Estudos sôbre alimentação mineral do cafeeiro: VIII. Estudo da absorção e da translocação do radiozinco no cafeeiro (Coffea arabica L.)

WATER-CULTURE EXPERIMENTS. Two water-culture experiments were carried out to study the absorption and the translocation of radiozinc in young coffee plants as influenced by two factors, namely, concentration of heavy metals (iron, man ganese, copper and molybdenum) and method of application. Inert zinc was supplied at an uniform rate of 0. 05 p. p. m.; the levels of iron supply were 0, 1.0, and 10.0 p. p.m.; manganese was supplied in three doses 0, 0.5, and 5.0 p. p.m.; copper- 0, 0. 02, and 0. 2 p. p. m.; molybdenum- 0, 0. 01, and 0. 1 p. p. m. When applied to the nutrient solution the activity os the radiozinc (as zinc chloride) was 0. 15 microcuries per plant. In the study of the leaf absorption, Zn65 was supplied at the level of 0. 10 microcuries per plant; in this case the radioative material was brushed either on the lower or on the upper surface or both two pairs of mature leaves. The absorption period was 8 weeks. The radioactivity assay showed the following results: 1 - Among the heavy metals herein investigated the iron concentration did not affect the uptake of the radiozinc; by raising the level of Mn, Cu and Mo ten times, the absorption dropped to 50 per cent and even more when compared with the control plants; when, however, these micronutrients were omitted from the nutrient solution, an increase in the uptake of zinc was registered in the minus Cu treatment only. The effects of high levels of Mn, Cu and Mo probably indicate an interionic competition for a same site on a common binding substance in the cell surface. 2 - The absorption of the radiozinc directly applied to the leaf surface reached levels as high as 8 times that registered when the root uptake took place. Among the three methods of application which have been tried, brushing the lower surface of the leaves proved to be the most effective; this result is easily understood since the stomatal openings of the coffee leaves an preferentially located in the lower surface - in this treatment, about 40 per cent of the activity was absorved and around 12 per cent were translocated either to the old or to the newer organs. Chemical analyses for heavy metals, were carried out only in the plants received Zn65Cl2 in the nutrient solution; the results were as follows; 1 - Control plants had, per 1,000 gm, of dry weight the following amounts in mg.: Zn- 48 in the roots and 29 in the tops; Fe- 165 in the roots and 9 in the tops; Mn- 58 in the roots and 15 in the tops, Cu- 15 in the roots and 1. 2 in the tops; Mo- 2. 8 in the roots and 0. 45 in the tops. 2 - The effect of different levels of micronutrients in the composition of the plants can be summarized as follows: Fe and Zn- when omitted from the nutrient solution, the iron and zinc contents in the roots decreased, no variation being noted in the tops; the higher dosis caused an accumulation in the roots but no apparent effect in the tops; Mn- by omitting this micronutrient a decrease in its content in the roots was noted, where as the concentration in the tops was the same; Mo- no variation in roots and tops contents when molybdenum was omitted; higher dosis of manganese and molybdenum increased the amounts formed both in the roots and in the tops. 3 - The influence of the different concentrations of micronutrients heavy metals on the zinc content of the coffee plants can be described by saying that: Fe and Mo- no marked variation; Mn- no effect when omitted, reduced amount when the high dosis was supplied; Mn- when the plants did not receive manganese the zinc content in roots and tops was the same as in the control plants; a decrease in the zinc content of the total plant occurred when the high dosis was employed; Cu -the situation is similar to that described for manganese. Hence, results showed by the chemical analyses roughly correspond to those of the radioactivity assay; the use of the tracer technique, however, gave best informations along this line. SOIL-POTS EXPERIMENTS. The two types of soils which when selected support the most extensive coffee plantations in the State of São Paulo, Brazil: "arenito de Bauru", a light sandy soil and "terra roxa legitima", a red soil derived from basalt. Besides NPK containing salts, the coffee plants were given two doses of inert zinc (65 and 130 mg ZnCl2 per pot) and radiozinc at a total activity of 10(6) counts/minute. The results of the countings can be summarized as follows: 1 - When plants were grown in "arenito de Bauru" the activity absorbed as per cent of the total activity supplied was not affected by the dosis of inert zinc. The highest value found was around 0. 1 per cent. 2 - For the "terra roxa" plants, the situation is almost the same; there was, however, a slight increase in the absorption of the radiozinc when 130 mgm of ZnClg2 was given: a little above 0. 2 per cent of the activity supplied was absorbed. The results clearly show that the young coffee plants practically did not absorb none of the zinc supplied; two reasons at least could be pointed out to explain such a fact: 1 - Zinc fixation by an exchange with magnesium or by filling holes in the octahedral layer of aluminosilicates, probably kaolinite; 2 - No need for fertilizer zinc in the particular stage of life cycle under which the experiment was set up. The data from chemical analysis are roughly parallel to the above mentioned. When one attempts to compare - by taking data herein reported zinc uptake from nutrient solution, leaf brushing or from fertilizers in the soil, a practical conclusion can be drawn: the control of zinc deficiency in coffee plants should not be done by adding the zinc salts to the soil; in other words: the soil applications used so extensively in other countries seem not to be suitable for our conditions; hence zinc sprays should be used wherever necessary.

