Biogeochemical evolution of a marine shore tailings deposit during bioremediation

Summary : Mining activities produce enormous amounts of waste material known as tailings which are composed of fine to medium size particles. These tailings often contain sulfides, which oxidation can lead to acid and metal contamination of water; therefore they need to be remediated. In this work a tailings bioremediation approach was investigated by an interdisciplinary study including geochemistry, mineralogy and microbiology. The aim of the work was to study the effect of the implementation of wetland above oxidizing tailings on the hydrogeology and the biogeochemical element cycles, and to assess the system evolution over time. To reach these goals, biogeochemical processes occurring in a marine shore tailings deposit were investigated. The studied tailings deposit is located at the Bahìa de Ite, Pacific Ocean, southern Peru, where between 1940 and 1996 the tailings were discharged from the two porphyry copper mines Cuajone and Toquepala. After the end of deposition, a remediation approach was initiated in 1997 with a wetland implementation above the oxidizing tailings. Around 90% of the tailings deposits (total 16 km2) were thus remediated, except the central delta area and some areas close to the shoreline. The multi-stable isotope study showed that the tailings were saturated with fresh water in spite of the marine setting, due to the high hydraulic gradient resulting from the wetland implementation. Submarine groundwater discharge (SGD) was the major source of SO4 2-, C1-, Na+, Fe2+, and Mn2+ input into the tailings at the original shelf-seawater interface. The geochemical study (aquatic geochemistry and X-Ray diffraction (XRD) and sequential extractions from the solid fraction) showed that iron and sulfur oxidation were the main processes in the non-remediated tailings, which showed a top a low-pH oxidation zone with strong accumulation of efflorescent salts at the surface due to capillary upward transport of heavy metals (Fe, Cu, Zn, Mn, Cd, Co, and Ni) in the arid climate. The study showed also that the implementation of the wetland resulted in very low concentrations of heavy metals in solution (mainly under the detection limit) due to the near neutral pH and more reducing conditions (100-150 mV). The heavy metals, which were taken from solution, precipitated as hydroxides and sulfides or were bound to organic matter. The bacterial community composition analysis by Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) and cloning and sequencing of 16S rRNA genes combined with a detailed statistical analysis revealed a high correlation between the bacterial distribution and the geochemical variables. Acidophilic autotrophic oxidizing bacteria were dominating the oxidizing tailings, whereas neutrophilic and heterotrophic reducing bacteria were driving the biogeochemical processes in the remediated tailings below the wetland. At the subsurface of the remediated tailings, an iron cycling was highlighted with oxidation and reduction processes due to micro-aerophilic niches provided by the plant rhizosphere in this overall reducing environment. The in situ bioremediation experiment showed that the main parameter to take into account for the effectiveness was the water table and chemistry which controls the system. The constructed remediation cells were more efficient and rapid in metal removal when saturation conditions were available. This study showed that the bioremediation by wetland implementation could be an effective and rapid treatment for some sulfidic mine tailings deposits. However, the water saturation of the tailings has to be managed on a long-term basis in order to guarantee stability. Résumé : L'activité minière produit d'énormes quantités de déchets géologiques connus sous