Yield and composition of the essential oil of Mentha piperita L. (Lamiaceae) grown with biosolid

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Heavy metal nutrients in tomato plants cultivated in soil amended with biosolid composts

The use of biosolids in horticulture could contribute to recycle residues produced by men. This study analyzed concentrations of Cu, Mn and Zn in the compost during fermentation, in the soil amended with the composts and in the tomato plant materials. Five composts were produced using sugar-cane bagasse, biosolid and cattle manure in the proportions: 75-0-25; 75-12.5-12.5; 75-25-0; 50-50- 0 and 0-100-0 (composts with 0; 12.5; 25; 50 and 100% biosolid), respectively. These composts were used in an experiment with 6 treatments (the 5 composts and a control with mineral fertilization) in a design of randomized blocks with a split plot design. The control and the treatment of 0% biosolid received inorganic nitrogen. All the treatments received the same amount of N, P and K. Two tomato plants were cultivated in each 24 L pot, in a greenhouse at the Technology Department of the Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias of the Universidade Estadual Paulista in Jaboticabal County, São Paulo State, Brazil. The concentrations of Cu, Mn and Zn were evaluated in the compost 7, 27, 57, 97 and 127 days after composting began, in the soil 0 and 164 days after the compost applied, and in the plants. Compost, soil and plant samples were subjected to digestion with HNO3, H 2O2 and HCl and the metals were determined by AAS. There were positive and significant correlations between Mn in the compost and Mn uptake by the plant (0.46 p>0.05), and between Zn in the compost and Zn concentration in the plant (0.78 p>0.05). Cu, Mn and Zn concentrations increased during composting. The biosolid in the compost supplied Cu and Zn to tomato plants, and the cattle manure supplied Mn to the plants.

Non-nutrient heavy metals in tomato plants cultivated in soil amended with biosolid and sugar-cane bagasse compost

In this study, non-nutrient heavy metal concentrations (Cd, Cr, Ni and Pb) were measured in composts during the composting process, in compost/Red-yellow Latosol mixtures, and in tomato plants. Composts were produced using sugar-cane bagasse, biosolids and cattle manure in the proportions 75-0-25, 75-12.5-12.5, 75-25-0, 50-50-0 or 0-100-0 (composts with 0, 12.5, 25, 50 and 100% biosolids). The composts were applied to the soil, in 6 treatments and a control (mineral fertilization). Control and the 0% biosolids treatments received inorganic nitrogen and all the treatments received the same amount of N, P and K. Tomato plants were cultivated in 24-L pots, in a green house in Jaboticabal, SP, Brazil. The experiment had a split plot design, in randomized blocks. Cadmium, Cr, Ni and Pb concentrations were determined during the composting process (7, 27, 57, 97 and 127 days after compost mounting), in soil (0 and 164 days after mixing) and plants. The samples were subjected to digestion with HNO 3, H2O2 and HCl and the metals were determined by AAS. Negative correlations were observed between Cd, Cr and Pb in the compost and Cd, Cr and Pb plant uptake, as well as Ni in the compost and Ni concentration in the plants. The concentrations of Cd, Cr, Ni and Pb increased during composting. Only Cd levels increased when compost was applied to the soil. The roots accumulated Cr, Ni and Pb, the stems and leaves, Cd and Ni and the fruits did not accumulate any of the metals studied. The composts with biosolids did not increase Cd, Cr, Ni and Pb uptake by plants.

Heavy metals availability and fractions in soil amended with biosolid composts

The heavy metals when linked to organic matter have a behavior in the soil that is still little known. This study aimed to evaluate the effect of sewage-sludge-based composts when incorporated in the soil, in relation to heavy metals availability. Five composts were incorporated using sugar-cane bagasse, sewage sludge and cattle manure in the respective proportions: 75-0-25, 75-12.5-12.5, 75-25-0, 50-50-0 and 0-100-0 (composts with 0, 12.5, 25, 50 and 100% sewage sludge). The experiment consisted of 6 treatments (5 composts and a control with mineral fertilization) in randomized blocks with a split-plot design. The control and the treatment of 0% sewage sludge received inorganic nitrogen (N). All the treatments received the same amount of N (8.33 g) K (5.80 g) and K (8.11 g) per pot. Tomato plants were cultivated in 24.0 L pots in a greenhouse in Jaboticabal, SP, Brazil. The concentrations of heavy metals were determined in the soil samples at day 0 after compost incorporation. The higher the sewage sludge doses, the higher heavy metal contents in the soil. Among extractants, Melhlich-1 extracted the highest amount of heavy metals, while DTPA extracted the lowest one. The residual fraction presented the highest heavy metal content, followed by Fe oxides crystalline and amorphous to Cu, Cr and Mn, and Mn oxides, and Fe amorphous to Zn, indicating strong associations to oxides and clays. There were significant positive correlations between Mn contents in the plant and Mn linked to Fe oxide amorphous and crystalline.

