Short-term effects of human urine fertiliser and wood ash on soil pH and electrical conductivity

The fertiliser value of human urine has been examined on several crops, yet little is known about its effects on key soil properties of agronomic significance. This study investigated temporal soil salinization potential of human urine fertiliser (HUF). It further looked at combined effects of human urine and wood ash (WA) on soil pH, urine-NH_3 volatilisation, soil electrical conductivity (EC), and basic cation contents of two Acrisols (Adenta and Toje series) from the coastal savannah zone of Ghana. The experiment was a factorial design conducted in the laboratory for 12 weeks. The results indicated an increase in soil pH by 1.2 units for Adenta series and 1 unit for Toje series after one week of HUF application followed by a decline by about 2 pH units for both soil types after twelve weeks. This was attributed to nitrification of ammonium to nitrate leading to acidification. The EC otherwise increased with HUF application creating slightly saline conditions in Toje series and non-saline conditions in Adenta series. When WA was applied with HUF, both soil pH and EC increased. In contrast, the HUF alone slightly salinized Toje series, but both soils remained non-saline whenWA and HUF were applied together. The application ofWA resulted in two-fold increase in Ca, Mg, K, and Na content compared to HUF alone. Hence, WA is a promising amendment of acid soils and could reduce the effect of soluble salts in human urine fertilizer, which is likely to cause soil salinity.

Biochar improves fertility of a clay soil in the Brazilian Savannah: short term effects and impact on rice yield

The objective of this study was to report single season effects of wood biochar (char) application coupled with N fertilization on soil chemical properties, aerobic rice growth and grain yield in a clayey Rhodic Ferralsol in the Brazilian Savannah. Char application effected an increase in soil pH, K, Ca, Mg, CEC, Mn and nitrate while decreasing Al content and potential acidity of soils. No distinct effect of char application on grain yield of aerobic rice was observed. We believe that soil properties impacted by char application were inconsequential for rice yields because neither water, low pH, nor the availability of K or P were limiting factors for rice production. Rate of char above 16 Mg ha^(−1) reduced leaf area index and total shoot dry matter by 72 days after sowing. The number of panicles infected by rice blast decreased with increasing char rate. Increased dry matter beyond the remobilization capacity of the crop, and high number of panicles infected by rice blast were the likely cause of the lower grain yield observed when more than 60 kg N ha^(−1) was applied. The optimal rate of N was 46 kg ha^(−1) and resulted in a rice grain yield above 3 Mg ha^(−1).