le nom de « tailings » composées de particules de taille fine à moyenne. Ces déchets contiennent souvent des sulfures dont l'oxydation conduit à la formation d'effluents acides contaminés en métaux, d'où la nécessité d'effectuer une remédiation des sites de stockage concernés. Le but de ce travail est dans un premier temps d'étudier l'effet de la bio-remédiation d'un dépôt de tailings oxydés sur l'hydrogéologie du système et les cycles biogéochimiques des éléments et en second lieu, d'évaluer l'évolution du processus de remédiation dans le temps. Le site étudié dans ce travail est situé dans la Bahía de Ite, au sud du Pérou, au bord de l'Océan Pacifique. Les déchets miniers en question sont déposés dans un environnement marin. De 1940 à 1996, les déchets de deux mines de porphyre cuprifère - Cuajone et Toquepala - ont été acheminés sur le site via la rivière Locumba. En 1997, une première remédiation a été initiée avec la construction d'une zone humide sur les tailings. Depuis, environ 90% de la surface du dépôt (16 km2) a été traité, les parties restantes étant la zone centrale du delta du Locumba et certaines zones proches de la plage. Malgré la proximité de l'océan, les études isotopiques menées dans le cadre de ce travail ont montré que les tailings étaient saturés en eau douce. Cette saturation est due à la pression hydraulique résultant de la mise en place des zones humides. Un écoulement d'eau souterrain sous-marin a été à détecté à l'interface entre les résidus et l'ancien fond marin. En raison de la géologie locale, il constitue une source d'entrée de SO4 2-, Cl-, Na+, FeZ+, et Mn2+ dans le système. L'analyse de la géochimie aquatique, la Diffraction aux Rayons X (XRD) et l'extraction séquentielle ont montré que l'oxydation du fer et .des sulfures est le principal processus se produisant dans les déchets non remédiés. Ceci a entraîné le développement d'une zone d'oxydation à pH bas induisant une forte accumulation des sels efflorescents, conséquence de la migration capillaire des métaux lourds (Fe, Cu, Zn, Mn, Cd, Co et Ni) de la solution vers la surface dans ce climat aride. Cette étude a montré également que la construction de la zone humide a eu comme résultats une précipitation des métaux dans des phases minérales en raison du pH neutre et des conditions réductrices (100-150mV). Les métaux lourds ont précipité sous la forme d'hydroxydes et de sulfures ou sont adsorbés à la matière organique. L'analyse de la composition de la communauté bactérienne à l'aide la technique T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) et par le clonage/séquençage des gènes de l'ARNr 16S a été combinée à une statistique détaillée. Cette dernière a révélé une forte corrélation entre la distribution de bactéries spécifiques et la géochimie : Les bactéries autotrophes acidophiles dominent dans les déchets oxydés non remédiés, tandis que des bactéries hétérotrophes neutrophiles ont mené les processus microbiens dans les déchets remédiés sous la zone humide. Sous la surface de la zone humide, nos analyses ont également mis en évidence un cycle du fer par des processus d'oxydoréduction rendus possibles par la présence de niches micro-aérées par la rhizosphère dans cet environnement réducteur. L'expérience de bio-remédiation in situ a montré que les paramètres clés qui contrôlent l'efficacité du traitement sont le niveau de la nappe aquifère et la chimie de l'eau. Les cellules de remédiation se sont montrées plus efficaces et plus rapides lorsque le système a pu être saturé en eau. Finalement, cette étude a montré que la bio-remédiation de déchets miniers par la construction de zones humides est un moyen de traitement efficace, rapide et peu coûteux. Cependant, la saturation en eau du système doit être gérée sur le long terme afin de garantir la stabilité de l'ensemble du système.

