Cinética de liberação de chumbo de solos de área de mineração e metalurgia de metais pesados

O estudo de cinética de liberação de metais pesados é uma importante ferramenta de diagnóstico ambiental de áreas contaminadas, pois determina, além dos teores acumulados liberados após tempos crescentes de equilíbrio, a taxa (velocidade) de dessorção desses poluentes para a solução do solo. Com o objetivo de avaliar a cinética de liberação de Pb de solos da área de mineração e metalurgia de metais pesados, no município de Adrianópolis (PR), vale do rio Ribeira, selecionaram-se oito solos, submetidos a diferentes formas de contaminação (solos 2, 4 e 5 - incorporação de resíduos da metalurgia de metais pesados aos perfis; solos 3, 6 e 7 - adição de Pb particulado via chaminés da fábrica; solo 8 - contaminação por passagem da água pluvial pela fábrica desativada, que escorre em direção ao rio Ribeira). O solo 1, sob mata nativa, fora da direção de caminhamento das fumaças da metalurgia, localizado a 1.560 m de distância e a 380 m acima da cota da fábrica desativada, foi escolhido como referência dos teores naturais de Pb dos solos da região. As amostras de solo, coletadas em duas profundidades (0 a 10 e 20 a 40 cm), foram submetidas a extrações sequenciais com ácido cítrico 0,1 mol L-1 após diferentes períodos de contato (tempos acumulados: 2, 14, 38, 86, 182, 326, 518, 806 e 1.382 h). Os teores totais de Pb (extração com HF e HNO3 concentrados e H2O2 30 % v/v) foram altos (máximo de 24.755,6 mg kg-1) e indicaram intensa contaminação dos solos. Os dados da cinética de liberação foram ajustados às equações parabólicas de difusão, sendo a liberação do Pb gradual e bifásica, com velocidade de liberação maior na primeira fase. Os solos 3 e 5 foram considerados com elevado potencial de contaminação ambiental devido aos altos teores de Pb dessorvido acumulados nas extrações sequenciais com ácido cítrico (máximo de 18.577,4 mg kg-1). O solo 6, com baixos teores de argila, apresentou a maior velocidade (taxa) de dessorção de Pb.

Atividade de urease no solo com feijoeiro influenciada pela cobertura vegetal e sistemas de plantio

A urease é a enzima que catalisa a hidrólise da ureia em dióxido de carbono e amônia. A distribuição da urease e os fatores que a influenciam têm importância relevante em vista do uso da ureia na agricultura. Nesse sentido, este estudo teve como objetivo definir a época adequada de coleta de solo, após adubação nitrogenada no feijoeiro comum, para medir a atividade de urease e seu perfil, considerando os efeitos residuais de diferentes plantas de cobertura e de sistema de preparo do solo. O experimento foi instalado em um Latossolo Vermelho distrófico e o feijoeiro, cultivar BRS Valente, semeado em junho de 2005, em sucessão a quatro plantas de cobertura de solo: capim-mombaça, milho em consórcio com braquiária, sorgo granífero e estilosantes, e dois sistemas de cultivo, direto e convencional. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso em parcelas divididas. As amostras de solo foram coletadas aos 3, 6, 8, 10 e 12 dias após a aplicação da ureia em cobertura no feijoeiro. A maior atividade de urease no solo ocorreu quando o feijoeiro foi cultivado após capim-mombaça, independentemente do preparo do solo e da época de sua avaliação. A mobilização do solo em cultivo no sistema plantio direto determinou menor atividade de urease, independentemente das espécies de cobertura e das épocas de sua avaliação. O pico de atividade de urease ocorreu entre o sétimo e o oitavo dia após a aplicação de ureia, independentemente das espécies de cobertura e do preparo do solo sob cultivo irrigado do feijoeiro comum.

