Formas de fósforo no solo após sucessivas adições de dejeto líquido de suínos em pastagem natural

A suinocultura tem como inconveniente a grande produção de dejetos, os quais são reutilizados como fertilizantes agrícolas, porém, se utilizados em doses excessivas, tornam-se severos poluentes ambientais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as formas de acumulação de P em um solo submetido a sucessivas aplicações de doses de dejeto líquido de suínos. O experimento foi instalado em 1995, em uma área cultivada com pastagem natural, que recebeu doses de 0, 20 e 40 m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos (DLS), aplicadas em intervalos de 45 a 60 dias durante cinco anos. Em 1999, após 28 aplicações de DLS, que totalizaram 0, 560 e 1.120 m³ ha-1, foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-15 e 15-20 cm. A amostra foi seca, moída, passada em peneira de malha de 2 mm e submetida ao fracionamento químico do P pelo método de Hedley. No tratamento testemunha, foi determinada a capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP), utilizando-se isotermas de adsorção e ajuste matemático pela equação de Langmuir. Os resultados mostraram que o P adicionado ao solo via DLS é acumulado essencialmente em formas inorgânicas, sendo as principais as extraídas por resina trocadora de ânions, NaHCO3 0,5 mol L-1, NaOH 0,1 mol L-1 e HCl 1,0 mol L-1.

Alterações no teor de fósforo no solo com aplicação de dejetos líquidos de suínos

Os dejetos líquidos de suínos servem como fonte de nutrientes às plantas, porém, quando o seu uso é inadequado, podem causar o acúmulo de P no solo, que posteriormente pode ser transferido para o meio aquático, causando eutrofização. Este trabalho teve por objetivo avaliar o potencial de risco de contaminação ambiental com o uso de dejeto líquido de suíno, mensurando as alterações ocorridas no teor de P no solo e nas isotermas de sorção. O trabalho foi realizado na Universidade Federal de Santa Maria, RS, em um Argissolo Vermelho distrófico arenico. Foram utilizadas as doses de 0, 40 e 80 m³ ha-1 de dejetos líquidos de suínos, distribuídos a lanço sobre a superfície antes da semeadura de cada espécie numa rotação de culturas. A aplicação de dejeto líquido de suínos na superfície do solo sob sistema plantio direto, aportando quantidades de P superiores àquelas exportadas pelas culturas, aumentou o P disponível do solo até 15 cm de profundidade. A saturação dos sítios de adsorção de fosfato do solo, avaliada pelos parâmetros de equação de Langmuir, é proporcional à dose de dejetos líquidos de suínos. A concentração de P na solução de equilíbrio P, a quantidade de P dessorvida com água e a constante que pode dar informação sobre a afinidade do fosfato com o solo da superfície foram alteradas pela aplicação de dejetos líquidos de suínos, indicando um favorecimento à dessorção de P caso estes sejam erodidos para mananciais de águas superficiais.

Fósforo em solos representativos do estado da paraíba: I- isotermas de adsorção e medidas do fator capacidade de fósforo

O conhecimento do fator capacidade de P (FCP) dos solos do Estado da Paraíba é importante para tornar mais eficiente a interpretação do teor de P disponível e a recomendação de adubação fosfatada em solos desse Estado. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os parâmetros das isotermas de adsorção de P (Langmuir e Freundlich), por meio das técnicas de regressão não linear e de linearização, em amostras de solos do Estado da Paraíba, e verificar a correlação dos valores desses parâmetros com características químicas e físicas desses solos. Foram coletadas amostras de doze solos na camada de 0-30 cm de profundidade, sendo seis solos mais intemperizados e seis menos intemperizados, de modo a ter ampla variação de valores de características físicas e químicas de cada grupo de solos. O modelo hiperbólico da isoterma de Langmuir foi ajustado por meio da técnica de regressão não linear (região única) e por meio da técnica de linearização (região única e segunda região). Foram realizadas análises de correlação entre os valores dos parâmetros das isotermas e características do solo que refletem o FCP. Em todos os solos, o modelo ajustado por meio da técnica de regressão não linear apresentou melhor ajuste aos dados observados, em comparação ao mesmo modelo ajustado por meio da técnica de linearização. No grupo de solos mais intemperizados, os valores de capacidade máxima de adsorção de fosfato (CMAP) apresentaram correlação elevada com os valores de P remanescente (r = -0,95**), teor de oxihidróxidos de Fe (r = 0,90**) e equivalente de umidade (r = 0,88**), mas não se correlacionaram com o teor de argila (r = 0,64ns). Dentro do grupo de solos menos intemperizados, os valores de CMAP correlacionaram-se com os valores de P remanescente (r = -0,99**), equivalente de umidade (r = 0,93**) e teor de argila (r = 0,97**), mas não se correlacionaram com o teor de oxi-hidróxidos de Fe livre (r = 0,10ns).

