Uso combinado de biossólido de esgoto tratado anaerobicamente e Bacillus Aryabhattai como estratégia sustentável no cultivo do girassol

Abstract

A crescente produção de esgoto sanitário, impulsionada pelo crescimento populacional urbano é uma preocupação significativa devido ao seu potencial de causar degradação ambiental. O tratamento de esgoto sanitário oferece uma oportunidade de reciclar nutrientes que podem ser usados como fertilizantes na agricultura. O biossólido obtido do lodo proveniente do tratamento de esgoto é rico em matéria orgânica e minerais e pode ser utilizado como fertilizante com características vantajosas para as culturas. As rizobactérias promotoras de crescimento das plantas (PGPR) constituem um grupo de microrganismos que vivem na rizosfera e beneficiam o crescimento de muitas espécies de plantas promovendo maior absorção de nutrientes. O alto custo e o esgotamento das reservas de fertilizantes químicos levantam preocupações adicionais sobre o futuro da produção de alimentos. Tanto os biossólidos quanto as rizobactérias formam ferramentas importantes para promover o crescimento das plantas sem prejudicar o meio ambiente. Com o objetivo de explorar esses recursos disponíveis, este estudo teve como objetivo investigar os efeitos da aplicação simultânea de biossólido, produzido a partir de lodo de esgoto e de Bacillus aryabhattai no crescimento, na produção de biomassa aérea, nas trocas gasosas foliares, nos teores de pigmentos fotossintéticos e os teores de nutrientes foliares de plantas de girassol (Helianthus annuus). Para isso foram estabelecidos quatro tratamentos, (T1= controle, T2= 5g de lodo + 0 mL de bactéria, T3= 5g + 3,2 mL de bactéria, e T4 =5g + 6,4 mL). As plantas foram mantidas em casa de vegetação, durante 44 dias. A massa seca total foi significativamente maior nas plantas tratadas com lodo e 6,4 mL de bactérias, em comparação ao controle (T1) e adição de apenas lodo (T2). Não houve diferença significativa na produção de massa seca entre T3 e T4. A adição de lodo aumentou a taxa fotossintética, enquanto a aplicação conjunta de bactérias e lodo promoveu um incremento ainda maior, sem diferenças significativas entre as duas doses de bactérias. A concentração de CO2 na cavidade subestomática foi, em geral, menor que nas plantas que receberam bactérias (T3 e T4), indicando uma maior eficiência no uso do CO2 disponível comparada a T1 e T2. Os pigmentos fotossintéticos foram aumentados pela adição de lodo. Dentre os nutrientes foliares houve maior absorção de N, Mn e Zn por parte do tratamento T4 em relação ao demais. Dessa forma conclui-se que as aplicações com biossólido e Bacillus aryabhattai promoveram o aumento das taxas fotossintéticas e da produção de massa seca da parte aérea, sendo o T4 o tratamento mais eficiente, devido ao incremento no teor de clorofila total e nutrientes foliares em especial N e Zn.

The increasing production of domestic sewage, driven by urban population growth, is a major concern due to its potential to cause environmental degradation. The treatment of domestic wastewater offers an opportunity to recycle nutrients that can be used as fertilizers in agriculture. The biosolid obtained from sewage sludge is rich in organic matter and minerals and can be used as a fertilizer with advantageous characteristics for crops. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) constitute a group of microorganisms that inhabit the rhizosphere and benefit the growth of many plant species by promoting greater nutrient uptake. The high cost and depletion of chemical fertilizer reserves raise additional concerns regarding the future of food production. Both biosolids and rhizobacteria represent important tools to promote plant growth without harming the environment. To explore these available resources, this study aimed to investigate the effects of the simultaneous application of biosolid, produced from sewage sludge (Sabesfértil), and Bacillus aryabhattai on growth, shoot biomass production, leaf gas exchange, photosynthetic pigment content, and leaf nutrient content in sunflower (Helianthus annuus) plants. Four treatments were established (T1 = control; T2 = 5 g of sludge + 0 mL of bacteria; T3 = 5 g + 3.2 mL of bacteria; and T4 = 5 g + 6.4 mL). The plants were maintained in a greenhouse for 44 days. Total shoot dry mass was significantly higher in plants treated with sludge and 6.4 mL of bacteria compared to the control (T1) and sludge-only treatment (T2). There was no significant difference in shoot dry mass production between T3 and T4. The addition of sludge increased the photosynthetic rate, whereas the combined application of bacteria and sludge further enhanced it, with no significant differences between the two bacterial doses. The CO₂ concentration in the sub-stomatal cavity was generally lower in plants inoculated with bacteria (T3 and T4), indicating higher efficiency in the use of available CO₂ compared to T1 and T2. Photosynthetic pigments increased with the addition of sludge. Among leaf nutrients, N, Mn and Zn absorption were higher in treatment T4 compared with the others. In conclusion, the application of biosolid and Bacillus aryabhattai promoted increases in photosynthetic rates and shoot dry mass production, with T4 being the most efficient treatment due higher total chlorophyll and leaf nutrient contents, particularly N and Zn.