Urban Grass and Grass-Leaf Litter Mixtures as Source for Bioenergy Recovery

Städtische Biomassen der Grünflächen bilden eine potentielle, bisher weitgehend ungenutzte Ressource für Bioenergie. Kommunen pflegen die Grünflächen, lassen das Material aber verrotten oder führen es Deponien oder Müllverbrennungsanlagen zu. Diese Praxis ist kostenintensiv ohne für die Verwaltungen finanziellen Ausgleich bereitzustellen. Stattdessen könnte das Material energetisch verwertet werden. Zwei mögliche Techniken, um Bioenergie zu gewinnen, wurden mit krautigem Material des städtischen Straßenbegleitgrüns untersucht i) direkte anaerobe Fermentation (4 Schnitte im Jahr) und ii) „Integrierte Festbrennstoff- und Biogasproduktion aus Biomasse“ (IFBB), die Biomasse durch Maischen und mechanisches Entwässern in einen Presssaft und einen Presskuchen trennt (2 Schnitte im Jahr). Als Referenz wurde die aktuelle Pflege ohne Verwertungsoption mitgeführt (8faches Mulchen). Zusätzlich wurde die Eignung von Gras-Laub-Mischungen im IFBB-Verfahren untersucht. Der mittlere Biomasseertrag war 3.24, 3.33 und 5.68 t Trockenmasse ha-1 jeweils für die Pflegeintensitäten Mulchen, 4-Schnitt- und 2-Schnittnutzung. Obwohl die Faserkonzentration in der Biomasse der 2-Schnittnutzung höher war als im Material der 4-Schnittnutzung, unterschieden sich die Methanausbeuten nicht signifikant. Der Presskuchen aus dem krautigen Material des Straßenbegleitgrüns hatte einen Heizwert von 16 MJ kg-1 Trockenmasse, während der Heizwert des Presskuchens der Gras-Laub-Mischung in Abhängigkeit vom Aschegehalt zwischen 15 und 17 MJ kg-1 Trockenmasse lag. Der Aschegehalt der Mischungen war höher als der Grenzwert nach DIN EN 14961-6:2012 (für nicht-holzige Brennstoffe), was auf erhöhte Bodenanhaftung auf Grund der Erntemethoden zurückzuführen sein könnte. Der Aschegehalt des krautigen Materials vom Straßenrand hielt die Norm jedoch ein. Die Elementkonzentration (Ca, Cl, K, Mg, N, Na, P, S, Al, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb, Si, Zn) im krautigen Material war generell ähnlich zu Landwirtschafts- oder Naturschutzgrünland. In den Mischungen nahm die Elementkonzentration (Al, Cl, K, N, Na, P, S, Si) mit zunehmendem Laubanteil ab. Die Konzentration von Ca, Mg und der Neutral-Detergenz-Fasern stieg hingegen an. Die IFBB-Technik reduzierte die Konzentrationen der in der Verbrennung besonders schädlichen Elemente Cl, K und N zuverlässig. Außer den potentiell hohen Aschegehalten, wurde während der Untersuchungen kein technischer Grund entdeckt, der einer energetischen Verwertung des getesteten urbanen Materials entgegenstehen würde. Ökonomische, soziale und ökologische Auswirkungen einer Umsetzung müssen beachtet werden. Eine oberflächliche Betrachtung auf Basis des bisherigen Wissens lässt hoffen, dass eine bioenergetische Verwertung städtischen Materials auf allen Ebenen nachhaltig sein könnte.

Soil factors associated with zinc deficiency in crops and humans

Zinc deficiency is the most ubiquitous micronutrient deficiency problem in world crops. Zinc is essential for both plants and animals because it is a structural constituent and regulatory co-factor in enzymes and proteins involved in many biochemical pathways. Millions of hectares of cropland are affected by Zn deficiency and approximately one-third of the human population suffers from an inadequate intake of Zn. The main soil factors affecting the availability of Zn to plants are low total Zn contents, high pH, high calcite and organic matter contents and high concentrations of Na, Ca, Mg, bicarbonate and phosphate in the soil solution or in labile forms. Maize is the most susceptible cereal crop, but wheat grown on calcareous soils and lowland rice on flooded soils are also highly prone to Zn deficiency. Zinc fertilizers are used in the prevention of Zn deficiency and in the biofortification of cereal grains.

Fine root condition relates to visible crown damage in Norway spruce on acidified soils

Allochthonous Norway spruce stands in the Kysucké Beskydy Mts. (north-western Slovakia) have been exposed to substantial acid deposition in the recent past and grow in acidified soil conditions with mean pH of about 4.0 in the topsoil. We selected 90 spruce trees representing 30 triples of different crown status: healthy, stressed and declining to assess the relationship between crown and fine root status. Sequential coring and in-growth bags were applied to each triplet to investigate fine root biomass and growth in the soil depths of 0-10 and 10-20 cm. Fine root quantity (biomass and necromass), turnover (production over standing stock), morphological features (specific root length, root tip density) and chemical properties (Ca:Al molar ratio) were compared among the abovementioned health status categories. Living fine root biomass decreased with increasing stress, while the ratio of living to dead biomass increased. Annual fine root production decreased and specific root length increased in stressed trees when compared to healthy or declining trees, a situation which may be related to the position of trees in the canopy (healthy and declining – dominant, stressed – co-dominant). The Ca:Al ratio decreased with increasing crown damage, indicating a decreased ability to filter out aluminium. In conclusion, fine root status appears to be linked to visible crown damage and can be used as a tree health indicator.