Área superficial específica, porosidade da fração argila e adsorção de fósforo em dois latossolos vermelhos

A porosidade da fração argila é muito importante para entendimento dos fenômenos físico-químicos que estão relacionados com a área superficial específica das partículas sólidas. Por meio de isotermas de adsorção e dessorção com N2, avaliaram-se a área superficial específica (S BET) e a porosidade das frações argila de Latossolos Vermelhos do Estado de Mato Grosso do Sul, sendo um distroférrico (LVdf) e outro distrófico (LVd), além de caulinita natural (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. Resultados referentes à S BET e à porosidade das partículas foram relacionados à adsorção máxima de P (Pmáx) determinada pela isoterma de Langmuir. A classe de poros predominante nas frações argila avaliadas foi de mesoporos. As frações argila extraídas dos solos e KGa2 adsorveram quantidades semelhantes de P por unidade de área, mas diferentes das quantidades de P adsorvido por Gt e Hm. Tal diferença, possivelmente, deu-se em função da quantidade e distribuição dos grupamentos OH em superfície, bem como imperfeições superficiais dos materiais. Os óxidos de Fe e de Al e outros materiais amorfos das frações argila extraídas dos solos foram mais importantes que a caulinita para a adsorção de P. A caulinita, embora sendo o filossilicato de maior representatividade nas frações argila de LVDf e LVD, teve menor importância sobre a adsorção de P.

Adsorção de fósforo em frações argila na presença de ácido fúlvico

Os ácidos orgânicos podem ser adsorvidos aos coloides do solo, favorecendo maior disponibilidade de P às plantas. Por meio de isotermas, avaliou-se a influência de ácido fúlvico (AF) sobre a adsorção de P na fração argila de dois Latossolos Vermelhos (LVdf e LVd), caulinita natural pouco cristalizada (KGa2), goethita (Gt) e hematita (Hm) sintéticas. As isotermas de adsorção de P ajustadas pelo modelo de Langmuir na presença de AF foram adequadas somente para a região de baixa concentração de P. De maneira geral, a presença de AF incubado nas frações argila estudadas foi capaz de reduzir a adsorção de P. Na fração argila do LVdf, a adsorção de P em baixas e altas concentrações desse nutriente teve pequena influência da sequência de incubação de P com AF, enquanto para a fração argila do LVd as sequências de incubação com P e AF influenciaram a adsorção de P. A redução da adsorção de P sobre a fração argila da KGa2 em baixas concentrações de P nas isotermas não dependeu da sequência de incubação de P e AF, e sim da presença do AF. Na região de altas concentrações de P, a sequência de incubação de P e AF influenciou a adsorção desse elemento. A adsorção de P sobre Gt foi dependente da sequência de incubação com AF, e a incubação prévia do AF promoveu redução da adsorção de P. A sequência de incubação do P e AF na Hm influenciou a adsorção de P quando em baixas e altas concentrações nas isotermas. Os menores valores de adsorção de P ocorreram com a incubação de P juntamente ao AF ou incubação de AF precedida da do P.