Caracterização química e mineralogia de solos antrópicos (terras pretas de índio) na amazônia central

Na Amazônia brasileira é comum a ocorrência de sítios arqueológicos. Frequentemente, observa-se que as ações humanas nesses sítios promoveram modificações significativas em muitas das características físicas, morfológicas e químicas dos solos desses ambientes, tornando-os muito diferentes dos solos adjacentes, especialmente nas áreas de terra firme da região. Embora muitos estudos tenham sido conduzidos visando compreender a magnitude dessas modificações e seus reflexos na gênese dos solos influenciados, muitas questões precisam ser mais bem compreendidas, sobretudo as relacionadas com a mineralogia desses solos. Este estudo teve como objetivo avaliar as características químicas, a composição mineralógica das frações argila e areia e o grau de pedogênese de cinco perfis de solos com horizonte A antrópico (Au), em ambientes de terra firme e várzea, localizados na Bacia Sedimentar do Amazonas, entre Coari e Manaus-AM. Amostras de solos foram coletadas, preparadas e submetidas às análises químicas de rotina e caracterizadas quanto aos teores de carbono oxidável e aos teores de Si, Fe, Al e P; adicionalmente, efetuou-se a identificação dos minerais presentes nas frações argila e areia, por meio de difratometria de raios X. Os resultados mostraram que as modificações promovidas pela atividade humana levaram à melhoria da fertilidade do solo, resultando em solos com acidez moderada, elevados teores de Ca2+ e de P disponíveis e baixos teores de Al3+ trocável. Esses resultados também revelaram teores muito elevados de P-total nos horizontes antrópicos, variando entre 1.630 e 8.840 mg kg-1 de P2O5. A mineralogia da fração argila dos solos antrópicos de terra firme revelou dominância de caulinita, além da ocorrência de gibbsita, de goethita e de óxidos de titânio (anatásio). O perfil de várzea, além de caulinita e goethita, apresentou também minerais do tipo 2:1 na fração argila. A mineralogia da fração areia dos solos estudados revelou dominância de quartzo, independentemente do ambiente. A fração magnética é composta por maghemita e hematita. Constatou-se, portanto, significativa riqueza química nos horizontes antrópicos, bem como diferenças na composição mineralógica desses horizontes.

Bactérias produtoras de auxinas isoladas de raízes de Cattleya walkeriana, orquídea Brasileira ameaçada de extinção, e sua função na aclimatização

Bactérias produtoras de auxinas habitam raízes de orquídeas e podem trazer benefícios para a planta hospedeira. Plantas dessa família são multiplicadas em condições assimbióticas in vitro e pouco se conhece sobre a função desses microrganismos para a aclimatização ex vitro. Quatro rizobactérias isoladas da espécie Cattleya walkeriana foram avaliadas por sua capacidade de promoção do crescimento e sobrevivência de plântulas germinadas in vitro durante a aclimatização. Essas rizobactérias foram identificadas como Bacillus, Burkholderia, Enterobacter e Curtobacterium, com base no sequenciamento do gene 16S rRNA. A presença de compostos indólicos no sobrenadante filtrado de culturas líquidas foi quantificada por ensaios colorimétricos e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Ácidos 3-indol lático (AIL) e indol-3-acetaldeído (AIAld) foram encontrados em grande quantidade, exceto na cultura de Enterobacter sp., em que ácido 3-indol acético (AIA) e ácido 3-indol pirúvico (AIP) prevaleceram. As rizobactérias foram inoculadas em plântulas germinadas in vitro, aclimatizadas em casa de vegetação durante 90 dias e avaliadas quanto à sua capacidade de promover o crescimento. Burkholderia sp. e Curtobacterium sp. proporcionaram a menor eficiência para o crescimento, enquanto Bacillus sp. e Enterobacter sp. favoreceram incrementos em todas as características avaliadas e ampliaram a percentagem de sobrevivência. Este trabalho elucida a função de rizobactérias produtoras de auxinas e seus benefícios para a promoção de crescimento de uma orquídea brasileira germinada em condições assimbióticas durante a aclimatização - condição que confere alta letalidade e limitante para a propagação de orquídeas.

