placas de Petri, testando-se a germinação de sementes das culturas de soja, trigo e milho. Nessas placas foram adicionadas diferentes doses de DLS no momento do condicionamento das sementes para o início dos testes de germinação.

Os ensaios de germinação foram realizados na BOD em temperatura de 24ºC (+-2ºC) e fotoperíodo de 16 horas, utilizando-se dez sementes de cada cultura, por placa de Petri, às quais foram adicionadas as doses de DLS equivalentes a 0, 1,4 e 2,1 xDP (vezes a Dose Padrão) m³ ha^-1. As sementes utilizadas no estudo foram fornecidas por uma empresa do setor agrícola tendo sido previamente tratadas, via Tratamento de Sementes Industrial (TSI) com fungicida e inseticida, e armazenadas em local adequado. O experimento foi composto por 9 tratamentos, que têm como parâmetro a dose aplicada no solo por produtores da região, sendo esta equivalente a 200 m³ ha^-1 de DLS ano^-1 (^{Silva et al., 2015}), e considerada, para fins deste estudo, como sendo a “Dose Padrão” (DP), cujo detalhamento dos tratamentos utilizados é apresentado na Tabela 2.

Os tratamentos foram distribuídos em delineamento inteiramente casualizado com 4 repetições, totalizando assim 36 placas de Petri, que representaram as unidades experimentais. O esquema experimental em laboratório está representado na Figura 1.

Figura 1 Esquema experimental dos testes de germinação de soja, trigo e milho submetidos a diferentes doses de DLS. 

Para determinação da área das placas foi utilizada a fórmula de A= π.r², sendo o raio de 7,085, resultando em uma área de 0,0157699 m², e para calcular as doses de DLS correspondentes a dose 0 m³ (água); 1,4 xDP m³ ha^-1; 2,1 xDP m³ ha^-1 foi utilizada a regra de três básica sendo que 1 m³ equivale a 1000 litros, então 100 m³ é igual a 100.000 litros. Assim, na determinação da dose equivalente a 1,4 xDP m³ ha^-1 obteve-se um resultado de 0,044515 litros de DLS, que foi transformado em mL multiplicando-se os litros por 1.000 (mL), o que correspondeu a aplicação de 44,515 mL de DLS por placa de Petri, aos quais foram adicionados 22,225 mL de água para igualar o teor de umidade correspondente as placas de Petri cuja dosagem utilizada foi o equivalente a 2,1 xDP m³ ha^-1 de DLS. Já para determinar a dose de 2,1 xDP m³ ha^-1 foi realizada a mesma conta, alterando-se os valores correspondentes que resultou em um total de 66,77 mL de DLS por placa. Nas placas sem aplicação de DLS foram adicionados somente 66,77 mL de água para o início do teste de germinação. Durante o período de incubação das sementes (sete dias) na BOD, foi adicionada diariamente, água deionizada em todas as placas para repor a umidade perdida, em quantidade igual em todas as placas, até que o material de suporte para as sementes, papel toalha, ficasse encharcado.

A avaliação de germinação de sementes foi realizada sete dias após o início do ensaio, através da contagem do número de plantas germinadas segundo as Regras de Análises de Sementes ^{(Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, 2009)} e transformação em porcentagem multiplicando-se o número por 10. Na Figura 2 A é ilustrado o teste de germinação com sementes de soja e a Figura 1 B representa a imagem do teste de germinação com as sementes de trigo. Nota-se que as placas de Petri de cor mais clara são as que não receberam DLS, enquanto as placas de cor escura receberam dejetos.

Figura 2 Imagem do teste de germinação de sementes de soja (A) e de trigo (B) com (placas escuras) e sem aplicação de DLS (placas claras). 

A análise estatística foi realizada por meio de teste de regressão linear para verificação do efeito de doses de DLS na germinação das três culturas, através do programa estatístico R ^{(R Development Core Team, 2021)}.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Na descrição dos resultados, nota-se na Tabela 1, que alguns metais, como cobre e zinco estão presentes no DLS, nas concentrações de 16,9 e 12 mg kg^-1, respectivamente. Esses valores são referentes à quantidade de metais por quilograma de matéria seca do dejeto, sabendo-se que em média o DLS possui 3% de matéria seca (^{Silva et al., 2016b}), na transformação dos dados, 1 m³ de DLS possui 30 kg de material seco, que consequentemente possui 507 mg de cobre e 360 mg de zinco, o que significa que as doses de 1,4 e 2,1 xDP m³ ha^-1 de DLS adicionados ao teste de germinação do presente estudo possuem 143,06 e 214,67 g ha^-1 de cobre e 101,59 e 152,42 g ha^-1 de zinco, respectivamente. Esses valores representam uma alta carga de metais, especialmente em ambiente de estudo de germinação, no qual as sementes ficam expostas diretamente ao DLS e seus componentes. Segundo ^{Basso et al. (2012}), entre os materiais contaminantes que podem estar presentes nos dejetos estão os elementos amônio, níquel, cromo, manganês, cádmio, cobre e zinco, sendo que esses últimos dois são considerados elementos de maior concentração nos DLS. Com a aplicação excessiva de DLS, tanto o cobre como o zinco podem se acumular em grandes quantidades no solo (^{Girotto et al., 2010}). Ainda, segundo ^{Scherer, Nesi e Massotti (2010}), o grande acúmulo de nutrientes na camada superficial do solo em áreas com uso sucessivo de dejetos de suínos podem apresentar maior potencial de poluição ambiental por escoamento superficial do que as áreas com adubação mineral.