Relação entre óxidos de ferro e de manganês e a sorção de fósforo em solos no Rio Grande do Sul

Os solos utilizados para a cultura de arroz irrigado por alagamento no Estado do Rio Grande do Sul são oriundos de diferentes materiais de origem e estão sujeitos às variações temporais das condições de oxidação e redução. Essas condições contribuem para as variações nos teores totais e na crista-linidade de óxidos de Fe e de Mn, as quais estão relacionadas aos processos de sorção e dessorção, afetando a disponibilidade de P para a cultura de arroz irrigado. Com o objetivo de verificar a sorção de P e a sua disponibilidade para o arroz em solos oriundos de diferentes materiais de origem, foram desenvolvidos dois estudos: o primeiro para determinar os teores totais de Fe e de Mn e a capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) pelas isotermas de Langmuir; além disso, foram associados a CMAP e os teores totais de Fe e de Mn, na razão FeOx6/Fe dit, razão MnOx6/Mn dit argila e da matéria orgânica. O segundo estudo foi para quantificar a sorção de P durante quatro períodos de alagamento do solo. Os solos oriundos de sedimento de basalto (Luvissolo, Vertissolo e Chernossolo) apresentaram maior CMAP do que os oriundos de sedimento de granito e arenito (Planossolos e Gleissolos), devido aos maiores teores totais de Fe e também às razões de Fe extraído por oxalato de amônio a pH 6 (Fe ox6)/ferro extraído por ditionito (Fe dit) e Mn extraído por oxalato de amônio a pH 6 (Mn ox6)/Mn dit. A razão Fe ox6/Fe dit apresentou a maior associação com a CMAP em todos os solos utilizados. O Planossolo teve menor sorção de P do que os solos oriundos de sedimento de basalto em todos os períodos de alagamento.

Phosphorus accumulation and pollution potential in a hapludult fertilized with pig manure

Successive applications of pig litter to the soil surface can increase the phosphorus (P) content and alter its adsorption, promoting P transfer to surface or subsurface waters. The purpose of this study was to evaluate P accumulation and the pollution potential of a soil after application of pig litter. In March 2010, eight years after the installation of an experiment in Braço do Norte, Santa Catarina, SC, Brazil, on a Typic Hapludult, soil was sampled (layers 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-15, 15-20 and 20-30 cm) after the following fertilization treatments: no pig litter fertilization, pig slurry application and pig manure application. In this period, 694 and 1,890 kg P2O5 ha-1 were applied in the treatments with pig slurry and pig manure, respectively. The P content was determined, based on Mehlich-1, anion exchange resin (AER), 0.01 mol L-1 CaCl2 and total P in the samples. The adsorption isotherm parameters were also determined by the Langmuir and Koski-Vähälä & Hartikainem models in the layers 0-2.5 and 20-30 cm. The application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure led to P accumulation, as evidenced by Mehlich-1, down to a depth of 15 cm, by AER and 0.01 mol L-1 CaCl2 down to 20 cm and by total P to 30 cm. After application of 1,890 kg P2O5 ha-1 in the form of pig manure, the values of maximum P adsorption capacity were lowest in the deepest layer (20-30 cm), indicating the occupation of part of the adsorption sites of the particles. The application of swine manure to the soil over eight years increased the P quantity in the soil solution of the surface layer, indicating environmental contamination risk for surface and subsurface waters.

Ion assisted deposition of thin films by substrate tuned radio frequency magnetron sputtering

The substrate tuning technique was applied to a radio frequency magnetron sputtering system to obtain a variable substrate bias without an additional source. The dependence of the substrate bias on the value of the external impedance was studied for different values of chamber pressure, gas composition and rf input power. A qualitative explanation of the results is given, based on a simple model, and the role of the stray capacitance is clearly disclosed. Langmuir probe measurements show that this system allows independent control of the ion flux and the ion energy bombarding the growing film. For an argon flow rate of 2.8 sccm and a radio frequency power of 300 W (intermediate values of the range studied) the ion flux incident on the substrate was 1.3 X 1020-m-2-s-1. The maximum ion energy available in these conditions can be varied in the range 30-150 eV. As a practical application of the technique, BN thin films were deposited under different ion bombardment conditions. An ion energy threshold of about 80 eV was found, below which only the hexagonal phase was present in the films, while for higher energies both hexagonal and cubic phase were present. A cubic content of about 60% was found for an ion energy of 120 V.

