Tolerância de genótipos de cafeeiro ao alumínio em solução nutritiva. I. Crescimento e desenvolvimento da parte aérea e sistema radicular

Para estudar a influência do alumínio no crescimento e desenvolvimento de nove genótipos de café, foi instalado um experimento, em janeiro de 1994, em casa de vegetação do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, situada na Zona da Mata do Estado de Minas Gerais, a uma altitude média de 651 metros. Para tanto, plantas com dois pares de folhas definitivas foram submetidas a 0 e 0,296 mmol L-1 de alumínio em solução nutritiva, com pH 4,0, durante 115 dias. Após este período, as plantas foram divididas em folhas superiores, folhas inferiores, primeiro par de folhas totalmente expandido, caule e raízes, para a determinação da matéria seca. Avaliaram-se, também, altura das plantas, comprimento da raiz principal, número de raízes secundárias e área foliar do primeiro par de folhas totalmente expandido. A presença do alumínio inibiu tanto o crescimento da parte aérea como das raízes, as quais apresentaram anormalidades típicas de toxidez de alumínio. A redução na matéria seca de raízes foi a característica que permitiu melhor discriminação quanto à tolerância ao alumínio entre os genótipos estudados. Observou-se redução no comprimento da raiz principal, na altura das plantas e na área foliar, bem como aumento no número de raízes secundárias em resposta a aumentos das concentrações de Al na solução nutritiva. As características de crescimento avaliadas permitiram discriminar os genótipos em quatro grupos ou categorias: tolerante (UFV 1359, UFV 2149), moderadamente tolerante (UFV 2145, UFV 2877 e UFV 2163), moderadamente sensível (UFV 3880) e sensível (UFV 2147, UFV 2198 e UFV 2237).

Tolerância de genótipos de cafeeiro ao alumínio em solução nutritiva. II. Teores de P, Ca e Al e eficiência ao P e Ca

Foi instalado um experimento, em janeiro de 1994, em casa de vegetação do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, Estado de Minas Gerais. Com o objetivo de avaliar o efeito do alumínio nos teores de P, Ca e Al e na eficiência ao fósforo e cálcio de nove genótipos de café, as plantas foram crescidas em solução nutritiva com 0 e 0,296 mmol L-1 de alumínio, com pH 4,0, por um período de 115 dias. Após esse período, as plantas foram divididas em folhas superiores, folhas inferiores, primeiro par de folhas totalmente expandido, caule e raízes, para a determinação da matéria seca e de concentrações de fósforo, cálcio e alumínio. A tolerância ao alumínio foi associada ao menor acúmulo de fósforo nas raízes, à menor redução na translocação desse nutriente para a parte aérea, à menor redução na absorção de cálcio e à maior eficiência no uso do fósforo e do cálcio. Foi observado grande acúmulo de alumínio nas raízes, bem como um transporte restrito do elemento para a parte aérea, para todos os genótipos de café.

Metais pesados, densidade e atividade microbiana em solo contaminado por rejeitos de indústria de zinco

As atividades relacionadas com mineração e indústria metalúrgica são responsáveis pela poluição de extensas áreas de solo em todo o mundo, sendo seus efeitos ainda pouco conhecidos nas condições brasileiras. No presente trabalho, os teores totais e solúveis em água de metais pesados, a densidade e a atividade microbiana foram avaliados em 1996, em sete locais de uma área de deposição de rejeitos da industrialização de zinco, em elevado estádio de degradação, e num local fora da área contaminada, considerado como referência, no estado de Minas Gerais. Todos os locais contaminados apresentaram elevados teores de metais pesados totais e solúveis em água, atingindo, respectivamente, os seguintes valores máximos, em mg kg-1: 11.969 e 726 de Zn; 109 e 18 de Cd; 1.016 e 0 de Pb e 887 e 8 de Cu. Todas as características biológicas avaliadas foram afetadas pelos elevados teores de metais com exceção do número de amonificadores. O C-biomassa apresentou redução acima de 80% em quatro locais contaminados em relação ao local fora da área contaminada. A respiração basal do solo foi maior no local contaminado coberto com Andropogon sp. e menor nos sítios sem vegetação. O número de actinomicetos e de fungos cultiváveis foi menos afetado pela contaminação que o número total de bactérias. Azospirillum spp. foram detectados apenas no local de referência. Oxidantes de amônio foram verificados em somente dois locais que continham vegetação, enquanto os oxidantes de nitrito foram detectados na maioria dos locais amostrados. Verificou-se a tendência de maior densidade e atividade microbiana nos locais contaminados e com algum tipo de vegetação. A concentração total e solúvel de Zn, de Cd e de Cu correlacionou-se fracamente com as características biológicas, exceto para o qCO2, o qual se mostrou promissor como indicador da contaminação com esses metais. Os dados indicaram uma interação químico-biológica complexa em solos altamente contaminados por metais pesados.

