Tannery and coal mining waste disposal on soil

Tannery residues and coal mine waste are heavily polluting sources in Brazil, mainly in the Southern States of Rio Grande do Sul and Santa Catarina. In order to study the effects of residues of chrome leather tanning (sludge and leather shavings) and coal waste on soybean and maize crops, a field experiment is in progress since 1996, at the Federal University of Rio Grande do Sul Experimental Station, county of Eldorado do Sul, Brazil. The residues were applied twice (growing seasons 1996/97 and 1999/00). The amounts of tannery residues were applied according to their neutralizing value, at rates of up to 86.8 t ha-1, supplying from 671 to 1.342 kg ha-1 Cr(III); coal waste was applied at a total rate of 164 t ha-1. Crop yield and dry matter production were evaluated, as well as the nutrients (N, P, K, Ca, Mg, Cu and Zn) and Cr contents. Crop yields with tannery sludge application were similar to those obtained with N and lime supplied with mineral amendments. Plant Cr absorption did not increase significantly with the residue application. Tannery sludge can be used also to neutralize the high acidity developed in the soil by coal mine waste.

Propriedades físicas do solo em sistemas de manejo na integração agricultura-pecuária

A qualidade do solo no sistema de integração agricultura-pecuária depende do sistema de manejo do solo e da pastagem. A pesquisa foi realizada em Santa Catarina em um Cambissolo Húmico alumínico, em área com pastagem nativa pastejada por nove anos, dessecada em maio de 2003 para semear pastagem anual de inverno e cultivo de milho no verão. O experimento, conduzido no delineamento com parcelas subdivididas, consistiu da combinação de sistemas de manejo da pastagem e de sistemas de preparo do solo para o cultivo de verão, com os seguintes tratamentos: azevém sem pastejo e dessecado ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém sem pastejo, roçado e removido ao final do ciclo e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em semeadura direta; azevém pastejado e milho em preparo convencional; e azevém pastejado e milho em preparo reduzido. O pastejo foi realizado durante dois períodos de 14 e 10 dias, com carga animal de 6,0 Mg ha-1. Amostras de solo foram coletadas em diferentes épocas para determinações físicas e do teor total de C de compostos orgânicos (COT). O preparo do solo com arado ou escarificador foi o fator que mais modificou as propriedades do solo, reduziu o teor de COT, a estabilidade dos agregados, a densidade e a umidade e aumentou a porosidade total, a macroporosidade e a capacidade de aeração do solo, comparado ao sistema de plantio direto, no qual os efeitos do manejo da pastagem não modificaram as propriedades físicas do solo. A transição de pastagem nativa pastejada para o sistema de integração agricultura-pecuária no sistema de plantio direto preserva melhor a qualidade física do solo em relação ao preparo convencional, e o preparo reduzido tem desempenho intermediário.

Rizobactérias formadoras de endósporos associadas a Tibouchina urvilleana de áreas impactadas por rejeitos da mineração do carvão

Os rejeitos da mineração do carvão podem elevar a concentração de metais pesados e dificultar o crescimento de plantas nessas áreas. Uma estratégia para recuperação desses ambientes é por meio da associação de microrganismos à rizosfera que podem auxiliar na promoção de crescimento de plantas, bem como na diminuição da toxicidade por metais pesados. O presente trabalho teve como objetivos o isolamento e a identificação de rizobactérias formadoras de endósporos (RFE) de áreas impactadas por rejeitos da mineração de carvão, num depósito no município de Capivari de Baixo, Santa Catarina (Brasil), bem como a avaliação de seus potenciais para auxiliar plantas na revegetação de ecossistemas degradados por essa atividade, por meio de testes de resistência a elementos metálicos e produção de sideróforos. Das RFE identificadas, as do gênero Bacillus foram mais frequentes, e entre as duas áreas de estudo observaram-se grupos bacterianos distintos. As linhagens provenientes da área dos rejeitos piritosos foram mais resistentes a Ni e Cu. Dez linhagens pertencentes aos gêneros Bacillus, Paenibacillus e Aneurinibacillus, além de resistirem a um maior número dos metais pesados testados, produziram sideróforos e, portanto, foram consideradas com maior potencial para auxiliar o crescimento de plantas em áreas contaminadas com metais pesados.