Biosolid soil application: Toxicity tests under laboratory conditions

A large volume of generated sewage sludge makes its disposal a problem. The usage of sludge in agriculture is highlighted by a number of advantages. However, heavy metals and other toxic compounds may exercise harmful effects to soil organisms. This study evaluated the possible toxic effects of a biosolid sample, under laboratory conditions, for 30 days, using diplopods Rhinocricus padbergi and plants Allium cepa (onion) as test organisms. The data obtained demonstrated that the biosolid raw sample had genotoxic potential for Allium cepa root tip cells. In the diplopods exposed to biosolid sample, epithelium disorganization in the midgut and a reduction of the volume of the hepatic cells were observed after 7 days of exposure. After 30 days, the animals still showed a reduction of the volume of the hepatic cells, but in minor intensity. Allium cepa analysis showed genotoxicity, but this effect was reduced after 30 days of bioprocessing by diplopods. This study was important to know the effects as well as to determine how this waste could be applied concerning the soil living organisms and plants. © 2012 Cintya Ap. Christofoletti et al.

Transition metal rates in latosol twice treated with sewage sludge

A reciclagem agrícola do lodo de esgoto tem provocado o acúmulo de metais pesados no solo e na água, podendo atingir níveis tóxicos e causar danos às plantas cultivadas, aos animais e ao homem, por meio da cadeia trófica. Neste intuito foi desenvolvido o presente experimento, em condições de campo, entre 2000 e 2002, onde foram avaliados os efeitos da aplicação de lodo de esgoto por dois anos, sobre a extração de metais de transição (essenciais e não) pelo extrator DTPA em um Latossolo Vermelho distrófico (LVd) de textura média. As concentrações dos elementos metálicos: Mn, Fe, Cd, Ni, Co, Pb e Cr não foram detectados pelo método da absorção atômica na solução obtida com o extrator DTPA. A aplicação de lodo de esgoto causou inicialmente pequena elevação no pH do solo, posteriormente a diminuição do mesmo, e manteve-se próximo ao original. Foi possível concluir que, com a aplicação consecutiva do lodo, os teores extraíveis de Fe e Mn nas amostras de solos aumentaram gradativamente nos dois anos agrícolas, com as doses do lodo de esgoto aplicado, época de amostragens, e foram superiores ao tratamento testemunha. O extrator apresentou capacidade restrita para avaliação da fitodisponibilidade dos metais pesados decorrentes das baixas concentrações nas amostras de solo.

Estabilidade de agregados e resistência à penetração em Latossolos adubados por cinco anos com biossólido

O biossólido tem sido utilizado para fins agrícolas como fonte de nutrientes e condicionante dos atributos físicos do solo. Objetivou-se avaliar o efeito do biossólido na estabilidade de agregados e resistência à penetração de um Latossolo Vermelho distrófico textura média (LVd) e um Latossolo Vermelho eutroférrico argiloso (LVef), em Jaboticabal (SP). Utilizaram-se as doses de 0,0, 25,0, 47,5 e 50,0 Mg ha-1 de massa seca de biossólido que foi incorporado com grade até 0,1 m, antes da semeadura do milho. As amostras foram coletadas no quinto ano, após a colheita do milho, nas camadas de 0,0-0,1; 0,1-0,2; 0,2-0,3 m para determinação da composição granulométrica, matéria orgânica e estabilidade de agregados. A resistência do solo à penetração e umidade do solo foram determinadas até à profundidade de 0,4 m. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com cinco repetições. O diâmetro médio geométrico dos agregados foi maior na camada de 0,0-0,1 m e a partir da aplicação de 47,5 Mg ha-1 de biossólido nos dois solos. A aplicação de biossólido não influiu na resistência do solo à penetração, tampouco na umidade nos dois solos.