Heavy metals in soils and plants in mango orchards in Petrolina, Pernambuco, Brazil

The monitoring of heavy metal concentrations in areas under intensive agriculture is essential for the agricultural sustainability and food safety. This paper evaluates the total contents of heavy metals in soils and mango trees in orchards of different ages (6, 7, 8, 9, 10, 11, 14, 16, 17, 19, and 26 years) in Petrolina, Pernambuco, Brazil. Soil samples were taken from the layers 0-20 cm and 20-40 cm, and mango leaves were collected in the growth stage. Areas of native vegetation (Caatinga) adjacent to the cultivated areas were used for comparison. The total concentrations of heavy metals (Cu, Cr, Fe, Zn, Mn, Ni, and Pb) were determined in soils and leaves. In general, mango cultivation led to Cu and Zn accumulation in the soil surface and to a reduction in the contents of Ni, Pb, Mn, and Fe in surface and subsurface. Since contamination by Cu, Zn, and Cr was detected, these areas must be monitored to prevent negative environmental impacts. For instance, the presence of Cr in mango tree leaves indicates the need to investigate the source of the element in these orchards. The management strategies of the different companies led to deficiency or excess of some metals in the evaluated areas. However, the Fe and Mn levels were adequate for the mineral nutrition of mango in all areas.

Lead and zinc in the structure of organic and mineral soil components

In addition to the more reactive forms, metals can occur in the structure of minerals, and the sum of all these forms defines their total contents in different soil fractions. The isomorphic substitution of heavy metals for example alters the dimensions of the unit cell and mineral size. This study proposed a method of chemical fractionation of heavy metals, using more powerful extraction methods, to remove the organic and different mineral phases completely. Soil samples were taken from eight soil profiles (0-10, 10-20 and 20-40 cm) in a Pb mining and metallurgy area in Adrianópolis, Paraná, Brazil. The Pb and Zn concentrations were determined in the following fractions (complete phase removal in each sequential extraction): exchangeable; carbonates; organic matter; amorphous and crystalline Fe oxides; Al oxide, amorphous aluminosilicates and kaolinite; and residual fractions. The complete removal of organic matter and mineral phases in sequential extractions resulted in low participation of residual forms of Pb and Zn in the total concentrations of these metals in the soils: there was lower association of metals with primary and 2:1 minerals and refractory oxides. The powerful methods used here allow an identification of the complete metal-mineral associations, such as the occurrence of Pb and Zn in the structure of the minerals. The higher incidence of Zn than Pb in the structure of Fe oxides, due to isomorphic substitution, was attributed to a smaller difference between the ionic radius of Zn2+ and Fe3+.

Comparison of digestion methods to determine heavy metals in fertilizers

The lack of a standard method to regulate heavy metal determination in Brazilian fertilizers and the subsequent use of several digestion methods have produced variations in the results, hampering interpretation. Thus, the aim of this study was to compare the effectiveness of three digestion methods for determination of metals such as Cd, Ni, Pb, and Cr in fertilizers. Samples of 45 fertilizers marketed in northeastern Brazil were used. A fertilizer sample with heavy metal contents certified by the US National Institute of Standards and Technology (NIST) was used as control. The following fertilizers were tested: rock phosphate; organo-mineral fertilizer with rock phosphate; single superphosphate; triple superphosphate; mixed N-P-K fertilizer; and fertilizer with micronutrients. The substances were digested according to the method recommended by the Ministry for Agriculture, Livestock and Supply of Brazil (MAPA) and by the two methods 3051A and 3052 of the United States Environmental Protection Agency (USEPA). By the USEPA method 3052, higher portions of the less soluble metals such as Ni and Pb were recovered, indicating that the conventional digestion methods for fertilizers underestimate the total amount of these elements. The results of the USEPA method 3051A were very similar to those of the method currently used in Brazil (Brasil, 2006). The latter is preferable, in view of the lower cost requirement for acids, a shorter digestion period and greater reproducibility.