Phosphate and zinc transport and signalling in plants: toward a better understanding of their homeostasis interaction.

Inorganic phosphate (Pi) and zinc (Zn) are two essential nutrients for plant growth. In soils, these two minerals are either present in low amounts or are poorly available to plants. Consequently, worldwide agriculture has become dependent on external sources of Pi and Zn fertilizers to increase crop yields. However, this strategy is neither economically nor ecologically sustainable in the long term, particularly for Pi, which is a non-renewable resource. To date, research has emphasized the analysis of mineral nutrition considering each nutrient individually, and showed that Pi and Zn homeostasis is highly regulated in a complex process. Interestingly, numerous observations point to an unexpected interconnection between the homeostasis of the two nutrients. Nevertheless, despite their fundamental importance, the molecular bases and biological significance of these interactions remain largely unknown. Such interconnections can account for shortcomings of current agronomic models that typically focus on improving the assimilation of individual elements. Here, current knowledge on the regulation of the transport and signalling of Pi and Zn individually is reviewed, and then insights are provided on the recent progress made towards a better understanding of the Zn-Pi homeostasis interaction in plants.

Extracção Líquido-Líquido do Ferro de Soluções Produzidas na Lixiviação de um Concentrado de Sulfureto de Zinco

Neste trabalho estudou-se a lixiviação de um concentrado de sulfureto de zinco e a recuperação de Fe(III) de soluções sulfúricas por extracção líquido-líquido. Nos estudos de lixiviação utilizou-se o ião férrico (sulfato de ferro ou cloreto de ferro) como agente oxidante e avaliaram-se os efeitos da razão sólido/líquido, concentração do ião Fe(III) e o tipo do meio (sulfúrico e clorídrico) na eficiência da lixiviação. Os resultados mostraram que para uma razão sólido/líquido de 5% foi possível lixiviar 48% de zinco e 15% do cobre em 2h de lixiviação com uma solução de 0,5 M H2SO4 e 0,11 M Fe2(SO4)3 a 80 ºC. A lixiviação do cobre é favorecida em meio clorídrico onde cerca de 23% de cobre foi lixiviado, após 2h, com uma razão sólido/líquido de 20% e uma solução de 0,5 M FeCl3, 2 M HCl e 1 M NaCl a 80 ºC, quando em meio sulfúrico tinha sido possível lixiviar apenas 6% deste metal. A realização de dois andares de lixiviação, sendo o primeiro em meio sulfúrico e o segundo em meio clorídrico, permitiu aumentar as taxas de lixiviação dos metais, tendo-se obtido um rendimento global de 45% de Zn e 23% de Cu nas seguintes condições experimentais: s/l=20% (p/v), T=80ºC, v=350 rpm, 1º andar com [Fe2(SO4)3]=0,25 M; [H2SO4]=2 M e 2º andar com [FeCl3]=0,5 M; [HCl]=2 M; [NaCl]=1 M. Nos estudos de extracção líquido-líquido para a recuperação de Fe(III) de meios sulfúricos utilizaram-se misturas de extractantes, i.e. um ácido organofosforado (Ionquest ou DEHPA) com uma amina primária (JMT). Foi, ainda, testada a presença de um modificador (isotridecanol) no solvente. As várias misturas revelaram uma elevada afinidade para o ferro na gama de pH’s 1,04 a 1,74 e elevada selectividade para a separação ferro/zinco. Os factores de separação Fe/Zn atingem valores na gama 1000-8000, sendo favorecidos pelas elevadas concentrações de ferro na fase orgânica. A presença de modificador no solvente dificultou a extracção de ferro da fase aquosa mas favoreceu a respectiva reextracção da fase orgânica carregada que foi efectuada com uma solução 50 g/L de H2SO4.

Caracterização dos solos da ilha de Santiago (Cabo Verde) numa perspectiva de sustentabilidade ambiental

As respostas geoquímicas do ambiente são controladas, em primeiro lugar, pelos processos naturais, geológicos, pedológicos, climáticos e biológicos. Sobrepondo-se a essa herança, a presença do homem adquire papel importante pelas possibilidades de alteração que promove no ambiente geoquímico a partir das concentrações urbanas, actividades industriais e agrícolas. Nos últimos anos a cartografia geoquímica tem assumido uma importância relevante já que tem sido largamente reconhecido que para se identificar e quantificar a poluição antropogénica é fundamental a existência de mapas que apresentem os valores de fundo geoquímico natural. O principal objectivo deste estudo é o estabelecimento de uma base de dados geoquímicos da ilha de Santiago (Cabo Verde) utilizando os solos como meio amostral. Esta base de dados geoquímicos permitiu caracterizar o estado actual dos solos da ilha de Santiago e estabelecer os valores de fundo geoquímico. A ilha de Santiago, com uma área de 991km2, é a maior ilha do arquipélago representando cerca de 25% da área total. Tem forma adelgaçada na direcção Norte-Sul, apresentando um comprimento máximo de 54,9km entre a ponta Moreia, a Norte, e a ponta Mulher Branca, a Sul, e uma largura máxima de 29km entre a ponta Janela, a Oeste, e a ponta Praia Baixo, a Leste. Apresenta uma altitude máxima de 1392m. No presente trabalho foram seguidas as recomendações do projecto “IGCP 259 – International Geochemical Mapping” no que se refere aos procedimentos de amostragem, preparação física das amostras, análise química e controlo de qualidade dos resultados. Na ilha de Santiago foram colhidas 278 amostras de solos correspondendo a uma densidade de amostragem de 0.28 amostras por km2. As amostras foram decompostas com uma solução modoficada de áqua régia e analisadas para 37 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu,Fe, Hg, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Se, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W and Zn) por ICP-ES. Foram ainda determinados 5 parâmetros característicos do solo (pH, condutividade, matéria orgânica, cor e textura). Os padrões geoquímicos obtidos através dos mapas de distribuição espacial foram correlacionados com vários factores designadamente a natureza da rocha mãe, o tipo de solo e ainda com algumas fontes de contaminação. A utilização da Análise em Componentes Principais permitiu distinguir diferentes tipos de associações de variáveis realçando a importância das associações do tipo geogénico relativamente às associações to tipo antropogénico. A associação Na-CE assinala as áreas onde o impacto das actividades humanas influência os valores de fundo geoquímico