The numbers of sample design for evaluation of the soil fertility

The determination of the amount of sample units that will compose the sample express the optimization of the workforce, and reduce errors inherent in the report of recommendation and evaluation of soil fertility. This study aimed to determine in three systems use and soil management, the numbers of units samples design, needed to form the composed sample, for evaluation of soil fertility. It was concluded that the number of sample units needed to compose the composed sample to determination the attributes of organic matter, pH, P, K, Ca, Mg, Al and H+Al and base saturation of soil vary by use and soil management and error acceptable to the mean estimate. For the same depth of collected, increasing the number of sample units, reduced the percentage error in estimating the average, allowing the recommendation of 14, 14 and 11 sample in management with native vegetation, pasture cultivation and corn, respectively, for a error 20% on the mean estimate.

A geochemical and lead isotopic record from a small pond in a remote equatorial island, Fernando de Noronha, Brazil

A 72 cm long core was collected from Lagoa da Viracao (LV), a small poind in the Fernando de Noronha island, northern Brazil. Sediments from the lower section of the core (20-72 cm depth) contain essentially mineral matter, while in the upper section (0-20 cm depth) mineral matter is mixed with organic matter. Lithogenic conservative elements - Si, Al, Fe, Ti, Co, Cr, Cu, Ba, Ga, Hf, Nb, Ni, Y, V, Zn, Zr and REE - exhibit remarkably constant values throughout the core, with concentrations similar to those of the bedrock. The vertical distribution of soluble elements - Ca, Mg, Na, K, P, Mn and Sr - is also homogeneous, but these elements are systematically depleted in relation to the bedrock. LOI, TOC, Br, Se, Hg and Pb, although showing nearly constant values in the lower section of the core, are significantly enriched in the upper section. The concentration profiles of Br and Se suggest that they may be accounted for by natural processes, related to the slight affinity of these elements for organic matter. On the other hand, the elevated levels of Hg and Pb in recent sediments may be explained by their long-range atmospheric transport and deposition. Furthermore, the isotopic composition of Pb clearly indicates that anthropogenic sources contributed to the Pb burden in the uppermost pond sediments.

Formation of Dextran Deposits in Brazilian Sugar Cane Spirits

The formation of dextran deposits in sugared Brazilian cachaca was studied as a function of the time considering the effects of temperature, molecular weight (M(w)), visible light, pH, and the presence of Ca, Mg, Cu, and Fe ions in the concentrations at which they are usually present in this beverage. At 25 degrees C and pH 4.4, the experimental half-lives (t(1/2)) for precipitation are 73 and 124 days for dextrans with M(w) 5.9 x 10(6) and 2.1 x 10(6) Da, respectively. For dextrans with M(w) 5.0 x 10(5) and 4.0 x 10(4) Da, the experimental t(1/2) values are >180 days. For a dextran with M(w) 2.1 x 10(6) Da a change in pH from 4.4 to 5.5 at 25 degrees C resulted in a t(1/2) decrease from 124 to 25 days. At pH 4.4 the visible light and the presence of metal ions in average concentrations usually found in cachacas do not exhibit noticeable influence on the rate of dextran precipitation.

Indicadores para tomada de decisão para a calagem no sistema plantio direto

As recomendações de calagem utilizadas no sistema plantio direto (SPD) foram desenvolvidas no sistema convencional (SC), tendo como base o pH do solo. No SPD ocorrem alterações nas características do solo, como dinâmica diferenciada do alumínio e aumento dos teores de fósforo e cálcio na camada superficial, que provocam uma menor resposta à calagem. A Comissão de Química e Fertilidade do Solo NRS/SBCS alterou, em 2000, o valor do pH do solo de 6,0 para 5,5 e acrescentou a saturação por bases de 60 % para a tomada de decisão para a aplicação de calcário no SPD. Há, ainda, a necessidade de sua validação em áreas de lavoura. O objetivo deste trabalho foi avaliar alguns indicadores para a tomada de decisão para a aplicação de calcário no SPD em áreas de lavoura. Foram utilizados 7 cultivos em 6 lavouras no SPD consolidado em Latossolo Vermelho distrófico, sem adição de tratamentos, onde foram coletadas amostras de solo e de tecido vegetal e avaliado o rendimento de grãos. Os coeficientes de determinação, entre o rendimento de grãos e os indicadores de acidez foram superiores com alumínio trocável, a saturação por alumínio e Al/Ca+Mg comparado ao pH em água e a saturação por bases, sendo estes os indicadores de tomada de decisão adotados pela Comissão... a partir de 2000. Os valores de referência de 0,3 cmolc dm-3 de alumínio trocável ou 5 % de saturação por alumínio podem ser utilizados como critérios adicionais ao pH em água de 5,5 e/ou saturação por bases de 65 %, para a tomada de decisão para a calagem no sistema plantio direto consolidado. A combinação de um grupo de indicadores de acidez e de fertilidade do solo não contribuiu para a melhoria do processo de tomada de decisão.

