Fracionamento e biodisponibilidade de metais pesados em solo contaminado, incubado com materiais orgânicos e inorgânicos

Procedimentos baseados em alterações nas propriedades químicas podem atuar como agentes mitigadores da fitotoxidez de metais pesados no solo. No entanto, é difícil predizer os efeitos de diferentes materiais sobre a disponibilidade de metais em solo contaminado simultaneamente por vários metais. O presente estudo, desenvolvido em solo proveniente de área de rejeitos de uma unidade de extração e industrialização de zinco da Companhia Mineira de Metais-CMM, em Três Marias (MG), objetivou avaliar os teores, a distribuição entre diferentes frações e a biodisponibilidade de Zn, Cd, Cu e Pb nesse solo, após incubação por seis meses com diferentes doses de carbonato, gesso, vermicomposto, serragem e Solomax. Após a incubação, retiraram-se amostras de cada tratamento para análises químicas de fracionamento de metais e extrações simples com DTPA e com Mehlich-1 e repicaram-se plântulas de Mimosa caesalpiniaefolia Benth. (sabiá) para o solo onde cresceram por 90 dias. Os tratamentos causaram alterações nas principais formas dos elementos no solo. Para o Zn, que apresenta os maiores teores nesse solo, houve efeito da aplicação de carbonato, que reduziu a fração trocável de 842 mg kg-1, no controle, para 32 mg kg-1. Houve também uma redução do Zn-trocável com a aplicação de Solomax. Os teores de Zn na parte aérea das plantas reduziram-se de 544,85 mg kg-1, no controle, para 32,20 mg kg-1 com a aplicação de carbonato. O Solomax reduziu em 87% o teor deste elemento nas plantas. Os demais materiais não exerceram efeitos consistentes sobre os teores dos metais na planta. A adição de materiais orgânicos aumentou o teor de Cu e de Pb na fração orgânica e residual, sem efeito na biodisponibilidade. O gesso aumentou a biodisponibilidade dos metais estudados, com exceção do Pb. Ao contrário do que foi verificado para os outros elementos, os teores de Cd na planta correlacionaram-se com as quantidades deste extraídas por DTPA (0,82**) e por Mehlich-1 (0,60**), e os de Zn com MgCl2 (0,49*) e DTPA (0,49*). As extrações seqüencial e simples, com DTPA e Mehlich-1, evidenciaram efeitos diferenciados dos materiais sobre os metais no solo. O Cd foi o elemento com melhor previsão de biodisponibilidade pelos extratores utilizados. O emprego de carbonato foi o tratamento mais eficaz em reduzir a disponibilidade dos metais para M. caesalpiniaefolia.

Redução química e biológica do cromo hexavalente aplicado ao solo

Realizou-se um experimento em laboratório, com o objetivo de avaliar não só a redução do cromo hexavalente aplicado ao solo com ênfase ao efeito da aplicação de carbono orgânico, manganês divalente, mas também a participação da microbiota do solo. Utilizaram-se, como unidades experimentais, amostras de 50 g de um Argissolo, acondicionadas em sacos de polipropileno e incubadas durante 42 dias com calcário para elevar o pH a 6,0 (2,0 t ha-1 de CaCO3 + MgCO3 na proporção de 2:1), Cr6+, esterco bovino e Mn2+ nas doses de 20, 50 e 40 mg kg-1, respectivamente. Metade das amostras foi sujeita à esterilização por autoclavagem com o objetivo de eliminar a atividade biológica. A aplicação de esterco bovino e sulfato de manganês promoveu a total redução do cromo hexavalente para cromo trivalente (Cr6+ → Cr3+) no solo, em 42 dias. Os modelos, quadrático e exponencial, foram os que melhor descreveram a cinética de redução com o tempo. A redução do Cr6+ foi estimulada pela atividade microbiana, sendo 16% maior em amostras de solo não esterilizadas, que continham esterco bovino, em comparação com as mesmas amostras esterilizadas por autoclavagem. Os resultados demonstraram que a descontaminação do solo que contém teores tóxicos de Cr6+ pode ser viabilizada tanto pela incorporação de adubo orgânico como pela manutenção de sua atividade biológica.