Geochemistry and stable isotope composition of fresh alkaline porphyry copper tailings: Implications on sources and mobility of elements during transport and early stages of deposition

Prevention of acid mine drainage (AMD) in sulfide-containing tailings requires the identification of the geochemical processes and element pathways in the early stages of tailing deposition. However, analyses of recently deposited tailings in active tailings impoundments are scarce because mineralogical changes occur near the detection limits of many assays. This study shows that a detailed geochemical study which includes stable isotopes of water (delta H-2, delta O-18), dissolved sulfates (delta S-34, delta O-18) and hydrochernical parameter (pH, Eh, DOC, major and trace elements) from tailings samples taken at different depths in rainy and dry seasons allows the understanding of weathering (oxidation, dissolution, sorption, and desorption), water and element pathways, and mixing processes in active tailings impoundments. Fresh alkaline tailings (pH 9.2-10.2) from the Cu-Mo porphyry deposit in El Teniente, Chile had low carbonate (0.8-1.1 Wt-% CaCO3 equivalent) and sulfide concentrations (0.8-1.3 wt.%, mainly as pyrite). In the alkaline tailings water, Mo and Cu (up to 3.9 mg/L Mo and 0.016 mg/L Cu) were mobile as MoO42- and Cu (OH)(2)(0). During the flotation, tailings water reached equilibrium with gypsum (up to 738 mg/L Ca and 1765 mg/ L SO4). The delta S-34 VS. delta O-18 covariations of dissolved sulfate (2.3 to 4.5% delta S-34 and 4.1 to 6.0 % delta O-18) revealed the sulfate sources: the dissolution of primary sulfates (12.0 to 13.2%. delta S-34, 7.4 to 10.9%.delta O-18) and oxidation of primary sulfides (-6.7 to 1.7%. delta S-34). Sedimented tailings in the tailings impoundment can be divided into three layers with different water sources, element pathways, and geochemical processes. The deeper sediments (> 1 m depth) were infiltrated by catchment water, which partly replaced the original tailings water, especially during the winter season. This may have resulted in the change from alkaline to near-neutral pH and towards lower concentrations of most dissolved elements. The neutral pH and high DOC (up to 99.4 mg/L C) of the catchment water mobilized Cu (up to 0.25 mg/L) due to formation of organic Cu complexes; and Zn (up to 130 mg/L) due to dissolution of Zn oxides and desorption). At I m depth, tailings pore water obtained during the winter season was chemically and isotopically similar to fresh tailings water (pH 9.8-10.6, 26.7-35.5 mg/L Cl, 2.3-6.0 mg/L Mo). During the summer, a vadose zone evolved locally and temporarily up to 1.2 m depth. resulting in a higher concentration of dissolved solids in the pore water due to evaporation. During periodical new deposition of fresh tailings, the geochemistry of the surface layer was geochemically similar to fresh tailings. In periods without deposition, sulfide oxidation was suggested by decreasing pH (7.7-9.5), enrichment of MoO42- and SO42-, and changes in the isotopic composition of dissolved sulfates. Further enrichment for Na, K, Cl, SO4, Mg, Cu, and Mo (up to 23.8 mg/L Mo) resulted from capillary transport towards the surface followed by evaporation and the precipitation of highly soluble efflorescent salts (e.g., mirabilite, syngenite) at the tailing surface during summer. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Reconstruction of metal pollution and recent sedimentation processes in Havana Bay (Cuba): A tool for coastal ecosystem management.

Since 1998 the highly polluted Havana Bay ecosystem has been the subject of a mitigation program. In order to determine whether pollution-reduction strategies were effective, we have evaluated the historical trends of pollution recorded in sediments of the Bay. A sediment core was dated radiometrically using natural and artificial fallout radionuclides. An irregularity in the (210)Pb record was caused by an episode of accelerated sedimentation. This episode was dated to occur in 1982, a year coincident with the heaviest rains reported in Havana over the XX century. Peaks of mass accumulation rates (MAR) were associated with hurricanes and intensive rains. In the past 60 years, these maxima are related to strong El Niño periods, which are known to increase rainfall in the north Caribbean region. We observed a steady increase of pollution (mainly Pb, Zn, Sn, and Hg) since the beginning of the century to the mid 90s, with enrichment factors as high as 6. MAR and pollution decreased rapidly after the mid 90s, although some trace metal levels remain high. This reduction was due to the integrated coastal zone management program introduced in the late 90s, which dismissed catchment erosion and pollution.