Adubação orgânica e mineral na produção, qualidade e composição química de sementes de abobrinha (Cucurbita pepo L. var. melopepo cv. Caserta)

Com o objetivo de estudar os efeitos da adubação sobre os componentes do rendimento, no potencial de produção, qualidade e composição química das sementes de C. pepo L variedade melopepo (Caserta) conduziu-se dois Estudos no Centro Agrícola Demonstrativo da Prefeitura de Porto Alegre/CAD, e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) nos períodos de 2000/01 e 2002/03. No primeiro estudo utilizou-se dois tipos de adubação uma orgânica (cama de aviário- 386g/cova), e outra mineral (fórmula 5-20-20). No segundo estudo, os tratamentos constaram de:T1= testemunha, T2= adubação mineral, e 4 doses de cama de aviário: T3= 63g/cova, T4= 125 g/cova, T5= 187g/cova, T6= 250g/cova. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 4 e 3 repetições no primeiro e segundo estudos, respectivamente. Foram determinados: número de flores/planta, número de frutos/planta, peso médio de frutos, peso de sementes/fruto, número de sementes/fruto, peso de 1000 sementes, rendimento de sementes/área, germinação, emergência em campo, teste de frio, condutividade elétrica, comprimento de plântula, composição centesimal (Cinza, PB, EE, FB, ENN, NDT, EB, MO), macronutrientes (N, P, K, Ca, MG, S) e micronutrientes (Cu, Zn, Fe, Mn, Na, B). No primeiro estudo, tanto a adubação mineral como a adubação orgânica não afetaram os componentes do rendimento, o rendimento/área, a qualidade e a composição química de sementes. No segundo estudo, a aplicação de cama de aviário aumentou o rendimento de sementes de abobrinha e os teores de nitrogênio e ferro nas sementes, porém não afetou a qualidade. A dose de cama de aviário que proporcionou o melhor resultado foi de 250g/cova (3,12 t/ha).

Atributos químicos do solo afetados por métodos de preparo e sistemas de culturas

Métodos de preparo e sistemas de culturas podem afetar os atributos químicos do solo e, conseqüentemente, sua fertilidade. Com o objetivo de avaliar os efeitos destas práticas, foram analisadas amostras de solo coletadas de seis camadas (0-2,5, 2,5-5, 5-7,5, 7,5-12,5, 12,5-17,5 e 17,5-30 cm), no 13º ano de experimento de longa duração, instalado em 1985, em um Argissolo Vermelho distrófico, localizado na Estação Experimental Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. O experimento constitui-se de três métodos de preparo (convencional-PC, reduzido-PR e plantio direto-PD), três sistemas de culturas (aveia/milho-A/M, vica/milho-V/M e aveia+vica/ milho+caupi-A+V/M+C) e duas doses de N mineral no milho (0 kg N ha-1 ano-1 e 180 kg N ha-1 ano-1 na forma de uréia). Houve aumento no estoque de carbono orgânico (CO) do solo no PD e PR quando associados com sistemas de culturas com maior aporte de resíduos vegetais ao solo. Os métodos de preparo sem revolvimento do solo apresentaram maior valor de CTC efetiva e a pH 7,0, em concordância com o teor de CO. Maiores teores de Ca, Mg e P foram determinados na camada superficial do solo (0-5 cm) em PD e PR, enquanto o solo em PC apresentou distribuição homogênea destes atributos na camada arável (0-17,5 cm). Sistemas de culturas que incluíram leguminosas, principalmente o sistema V/M, apresentaram menor valor de pH e maiores valores de Al trocável e saturação por alumínio. Em média, tratamentos com aplicação de N mineral apresentaram menores valores de pH e de saturação por bases e aumento da saturação por alumínio.