Além dos metais o DLS possui nitrogênio em sua composição, no caso desse estudo, são 7,14 g kg^-1 de matéria seca do dejeto. Do N total, grande parte está nas formas minerais NH₃ e NH₄ ⁺ (^{Comissão de Química e Fertilidade do Solo - RS/SC , 2016}). Nesse contexto, ^{Porto et al. (2019}), ao testar a fitotoxicidade por nanopartículas de cobre e zinco para diferentes tratamentos na germinação de sementes de Lactuca sativa concluíram que o aumento da concentração principalmente em amostras contendo amônio, são altamente fitotóxicas dificultando a germinação das sementes e em amostras que foram utilizadas ZnSO₄ associadas ao NH₄ ⁺ acarretou dano letal na germinação das sementes. Nesse caso, percebe-se que tanto o amônio, quanto sua associação ao metal zinco podem contribuir para a inibição da germinação de sementes, fato esse que pode estar relacionado aos resultados do presente estudo, observados na Figura 2.

Os resultados dos testes de germinação indicam que, para as culturas de soja e trigo houve efeito significativo linear sobre a germinação das sementes com a aplicação das doses de 1,4 e 2,1 xDP m³ ha^-1 de DLS, cujos resultados podem ser observados na Figura 2.

*Significativo pelo teste F a 5% de probabilidade de erro; xDP: vezes a Dose Padrão, para fins deste estudo - equivalente a 200 m³ ha^-1 de DLS ano^-1 (^{Silva et al., 2015}). 

Com base na Figura 3, observa-se que para as sementes de soja houve redução linear da germinação conforme a aplicação das doses de dejetos líquidos de suínos. Na dose 0, a germinação foi de 80%, enquanto na dose de 1,4 xDP m³ ha^-1, foi de 32,5% e na dose de 150 m³ ha^-1 a germinação foi de 17,5%. A germinação adequada de sementes das culturas causa a melhoria do crescimento inicial, vigor, maior acúmulo de matéria seca, maior população de plantas estabelecidas e consequentemente distribuição adequada das plantas na área, sendo que o conjunto de benefícios resulta em maior produtividade final (^{Scheeren, Peske, Schuch e Barros, 2010}). Na comparação dos resultados do presente estudo com outros autores, ^{Borges (2015}), em experimento testando a ação de metais pesados como cádmio e cobre, metais esses que geralmente estão presentes no DLS, identificou que houve redução da porcentagem, retardo na germinação e redução do índice de vigor em A. stringosa. ^{Vivian (2018}), testando doses de zinco na germinação e crescimento inicial de soja, observou que doses acima de 100 mg L^-1 de zinco causam a diminuição na taxa de germinação das sementes. Em experimento testando a germinação de soja e milho submetido a doses de dejetos líquidos de suínos, ^{Danilussi (2019}), constatou que não houve influência negativa na germinação de milho pelo incremento de doses de DLS, no entanto verificou que com o aumento das doses do dejeto (até 10 m³ ha^-1) a soja teve um declínio drástico na sua germinação. Resultado esse que corroborou com o presente trabalho, tanto para os resultados referentes à soja, quanto para o trigo.

Destaca-se entretanto, que os resultados podem se apresentar de maneira distinta quando a germinação é avaliada com sementes diretamente no solo ou em condições de laboratório, pois no solo o DLS aplicado passa por inúmeras transformações bioquímicas e pode sofrer interação com a matéria orgânica e argilas, então, a aplicação sucessiva de altas dosagens do dejeto é o que ocasiona o acúmulo de alguns nutrientes (^{Mergen Junior et al., 2019}; ^{Basso et al., 2012}; ^{Ceretta et al., 2010}; ^{Scherer et al., 2010}) que podem prejudicar a germinação (^{Tiecher, 2014}), já que no laboratório o dejeto aplicado em alta dosagem fica em contato direto com as sementes, de modo que os efeitos negativos podem ser potencializados nos ensaios de germinação nas placas de Petri.