Influência da compactação do solo em subsuperfície sobre o crescimento aéreo e radicular de plantas de adubação verde de inverno

A compactação do solo é um problema comum nas lavouras e que influi tanto no crescimento e na produtividade das culturas, como na conservação do solo e da água. A fim de estudar esse problema, cinco espécies de plantas de adubação verde de inverno (ervilhaca, nabo forrageiro, tremoço branco, aveia preta e aveia branca) foram cultivadas em quatro perfis de solo com crescentes níveis de compactação em subsuperfície (Ds: 1,31, 1,43, 1,58 e 1,70 Mg m-3). O experimento foi realizado em vaso e sob condição de casa de vegetação na FCA/UNESP, em Botucatu (SP), em 1998, utilizando um LE de textura média. Com o aumento da compactação do solo, o comprimento e a matéria seca das raízes aumentaram acima da camada compactada e diminuíram abaixo dela, concentrando o sistema radicular das plantas próximo à superfície. O diâmetro radicular médio do tremoço e das duas aveias aumentou na camada compactada com o aumento da densidade do solo, diminuiu para o caso da ervilhaca e não se alterou para o caso do nabo. O nabo forrageiro e a aveia preta sobressaíram-se com maiores valores de densidade de comprimento radicular na camada compactada e inferior e no vaso como um todo, mesmo com o aumento da compactação. Concluiu-se, neste estudo, que o nabo forrageiro e a aveia preta apresentaram-se como bons materiais, para melhorar as características de solos com compactação subsuperficial, mostrando vigor no crescimento de raízes dentro e abaixo da camada compactada do solo, devendo-se, entretanto, validar estes resultados no campo, em condições diferentes de clima e solo.

Densidade radicular do milho considerando os atributos de um solo com horizonte B textural

A absorção de água e nutrientes pelas plantas depende de vários fatores, principalmente do volume de solo explorado pelas raízes. Determinados fatores e, ou, processos ocorridos no solo podem limitar o crescimento das raízes. Este estudo objetivou: (a) quantificar as relações entre densidade radicular da cultura do milho e alguns atributos de um Argissolo Vermelho distrófico arênico e identificar quais desses atributos restringem o crescimento de raízes no horizonte Bt e a produtividade do milho; (b) monitorar a variação temporal de água no solo para avaliar a extração de água do horizonte Bt. O estudo foi realizado com milho no sistema plantio direto, no ano agrícola de 93/94, em um Argissolo Vermelho distrófico arênico, localizado na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria. Foram analisados a microporosidade, macroporosidade, porosidade total, densidade do solo, espaço aéreo, textura, concreções, resistência à penetração, cálcio + magnésio, saturação por alumínio, densidade radicular e produtividade do milho. Observando os perfis culturais e a densidade radicular, percebeu-se que o horizonte Bt restringiu o crescimento radicular, principalmente nos perfis com horizonte A raso, quando comparados aos perfis com horizonte A profundo. A densidade do solo e a resistência à penetração não restringiram o crescimento radicular nas condições estudadas; já a presença de concreções e a elevada saturação por alumínio trocável foram as variáveis que mais restringiram o crescimento radicular. Não foi observada redução da umidade volumétrica do horizonte Bt durante o ciclo de crescimento do milho, mesmo em prolongado período de déficit hídrico, indicando que a água presente neste horizonte não foi absorvida pela cultura, considerando a baixa densidade radicular neste horizonte. A produtividade de grãos de milho foi reduzida em 23% nos perfis com horizonte A raso, comparado aos perfis com horizonte A profundo, provavelmente por causa da restrição ao crescimento radicular.

Dissipação de simazina em solo por ação de minhocas (Eisenia foetida)

O solo abriga grande diversidade de organismos macroscópicos e microscópicos, que competem entre si pelos recursos disponíveis. Visando ao aumento da produtividade agrícola, utilizam-se, cada vez mais, fertilizantes e pesticidas que provocam alterações no ambiente edáfico. Dentre os organismos macroscópicos, destacam-se as minhocas, pela quantidade e importância nas características do solo. Determinou-se a CL50(14 dias) e avaliou-se a ação de minhocas na persistência, transformação e bioacumulação de simazina a partir de solo tratado com o herbicida. As minhocas foram sensíveis à simazina [CL50(14 dias) de 54 mg IA kg-1 de solo], acumularam o produto ou seus metabólitos em seus tecidos (FB = 1,03), quando expostos a concentrações menores que a CL50, e diminuíram a formação de resíduos ligados ao solo (cerca de 23 e 33% em solos com e sem minhocas, respectivamente).