STATISTICAL ANALYSYS OF THE SCFE OF A BRAZILAN MINERAL COAL

The influence of some process variables on the productivity of the fractions (liquid yield times fraction percent) obtained from SCFE of a Brazilian mineral coal using isopropanol and ethanol as primary solvents is analyzed using statistical techniques. A full factorial 23 experimental design was adopted to investigate the effects of process variables (temperature, pressure and cosolvent concentration) on the extraction products. The extracts were analyzed by the Preparative Liquid Chromatography-8 fractions method (PLC-8), a reliable, non destructive solvent fractionation method, especially developed for coal-derived liquids. Empirical statistical modeling was carried out in order to reproduce the experimental data. Correlations obtained were always greater than 0.98. Four specific process criteria were used to allow process optimization. Results obtained show that it is not possible to maximize both extract productivity and purity (through the minimization of heavy fraction content) simultaneously by manipulating the mentioned process variables.

Bone mineral density of rat femurs after hindlimb unloading and different physical rehabilitation programs

Bone weakening can occur due to the absence of load on the skeleton or even short periods of decreased physical activity. Therefore, musculoskeletal diseases that involve temporary immobilization by casts, inactivity or tension increases the risk of fractures. Physical activity is the most studied procedure both to prevent damage and to restore bone structure. The present study aimed at evaluating, by bone densitometry on rat femurs, the influence of hindlimb unloading and later running activity on treadmill or free movement. Sixty-four Wistar rats were used, aged 65 days with a mean corporal mass of 316.11g, randomly divided into eight experimental groups: group 1, the suspended control with seven animals under hindlimb unloading regimen for 28 days, then euthanized; groups 2 and 3, the trained suspended comprising of 7 and five animals, respectively, subjected to hindlimb unloading for 28 days, followed by treadmill exercise for 28 days (group 2) or 56 days (group 3), then euthanized; groups 4 and 5, designated free suspended, comprised of 7 animals each under hindlimb unloading regimen for 28 days followed by free activity in cages for 28 days (group 4) or 56 days (group 5), then euthanized; groups 6, 7 and 8, negative controls, each with 8 animals allowed to free activity in cages and euthanized at the ages of 93, 121 and 149 days, respectively. Bone mineral density (BMD) of the left femur was analyzed by bone densitometry. Unloading by tail-suspension decreased BMD while treadmill training and free activity in cages promoted its recovery in a similar way and over time.

Comparação de custos de implantação de eucalipto com resíduo celulósico em substituição ao fertilizante mineral

A grande expansão das indústrias e do mercado consumidor tem provocado, nas últimas décadas, a geração de elevadas quantidades de resíduos, os quais têm constituído constante preocupação econômica e ambiental. Objetivou-se, neste trabalho, analisar a viabilidade econômica do uso de três doses de composto orgânico, oriundo da compostagem de resíduos da extração da celulose, em substituição à adubação mineral, na cultura do eucalipto, no município de Selvíria, MS. A metodologia de custos adotada foi a do custo operacional total e do custo total. Concluiu-se que, por causa do elevado custo de transporte e aplicação, a adubação orgânica mostrou-se mais onerosa em relação à mineral, sendo sua utilização viável, economicamente, apenas nas proximidades da indústria produtora.

Cultivo in vitro de plântulas de orquídea em meios com diferentes concentrações de fertilizante mineral

Existem diversos meios nutritivos utilizados no cultivo in vitro de orquídeas, com diferentes composições e concentrações de sais, resultando em respostas distintas entre eles. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento in vitro de plântulas de orquídea (Cattleya walkeriana Gardner) sob diferentes doses de fertilizante NPK, adicionado ao meio de cultivo, como fonte de nutrientes. Foi utilizado o fertilizante Peters® na formulação NPK 10-30-20 + Mg + micronutrientes, nas doses de: 0,0; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 e 10,0 g L-1 de meio, acrescido de água de coco (150 mL L-1), sacarose (20 g L-1), carvão ativado (2 g L-1) e pH corrigido para 5,6. Foram utilizados frascos de vidro de 320 mL de capacidade, contendo 35 mL de meio onde foram inoculadas dez plântulas com seis meses de idade, previamente germinadas em meio Knudson C. O experimento foi mantido em sala de crescimento a 27 ± 2 ºC, 16/8 h luz/escuro e irradiância de 48 µmol m-2 s-1. A produção máxima de matéria seca da parte aérea das plantas, aos seis meses de idade, foi estimada em 0,255 g/frasco com uso de 5,22 g L-1 do fertilizante adicionado ao meio de cultura. Considerando a possibilidade de salinidade elevada do meio, para algumas espécies de orquídea, estimou-se a dose de fertilizante (3,55 g L-1) necessária para obtenção de 90% da produção máxima. As raízes apresentaram drástica redução do crescimento (menor número e curtas) em condições de alta concentração de fertilizante.