Estabilidade de agregados de um latossolo vermelho degradado em recuperação com adubos verdes, calcário e gesso

A utilização incorreta dos solos e as grandes construções no meio rural vêm causando alterações no ambiente edafoclimático, o que torna os solos menos produtivos, aumentando assim as áreas degradadas. Tendo em vista esse problema, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a recuperação de um Latossolo Vermelho que se encontra há 17 anos com o uso de adubos verdes, calcário, gesso e braquiária. Foi utilizada a qualidade da estrutura como indicadora da recuperação do solo. O trabalho foi desenvolvido em delineamento experimental inteiramente casualizado, com nove tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram: testemunha (solo mobilizado) até 1999, sendo depois implantada Brachiaria decumbens; mucuna-preta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) até 1999, substituída por B. decumbens; guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp) até 1994, substituído por feijão-de-porco (Canavalia ensiformis (L.)) e, a partir de 1999, por B. decumbens; calcário+mucuna-preta até 1999, substituído por B. decumbens; calcário+guandu até 1994, substituído por feijão-de-porco e, a partir de 1999, por B. decumbens; calcário+gesso+mucuna-preta até 1999, substituído por B. decumbens; calcário+gesso+guandu até 1994, substituído por feijão-de-porco e, partir de 1999, por B. decumbens; e duas testemunhas: solo exposto (sem técnica de recuperação) e vegetação nativa de Cerrado. Foi avaliada a estabilidade de agregados em água e o conteúdo de matéria orgânica nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm. O solo vem sendo recuperado, e a qualidade da estrutura, comparada à condição natural de Cerrado, na camada de 0-10 cm foi mais alterada positivamente; os tratamentos que receberam calcário e gesso foram os melhores, e o teor de matéria orgânica nessa camada foi superior ao das demais. Abaixo da camada superficial do solo, os tratamentos estão agindo de forma semelhante. O solo exposto, em todas as camadas, apresentou-se com má qualidade da estrutura, avaliada pela estabilidade de agregados e pelo diâmetro médio ponderado.

Recovery of soil physical properties by green manure, liming, gypsum and pasture and spontaneous native species¹

Inadequate usage can degrade natural resources, particularly soils. More attention has been paid to practices aiming at the recovery of degraded soils in the last years, e.g, the use of organic fertilizers, liming and introduction of species adapted to adverse conditions. The purpose of this study was therefore to investigate the recovery of physical properties of a Red Latosol (Oxisol) degraded by the construction of a hydroelectric power station. In the study area, a soil layer about 8m thick had been withdrawn by heavy machines leading not only to soil compaction, but resulting in high-degree degradation. The experiment was arranged in a completely randomized design with nine treatments and four replications. The treatments consisted of: 1- soil mobilization by tilling (to ensure the effect of mechanical mobilization in all treatments) without planting, but growth of spontaneous vegetation; 2- Black velvet bean (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy); 3- Pigeonpea (Cajanus cajan (L.) DC); 4- Liming + black velvet bean; 5-Liming + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean (Canavalia ensiformis); 6- Liming + gypsum + black velvet bean; 7- Liming + gypsum + pigeonpea until 1994, when replaced by jack bean; and two controls as reference: 8- Native Cerrado vegetation and 9- bare soil (no tilling and no planting), left under natural conditions and in this situation, without spontaneous vegetation. In treatments 1 through 7, the soil was tilled. Treatments were installed in 1992 and left unmanaged for seven years, until brachiaria (Brachiaria decumbens) was planted in all plots in 1999. Seventeen years after implantation, the properties soil macroporosity, microporosity, total porosity, bulk density and aggregate stability were assessed in the previously described treatments in the soil layers 0.00-0.10; 0.10-0.20 and 0.20-0.40 m, and soil Penetration Resistance and soil moisture in 0.00-0.15 and 0.15-0.30 m. The plants were evaluated for: brachiaria dry matter and spontaneous growth of native tree species in the plots as of 2006. Results were analyzed by variance analysis and Tukey´s test at 5 % for mean comparison. In all treatments, except for the bare soil (no recovery measures), ongoing recovery of the degraded soil physical properties was observed. Macroporosity, soil bulk density and total porosity were good soil quality indicators. The occurrence of spontaneous native species indicated the soil recovery process. The best adapted species was Machaerium acutifolium Vogel, with the largest number of plants and most advanced development; the dry matter production of B. decumbens in recovering soil was similar to normal conditions, evidencing soil recovery.