Metais pesados em solos de área de rejeitos de indústria de processamento de zinco

Apesar de a poluição do solo ser amplamente constatada, estudos sobre as concentrações e formas dos metais pesados em solos e seus efeitos no ecossistema são ainda pouco enfatizados, principalmente em condições tropicais. O presente estudo foi desenvolvido em área de rejeitos de uma unidade de extração e industrialização de zinco pertencente à Companhia Mineira de Metais-CMM, em Três Marias (MG), com o objetivo de avaliar as quantidades e formas de metais pesados em sete locais representativos da área. Os locais foram selecionados para amostragem, baseando-se em diferenças na forma de contaminação, aspectos de solo, topografia e vegetação. Realizaram-se análises químicas de fracionamento de metais pesados e extrações simples com DTPA e Mehlich-1, buscando determinar os teores e formas dos metais na superfície e em profundidade e fazer inferências sobre o potencial de risco ambiental desses metais. Os teores totais dos metais nas camadas superficiais dos locais estudados foram, em média, de: 13.533 mg kg-1, para Zn; 170 mg kg-1, para Cd; 865 mg kg-1, para Cu, e 612 mg kg-1, para Pb, enquanto os teores trocáveis (MgCl2) nessas mesmas camadas variaram de 231 a 1.407 mg kg-1, para Zn; 14 a 390 mg kg-1, para Cd, e 11 a 33 mg kg-1, para Pb; o Cu raramente ocorreu nesta forma. Os solos dos locais estudados, com teores excessivos de Zn, Cd, Cu e Pb, são considerados poluídos. Em determinados locais contaminados por escoamento (superficial e subsuperficial) e arraste de material de solo e rejeito, a poluição mostrou-se mais evidente nas camadas superficiais. No local da ustulação, verificou-se maior percentagem de Zn trocável em todos os níveis de profundidade. Nos demais locais, o Cd apresentou também grandes concentrações nas formas trocáveis, razão por que tal elemento oferece maior risco de contaminação ambiental. De modo geral, a ocorrência de Zn foi maior nas formas carbonato e residual, enquanto o Cd predominou nas formas trocáveis e o Cu e Pb nas formas residuais. A extração dos metais por Mehlich-1 e DTPA correlacionou-se significativamente com a soma das extrações com MgCl2 e NaOAc do fracionamento, para praticamente todos os elementos analisados. Por essa razão, recomendam-se futuros estudos com aqueles extratores em termos de mensuração de metais potencialmente disponíveis ao ambiente.