Influência da nutrição mineral foliar sobre doenças da parte aérea da cultura do trigo

A utilização de fungicida para o controle de doenças foliares na cultura do trigo é prática comum entre os triticultores. Contudo, devido ao impacto ambiental provocado pelo seu uso generalizado, buscam-se alternativas para controle dos fitopatógenos. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da nutrição mineral foliar sobre as doenças foliares do trigo, bem como seu efeito sobre o desenvolvimento da planta. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições e quatro tratamentos: 1- testemunha; 2- adubação foliar aos 30 dias após a emergência (DAE) e aos 75 DAE; 3- fungicida aos 30 e 75 DAE; e 4- adubação foliar aos 30 DAE e adubação foliar mais fungicida aos 75 DAE. Foram realizadas nove avaliações da incidência e da severidade do oídio, cujos dados foram utilizados para o cálculo das áreas abaixo das curvas de progresso da doença; três avaliações da severidade da ferrugem e da mancha da gluma; e duas avaliações da mancha amarela. Foram determinadas a massa de matéria fresca e seca da parte aérea e do sistema radicular e a produtividade da cultura. Foi observada redução da incidência e da severidade de oídio em função da adubação foliar, apenas na primeira avaliação de incidência e nas segunda e quinta avaliações de severidade da doença. O efeito complementar dos nutrientes com o fungicida para redução das doenças foi observado apenas para a mancha amarela, com redução de aproximadamente 11,16 % da severidade. Os maiores valores de produtividade foram observados para os tratamentos apenas com fungicida e, com fungicida mais nutrientes. A adubação foliar proporcionou aumento da massa fresca de raízes e massa seca de raízes. Apesar disso, não houve aumento da massa fresca da parte aérea em função da adubação foliar.

Crescimento, consumo hídrico e composição mineral de alface cultivada em hidroponia com águas salinas

Objetivou-se, com este trabalho, avaliar o crescimento, o consumo hídrico e a extração de nutrientes, por alface (Lactuca sativa L.) em sistema hidropônico NFT (fluxo laminar de nutrientes), com a utilização de águas salinas no preparo da solução nutritiva e reposição da lâmina diária evapotranspirada. Foram conduzidos dois experimentos, em ambiente protegido. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, sendo estudados os efeitos de cinco níveis de salinidade da água, utilizando-se NaCl. O aumento da salinidade da água reduziu, de forma linear, o crescimento e o consumo hídrico da alface. A salinidade reduziu a concentração de macronutrientes na parte aérea, mas não se observaram sintomas de deficiência nutricional. O rendimento (massa de matéria fresca da parte aérea) foi reduzido entre 6 e 6,5% por dS m-1, no primeiro e segundo cultivo, respectivamente. Os resultados obtidos em sistema de cultivo NFT podem indicar a possibilidade do uso da água salina como alternativa para produção de hortaliças, para produtores que têm disponibilidade restrita de água doce, porém, com redução de produtividade.

Availability of heavy metals in contaminated soil evidenced by chemical extractants

Heavy metals have been accumulating in Brazilian soils, due to natural processes, such as atmospheric deposition, or human industrial activities. For certain heavy metals, when in high concentrations in the soil, there is no specific extractant to determine the availability of these elements in the soil. The objective of the present study was to evaluate the availability of Cd, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn for rice and soybeans, using different chemical extractants. In this study we used seven soil samples with different levels of contamination, in completely randomized experimental design with four replications. We determined the available concentrations of Cd, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn extracted by Mehlich-1, HCl 0.1 mol L-1, DTPA, and organic acid extractants and the contents in rice and soybeans, which extracts were analyzed by ICP-OES. It was observed that Mehlich-1, HCl 0.1 mol L-1 and DTPA extractants were effective to assess the availability of Cd, Cu, Pb and Zn for rice and soybeans. However, the same was not observed for the organic acid extractant.