Atributos físicos e carbono orgânico em latossolo vermelho sob diferentes sistemas de uso e manejo

A compreensão e a quantificação do impacto dos sistemas de uso e manejo nos teores de C orgânico do solo (COS) e em propriedades físicas são fundamentais para o desenvolvimento de sistemas agrícolas sustentáveis. O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações em alguns atributos físicos e COS de um Latossolo Vermelho da região noroeste do Paraná sob diferentes sistemas de uso e manejo: mata nativa, pastagem e as culturas de mandioca e de cana-de-açúcar. Foram coletadas amostras deformadas para determinação da textura, da densidade de partículas, do ensaio de Proctor normal e dos teores de matéria orgânica; e amostras indeformadas, para determinação da densidade do solo (Ds) e porosidade do solo. Os resultados indicaram que os sistemas de manejo estudados induziram alterações nos atributos físicos do solo em relação à mata nativa, o que foi verificado pelos maiores valores de Ds, densidade relativa do solo e densidade máxima do solo e menores valores de macroposidade, porosidade total, COS e estoque de C do solo, na seguinte ordem crescente: pastagem, mandioca e cana-de-açúcar. Contudo, as áreas não são consideradas fisicamente degradadas. Os valores de densidade máxima do solo foram de 1,91, 1,93, 2,00 e 2,03 Mg m-3, e os de estoque de C do solo, de 17,8, 16,6, 12,8 e 12,1 Mg ha-1, para mata nativa, pastagem, mandioca e cana-de-açúcar, respectivamente.

Transporte e distribuição de potássio atenuam os efeitos tóxicos do sódio em plantas jovens de pinhão-manso

Muitos estudos têm evidenciado o papel do K em atenuar os efeitos causados pelo excesso de Na em plantas. Contudo os mecanismos de interação entre estes dois íons a nível de planta inteira ainda não estão bem compreendidos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar mecanismos fisiológicos envolvidos na interação entre K e Na em plantas jovens de pinhão-manso (Jatropha curcas) expostas a diferentes concentrações desses íons. O estudo foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado com esquema fatorial 2 × 2, envolvendo combinações de duas concentrações de K e Na com cinco repetições, em solução nutritiva, perfazendo os seguintes tratamentos: K0Na0 (ausência de K e de Na), K0Na1 (0 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na); K1Na0 (10 mmol L-1 de K e 0 mmol L-1 de Na); K1Na1 (10 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na). Os íons K e Na apresentaram forte antagonismo em termos de taxas de transporte em caule, pecíolos e folhas. Quando a concentração de K externo foi ausente, as plantas de pinhão-manso apresentaram elevada taxa de transporte de Na para as folhas, fato que contribuiu para sua acumulação excessiva na parte aérea, induzindo sintomas visuais de toxidez. Inversamente, a presença de níveis adequados de K no meio externo foi capaz de atenuar a acumulação excessiva de Na nas diversas partes da planta, pela diminuição do fluxo de Na no xilema. Dessa forma, concentrações adequadas de K nas raízes podem mitigar os efeitos adversos do excesso de Na e reduzir seu conteúdo em tecidos de pinhão-manso.

