Nutrient content in sunflowers irrigated with oil exploration water

Abstract

Irrigation using produced water, which is generated during crude oil and gas recovery and treated by the exploration industry, could be an option for irrigated agriculture in semiarid regions. To determine the viability of this option, the effects of this treated water on the nutritional status of plants should be assessed. For this purpose, we examined the nutritional changes in sunflowers after they were irrigated with oil-produced water and the effects of this water on plant biomass and seed production. The sunflower cultivar BRS 321 was grown for three crop cycles in areas irrigated with filtered produced water (FPW), reverse osmosis-treated produced water (OPW), or ground water (GW). At the end of each cycle, roots, shoots, and seeds were collected to examine their nutrient concentrations. Produced water irrigation affected nutrient accumulation in the sunflower plants. OPW irrigation promoted the accumulation of Ca, Na, N, P, and Mg. FPW irrigation favored the accumulation of Na in both roots and shoots, and biomass and seed production were negatively affected. The Na in the shoots of plants irrigated with FPW increased throughout the three crop cycles. Under controlled conditions, it is possible to reuse reverse osmosis-treated produced water in agriculture. However, more long-term research is needed to understand its cumulative effects on the chemical and biological properties of the soil and crop production.

Irrigação com água produzida, que é gerada durante a extração de petróleo bruto e gás pode ser uma opção para agricultura irrigada em regiões semi-áridas mas o efeito desta água tratada no estado nutricional das plantas e no crescimento e desenvolvimento das culturas deve ser avaliado. Com esse propósito, determinamos alterações nos aspectos nutricionais da cultura de girassol irrigado com água produzida e os efeitos na produção de biomassa e de grãos de girassol. O girassol cv. BRS 321 foi cultivado durante três ciclos em áreas irrigadas com água produzida filtrada (FPW) e tratada por osmose (OPW) e água subterrânea (GW). Ao final de cada ciclo, raízes, parte aérea e grãos foram coletados para determinar as concentrações de nutrientes. Irrigação com água produzida afetou o acúmulo de nutrientes em plantas de girassol. Irrigação com OPW promoveu acúmulo de Ca, Na, N, P e Mg. Plantas irrigadas com FPW acumularam maiores teores de Na em raízes e parte aérea, e afetou negativamente a produção de biomassa e de grãos de girassol. Os níveis de Na na parte aérea de plantas irrigadas com FPW aumentaram ao longo dos três ciclos de cultivo. Sob condições controladas, é possível reutilizar a água produzida tratada por osmose inversa na agricultura, mas necessita de mais estudos a longo prazo para compreender o efeito cumulativo, nas propriedades químicas e biológicas do solo e na produção das culturas. Estes resultados sugerem que a irrigação com água produzida tratada adequadamente, é uma boa estratégia para a sustentabilidade dos recursos hídricos.