Barium uptake by maize plants as affected by sewage sludge in a long-term field study

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Disponibilidade de níquel em solo tratado com lodo de esgoto e cultivado com sorgo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cádmio, cromo, chumbo e zinco em plantas de milho e em latossolo após nove aplicações anuais de lodo de esgoto

As maiores limitações para o uso do lodo de esgoto em áreas agrícolas são os riscos de contaminação do solo com metais pesados e sua possível transferência para a cadeia alimentar. Objetivou-se, com este estudo, avaliar os teores de Cd, Cr, Pb e Zn no solo, utilizando-se dois métodos de extração (HNO3 + H2O2 + HCl e HClO4 + HF), o acúmulo destes elementos em plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho eutroférrico no nono ano de aplicação de lodo de esgoto, bem como seus efeitos na produção de matéria seca e na produtividade de grãos. O experimento foi instalado em condições de campo em Jaboticabal-SP, no delineamento em blocos casualizados, com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos corresponderam a doses acumuladas por nove anos consecutivos de lodo de esgoto (45,0; 90,0 e 127,5 t ha-1, base seca) e um tratamento testemunha que recebeu fertilização mineral com base na análise de solo. O lodo de esgoto foi aplicado manualmente e incorporado ao solo com grade a 0,1 m de profundidade antes da semeadura do milho. Os teores médios de Cd no solo não variaram em função das doses de lodo e dos métodos de extração. Por outro lado, os teores médios de Cr, Pb e Zn no solo obtidos pela digestão com HClO4 + HF foram de 72,4; 31,8 e 62,3 %, respectivamente, superiores àqueles encontrados pela digestão que empregou HNO3 + H2O2 + HCl. Contudo, quando se avaliou apenas o efeito das doses de lodo no solo, em ambos os métodos de extração, verificou-se diferença entre os tratamentos apenas para a concentração de Zn no solo. Exceto o Cd, que não foi detectado, de modo geral, os teores e os acúmulos de Cr, Pb e Zn nas partes das plantas de milho aumentaram com as aplicações de lodo de esgoto. Os teores de Cr, Pb e Zn nos grãos, quando detectados, permaneceram abaixo dos limites máximos estabelecidos para o consumo humano conforme a legislação brasileira. A adição de lodo de esgoto e a fertilização mineral, por longo período, apresentaram efeitos semelhantes na produção de matéria seca e na produtividade de grãos de milho.

Custo para implantação de Astronium fraxinifolium schott em área degradada utilizando-se adubos verdes e lodo de esgoto

A utilização de recursos naturais e a necessidade de recuperação de áreas degradadas têm assumido importância global, sendo que a estimativa de custos garante a viabilidade econômica, para implantação de projetos de conservação ou recuperação. Foram estimados os custos para implantação de um hectare da espécie arbórea Gonçalo-Alves (Astonium fraxinifolium Schott), com adubação verde, em Latossolo Vermelho degradado, como se segue: Gonçalo-Alves + Feijão-de-porco; Gonçalo-Alves + crotalária; Gonçalo-Alves + fórmula NPK (04-14-08); e Gonçalo-Alves + braquiária + lodo. A estimativa do custo de implantação de Gonçalo-Alves, para a região leste do Estado do Mato Grosso do Sul, variou entre R$ 2.829,13 e R$ 3.872,21. O tratamento com braquiária + lodo de esgoto foi o mais econômico, considerando-se um período de cinco anos, além dos benefícios ambientais relacionados ao descarte viável deste resíduo, por estações de tratamento de esgoto.

First report of Trypanosoma vivax outbreak in dairy cattle in São Paulo state, Brazil

Esta é a primeira descrição de um surto de Trypanosomavivax ocorrido no Estado de São Paulo, no município de Lins. Animais acometidos apresentaram febre, icterícia, diminuição da produção de leite, perda de peso, diarreia profusa, abortos, anemia, leucocitose e hiperfibrigenemia. Foram registrados 31 óbitos de vacas e bezerros em 1.080 bovinos no total. Três vacas apresentaram sintomatologia nervosa, como dismetria, ataxia e fraqueza muscular, além de ptialismo, aumento de linfonodos e edema submandibular. Hemoparasitas flagelados foram observados em esfregaços sanguíneos, e a espécie de tripanossomo foi diagnosticada como T.vivax por PCR. A cepa de T. vivax mostrou ser resistente ao tratamento com aceturato de diaminozeno e a infecção disseminou rapidamente no rebanho. Pelo ELISA, observou-se que 98,36% (599) das amostras de soro colhidas apresentaram títulos positivos para IgG anti-T.vivax. O surto ocorreu em condições de baixa precipitação pluviométrica, fato que indica que outros fatores estavam envolvidos na ocorrência desse surto, como a ausência de tabanídeos e a grande presença de Haematobia irritans e Stomoxys calcitrans, cujo aumento populacional pode ser devido ao uso de resíduos de usinas de açúcar e álcool nos canaviais que circundavam a granja leiteira.

