Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da irrigação com água produzida de campos de petróleo sobre a concentração de alguns nutrientes do solo, assim como sobre o desempenho e a concentração de nutrientes nas raízes e nas partes aéreas do girassol (Helianthus annuus) ornamental 'Sunbright', e definir os custos operacionais para a produção de hastes florais em um sistema irrigado. As plantas de girassol 'Sunbright' foram cultivadas em um Neossolo Quartzarênico no Estado do Ceará, e submetidas a tratamentos de irrigação por gotejamento, com água produzida de petróleo tratada por filtração (PWF) e por osmose inversa (PWO), além de um tratamento-controle com água subterrânea (GW) do aquífero Açu. O estudo foi realizado por três ciclos de produção sucessivos. A irrigação com PWF modifica a concentração de sais trocáveis no solo, ao aumentar o Na+ nas camadas superficiais, o que afeta o crescimento vegetativo e o acúmulo de nutrientes nas raízes e nas partes aéreas das plantas, de modo que a água salobra pode impactar os custos operacionais e as receitas na produção de hastes florais. PWO tem um efeito menor em nutrientes do solo e não é capaz de modificar o desempenho agronômico dos girassóis ornamentais, em comparação à irrigação com GW. A relação custo-benefício foi positiva com todos os tipos de água, na seguinte ordem: GW> PWF> PWO.

Abstract: The objective of this work was to evaluate the effects of irrigation with oilfield produced water on the concentration of some soil nutrients, as well as on the performance and concentration of nutrients in the roots and on aerial parts of the ornamental sunflower 'Sunbright' (Helianthus annuus), and to define the operating costs for the production of floral stems under an irrigated system. 'Sunbright' sunflower plants were cultivated in a Typic Quartzipsamment in the state of Ceará, Brazil, and subjected to drip irrigation treatments with oilfield produced water treated by filtration (PWF), or by reverse osmosis (PWO), besides a control treatment with groundwater (GW) from the Açu aquifer. The study was carried out for three successive production cycles. Irrigation with PWF modifies the concentration of exchangeable salts in the soil, increasing Na+ in the shallow layers, affecting the vegetative growth and the nutrient accumulation in the roots and shoots, in such a way that brackish water may impact operating costs and revenues in the production of floral stems. PWO has a minor effect on soil nutrients and it is not able to modify the agronomic performance of the ornamental sunflowers, in comparison with irrigation with GW. The cost-benefit ratio was positive with all types of water in the following order: GW> PWF> PWO.

RESUMO: 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.

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.