Adsorção de cádmio em Latossolos sob vegetação de mata nativa e cultivados¹

Os metais pesados podem ser encontrados naturalmente em solos, em baixas concentrações, podendo ter seus teores intensificados por meio de ações antrópicas, tornando-se um dos entraves no manejo de solos tropicais. Esses elementos químicos podem ser encontrados na constituição de adubos orgânicos e inorgânicos, inseticidas, fungicidas, rejeito de mineração e lixo urbano, podendo causar sérios danos ao ambiente e à saúde humana. Nesse sentido, estudos de adsorção são imprescindíveis na avaliação do comportamento de metais pesados no solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos atributos químicos, granulométricos e mineralógicos sobre a adsorção de Cd, avaliados pelos modelos de Langmuir e de Freundlich, em Latossolos que sofreram ou não ação antrópica. As amostras de solo foram coletadas da camada superficial, 0,00-0,20 m, sendo realizadas análises químicas, granulométricas e mineralógicas. No estudo de adsorção, foram usadas as concentrações 0, 5, 25, 50, 100, 200, 300 e 400 µg L-1 de Cd na forma de Cd(NO3)2. Para a construção das isotermas de adsorção, utilizaram-se os modelos matemáticos empíricos de Langmuir e Freundlich. Os dados obtidos foram analisados por meio de técnicas estatísticas multivariadas, Análise de Agrupamento e Análise de Componentes Principais; no experimento de adsorção os dados ajustaram-se aos modelos de Langmuir e Freundlich. Os solos com menor relação goethita/hematita e maior capacidade de troca de cátions e pH apresentaram maior capacidade máxima de adsorção de Cd.

SOIL PHOSPHORUS THRESHOLDS IN EVALUATING RISK OF ENVIRONMENTAL TRANSFER TO SURFACE WATERS IN SANTA CATARINA, BRAZIL

The State of Santa Catarina, Brazil, has agricultural and livestock activities, such as pig farming, that are responsible for adding large amounts of phosphorus (P) to soils. However, a method is required to evaluate the environmental risk of these high soil P levels. One possible method for evaluating the environmental risk of P fertilization, whether organic or mineral, is to establish threshold levels of soil available P, measured by Mehlich-1 extractions, below which there is not a high risk of P transfer from the soil to surface waters. However, the Mehlich-1 extractant is sensitive to soil clay content, and that factor should be considered when establishing such P-thresholds. The objective of this study was to determine P-thresholds using the Mehlich-1 extractant for soils with different clay contents in the State of Santa Catarina, Brazil. Soil from the B-horizon of an Oxisol with 800 g kg-1 clay was mixed with different amounts of sand to prepare artificial soils with 200, 400, 600, and 800 g kg-1 clay. The artificial soils were incubated for 30 days with moisture content at 80 % of field capacity to stabilize their physicochemical properties, followed by additional incubation for 30 days after liming to raise the pH(H2O) to 6.0. Soil P sorption curves were produced, and the maximum sorption (Pmax) was determined using the Langmuir model for each soil texture evaluated. Based on the Pmax values, seven rates of P were added to four replicates of each soil, and incubated for 20 days more. Following incubation, available P contents (P-Mehlich-1) and P dissolved in the soil solution (P-water) were determined. A change-point value (the P-Mehlich-1 value above which P-water starts increasing sharply) was calculated through the use of segmented equations. The maximum level of P that a soil might safely adsorb (P-threshold) was defined as 80 % of the change-point value to maintain a margin for environmental safety. The P-threshold value, in mg dm-3, was dependent on the soil clay content according to the model P-threshold = 40 + Clay, where the soil clay content is expressed as a percentage. The model was tested in 82 diverse soil samples from the State of Santa Catarina and was able to distinguish samples with high and low environmental risk.