Two-stage, extreme albitization of A-type granites from Rajasthan, NW India

Albitization is a common process during which hydrothermal fluids convert plagioclase and/or K-feldspar into nearly pure albite; however, its specific mechanism in granitoids is not well understood. The c. 1700 Ma A-type metaluminous ferroan granites in the Khetri complex of Rajasthan, NW India, have been albitized to a large extent by two metasomatic fronts, an initial transformation of oligoclase to nearly pure albite and a subsequent replacement of microcline by albite, with sharp contacts between the microcline-bearing and microcline-free zones. Albitization has bleached the original pinkish grey granite and turned it white. The mineralogical changes include transformation of oligoclase (similar to An(12)) and microcline (similar to Or(95)) to almost pure albite (similar to An(0 center dot 5-2)), amphibole from potassian ferropargasite (X-Fe 0 center dot 84-0 center dot 86) to potassic hastingsite (X-Fe 0 center dot 88-0 center dot 97) and actinolite (X-Fe 0 center dot 32-0 center dot 67), and biotite from annite (X-Fe 0 center dot 71-0 center dot 74) to annite (X-Fe 0 center dot 90-0 center dot 91). Whole-rock isocon diagrams show that, during albitization, the granites experienced major hydration, slight gain in Si and major gain in Na, whereas K, Mg, Fe and Ca were lost along with Rb, Ba, Sr, Zn, light rare earth elements and U. Whole-rock Sm-Nd isotope data plot on an apparent isochron of 1419 +/- 98 Ma and reveal significant disturbance and at least partial resetting of the intrusion age. Severe scatter in the whole-rock Rb-Sr isochron plot reflects the extreme Rb loss in the completely albitized samples, effectively freezing Sr-87/Sr-86 ratios in the albite granites at very high values (0 center dot 725-0 center dot 735). This indicates either infiltration of highly radiogenic Sr from the country rock or, more likely, radiogenic ingrowth during a considerable time lag (estimated to be at least 300 Myr) between original intrusion and albitization. The albitization took place at similar to 350-400 degrees C. It was caused by the infiltration of an ascending hydrothermal fluid that had acquired high Na/K and Na/Ca ratios during migration through metamorphic rocks at even lower temperatures in the periphery of the plutons. Oxygen isotope ratios increase from delta O-18 = 7 parts per thousand in the original granite to values of 9-10 parts per thousand in completely albitized samples, suggesting that the fluid had equilibrated with surrounding metamorphosed crust. A metasomatic model, using chromatographic theory of fluid infiltration, explains the process for generating the observed zonation in terms of a leading metasomatic front where oligoclase of the original granite is converted to albite, and a second, trailing front where microcline is also converted to albite. The temperature gradients driving the fluid infiltration may have been produced by the high heat production of the granites themselves. The confinement of the albitized granites along the NE-SW-trending Khetri lineament and the pervasive nature of the albitization suggest that the albitizing fluids possibly originated during reactivation of the lineament. More generally, steady-state temperature gradients induced by the high internal heat production of A-type granites may provide the driving force for similar metasomatic and ore-forming processes in other highly enriched granitoid bodies.

Stable isotope and trace element stratigraphy across the Permian-Triassic transition: A redefinition of the boundary in the Velebit Mountain, Croatia