Características biológicas do solo indicadoras de qualidade após dois anos de aplicação de biossólido industrial e cultivo de milho

A utilização agrícola de biossólidos tem sido muito incentivada, mas, como esses resíduos apresentam composição química variada, o valor agronômico e os efeitos sobre características indicadoras de qualidade do solo precisam ser avaliados caso a caso, a fim de estabelecer normas de segurança para uso desses materiais. Neste trabalho foram avaliadas características biológicas, após a aplicação, por dois anos consecutivos, de doses crescentes (0, 6, 12, 18 e 24 t ha-1 base seca) de um biossólido gerado por uma indústria de fibras e resinas PET e da adubação mineral completa no cultivo de milho, em um Cambissolo distrófico, comparados aos de uma área adjacente, sob Brachiaria sp. e sem cultivo nos últimos 10 anos, usada como referência. Os valores de C e N da biomassa microbiana, a respiração basal e as atividades das enzimas urease e beta-glicosidase e da hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) aumentaram, enquanto a atividade da fosfatase ácida diminuiu com a elevação das doses de biossólido, porém estas não tiveram efeito sobre o quociente metabólico (qCO2). A diminuição da atividade da fosfatase se deveu ao aumento da disponibilidade de P no solo, não caracterizando efeito adverso da aplicação do biossólido. Com aplicação de 12 t ha-1 de biossólido (recomendação agronômica), a respiração e a hidrólise da FDA foram maiores e a atividade da fosfatase foi menor que a obtida no solo com adubação mineral, mas as demais características avaliadas não diferiram entre estes tratamentos. A colonização micorrízica de Brachiaria sp. não diferiu entre plantas de crescimento espontâneo nas parcelas anteriormente cultivadas com milho e aquelas da área adjacente. Apesar do menor número de esporos, verificou-se enriquecimento de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) nas parcelas cultivadas. O carbono orgânico (Corg) e a biomassa microbiana apresentaram alta correlação com os demais parâmetros avaliados, indicando que as alterações na quantidade e qualidade da matéria orgânica, promovidas pela aplicação do biossólido, refletiram na dinâmica da microbiota e influenciaram positivamente os parâmetros biológicos de qualidade do solo.

Enzyme activity and microbial biomass in an Oxisol amended with sewage sludge contaminated with nickel

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Assessment of anaerobic sewage sludge quality for agricultural application after metal bioleaching

The effects of metal bioleaching on nutrient solubilization, especially nitrogen and phosphorous, from anaerobically-digested sewage sludge were investigated in this work. The assessment of the sanitary quality of the anaerobic sludge after bioleaching was also carried out by enumerating indicator (total coliforms, fecal coliforms, and fecal streptococci) and total heterotrophic bacteria. The experiments of bioleaching were performed using indigenous sulphur-oxidizing bacteria (Thiobacillus spp.) as inoculum and samples of anaerobically-digested sludge. Nitrogen and phosphorous solubilization from sewage sludge was assessed by measuring, respectively, the concentration of Total Kjeldahl Nitrogen, ammonia, nitrate/nitrite, and soluble and total phosphorous before and after the bioleaching assays. At the end of the experiment, after 4 days of incubation (final pH of 1.4), the following metal solubilization yields were obtained: zinc, 91%; nickel, 87%; copper, 79%; lead, 52%; and chromium, 42%. As a result of sludge acidification, the viable counts of selected indicator bacteria were decreased to below the detection limit (4 × 103 cfu 100 ml-1), followed by an increase in the mineral fraction of nitrogen (from 6 to 10%) and in the soluble fraction of phosphorous (from 15 to 30%). Although some loss of sludge nutrients can occur during solid-liquid separation following bioleaching, its beneficial effects as metal removal and reduction of pathogenic bacteria are sufficient to consider the potential of this treatment before sludge disposal onto agricultural fields.