Efeito de sistemas de produção de grãos e de pastagens sob plantio direto sobre o nível de fertilidade do solo após cinco anos

A fertilidade do solo foi avaliada num Latossolo Vermelho distrófico típico, em Passo Fundo (RS), após cinco anos de estabelecimento (1993 a 1997) de quatro sistemas de produção, integrando grãos, pastagens anuais de inverno e pastagens perenes: sistema I (trigo/soja, aveia branca/soja e ervilhaca/milho); sistema II (trigo/soja, aveia branca/soja e aveia preta + ervilhaca pastejadas/milho); sistema III [pastagens perenes da estação fria (festuca + trevo branco + cornichão)]; sistema IV [pastagens perenes da estação quente (pensacola + aveia preta + azevém + trevo vermelho + cornichão)], e sistema V (alfafa para feno), acrescentado como tratamento adicional com repetições em áreas contíguas ao experimento em 1994. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso com quatro repetições. Os sistemas de produção, sob plantio direto, elevaram os teores de matéria orgânica, de P extraível e de K trocável, principalmente na camada de solo de 0-5 cm. Nos quatro primeiros sistemas de produção, houve aumento dos valores de pH e de Ca + Mg trocáveis, da superfície (0-5 cm) para a camada mais profunda do solo (15-20 cm), enquanto com o valor de Al trocável ocorreu o contrário. Os sistemas com pastagens perenes mostraram maior teor de matéria orgânica na camada superficial do solo do que os sistemas com pastagens anuais.

Efeitos da integração lavoura-pecuária nas propriedades físicas do solo e características da cultura do milho

A integração lavoura-pecuária pode compactar a camada superficial do solo e restringir o crescimento de raízes e a produtividade das culturas nos solos argilosos. Este estudo objetivou mensurar as modificações nas propriedades físicas do solo e as características da cultura do milho, em área submetida ao sistema de preparo convencional e plantio direto, com pisoteio animal durante o inverno, comparando com as propriedades físicas do sistema mata nativa. O experimento foi realizado em Lages (SC), em um Nitossolo Vermelho, nos sistemas de preparo convencional e plantio direto com milho no verão e aveia no inverno para o pastejo. Foram determinadas: a macro, a micro, a porosidade total, a densidade do solo, a condutividade hidráulica saturada, a resistência do solo à penetração e as características da cultura do milho. Observou-se que a pressão exercida pelo trânsito de máquinas agrícolas e pelo pisoteio animal degradou a estrutura do solo em comparação ao sistema mata. Houve redução dos macroporos de 0,29 na mata para 0,17 no preparo convencional e 0,13 m³ m-3 no plantio direto, refletindo na redução da porosidade total e no aumento da densidade do solo de 0,79 na mata para 1,09 no preparo convencional e 1,16 kg dm-3 no plantio direto. A menor macroporosidade foi responsável pela redução da condutividade hidráulica saturada nos sistemas de preparo convencional e plantio direto comparados à da mata nativa. No sistema plantio direto, houve aumento da resistência do solo à penetração, principalmente na camada de 0-0,15 m. Os maiores danos às propriedades físicas do solo foram observados no sistema plantio direto quando comparados aos do sistemas de preparo convencional. No plantio direto, a estatura de plantas, o número de folhas verdes, o peso de 1.000 grãos, o número de grãos por espiga e a produtividade foram inferiores aos do preparo convencional. Tais observações reforçam a tese de que, no sistema plantio direto, devem-se evitar o uso de máquinas pesadas e o pastejo nas áreas comuns de lavoura-pecuária, principalmente quando a umidade do solo estiver acima do ponto de friabilidade.