Zeólitas de cinzas de carvão : síntese e uso

Cinza de carvão é tão somente o resíduo sólido industrial de maior geração no sul do Brasil: cerca de 1,7 milhões de t/ano, sendo que menos de 30% deste total são reutilizadas, principalmente pelo setor de construção civil. Nesta tese foi estudado o processo hidrotérmico em meio alcalino para a síntese de zeólitas utilizando cinzas de carvão como matéria-prima. As variáveis estudadas foram: tipo e composição das cinzas de carvão (dezessete tipos), tipo e concentração do meio reacional alcalino (NaOH e KOH 2, 3,5 e 5 mol/L) e , temperatura de reação e conseqüentemente da pressão (60, 100 e 150oC para NaOH e 100, 150 e 200oC para KOH), tempo de reação e relação solução alcalina/cinzas de carvão (ou concentração inicial de cinzas em solução). Foram gerados sete tipos diferentes de zeólitas quando o meio reacional era o NaOH: zeólitas A, P, X, sodalita, cancrinita, noselita e chabazita, já quando o meio reacional foi o KOH foram gerados quatro tipos de zeólitas: zeólitas F, L, W e chabazita. A partir do estudo amplo, que também contou com uma etapa de otimização, foram escolhidos dois produtos zeolíticos potássicos, para teste de uso em solos, para o cultivo de plantas, nas seguintes condições experimentais: menor temperatura possível (100oC) e no tempo mínimo (3 dias) de reação, e assim nas duas concentrações possíveis (3,5 e 5 mol/L) variando-se a relação solução/cinzas de modo a se obterem produtos diferentes e com as duas zeólitas de maior ocorrência no estudo amplo, quais sejam, zeólita W e chabazita. Assim os produtos 50K2 (zeólita W) e 35K6 (chabazita contaminada com zeólita W) foram utilizados com sucesso como fonte de K e, complementar ou total de N no cultivo de plantas de aveia Foram realizados estudos específicos para observação do efeito dos principais elementos constituintes das cinzas de carvão: Fe e Ca. O efeito do aumento da concentração do Fe não ficou perfeitamente estabelecido, porém o efeito da adição de calcário ao combustor, ou seja, do aumento da concentração de Ca, Mg e S foi perfeitamente estabelecido, sendo que para as zeólitas F e sodalita foi positivo e negativo para as zeólitas P e chabazita sódica. Metodologias de dissolução de cinzas também foram estudados: a temperatura ambiente sob agitação e por fusão prévia das cinzas com a base. Os efeitos foram muitos e dependentes da especificidade de cada caso. Quando a reação de zeolitização foi acompanhada por 24 horas, foi possível observar o inicio da cristalização das zeólitas, bem como a variação ao longo do tempo do tipo gerado e o tempo para o máximo de Si em solução.

Content in metallic ions of wines from the Madeira and Azores archipelagos

This study determines for the first time Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Sr, Li and Rb contents in wines from the archipelagos of Madeira and Azores (Portugal). The greater part of the mean content for the different parameters fell within the ranges described in the literature, except for sodium whose higher content may be due to the effect of marine spray. ANOVA was used to establish the metals with significant differences in mean content between the wines from both archipelagos, between table and liquor wines of Madeira, and between wines of Pico and Terceira Islands from the Azores archipelago. Principal component analysis shows differences in the wines according to the wine-making process and/or the equipment employed. Stepwise linear discriminant analysis achieves a good classification and validation of wines according to the archipelago of origin, and the island in the case of Azores wines.