Influência do alumínio de um Podzólico Vermelho-Amarelo do Acre sobre o crescimento das plantas

Este trabalho foi realizado em Piracicaba (SP), em 1995, com o objetivo de investigar a causa da ausência de sintomas de toxidez de alumínio ou da redução de produtividade de plantas cultivadas em um solo Podzólico Vermelho-Amarelo do Acre. O teor de Al trocável nesse solo ultrapassa 14 cmol c dm-3 no horizonte B. Amostras dos horizontes A e B foram incubadas com diferentes doses de calcário e submetidas à determinação do pH em H2O, do pH em CaCl2 0,01 mol L-1 e do teor de Al trocável extraído com KCl 1 mol L-1 e determinado por titulação com NaOH 0,02 mol L-1 e por espectrofotometria de absorção atômica. Em outro experimento, quatro espécies ou cultivares (arroz, cultivares Fernandes e IAC 1131; feijão, cultivar Rosinha, e milho, cultivar C511-A) foram plantados em vasos contendo amostras dos horizontes A e B do solo em estudo; em 50% dos vasos, as amostras foram previamente tratadas com carbonatos de cálcio e de magnésio para elevar a saturação por bases a 80%. Após 60 dias, as raízes e a parte aérea foram secas, pesadas e submetidas à determinação do teor de Al. Em uma terceira etapa, foi determinado o teor de alumínio na solução do solo, empregando-se extratos da pasta de saturação de amostras incubadas com doses crescentes de calcário. Os teores de Al trocável obtidos por titulação do extrato com NaOH 0,02 mol L-1 mostraram-se coerentes com os determinados por espectrofotometria de absorção atômica. A influência da calagem sobre a produção de matéria seca e sobre a absorção de Al pelas plantas foi pequena, não havendo relação clara entre o desenvolvimento destas ou ocorrência de sintomas de toxidez e a presença de Al trocável nesse solo. As amostras não tratadas com corretivos apresentaram teores elevados de Al na solução; contudo, não foram observados sintomas de toxidez nos vegetais. No Podzólico Vermelho-Amarelo estudado, o teor de alumínio trocável e a concentração de Al na solução não constituíram índices adequados para estimar a toxidez desse elemento nas plantas.

Crescimento da planta e coloração das raízes com hematoxilina como critérios de avaliação de genótipos de café quanto à tolerância à toxidez de alumínio

A seleção de plantas tolerantes ao Al é uma alternativa para solos que apresentam Al em níveis tóxicos. Neste contexto, vinte e cinco genótipos de café foram estudados quanto à tolerância ao Al avaliada pela inibição no crescimento da parte áerea e das raízes e pelo teste de coloração das raízes com hematoxilina. Avaliou-se, também, a alocação do Al nas pontas das raízes. Após 35 e 75 dias de cultivo em solução nutritiva, na ausência ou presença de Al, foram avaliados o comprimento da raiz principal e, aos 80 dias, a produção de biomassa seca da parte aérea e das raízes. Os resultados expressos em percentagem de inibição causada pelo Al foram analisados pela técnica multivariada, e os genótipos foram separados em classes: tolerante, intermediária e sensível. O teste de coloração com hematoxilina foi realizado após 80 dias de cultivo em solução nutritiva, e os genótipos foram avaliados de acordo com a intensidade de coloração da ponta da raiz. Apenas três genótipos foram tolerantes ao Al e seis foram sensíveis, enquanto a maioria deles pertenceu à classe de tolerância intermediária. O teste de coloração com hematoxilina não permitiu a adequada diferenciação dos genótipos quanto à tolerância ao alumínio. Em cortes transversais das pontas das raízes do genótipo mais tolerante, observou-se a localização do alumínio apenas nas células epidérmicas, enquanto, no genótipo de tolerância intermediária, o Al localizou-se nas células epidérmicas e em várias camadas de células do córtex.

Avaliação de Panicum maximum jacq. para tolerância ao alumínio em solução nutritiva

Em condições controladas de temperatura, umidade e iluminação, 30 genótipos de Panicum maximum foram avaliados para a verificação de tolerância às doses de alumínio de 0, 12 e 24 mg L-1 em solução nutritiva. Os efeitos do alumínio na inibição do alongamento radicular e no índice de tolerância possibilitaram a estratificação dos genótipos em três categorias: tolerantes, intermediários e sensíveis. A maior parte dos genótipos apresentou de média a baixa tolerância ao alumínio, destacando-se, como os mais tolerantes, os genótipos K191, T95, T84, T91 e Centenário e, como os mais sensíveis, os genótipos Centauro, K68, K214 e T46.