Stable isotopes of carbonates (delta(13)C(carb), delta(18)O(carb)), organic matter (delta(13)C(org), delta(15)N(org)) and major, trace and rare earth element (REE) compositions of marine carbonate rocks of Late Permian to Early Triassic age were used to establish the position of the Permian-Triassic boundary (PTB) at two continuous sections in the Velebit Mountain, Croatia. The chosen sections - Rizvanusa and Brezimenjaca - are composed of two lithostratigraphic units, the Upper Permian Transitional Dolomite and the overlying Sandy Dolomite. The contact between these units, characterized by the erosional features and sudden occurrence of ooids and siliciclastic grains, was previously considered as the chronostratigraphic PTB. The Sandy Dolomite is characterized by high content of non-carbonate material (up to similar to 30 wt.% insoluble residue), originated from erosion of the uplifted hinterland. A relatively rich assemblage of Permian fossils (including Geinitzina, Globivalvulina, Hemigordius, bioclasts of gastropods, ostracods and brachiopods) was found for the first time in Sandy Dolomite, 5 m above the lithologic boundary in the Rizvanusa section. A rather abrupt negative delta(13)C(carb) excursion in both sections appears in rocks showing no recognizable facies change within the Sandy Dolomite, -2 parts per thousand at Rizvanusa and -1.2 parts per thousand at Brezimenjaca, 11 m and 0.2 m above the lithologic contact, respectively. This level within the lower part of the Sandy Dolomite is proposed as the chemostratigraphic PTB. In the Rizvanusa section, the delta(13)C(org) values decline gradually from similar to-25 parts per thousand in the Upper Permian to similar to-29 parts per thousand in the Lower Triassic. The first negative delta(13)C(org) excursion occurs above the lithologic contact, within the uppermost Permian deposits, and appears to be related to the input of terrigenous material. The release of isotopically light microbial soil-biomass into the shallow-marine water may explain this sudden decrease of delta(13)C(org) values below the PTB. This would support the hypothesis that in the western Tethyan realm the land extinction, triggering a sudden drop of woody vegetation and related land erosion, preceded the marine extinction. The relatively low delta(15)N(org) values at the Permian-Triassic (P-Tr) transition level, close to approximate to 0 parts per thousand, and a secondary negative delta(13)C(org) excursion of -0.5 parts per thousand point to significant terrestrial input and primary contribution of cyanobacteria. The profiles of the concentrations of redox-sensitive elements (Ce, Mn, Fe, V), biogenic or biogenic-scavenged elements (P, Ba, Zn, V), Ce/Ce* values, and normalized trace elements, including Ba/Al, Ba/Fe, Ti/Al, Al/(Al + Fe + Mn) and Mn/Ti show clear excursions at the Transitional Dolomite-Sandy Dolomite lithologic boundary and the chemostratigraphic P-Tr boundary. The stratigraphic variations indicate a major regression phase marking the lithologic boundary, transgressive phases in the latest Permian and a gradual change into shallow/stagnant anoxic marine environment towards the P-Tr boundary level and during the earliest Triassic. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Variabilidade dos teores de nutrientes na folha, entre plantas, em um pomar cítrico

Avaliou-se, em 1990, em Governador Mangabeira (BA), a variabilidade dos teores de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg, Zn, Cu, Mn e Fe) nas folhas, em uma transeção de 50 plantas espaçadas de 4 m, em um pomar de laranja 'Pêra' com doze anos de idade, sob manejo uniforme e implantado em um latossolo amarelo distrófico textura média relevo plano. Em cada planta, coletaram-se amostras constituídas de vinte folhas, em quatro pontos da copa, opostos dois a dois, e em ramos com frutos. Os resultados permitiram concluir que N, Mg, Zn e Cu apresentaram distribuição normal, seguindo, os demais, a lognormal. Os maiores coeficientes de variação foram observados para K e Cu e, o menor, para N. Com exceção de P e Cu, com distribuição aleatória, os demais nutrientes apresentaram dependência espacial, com alcance variando de 20 m (Mg) a 50 m (Ca). Foi observada correlação espacial cruzada positiva entre matéria orgânica no solo e N na folha.

Eficiência relativa de fertilizantes fosfatados no crescimento inicial de eucalipto cultivado em solos do cerrado

Tendo como objetivo avaliar a eficiência relativa do superfosfato simples (SS), fosfato parcialmente acidulado (FAPS) e termofosfato magnesiano (TERM) como fonte de P e outros nutrientes para o cultivo de plantações de eucalipto, em dois solos da região dos Cerrados, uma areia quartzosa (50 g kg-1 de argila) álica e um latossolo vermelho-escuro (230 g kg-1 de argila) álico, foi realizado este experimento, sob condições de casa de vegetação, na ESALQ/USP, Piracicaba (SP), em 1993. Subamostras do AQ receberam 0, 75, 150 e 300 mg kg-1 de P e, do LE, 0, 125, 250 e 500 mg kg-1 de P no solo. As doses de P foram estimadas com base na solubilidade dos adubos; SS e FAPS, em citrato de amônio, e TERM, em ácido cítrico 20 g L-1. Em cada vaso (5 kg de solo), deixou-se uma planta de Eucalyptus grandis por 90 dias após a emergência e desbaste das plântulas. Paralelamente ao experimento em casa de vegetação, subamostras de todos os tratamentos, com 2 kg de solo, foram incubadas no interior de sacos plásticos por 0, 10, 20, 40, 60 e 80 dias. Ao término de cada período de incubação, os solos eram amostrados e analisados. Mediante o cálculo de índices de eficiência relativa entre os adubos, verificou-se que o TERM foi superior 64% ao SS e 57% ao FAPS no solo AQ. No LE, o SS foi superior 55% ao TERM e 34% ao FAPS. O TERM foi a fonte de P que promoveu os maiores acréscimos do nível de fertilidade dos solos, com expressiva elevação do pH do solo, redução das concentrações de Al e aumento daquelas de Ca e Mg. Os ganhos de produção das mudas de eucalipto foram altamente correlacionados com a absorção de P, K, Ca, Mg e Zn. O TERM proporcionou as maiores absorções desses nutrientes no solo AQ e, as menores, de P, Ca e Zn no LE. As distintas respostas de crescimento para os adubos avaliados, em ambos os solos, sobretudo para TERM e SS, foram atribuídas, em grande parte, aos efeitos secundários das fontes de P sobre a fertilidade dos solos.