Outro fator que pode ter influência negativa na germinação de sementes é a aplicação de DLS com baixo nível de estabilização. Segundo ^{Sediyama, Vidigal, Pedrosa, Pinto e Salgado (2008}), os estercos frescos ou não estabilizados podem esquentar e inibir a germinação de sementes e o alongamento de raízes, além de contaminar o solo e os vegetais. Nesse contexto, de acordo com a ^{Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler [FEPAM] (2014)}, o sistema de armazenagem de dejetos suínos (esterqueiras) deve ser dimensionado de acordo com o plano de retirada e distribuição dos resíduos e de modo a garantir, como margem de segurança, um volume adicional de armazenagem de 20% e ter uma capacidade mínima para 120 dias de retenção. Esse período serve para a redução de componentes poluidores, para posterior disposição no solo, como fonte de nutrientes para as culturas (^{Kostaneski, 2018}). Sobre esse tempo de permanência dos dejetos nas lagoas de estabilização, não há fiscalização nas propriedades rurais, então em muitos casos, o resíduo é aplicado nas áreas agrícolas mal estabilizado (^{Trautenmüller e Trautenmüller, 2017}), podendo ocasionar contaminação e inibição da germinação de sementes (Sediyama et al., 2008).

Para o trigo a germinação foi de 85%, 52,5% e 30%, para as doses de 0, 1,4 e 2,1 xDP m³ ha^-1, respectivamente, mostrando efeito de redução significativa linear na germinação de sementes (Figura 3). A germinação é uma fase importante da semente, sendo um processo sensível a elementos-traços comparando com outros estágios do desenvolvimento da planta. Diferentes elementos-traços em doses distintas possibilitam diferentes graus de toxicidade podendo ou não inibir a germinação (^{Kranner e Colville, 2011}). ^{Munzuroglu e Geckil (2002}), em experimento com trigo semeado em solo contaminado por alguns metais, como Hg, Cd, Co, Cu, Pb e Zn, concluíram que houve redução significativa da germinação do trigo ocasionada por todos os metais testados no experimento. Esses resultados demonstram que o trigo é sensível a presença de materiais tóxicos (metais) em excesso no ambiente de cultivo. Em experimentos com outras culturas e utilizando outros tipos de resíduos que contém elementos contaminantes, ^{Franco et al. (2017}) avaliando a germinação das sementes de alface e pepino utilizando lixiviado de aterro sanitário bruto verificaram efeito negativo na germinação das sementes. ^{Thode Filho, da Paixão, da Silveira Maranhão e Franco (2019}) verificaram efeito fitotóxico na germinação das sementes e no crescimento radicular de alface utilizando extrato de bagaço de cana de açúcar residual.

Para a cultura do milho não houve significância para o modelo linear, portanto as doses de dejetos líquidos de suínos não causaram efeito significativo na porcentagem de germinação das sementes. No entanto, em experimento testando doses do metal cádmio na germinação de sementes de duas variedades de milho, sendo uma híbrida e uma crioula, ^{Murari (2017}), concluiu que o efeito das diferentes doses de cádmio sobre a porcentagem de germinação das sementes de milho foi diferenciado de acordo com as épocas de avaliação, tendo apenas o milho híbrido apresentado interação entre os fatores de variação, ficando evidente que o cádmio é tóxico em relação a esta variável. Do mesmo modo, estudo realizado por ^{Luchese, Gonçalves Junior, Luchese e Braccini (2004}) concluíram em estudo realizado, que a aplicação de cobre nas sementes de milho diminuiu a capacidade de emergência das sementes, sem afetar a massa seca das plantas que emergiram.

Resultado semelhante ao presente estudo foi encontrado por ^{Vaso, Bitencourt, Guidorissi e Flores (2021}), que ao testarem diferentes biofertilizantes sobre a germinação de milho e feijão, não observaram efeitos negativos dos dejetos bovinos e ovinos sobre a germinação e crescimento inicial de ambas as culturas. Esses resultados indicam que a germinação de algumas culturas, em especial variedades de milho ocorre, sem prejuízos até mesmo em ambiente com alta quantidade de dejetos e presença de elementos tóxicos. De acordo com ^{Clemens (2001}), as plantas possuem mecanismos homeostáticos para manter as concentrações corretas de íons metálicos essenciais em diferentes compartimentos celulares e para minimizar os danos da exposição a íons metálicos não essenciais e uma rede regulada de atividades de transporte, quelação, tráfico e sequestro de metal funciona para fornecer a absorção, distribuição e desintoxicação de íons metálicos. Nesse estudo, acredita-se que esses mecanismos e a rede reguladora da absorção de nutrientes tenha sido diferenciada para as três espécies testadas, sendo o milho mais tolerável ao excesso de contaminantes no ambiente. Com vistas na análise e determinação de resultados mais definitivos, recomenda-se a realização de estudos a campo, para a análise do potencial de interação entre o solo e o uso dos DLS sobre o potencial germinativo das sementes.

CONCLUSÕES

As sementes de soja e trigo apresentam redução na taxa de germinação com o uso do equivalente a 1,4 e 2,1 xDP m³ ha^-1 de DLS em testes de laboratório nas placas de Petri.

A aplicação do equivalente a 1,4 e 2,1 xDP m³ ha^-1 de DLS não afetam a germinação de sementes de milho em placas de Petri.