Influência do alumínio no crescimento e na acumulação de nutrientes em mudas de goiabeira

Durante 110 dias, realizou-se um experimento em solução nutritiva, para avaliar os efeitos do alumínio nas concentrações de 0, 5, 10, 15, 20 e 25 mg L-1, em pH 4,0, sobre o crescimento de mudas de goiabeira, absorção e acumulação de macronutrientes e de Cu, Fe, Mn, Zn e Al. Os sintomas visuais de fitotoxidez, associados às doses 20 e 25 mg L-1 de Al, foram caracterizados pela menor altura das plantas, ausência de ramificação, menor diâmetro do caule e raízes mais escuras; as folhas apresentaram dimensões menores e pecíolos avermelhados. Em doses relativamente baixas, o alumínio promoveu resposta positiva de crescimento, porém, em doses altas, os teores de macronutrientes e de Fe, Mn e Zn nas folhas de diagnose (3º e 4º pares a partir do ápice), bem como o conteúdo mineral nas diversas partes da planta, foram influenciados pelas doses de alumínio. A fitotoxidez afetou, mais acentuadamente, os teores de P, Ca, Mg, Mn e Zn. Cerca de 95% do Al absorvido concentrou-se nas raízes.

Características dos óxidos de ferro e de alumínio de diferentes classes de solos

Para avaliar as características dos óxidos de ferro e de alumínio, foram coletadas amostras de solos desenvolvidos de diferentes materiais de origem e estádios de desenvolvimento nos estados de MG, ES, RS e RR. A fração argila das amostras foi estudada por difratometria de raios-X (DRX), análise termodiferencial (ATD), análise termogravimétrica diferencial (ATGD) e microscopia eletrônica. Nos extratos resultantes da extração com oxalato de amônio (OA) e ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), determinaram-se os teores de Al, Si e microelementos, inclusive Fe. Em geral, a goethita (Gt) foi o principal óxido de ferro da fração argila. Apenas para os solos desenvolvidos de basalto e de arenito, verificou-se o predomínio de hematita (Hm). Os solos do Grupo Barreiras (ES) apresentaram os menores teores de óxidos de ferro em decorrência do intenso processo de desferrificação sofrido pelos sedimentos. Por ser a Gt um óxido hidratado, quanto maior a relação Gt/(Gt + Hm), maior o teor de água extraída pelo DCB (r = 0,70***). Os solos menos desenvolvidos, principalmente no horizonte C, apresentaram os maiores teores de material menos cristalino extraído pelo OA (chegando a 28% para a amostra 17) e os maiores valores para a relação FeOA/FeDCB. Este material menos cristalino é constituído principalmente por Al, com menor participação de Fe. Parte das amostras apresentou valores próximos para o diâmetro médio do cristal (DMC) da Gt nas direções (110) e (111), indicando formato isodimensional do mineral. Os maiores valores de DMC para a Hm resultaram na menor superfície específica em relação à Gt. A substituição isomórfica de Fe por Al (SI) na Gt foi consideravelmente superior à da Hm (média de 218 e 85 mmol mol-1, respectivamente). Com a entrada de Al na estrutura da Gt, verificou-se redução no tamanho, principalmente na direção do eixo Z (r entre SI e DMC(111) = -0,80***), e no grau de cristalinidade do mineral. As correlações entre teor de ferro e outros elementos extraídos pelo DCB foram altas e significativas. Os microelementos, como verificado para o Al, substituem isomorficamente o Fe na estrutura dos óxidos. O DMC da gibbsita (Gb) foi consistentemente superior ao dos óxidos de ferro. Por meio de observações em microscópio eletrônico, a Gb, na fração argila, apresentou o formato de pequenas placas retangulares e, na fração silte, verificou-se tendência de formato esférico.