Resistência do solo à penetração e desenvolvimento do sistema radicular do milho (Zea mays) sob diferentes sistemas de manejo em um Latossolo Roxo

As modificações estruturais causadas no solo pelos diferentes sistemas de manejo podem resultar em maior ou menor compactação, que poderá interferir na densidade do solo, na porosidade, na infiltração de água no solo e no desenvolvimento radicular das culturas. Assim, este trabalho teve como objetivo estudar, em condições de campo, os efeitos da estrutura, umidade e resistência do solo à penetração no desenvolvimento do sistema radicular do milho (Zea mays), sob sistema convencional (aração mais grade niveladora há mais de dez anos) e plantio direto (há mais de vinte anos). As avaliações foram realizadas em um Latossolo Roxo argiloso, na região norte do estado do Paraná - Brasil, cultivado com milho, no verão, e trigo, no inverno. Os resultados mostraram que valores de resistência do solo à penetração superiores a 3,5 MPa não restringiram desenvolvimento radicular do milho, porém influenciaram a sua morfologia. O plantio direto apresentou melhores condições de continuidade estrutural para o desenvolvimento radicular do que o sistema convencional, tendo sido sua resistência mais afetada pela distribuição estrutural do que pela umidade do solo.

Crescimento e nodulação de Acacia mangium, Enterolobium contortisiliquum e Sesbania virgata em solo contaminado com metais pesados

Um dos desafios atuais da pesquisa é encontrar plantas e microssimbiontes tolerantes e que possibilitem a revegetação de áreas degradadas por excesso de metais pesados. Este experimento foi realizado no período de agosto a dezembro de 1998, em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da UFLA, Lavras (MG), com o objetivo de avaliar a tolerância a metais pesados e a capacidade de estabelecimento de simbiose de rizóbio de diferentes origens com Enterolobium contortisiliquum (tamboril), Acacia mangium (acácia) e Sesbania virgata (sesbânia), em misturas de solos, que continham proporções de solo contaminado (PSC): (0, 15, 30, 45 e 60% v/v) com Zn, Cd, Pb e Cu (18.600, 135, 600 e 596 mg dm-3, extraídos por aqua regia, respectivamente), diluído em Latossolo Vermelho distrófico. Estirpes recomendadas (E) e isolados de solo contaminado (ISC) e de solo não contaminado (ISNC), cuja tolerância a Cu, Cd e Zn foi determinada previamente "in vitro", foram inoculados. O aumento da PSC nas misturas inibiu o crescimento vegetativo, a produção de matéria seca e a nodulação das três espécies. A simbiose tamboril-BR4406 foi a mais tolerante e acácia-BR3617 a mais sensível à contaminação do solo. Os ISC que foram mais tolerantes "in vitro" formaram nódulos eficientes em solo sem contaminação, mas foram ineficientes em solos contaminados. Na PSC 15% (Zn = 750; Cd = 22,1; Pb = 65,1 e Cu = 111 mg dm-3 extraídos por DTPA) a atividade específica da nitrogenase aumentou 5 e 10 vezes em relação ao solo sem contaminação para as simbioses sesbânia-BR5401 e tamboril-BR4406, respectivamente. A tolerância de rizóbio a metais "in vitro" não correspondeu à tolerância da simbiose em solo contaminado.

Características da porosidade de um Argissolo Vermelho-Amarelo submetido a diferentes sistemas de preparo de solo

Foram avaliadas características morfométricas da porosidade de um Argissolo Vermelho-Amarelo, cultivado por dez anos sob os tratamentos: semeadura direta; arado de aiveca + grade destorroadora; arado de discos + grade destorroadora; grade pesada + arado de aiveca + grade destorroadora; grade pesada + arado de discos + grade destorroadora; grade pesada + grade destorroadora. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com seis tratamentos e quatro repetições. Blocos de solo com estrutura natural, com dimensões de 15 cm de largura por 15 cm de profundidade, foram amostrados para análises morfométricas da porosidade. As análises dos blocos polidos mostraram descontinuidade e diminuição da porosidade nos sistemas de preparo do solo que envolveram o uso da grade pesada. O sistema de semeadura direta mostrou boa conexão entre os macroporos, sem revelar descontinuidade entre a superfície e as camadas inferiores.

