Phosphorus forms and lability of organic matter during anaerobic digestion of swine manure / Formas de fósforo e labilidade da matéria orgânica durante a biodegradação anaeróbia do dejeto suíno

ABSTRACT

Understanding the dynamics of the organic matter and nutrients in pig manure submitted to anaerobic digestion is important to assist in decision-making regarding the use of anaerobic biofertilizer in agriculture. Accordingly, this study was carried out with the objective of evaluating the changes in organic matter, quantified as the content of carbon in the humic and oxidizable fractions, and in the content of the organic and inorganic forms of phosphorus in the solid fraction of the manure, as a function of digestion time in anaerobic reactors. Evaluations were carried out after 7, 14, 21, 28, 35, 42, and 49 days of digestion, and the results were compared to the raw manure. Changes in organic matter occurred mostly in the labile fractions (fulvic acid and the F1 fraction), the content of which underwent a reduction, favoring the accumulation of more recalcitrant fractions in the final biofertilizer (humic acid and the F2, F3, and F4 fractions). Total P content did not change throughout the digestion process. However, the size of inorganic fraction of water-extractable P decreased by 16.7% after 49 days of digestion, as it was consumed by the decomposing microbiota to form stabilized organic matter, which accumulated along with the more recalcitrant fractions of P in the final biofertilizer. Therefore, the use of swine manure-derived anaerobic biofertilizer has less risk of environmental contamination with excessive P than the direct application of raw manure to the soil.

RESUMO

O entendimento da dinâmica da matéria orgânica e dos nutrientes no dejeto suíno submetido à biodegradação anaeróbia é importante por auxiliar nas tomadas de decisão para a utilização do biofertilizante anaeróbio como fertilizante agrícola. Nesse sentido, desenvolveu-se um estudo, utilizando reatores anaeróbios de bancada, com o objetivo de avaliar as mudanças na matéria orgânica, através da quantificação do carbono nas frações húmicas e oxidáveis, e nas formas orgânicas e inorgânicas de fósforo da fração sólida do dejeto suíno, em função do tempo de biodegradação. Realizaram-se avaliações nos seguintes tempos de retenção hidráulica 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias de biodegradação e os resultados comparados com o dejeto não degradado. As mudanças na matéria orgânica ocorreram em suas frações mais lábeis (C-ácido fúlvico e fração F1) com redução dos seus conteúdos, favorecendo o acúmulo de frações mais recalcitrantes no biofertilizante final (C-ácido húmico e frações F2, F3 e F4). O conteúdo total de P não sofreu mudanças ao longo do processo. No entanto, a fração inorgânica de P extraível em água reduziu em 16,7 % após 49 dias de biodegradação, sendo consumida pela microbiota decompositora para a formação de matéria orgânica estabilizada, que se acumula, juntamente com as frações mais recalcitrantes de P no biofertilizante final. O uso do biofertilizante anaeróbio suíno possui, portanto, menor risco de contaminação ambiental pelo excesso de P do que a aplicação direta do dejeto in natura no solo.