Efeito do alumínio sobre o crescimento de duas espécies florestais

Para estudar o efeito do Al no crescimento inicial de duas espécies florestais, foi instalado um experimento em novembro de 1998, em solução nutritiva, em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras. Após duas semanas em solução nutritiva diluída a 1/3 e sem Al, duas plantas de Moringa (Moringa oleifera) e duas de Angico (Anandenantha peregrina) foram transplantadas para vasos de 1,5 L e crescidas em solução nutritiva. Os teores de Al utilizados foram de 0,0; 2,5; 5,0; 7,5; e 10,0 mg L-1, com pH 4,0 ± 0,2, ajustado diariamente durante 70 dias. Após este período, foi determinada a altura das plantas, as quais, posteriormente, foram divididas em parte aérea e raiz, para determinação da matéria seca e dos teores de N e P. Os teores crescentes de Al reduziram progressivamente a altura das plantas e a produção de matéria seca das raízes nas duas espécies e da parte aérea no Angico. O teor de nitrogênio na Moringa diminuiu com o incremento nos teores de Al. O teor de fósforo na parte aérea da Moringa e do Angico diminui a partir de 5 mg L-1 de Al na solução nutritiva.

Relação entre atributos físicos, mineralogia da fração argila e formas de alumínio no solo

O alumínio (Al) é um dos elementos mais abundantes em massa nos solos brasileiros, estando presente em diferentes minerais e formas. Considerando a carência de informações sobre a sua participação no comportamento físico do solo, buscou-se, no presente estudo, avaliar a relação entre a mineralogia da fração argila, formas de Al e atributos físicos de diferentes solos. Para tanto, foram coletadas amostras deformadas e indeformadas dos horizontes A e B de solos representativos das Zonas Fisiográficas Sul e Campos das Vertentes do estado de Minas Gerais. As amostras foram submetidas às caracterizações física, química e mineralógica. Estudos de correlação mostraram que os atributos físicos dos solos estudados estavam associados às diferentes formas de Al presentes e à mineralogia da fração argila: as formas de Al amorfas e menos cristalinas associaram-se mais aos atributos físicos relacionados com a agregação das partículas do solo, podendo esta associação ser atribuída à afinidade deste elemento com a matéria orgânica, enquanto os componentes cristalinos associaram-se mais aos atributos físicos relacionados com a organização estrutural dos solos.

Absorção, translocação e utilização de fósforo por variedades de trigo submetidas à toxidez de alumínio

Variedades de trigo tolerantes ao alumínio podem ser mais eficientes no aproveitamento de fósforo na presença desse elemento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do alumínio em variedades de trigo Toropi, considerada eficiente, e CNT 8, ineficiente quanto ao aproveitamento de fósforo. Realizou-se um experimento em 1994, em casa de vegetação, em vasos que continham solução nutritiva com duas concentrações de fósforo (1,6 e 32,3 µmol L-1) e duas de alumínio (0,0 e 37,0 µmol L-1). Após 31 dias de cultivo, foram avaliados a morfologia das raízes e o aproveitamento do fósforo. As raízes da variedade de trigo Toropi foram menos afetadas do que as da CNT 8 pelo alumínio; no entanto, não houve relação da absorção de fósforo com o comprimento, raio médio e superfície do sistema radicular. A presença de alumínio aumentou a diferença entre as variedades Toropi e CNT 8 quanto à eficiência de absorção, translocação e utilização de fósforo, com vantagem para a primeira, que é mais tolerante ao alumínio.