Self-organizing propagation patterns from dynamic self-assembly in monolayers

Propagation of localized orientational waves, as imaged by Brewster angle microscopy, is induced by low intensity linearly polarized light inside axisymmetric smectic-C confined domains in a photosensitive molecular thin film at the air/water interface (Langmuir monolayer). Results from numerical simulations of a model that couples photoreorientational effects and long-range elastic forces are presented. Differences are stressed between our scenario and the paradigmatic wave phenomena in excitable chemical media.

Self-organizing propagation patterns from dynamic self-assembly in monolayers

Propagation of localized orientational waves, as imaged by Brewster angle microscopy, is induced by low intensity linearly polarized light inside axisymmetric smectic-C confined domains in a photosensitive molecular thin film at the air/water interface (Langmuir monolayer). Results from numerical simulations of a model that couples photoreorientational effects and long-range elastic forces are presented. Differences are stressed between our scenario and the paradigmatic wave phenomena in excitable chemical media.

Boron adsorption in soils from the State of São Paulo, Brazil

Boron adsorption was studied in five representative soils (Rhodic Hapludox, Arenic Paleudalf and three Typic Hapludox) from the State of São Paulo, Brazil. Adsorption was higher in the clayey Oxisols, followed by the Alfisol and the coarser Oxisols. Calcium carbonate promoted an increase in the amount of adsorbed boron in all soils, with the most pronounced effect in the coarser-textured Oxisols. High correlation coefficients were found between adsorbed boron and clay and amorphous aluminum oxide contents and specific surface area (r = 0.79, 0.76 and 0.73, respectively, p < 0.01). Clay content, free aluminum oxide, and hot CaCl2 (0.01 mol L-1)-extracted boron explained 93% of the variation of adsorbed boron. Langmuir and Freundlich isotherms fitted well to the adsorbed data, and highest values for maximum boron adsorption were found in clayey soils, which were significantly correlated with contents of total, free and amorphous iron and aluminum oxides, as well with the physical attributes. Ninety four percent of the variation in the maximum adsorption could be related to the free iron content.

Membrane interaction of polymyxin B and synthetic analogues studied in biomimetic systems: implications for antibacterial action

Membrane-active antimicrobial peptides, such as polymyxin B (PxB), are currently in the spotlight as potential candidates toovercome bacterial resistance. We have designed synthetic analogs ofPxB in order to determine the structural requirements for membraneaction. Since the mechanism of action of PxB involves interaction withboth the outer membrane and the cytoplasmic membrane of Gramnegative bacteria, we have used an approach based on mimicking theouter layers of these membranes using monolayers, Langmuir-Blodgettfilms and unilamelar vesicles, and applying a battery of biophysicalmethods in order to dissect the different events of membraneinteraction. Collectively, results indicate that the PxB analogues act inthe bacterial membrane by the same mechanism than PxB, and that cationic amphipathicity determines peptide activity.

Adsorção de boro em solos de várzea do Sul de Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi avaliar a adsorção de B em quatro solos de várzea da região de Lavras, MG, por meio dos parâmetros das isotermas de Langmuir e Freundlich, no período de outubro a novembro de 1998. Amostraram-se solos Aluvial, Glei Pouco Húmico, Glei Húmico, e Orgânico artificialmente drenado, coletados na camada de 0-20 cm e peneirados para 2 mm. Amostras com e sem calagem foram incubadas durante 30 dias. Duplicatas de 4,0 g de solo de cada classe foram acondicionadas em tubos de polietileno com oito diferentes doses de B (0, 2, 4, 8, 12, 16, 24 e 32 mig mL-1) preparadas em CaCl2.2H2O 0,01 mol L-1, com ácido bórico como fonte. Os teores de B na solução de equilíbrio foram determinados pelo método da Azometina-H. Os resultados mostraram que alto teor de matéria orgânica confere ao solo Glei Húmico maior capacidade de adsorver boro. A matéria orgânica, a superfície específica, caulinita e alumínio trocável foram os atributos dos solos que se correlacionaram diretamente com a capacidade máxima de adsorção de B (CMAB). A calagem proporcionou diminuição da CMAB em todos os solos.