Alterações de propriedades físicas e hídricas de um Latossolo Vermelho distrófico pela adsorção de fósforo

A elevada capacidade de adsorção de fósforo (P) é uma característica típica dos Latossolos oxídicos. O P é adsorvido principalmente por complexo de esfera interna que influencia o balanço de cargas, a dispersão de partículas e, conseqüentemente, a relação solo-água. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adsorção de P nas propriedades físicas e hídricas de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico (LVd), da região dos Campos da Mantiqueira (MG). Amostras deformadas e indeformadas, coletadas nas camadas de 0-0,03 e 0,27-0,30 m, foram saturadas em água pura ou em solução de P, com vistas em alcançar a capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP). Posteriormente, avaliaram-se alterações no teor de argila dispersa em água, índice de floculação, porosidade, limites de consistência e curva de retenção de água. A adsorção de P aumentou a quantidade de argila dispersa e influiu na quantidade de macro e microporos, acarretando aumento dos limites de consistência no deslocamento da curva de retenção de água para valores mais elevados de umidade, assim como um acréscimo dos teores de água disponível.

Transformações mineralógicas ao longo de perfis de alteração pedogenética na região de Lavras (MG)

Na região de Lavras (MG), realizou-se a avaliação das transformações mineralógicas ao longo da alteração pedogenética em perfis de solos, discriminados pela composição geoquímica ácida, intermediária e básica do material de origem. Os solos com horizonte B textural foram selecionados para tal estudo, sendo escolhidas as seguintes classes destes solos: Perfil 1 - Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico (PVAd), originado por alteração de rochas do Domínio geológico Granito de Itutinga; Perfil 2 - Argissolo Vermelho eutrófico (PVe), desenvolvido a partir de rochas do Domínio geológico Diorito do Rosário, e Perfil 3 - Chernossolo Argilúvico férrico (MTf), evoluído a partir de rochas do Domínio geológico Greenstone-belt de Lavras. Ao longo de cada perfil, desde a rocha fresca até o sólum, realizaram-se análises microscópicas para avaliar os processos de alteração, mediante evolução das reações de transformação mineralógica, com auxílio da difração de raios-X na identificação da mineralogia da fração argila. O estudo permitiu elaborar a ordem de destruição intempérica dos minerais primários e conseqüente formação da mineralogia do solo, estabelecendo-se reações de transformações mineralógicas e caracterização dos processos atuantes ao longo da evolução da alteração pedogenética, assim como suas relações com o material de origem. As reações de transformação mineralógica esquematizadas indicam que, nos Argissolos estudados, os minerais primários foram alterados para caulinita, gibbsita e sesquióxidos de ferro, acrescentando-se sesquióxidos de titânio e vermiculita com hidróxi entre camadas no caso do PVe. Persistiram como resíduos o quartzo e o feldspato potássico, este último apenas no PVAd. Já no Chernossolo avaliado, as alterações originaram talco, esmectita, caulinita e sesquióxidos de ferro e titânio, não havendo minerais primários residuais.

Liberação de potássio de frações de solos e sua cinética

Ácidos orgânicos de baixo peso molecular têm sido utilizados em estudos de cinética de liberação de potássio em solos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de investigar a cinética de liberação de potássio nas frações granulométricas de dois solos do Rio Grande do Sul. Foram utilizadas amostras superficiais (0-20 cm) do horizonte A de um Gleissolo Háplico e de um Chernossolo Ebânico, nas quais foi quantificado o potássio liberado dos solos após 15 extrações sucessivas com ácido oxálico 0,01 mol L-1 de 1 a 864 h, totalizando um período de 3.409 h. As quantidades de potássio liberadas das frações de ambos os solos decresceram na seqüência argila > silte > areia. A descrição da cinética de liberação do potássio pela equação parabólica de difusão mostrou que o processo ocorreu a diferentes velocidades, em duas fases, para as frações areia e silte, e em três fases, para a fração argila. As quantidades de potássio extraídas das amostras dos solos representaram 3,4% do K-total no Gleissolo e 6,2% do K-total no Chernossolo.