Extração simultânea de alumínio, cálcio, magnésio, potássio e sódio do solo com solução de cloreto de amônio

Atualmente, alguns laboratórios de análise de solo determinam Al, Ca e Mg trocáveis em extratos de KCl 1 mol L-1 e K e Na na solução extratora Mehlich-1, também usada na extração de fósforo. Outros laboratórios, que empregam a resina trocadora de ânions para P, avaliam também Ca, Mg e K no extrato, não sendo possível determinar Al e Na. Dessa forma, achou-se oportuno avaliar a extração com NH4Cl 1 mol L-1 na determinação simultânea dos cinco cátions trocáveis: Al, Ca, Mg, K e Na, em comparação aos extratores KCl e Mehlich-1. Utilizaram-se amostras coletadas em áreas de cultivo de fruteiras irrigadas da região Nordeste e na área experimental da Embrapa Meio Ambiente em Jaguariúna (SP). Os métodos utilizados foram: (a) extração simultânea dos cinco cátions com NH4Cl 1 mol L-1, e (b) extração de Ca, Mg e Al com KCl 1 mol L-1, e de K e Na com o extrator Mehlich-1. A solução de NH4Cl 1 mol L-1 apresentou maior capacidade de extração de Mg do solo do que a solução de KCl 1 mol L-1; as duas soluções se equivaleram quanto à capacidade de extração de Ca e de Al. A solução de NH4Cl extraiu mais K e Na do que a solução Mehlich-1. Conclui-se que a solução de NH4Cl é uma opção conveniente para a extração de Al, Ca, Mg, K e Na trocáveis do solo.

Utilização de resíduos da indústria de couro como fonte nitrogenada para o capim-elefante

Uma grande variedade de produtos tóxicos é emitida durante o processo de tratamento do couro nos curtumes que usam o cromo III para obter o couro wet blue. O resíduo sólido (raspas e aparas) contém cerca de 3 % de Cr III, que representa um sério problema ambiental e não tem, atualmente, destino adequado. O resíduo de couro após extração de Cr (colágeno) foi utilizado como fonte nitrogenada para o capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum cv. Napier), em um Latossolo Vermelho-Amarelo, aplicando-se quatro doses do colágeno (4, 8, 16 e 32 t ha-1) e três tratamentos adicionais (testemunha; adubação com N mineral e resíduo de couro wet blue- sem a extração do Cr). O colágeno é uma boa fonte nitrogenada alternativa para crescimento do capim-elefante até a dose de 16 t ha-1. O resíduo de couro wet blue não disponibilizou N durante o cultivo de capim-elefante. Isso mostra que a extração do Cr utilizando-se o ácido fosfórico é fundamental para uso do rejeito de couro como fonte nitrogenada na agricultura. A aplicação do colágeno supriu a necessidade de N para plantas de capim-elefante, semelhantemente à adubação com N mineral.

Produção de matéria seca, crescimento radicular e absorção de cálcio, fósforo e alumínio por coffea canephora e coffea arabica sob influência da atividade do alumínio em solução

Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de matéria seca, o crescimento radicular e a absorção e distribuição do Ca, P e Al nas folhas, no caule e nas raízes de dois clones de café conilon (Coffea canephora) (Mtl 25 e Mtl 27) e de uma variedade de café Catuaí Amarelo (Coffea arabica), cultivados em solução nutritiva com atividade crescente de Al3+. As plantas foram cultivadas em vasos com capacidade para 5 L, contendo solução nutritiva de Hoagland & Arnon, modificada. Após oito dias de adaptação, as plantas foram submetidas a concentrações de Al de 0, 500, 1.000 e 2.000 µmol L-1, que corresponderam a atividades de Al3+ em solução, estimadas pelo software GEOCHEM, de 20,68, 50,59, 132,9 e 330,4 µmol L-1, respectivamente. Foram determinados os teores de Ca, Al e P na planta. O sistema radicular foi separado, para determinação da área e do comprimento. A variedade Catuaí Amarelo (Coffea arabica) apresentou-se menos sensível ao Al3+, quando comparada aos clones de conilon (Coffea canephora). O clone de conilon Mtl 25 foi menos sensível ao Al3+ em relação ao Mtl 27. O aumento da atividade de Al3+ promoveu redução nos teores de P e Ca nas folhas e raízes do cafeeiro, especialmente nos clones Mtl 25 e Mtl 27. O acúmulo de Al no sistema radicular e a restrição do transporte para a parte aérea são importantes fatores na tolerância de plantas ao Al3+.