Crescimento e produção do arroz sob diferentes proporções de Nitrato e de Amônio

As plantas diferem quanto à preferência pela forma de N mineral a ser absorvida e metabolizada. No arroz, essa preferência parece variar com o estádio de crescimento da cultura. O presente trabalho objetivou avaliar o efeito de proporções de N-nitrato e de N-amônio sobre o crescimento e a produção de grãos das cultivares de arroz de terras altas BRS Colosso e BRSMG Conai em solução nutritiva, em dois experimentos, um com cada cultivar. Em ambos os experimentos o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema de parcelas subdivididas no tempo. As parcelas primárias foram constituídas por cinco relações N-nitrato (N-NO3-):N-amônio (N-NH4+) (100:00, 80:20, 60:40, 50:50 e 40:60), e as subparcelas, por estádios de crescimento do arroz (início do perfilhamento, diferenciação do primórdio floral e início da emissão de panículas). O fornecimento de N na forma exclusiva de nitrato, ou de amônio em maiores proporções que o nitrato, diminuiu a produção de matéria seca das cultivares de arroz, principalmente na época da emissão de panículas, alterando também a produção de grãos. A máxima produção de matéria seca da parte aérea das cultivares de arroz ocorreu para proporções de nitrato entre 58 e 68 %. Para a produção de grãos, os máximos foram obtidos com proporções de nitrato entre 75 e 78 %. A causa do menor crescimento e da produção das cultivares de arroz quando se forneceu apenas nitrato foi o acúmulo excessivo dessa forma nos tecidos das plantas na fase inicial do seu crescimento, devido à baixa atividade da redutase do nitrato nessa fase. Entretanto, houve efeito prejudicial também pelo excesso de amônio, quando este se encontrava em maiores proporções que o nitrato na solução nutritiva.

Soil aggregation under different management systems

Considering that the soil aggregation reflects the interaction of chemical, physical and biological soil factors, the aim of this study was evaluate alterations in aggregation, in an Oxisol under no-tillage (NT) and conventional tillage (CT), since over 20 years, using as reference a native forest soil in natural state. After analysis of the soil profile (cultural profile) in areas under forest management, samples were collected from the layers 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm, with six repetitions. These samples were analyzed for the aggregate stability index (ASI), mean weighted diameter (MWD), mean geometric diameter (MGD) in the classes > 8, 8-4, 4-2, 2-1, 1-0.5, 0.5-0.25, and < 0.25 mm, and for physical properties (soil texture, water dispersible clay (WDC), flocculation index (FI) and bulk density (Bd)) and chemical properties (total organic carbon - COT, total nitrogen - N, exchangeable calcium - Ca2+, and pH). The results indicated that more intense soil preparation (M < NT < PC) resulted in a decrease in soil stability, confirmed by all stability indicators analyzed: MWD, MGD, ASI, aggregate class distribution, WDC and FI, indicating the validity of these indicators in aggregation analyses of the studied soil.

Aluminum in corn plants: influence on growth and morpho-anatomy of root and leaf

Aluminum (Al) toxicity is one of the most limiting factors for productivity. This research was carried out to assess the influence of Al nutrient solution on plant height, dry weight and morphoanatomical alterations in corn (Zea mays L.) roots and leaves. The experiment was conducted in a greenhouse with five treatments consisting of Al doses (0, 25, 75, 150, and 300 µmol L-1) and six replications. The solutions were constantly aerated, and the pH was initially adjusted to 4.3. The shoot dry matter, root dry matter and plant height decreased significantly with increasing Al concentrations. Compared to the control plants, it was observed that the root growth of corn plants in Al solutions was inhibited, there were fewer lateral roots and the development of the root system reduced. The leaf anatomy of plants grown in solutions containing 75 and 300 µmol L-1 Al differed in few aspects from the control plants. The leaf sheaths of the plants exposed to Al had a uniseriate epidermis coated with a thin cuticle layer, and the cells of both the epidermis and the cortex were less developed. In the vascular bundle, the metaxylem and protoxylem had no secondary walls, and the diameter of both was much smaller than of the control plants.

Legumes and forage species sole or intercropped with corn in soybean-corn succession in midwestern Brazil

The feasibility of no-tillage in the Cerrado (Savanna-like vegetation of Brazil) depends on the production of sufficient above-ground crop residue, which can be increased by corn-forage intercropping. This study evaluated how above-ground crop residue production and yields of soybean and late-season corn in a soybean-corn rotation were influenced by the following crops in the year before soybean: corn (Zea mays L.) intercropped with Brachiaria (Urochloa) brizantha cv. Marandu, B. decumbens cv. Basilisk, B. ruziziensis, cv. comum., Panicummaximum cv. Tanzânia, sunn hemp (Crotalaria juncea L.), pigeon pea [Cajanus cajan (L.) Millsp]; sole corn, forage sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench (cv. Santa Elisa)], and ruzi grass. In March 2005, corn and forage species were planted in alternate rows spaced 0.90 m apart, and sole forage species were planted in rows spaced 0.45 m apart. In October 2005, the forages were killed with glyphosate and soybean was planted. After the soybean harvest in March 2006, sole late-season corn was planted in the entire experimental area. Corn grain and stover yields were unaffected by intercropping. Above-ground crop residue was greater when corn was intercropped with Tanzania grass (10.7 Mg ha-1), Marandu (10.1 Mg ha-1), and Ruzi Grass (9.8 Mg ha-1) than when corn was not intercropped (4.0 Mg ha-1). The intercropped treatments increased the percentage of soil surface covered with crop residue. Soybean and corn grain yields were higher after sole ruzi grass and intercropped ruzi grass than after other crops. The intercropping corn with Brachiaria spp. and corn with Panicum spp. increases above-ground crop residue production and maintains nutrients in the soil without reducing late-season corn yield and the viability of no-till in the midwestern region of Brazil.