Tolerância de fungos ectomicorrízicos a metais pesados em meio de cultura adicionado de solo contaminado

Os fungos ectomicorrízicos podem proteger a planta hospedeira da toxidez dos metais pesados. Contudo, a contaminação excessiva do solo por metais pode inibir o crescimento e a atividade destes, prejudicando a simbiose micorrízica. Avaliou-se o crescimento de nove isolados de Pisolithus tinctorius, dois de Suillus bovinus e um de Scleroderma sp. quanto ao efeito da adição de misturas de solo contaminado por Zn, Cd, Cu e Pb com areia em meio Melin-Norkrans modificado líquido, tendo sido a mistura testada em várias proporções. A adição de solo contaminado ao meio de cultura reduziu o crescimento de todos os isolados, exceto o PT-306 em meio que continha a mistura de solo-areia com baixas proporções de solo contaminado. Os isolados apresentaram grande variação intra e interespecí-fica em relação à tolerância à contaminação do meio via solo contaminado. Em geral, os isolados de P. tinctorius foram mais tolerantes que os de S. bovinus e o de Scleroderma sp., destacando-se o isolado PT-306, que foi considerado tolerante. Os demais isolados estudados apresentaram respostas variadas, mostrando-se os isolados de S. bovinus considerados, na literatura, como tolerantes a Zn, sensíveis à adição de solo contaminado ao meio. A produção de pigmentos extracelulares pelos isolados PT-306 e SB foi estimulada pela adição de solo contaminado ao meio de cultura e a maior produção de pigmentos do PT-306 pode estar envolvida com a maior tolerância deste à contaminação por metais pesados. O crescimento do isolado PT-306 aumentou com a adição da mistura solo-areia com pequenas proporções de solo contaminado ao meio de cultura. A adição de solo contaminado ao meio de cultura mostrou-se eficiente para avaliação do impacto da contaminação do solo por vários metais sobre os fungos ectomicorrízicos.

Crostas biológicas em saprolitos de gnaisse: ciclagem biogeoquímica, micromorfologia e ensaio de colonização

O papel biogeoquímico e estrutural das crostas microbióticas é praticamente desconhecido, embora estas sejam freqüentes na superfície de taludes naturais e antrópicos expostos em domínio tropical úmido. O presente trabalho teve como objetivo estudar as interações envolvidas no intemperismo biogeoquímico decorrente da ação de microrganismos e plantas inferiores na superfície de saprolitos gnáissicos expostos em taludes da Zona da Mata de Minas Gerais. Foram investigados também os efeitos das associações organominerais na formação e estabilização estrutural de agregados, bem como as feições micropedológicas das diferentes crostas e do substrato sob influência destas. Fez-se o isolamento de cianobactérias, objetivando uma visão preliminar da viabilidade de obtenção de inóculo em laboratório, para posterior utilização na estabilização de superfícies minerais expostas. O grau de intemperismo e o caráter máfico ou félsico dos substratos foram determinantes no comportamento dos organismos em relação à ciclagem biogeoquímica, influenciando os valores de pH, a atividade de argila e o caráter eutrófico ou distrófico das crostas e saprolitos. Em geral, observou-se concentração de K e Al trocáveis na crosta, sendo K o elemento mais consistentemente associado à ciclagem biogeoquímica. O mesmo ocorreu em relação a Ca e Mg trocáveis, exceto nos saprolitos mais máficos, onde sua abundância mascarou a ciclagem biogeoquímica. As crostas tenderam também a concentrar P, Mn, Pb e Ni disponíveis, em todos os pontos, embora a contribuição de poluentes atmosféricos, no caso de Pb, possa estar mascarando os efeitos da atividade microbiana na mobilidade deste elemento. Os teores de N disponíveis foram elevados, em decorrência do N fixado pelas cianobactérias. Os valores de Fe-ditionito, juntamente com os resultados das observações micropedológicas, mostraram um modelo de oxidação por influência microbiótica em microssítios da crosta e da camada micropedogenizada subjacente, baseado na liberação de O2 pelas cianobactérias e na utilização de quelatos de Fe-MO por bactérias quimiolitotróficas, que derivam energia da oxidação do Fe, promovendo a formação de micronódulos ferruginosos. Fotomicrografias obtidas em microscópio eletrônico de varredura ilustram, de modo inequívoco, o papel da mucilagem de polissacarídeos na estruturação de agregados, unindo a matéria orgânica fresca à parte mineral. Os resultados evidenciaram a possibilidade do uso de inóculo de algas na recuperação e estabilização de superfícies minerais expostas, por meio da aceleração do processo de sucessão ecológica.