Composição química dos grãos de milho em resposta à adubação mineral e inoculação com rizobactérias

Para o aumento da produtividade agrícola no País, são necessários estudos para melhor aproveitamento da adubação mineral, a fim de uma produção de grãos com melhor qualidade nutricional. Este trabalho teve como objetivo avaliar o teor e o acúmulo de proteína, de cinzas e de nutrientes em grãos de milho provenientes de plantas submetidas à inoculação com Pseudomonas fluorescens e cultivadas em diferentes níveis de adubação NPK no solo. Foram testados seis tratamentos, em delineamento experimental de blocos casualizados, no esquema fatorial 3 x 2, sendo três níveis de adubação química com NPK (0,125 e 250 kg ha-1) e dois níveis de inoculante à base de P. fluorescens (com e sem), com quatro repetições, sendo instalado em Latossolo Vermelho eutroférrico, utilizando o cultivar de milho híbrido 30F35. Determinaram-se os teores e acúmulo de N, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Fe, Mn, proteína e cinzas dos grãos. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias, comparadas pelo teste de Tukey (p < 0,05). A aplicação de P. fluorescens via inoculação incrementou os teores de P e K dos grãos de milho, independentemente dos níveis de adubação. Os teores dos nutrientes, de proteína e de cinzas dos grãos de milho não foram influenciados pelos níveis de adubação mineral, com exceção do Cu, que aumentou com a elevação dos níveis de adubação.

Desempenho da mistura de aveia preta e azevém em função da adubação orgânica e mineral

Maximizar a eficiência dos sistemas de produção existentes, reduzindo a entrada de insumos externos e dos custos de produção é a lógica da agropecuária moderna. Baseado nisso, objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência das adubações orgânica e mineral no desenvolvimento e produção de massa seca (MS) do consórcio de aveia preta (Avena strigosa Schreb.) com azevém (Lolium multiflorum Lam.). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, com os seguintes tratamentos: sem adubação; adubação mineral; adubação organomineral (50% mineral e 50% orgânica) e adubação orgânica. O experimento foi instalado em 15 de maio e conduzido até 28 de setembro de 2010. Foram realizadas três avaliações nesse período, por meio de cortes, para estimar a produção de MS e, semanalmente, verificaram-se o número de folhas, de afilhos e o comprimento da parte aérea das plantas de cada espécie. O efeito dos tratamentos sobre as variáveis número de afilhos, número de folhas e comprimento da parte aérea apresentou significância apenas nas primeiras avaliações. A produção de MS da cultura da aveia preta foi maior no primeiro corte, decaindo posteriormente, em função do ciclo precoce da espécie. O azevém teve elevada produção somente no último período, em função da característica de seu ciclo. Somando-se a MS obtida nos três períodos, concluiu-se que o dejeto de produção leiteira proporciona produção semelhante à favorecida pela adubação mineral. O mesmo comportamento foi observado para as características morfogênicas avaliadas, diferindo da testemunha.

Heavy metal toxicity in rice and soybean plants cultivated in contaminated soil

Heavy metals can accumulate in soil and cause phytotoxicity in plants with some specific symptoms. The present study evaluated the specific symptoms on rice and soybeans plants caused by excess of heavy metals in soil. Rice and soybean were grown in pots containing soil with different levels of heavy metals. A completely randomized design was used, with four replications, using two crop species and seven sample soils with different contamination levels. Rice and soybean exhibited different responses to the high concentrations of heavy metals in the soil. Rice plants accumulated higher Cu, Mn, Pb and Zn concentrations and were more sensitive to high concentrations of these elements in the soil, absorbing them more easily compared to the soybean plants. However, high available Zn concentrations in the soil caused phytotoxicity symptoms in rice and soybean, mainly chlorosis and inhibited plant growth. Further, high Zn concentrations in the soil reduced the Fe concentration in the shoots of soybean and rice plants to levels considered deficient.

Abortamento de frutos da nogueira macadâmia sob influência da adubação mineral

A nogueira macadâmia (Macadamia integrifolia) apresenta elevada taxa de abortamento de frutos. A nutrição desequilibrada pode ser um dos fatores que contribui para isso. Objetivou-se, com esta pesquisa, avaliar a influência de doses de N e do parcelamento da adubação NPK, de cobertura, na redução do abortamento de frutos da nogueira macadâmia. Foram desenvolvidos dois experimentos, durante três anos agrícolas, num Latossolo Vermelho, em Jaboticabal, Estado de São Paulo. O primeiro experimento foi constituído por cinco doses de N (0, 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 ano-1) e quatro repetições. O segundo experimento foi constituído por quatro formas de parcelamento da adubação NPK (T1: outubro T2: outubro + dezembro, T3: outubro + dezembro + fevereiro e T4: outubro+dezembro + fevereiro + abril) e cinco repetições. A maior parte dos frutos (77,7 %) foi abortada no início de seu desenvolvimento. A aplicação de N, bem como o parcelamento da adubação NPK de cobertura, pelo menos em duas vezes (outubro e dezembro), não alteraram o número de frutos abortados por planta de macadâmia, mas, por aumentarem o número total de frutos emitidos e reduzirem a percentagem de abortamento, proporcionaram maior produtividade de nozes.