Limitações nutricionais para a cultura do arroz irrigado em solo orgânico da região Norte Fluminense

As limitações nutricionais de um solo orgânico para a cultura do arroz irrigado por inundação, cv. Inca, foram identificadas em casa de vegetação em Lavras (MG) de dezembro/94 a junho/95. Coletou-se o material do solo utilizado na região Norte Fluminense, constituindo os tratamentos de testemunha (solo natural), completo (N, P, K, calcário, S, B, Co, Cu, Mo e Zn), e completo menos um nutriente de cada vez. Os resultados permitem concluir que a omissão de N e K reduziu a produção de matéria seca pela parte aérea do arroz, quando colhida na maturação dos grãos, em 28 e 24%, respectivamente, em relação ao completo. Não se observou decréscimo na matéria seca (maturação), quando houve omissão de fósforo, calcário, enxofre e micronutrientes da adubação. Na ausência de N, K e Zn, o acúmulo desses nutrientes na parte aérea das plantas de arroz foi inferior ao do tratamento completo.

Extração fracionada de metais pesados em latossolo vermelho-amarelo

Amostras dos horizontes A e B de um latossolo vermelho-amarelo húmico textura muito argilosa foram incubadas em solução de sais de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, com os objetivos de adaptar método de extração fracionada de metais e avaliar os seus comportamentos nas formas solúvel, trocável, ligados à matéria orgânica, aos óxidos de Al e Fe e residual do solo. O ensaio foi desenvolvido em casa de vegetação da Universidade Federal de Viçosa, no período de 27 de março a 26 de setembro de 1994. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 2, com três repetições. Os tratamentos consistiram de dois horizontes e duas doses de metais. Após 17 horas de incubação, as amostras foram secas ao ar, homogeneizadas, passadas em peneira de 2 mm de abertura de malha e guardadas em sacos plásticos para posterior extração dos metais. Em seguida, foram submetidas ao método de extração fracionada, com avaliação do tratamento com NaOH, para caracterizar a forma óxidos de Al. A extração fracionada mostrou-se adequada para estudos do comportamento de metais no solo. O Cd foi encontrado, principalmente, nas formas solúvel e trocável, e o Cr, nas formas químicas mais estáveis, ligado aos óxidos de Fe e residual. O Cu foi o metal que apresentou maior afinidade pelos óxidos de Fe, e o Pb, pela matéria orgânica. O Ni foi encontrado, principalmente, na forma residual e apresentou menor afinidade pela matéria orgânica. O estudo do Zn foi inviabilizado pela contaminação dos extratos guardados em frascos com tampas de borracha. É necessário desenvolver ou adaptar métodos para caracterização de metais associados aos óxidos de Fe e de Al.

