Pesquisa
Aproveitamento de águas residuárias de bovinocultura de leite: fertirrigação, biofiltro e produção de micélio fúngico
Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Adeline dos Santos Novakoski
Orientador: Maria Graciela Iecher Faria
Defendido em: 13/03/2025
Resumo
Esta tese aborda o aproveitamento sustentável de resíduos agroindustriais e águas residuárias da bovinocultura de leite (ARBL), visando à redução de impactos ambientais e à valorização de subprodutos por meio de práticas integradas de fertirrigação, biofiltração e cultivo de fungos basidiomicetos. No Capítulo I, investigou-se o reaproveitamento de ARBL por meio da fertirrigação como alternativa sustentável para o manejo de efluentes da atividade leiteira. O experimento utilizou águas residuárias provenientes da limpeza da área de ordenha de 35 vacas, aplicadas em cultivos das cultivares de alface Lucy Brown e Vanda sob diferentes concentrações (25% a 100% ARBL). A cultivar Lucy Brown apresentou melhor desempenho em crescimento e produtividade nas concentrações de 75% e 100% ARBL, demonstrando o potencial da fertirrigação com ARBL na melhoria da eficiência produtiva e na preservação dos recursos hídricos. No Capítulo II, foi proposto e avaliado um biofiltro à base de bagaço de cana-de-açúcar (BC) para o tratamento de águas residuárias bovinas, explorando o potencial do resíduo como material de suporte para biofiltração. O experimento, conduzido no Laboratório de Microbiologia Agrícola da Universidade Paranaense, empregou colunas de filtração confeccionadas em PVC, preenchidas com BC. As análises físico-químicas indicaram que o biofiltro apresentou boa eficiência na remoção de sólidos totais, aumento gradual do pH e redução da condutividade elétrica, evidenciando retenção de sais e melhora da qualidade da água para uso em fertirrigação. Apesar de limitações pontuais na remoção de sólidos em suspensão, o sistema mostrou potencial como tecnologia simples, de baixo custo e ambientalmente adequada para o tratamento de efluentes agropecuários. No Capítulo III, avaliou-se o uso do bagaço de cana-de-açúcar umedecido com água residuária (AR) como substrato para o crescimento micelial longitudinal de fungos basidiomicetos. Foram estudadas as espécies Lentinus crinitus, Panus strigellus e Pleurotus albidus. O fungo L. crinitus apresentou o maior crescimento micelial (22,62 cm em 30 dias), destacando-se como o mais adaptado ao substrato. A análise da composição mineral da biomassa de L. crinitus produzida, apresentou cromo, cobalto, níquel, cádmio, zinco e alumínio, sendo o zinco o elemento em maior concentração (89,299 mg L⁻¹). Os resultados evidenciam o potencial do sistema para o tratamento de águas residuárias e a reciclagem de resíduos agroindustriais, além de demonstrar a capacidade de L. crinitus para aplicações em biorremediação e biossorção de metais. De forma integrada, os resultados reforçam o potencial de duas práticas sustentáveis e complementares: a fertirrigação com águas residuárias de bovinocultura e o uso do bagaço de cana-de-açúcar como biofiltro e substrato fúngico como estratégias eficazes para o tratamento de efluentes, a reciclagem de resíduos e a promoção da sustentabilidade no setor agropecuário.
Palavras-chave
águas residuárias, bovinocultura de leite, bagaço de cana-de-açúcar, fertirrigação, basidiomicetos, sustentabilidade ambiental.
Title
Use of Wastewater from Dairy Farming: Fertigation, Biofilter and Fungal Mycelium Production
Abstract
This thesis addresses the sustainable use of agro-industrial waste and dairy cattle wastewater (DWW), aiming at reducing environmental impacts and adding value to by-products through integrated practices of fertigation, biofiltration, and basidiomycete fungi cultivation. Chapter I investigated the reuse of DWW through fertigation as a sustainable alternative for managing effluents from dairy farming. The experiment used wastewater from cleaning the milking area of 35 cows, applied to crops of the lettuce cultivars Lucy Brown and Vanda under different concentrations (25% to 100% DWW). The Lucy Brown cultivar showed better growth and productivity performance at concentrations of 75% and 100% DWW, demonstrating the potential of fertigation with DWW in improving productive efficiency and preserving water resources. In Chapter II, a biofilter based on sugarcane bagasse (SB) for the treatment of bovine wastewater was proposed and evaluated, exploring the potential of the residue as a support material for biofiltration. The experiment, conducted at the Agricultural Microbiology Laboratory of the Paranaense University, employed filtration columns made of PVC, filled with SB. Physicochemical analyses indicated that the biofilter showed good efficiency in removing total solids, a gradual increase in pH, and a reduction in electrical conductivity, demonstrating salt retention and improved water quality for use in fertigation. Despite some limitations in the removal of suspended solids, the system showed potential as a simple, low-cost, and environmentally sound technology for the treatment of agricultural effluents. In Chapter III, the use of sugarcane bagasse moistened with wastewater (WW) as a substrate for the longitudinal mycelial growth of basidiomycete fungi was evaluated. The species Lentinus crinitus, Panus strigellus, and Pleurotus albidus were studied. The fungus L. crinitus showed the greatest mycelial growth (22.62 cm in 30 days), standing out as the most adapted to the substrate. The analysis of the mineral composition of the produced L. crinitus biomass showed chromium, cobalt, nickel, cadmium, zinc, and aluminum, with zinc being the element in the highest concentration (89.299 mg L⁻¹). The results highlight the potential of the system for wastewater treatment and the recycling of agro-industrial waste, in addition to demonstrating the capacity of L. crinitus for applications in bioremediation and biosorption of metals. In an integrated way, the results reinforce the potential of two sustainable and complementary practices: fertigation with cattle wastewater and the use of sugarcane bagasse as a biofilter and fungal substrate as effective strategies for wastewater treatment, waste recycling, and the promotion of sustainability in the agricultural sector.
Keywords
wastewater, dairy cattle farming, sugarcane bagasse, fertigation, basidiomycetes, environmental sustainability.