Estoque de serapilheira e fertilidade do solo em pastagem degradada de Brachiaria decumbens após implantação de leguminosas arbustivas e arbóreas forrageiras

As pastagens formam a base da pecuária brasileira; essas sofrem degradação em larga escala por deficiência de nitrogênio (N). O consórcio com leguminosas, além de fixar N, pode apresentar outros efeitos na fertilidade do solo como acidificação ou retirada de nutrientes de camadas mais profundas para as mais superficiais. Este trabalho objetivou avaliar o estoque de serapilheira e a fertilidade do solo em pastagens degradadas de braquiária (Brachiaria decumbens), após implantar leguminosas arbustivas e arbóreas forrageiras. Para isso, uma amostragem foi realizada em março de 2010 em um experimento no campo, introduzindo pastagem degradada de Brachiaria decumbens, em julho de 2008, com sabiá (Mimosa caesalpiniifolia), leucena (Leucaena leucocephala), mororó (Bauhinia cheilantha) e gliricídia (Gliricidia sepium), além de braquiária adubada e não adubada com N. As amostras de solo e serapilheira foram coletadas aos 0-10, 10-20 e 20-40 cm de profundidade, em três transectos, alternando pontos cobertos por gramíneas e leguminosas, totalizando sete amostras compostas por parcela para determinar pH, P, K, Ca, Mg e Al no solo, enquanto SB, t e m foram calculados. A serapilheira foi separada visualmente em leguminosas, gramíneas e materiais não identificados, em que foram utilizados para quantificação de matéria seca, matéria orgânica, N, P, C, fibra detergente ácido e lignina. A introdução das leguminosas aumentou os teores de N total na serapilheira e reduziu as relações C:N, com destaque para gliricídia e sabiá; entretanto, essa última apresentou elevados teores de lignina. Houve efeito significativo da cobertura por leguminosas, sem diferenças entre essas, para pH e K, na profundidade de 0-10 cm, e para Al e m, aos 10-20 cm de profundidade.

Structural and magnetic characterization of maghemites prepared from Al-substituted magnetites

Synthetic aluminum-substituted maghemites were characterized by total chemical analysis, powder X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (ME), and vibrating sample magnetometry (VSM). The aim was to determine the structural, magnetic, and hyperfine properties of γ-Fe2-xAl xO3 as the Al concentration is varied. The XRD results of the synthetic products were indexed exclusively as maghemite. Increasing Al for Fe substitution decreased the mean crystalline dimension and shifted all diffraction peaks to higher º2θ angles. The a0 dimension of the cubic unit cell decreased with increasing Al according to the equation a o = 0.8385 - 3.63 x 10-5 Al (R²= 0.94). Most Mössbauer spectra were composed of one sextet, but at the highest substitution rate of 142.5 mmol mol-1 Al, both a doublet and sextet were obtained at 300 K. All hyperfine parameters from the sub-spectra were consistent with high-spin Fe3+ (0.2 a 0.7 mms-1) and suggested a strong superparamagnetic component associated with the doublet. The magnetic hyperfine field of the sextets decreased with the amount of Al-substitution [Bhf (T) = 49.751 - 0.1202Al; R² = 0.94] while the linewidth increased linearly. The saturation magnetization also decreased with increasing isomorphous substitution.