Manejo sustentado da fertilidade de um latossolo da Amazônia central sob cultivos sucessivos

Estimativas da área desmatada na Amazônia brasileira, principalmente para a pecuária e agricultura itinerante, já ultrapassam o equivalente à superfície do Estado de Rondônia. Com objetivo de estabelecer o modelo de exaustão de nutrientes do solo e determinar as necessidades de fertilizantes e de calcário para o cultivo sucessivo, após desmatamento e queima da vegetação, foi instalado um experimento em um latossolo amarelo próximo de Manaus (AM). Foram avaliadas respostas às aplicações de N, P, K, Mg, S, B, Cu, Mn, Zn e calcário, durante oito anos de cultivo. No período de 1981 a 1990, foram feitos 17 cultivos, observando-se respostas ao P, K, calcário e Mg, a partir do primeiro, segundo, terceiro e décimo primeiro cultivos, respectivamente. Para N, só houve resposta nos cultivos de milho, sendo necessário aumentar as aplicações a cada cultivo. Na ausência de adubação e de calagem, houve redução dos teores de N, P, K, Ca, Mg, C e do pH e aumento da saturação de Al, com o tempo de cultivo. O uso de fertilizantes e de calcário, com base na análise do solo, permitiu o cultivo contínuo da mesma área, com uma produtividade média de 4,1 t ha-1 ano-1 de grãos, contra 0,2 t ha-1 ano-1 na testemunha. Seria necessário cultivar, aproximadamente, 24 ha no sistema itinerante, para se conseguir o total de grãos produzidos em 1 ha, durante oito anos, com manejo adequado de fertilizantes e de calcário.

Efeitos do fracionamento da adubação mineral, da adubação orgânica e da calagem na produtividade e incidência de vassoura-de-bruxa em cacaueiros da Amazônia

A resposta do cacaueiro à aplicação de micronutrientes, matéria orgânica, calcário e fracionamento da adubação foi determinada em dois experimentos, instalados em solos das unidades Terra Roxa estruturada eutrófica (TR) e Latossolo Amarelo (LA), no Estado do Pará, no período de 1988 a 1993. As lavouras de cacau do híbrido Sca 6 x Be 10 foram implantadas pelo sistema de derrubada total e queima da floresta primária, utilizando-se sombreamento provisório de bananeira (Musa spp.) e permanente de Erythrina poeppigiana ou Gmelina arborea. Os tratamentos foram distribuídos em blocos casualizados, com três repetições, sendo a parcela constituída de 20 plantas úteis. Os resultados de produção de cacau demonstraram que não houve interação significativa entre tratamentos e solos ou ano de condução do experimento. O fracionamento da adubação NPK em três aplicações/ano e a adubação NPK + Zn foram os melhores tratamentos, provocando incrementos (P < 0,05) na produtividade do cacaueiro da ordem de 27,5% e 10,9%, respectivamente. A menor incidência (P < 0,05) de frutos atacados pela enfermidade vassoura-de-bruxa, causada pelo fungo Crinipellis perniciosa, foi observada nos tratamentos em que se aplicaram uma mistura de micronutrientes (B, Cu, Zn, Fe e Mo) ou esterco de gado na dosagem de 5 t ha-1; as porcentagens de frutos doentes dos demais tratamentos não diferiram da adubação NPK (testemunha). Para o aumento da produtividade, a estratégia de adubação mais eficiente foi o fracionamento da adubação NPK (60 kg ha-1 de N, P(2)0(5) e K(2)0) em três aplicações ao ano. O efeito de micronutrientes e do esterco de gado na infecção da vassoura-de-bruxa merece ser investigado com mais atenção.

Crescimento inicial e absorção de zinco pelo milho em função do modo de aplicação e fontes do nutriente

Freqüentemente, têm-se obtido aumentos na produção de grãos de milho em resposta ao Zn, em solos brasileiros. O objetivo do presente trabalho foi comparar fontes e modos de aplicação de Zn à cultura do milho. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação, em vasos de polietileno com capacidade de 10 litros, utilizando-se amostras de um Latossolo Vermelho-Escuro de textura média. Aplicou-se calcário para se atingir 70% de saturação do solo por bases. Os tratamentos consistiram da aplicação de zinco como óxido, sulfato, EDTA e lignossulfonado, na semente (90 g ha-1), no sulco de semeadura (5,3 kg ha-1) e incorporado (5,3 kg ha-1). As plantas foram colhidas 45 dias após a emergência. A aplicação de zinco via semente é eficiente no fornecimento de Zn para o crescimento das plantas até os 45 dias. A incorporação, independentemente da fonte, e o zinco aplicado como EDTA e lignossulfonado proporcionam maior disponibilidade do nutriente ao milho. O crescimento do sistema radicular é prejudicado quando há muito Zn disponível na zona de crescimento. A dose de 5,3 kg ha-1 de zinco como EDTA ou lignossulfonado, quando aplicada no sulco de semeadura, é fitotóxica ao milho.