Interação de microorganismos na solubilização de fósforo e potássio de rochas para produção de biofertilizantes

he present model of agriculture is based on intensive use of industrial inputs, due to its rapid response, but it brings harmful consequences to the environment, and it is necessary the use of modern inputs. And an alternative is the use of rock biofertilizers in agriculture, a product easy to use, with higher residual effect and does not harm the environment. The objective of study was to evaluate the inoculation and co-inoculation of different microorganisms in the solubilization of rock phosphate and potash ground microbial evaluating the best performance in the production of biofertilizers comparing with rocks pure in soil chemical properties and, verify effect of inoculation of the bacterium Paenibacillus polymyxa in the absorption of minerals dissolved in the development of cowpea (Vigna unguiculata [L.] Walp.). The first bioassay was conducted in Laboratory (UFRN) for 72 days in Petri dishes, where the rock powder was increased by 10% and sulfur co-inoculated and inoculated with bacterial suspension of Paenibacillus polymyxa grown in medium tryptone soy broth, Ralstonia solanacearum in medium Kelman, Cromobacterium violaceum in medium Luria-Bertani and Acidithiobacillus thiooxidans in medium Tuovinen and Kelly,and fungi Trichoderma humatum and Penicillium fellutanum in malt extract. Every 12 days, samples were removed in order to build up the release curve of minerals. The second bioassay was conducted in a greenhouse of the Agricultural Research Corporation of Rio Grande do Norte in experimental delineation in randomized block designs, was used 10 kg of an Yellow Argissolo Dystrophic per pot with the addition of treatments super phosphate simple (SS), potassium chloride (KCl), pure rock, biofertilizers in doses 40, 70, 100 and 200% of the recommendation for SS and KCl, and a control, or not inoculated with bacteria P. polymyxa. Were used seeds of cowpea BRS Potiguar and co-inoculated with the bacterial suspension of Bradyrhizobium japonicum and P. polymyxa. The first crop was harvested 45 days after planting, were evaluated in the dry matter (ADM), macronutrients (N, P, K, Ca, Mg) and micronutrients (Zn, Fe, Mn) in ADM. And the second at 75 days assessing levels of macro end micronutrients in plants and soil, and the maximum adsorption capacity of P in soil. The results showed synergism in co-inoculations with P. polymyxa+R. solanacearum and, P. polymyxa+C. violaceum solubilizations providing higher P and K, respectively, and better solubilization time at 36 days. The pH was lower in biofertilizers higher doses, but there was better with their addition to P at the highest dose. Significant reduction of maximum adsorption capacity of phosphorus with increasing dose of biofertilizer. For K and Ca was better with SS+KCl, and Mg to pure rock. There was an effect of fertilization on the absorption, with better results for P, K and ADM with SS+KCL, and N, Ca and Mg for biofertilizers. Generally, the P. polymyxa not influence the absorption of the elements in the plant. In treatments with the uninoculated P. polymyxa chemical fertilizer had an average significantly higher for weight and number of grains. And in the presence of the bacteria, biofertilizers and chemical fertilizers had positive values in relation to rock and control. The data show that the rocks and biofertilizers could meet the need of nutrients the plants revealed as potential for sustainable agriculture

Perdas fermentativas e composição bromatológica da entrecasca de palmito pupunha ensilada com aditivos químicos

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos químicos na ensilagem de resíduos (entrecasca) da produção de palmito pupunha (Bactris gasipaes, Kunth). Utilizaram-se silos experimentais (baldes de 20 litros) providos de aparatos para determinação gravimétrica de perdas por gases e efluentes. Os tratamentos aplicados foram: controle (sem aditivos); ureia (1% da MV) e cal virgem (1% da MV). Decorridos 70 dias de armazenagem, os silos foram pesados, abertos e amostrados. As perdas por efluentes e gases aumentaram com a aplicação de cal virgem na ensilagem. As perdas totais de MS foram de 15,1; 14,4 e 26,6% nas silagens controle, ureia e cal, respectivamente. em todas as silagens, houve redução no teor de FDN e elevação da fração FDA, o que indica desaparecimento da fração hemicelulose. A relação cálcio:fósforo aumentou substancialmente com a adição de cal virgem, de 4,1:1 na silagem controle para 15,6:1 na silagem com cal. O resíduo da extração do palmito pupunha pode ser classificado como alimento de média qualidade e alto teor de umidade. Os aditivos aplicados na ensilagem não são efetivos em reduzir as perdas fermentativas no processo de conservação.