Calibração de métodos de extração de potássio em solos cultivados sob sistema plantio direto

As recomendações de adubação no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina são baseadas nos estudos realizados em culturas cultivadas no sistema convencional de preparo do solo e nos conhecimentos acumulados ao longo dos anos. Nesse período, ocorreram mudanças no sistema de cultivo, na profundidade de amostragem do solo e no aumento de rendimento das culturas. Isso pode alterar os teores críticos de K, as faixas de fertilidade e as quantidades de fertilizante para as culturas. Este trabalho teve por objetivo calibrar os teores de K disponível, extraído pelos métodos Mehlich-1, Mehlich-3 e resina de troca iônica, para as culturas de soja, trigo e milho cultivadas no sistema plantio direto. Para isso, utilizaram-se amostras de terra de 17 experimentos e resultados de rendimento de grãos de 48 avaliações das culturas de soja, trigo e milho cultivadas em sistema plantio direto, com doses de K, no Rio Grande do Sul; a partir das funções de produção, determinaram-se a curva de calibração e as faixas de fertilidade. Os resultados indicaram que as respostas das plantas à adubação com K foram maiores, nesta sequência: milho, trigo e soja; os teores críticos de K com a solução de Mehlich-1, Mehlich-3 e resina foram de 89,5; 91,6; e 83,8 mg kg-1 de K na camada de 0-20 cm de profundidade e de 117,2; 116,1; e 102,5 mg kg-1 de K na camada de 0-10 cm de profundidade, respectivamente, e são maiores do que os recomendados pela CFSRS/SC (2004) para as culturas soja, trigo e milho cultivadas no sistema plantio direto.

Application of alkaline waste from pulp industry to acid soil with pine

In Brazil extensive areas are covered with pine forests, planted for pulp and paper production. This industry generates solid alkaline waste, such as dregs. The application of this dregs to forest soils is an alternative for soil acidity correction and plant nutrient supply, as well as a solution for its proper disposal. The purpose of this study was to compare the residual effect of surface application of dregs and dolomitic lime on (a) changes in the physical and chemical properties of an acidic soil and (b) pine tree development. The experiment was carried out in 2004 in Bocaina do Sul, Santa Catarina, consisting of the application of increasing dreg and lime rates to a Pinus taeda L. production area, on a Humic Cambisol, in a randomized block design with four replications and 10 x 10 m plots. The treatments consisted of levels of soil acidity amendments corresponding to the recommendations by the SMP method to reach pH 5.5 in the 0-20 cm layer, as follows: no soil amendment; dregs at 5.08 (1/4 SMP), 10.15 (1/2 SMP) and 20.3 Mg ha-1 (1 SMP); and lime at 8.35 (1/2 SMP) and 16.7 Mg ha-1 (1 SMP). Soil layers were sampled in 2010 for analyses of soil chemical and physical properties. The diameter at breast height of the 6.5 year old pine trees was also evaluated. Surface application of dregs improved soil chemical fertility by reducing acidity and increasing base saturation, similar to liming, especially in surface layers. Dregs, comparable to lime, reduced the degree of clay flocculation, but did not affect the soil physical quality. There was no effect of the amendments on increase in pine tree diameter. Thus, the alternative to raise the pH in forest soils to 5.5 with dregs is promising for the forestry sector with a view to dispose of the waste and increase soil fertility.

Physical properties and organic carbon content of a Rhodic Kandiudox fertilized with pig slurry and poultry litter

The impact of pig slurry and poultry litter fertilization on soils depends on the conditions of use and the amounts applied. This study evaluated the effect of organic fertilizers after different application periods in different areas on the physical properties and organic carbon contents of a Rhodic Kandiudox, in Concordia, Santa Catarina, in Southern Brazil. The treatments consisted of different land uses and periods of pig and poultry litter fertilization: silage maize (M7 years), silage maize (M20 years), annual ryegrass pasture (P3 years), annual ryegrass pasture (P15 years), perennial pasture (PP20 years), yerba mate tea (Mt20 years), native forest (NF), and native pasture without manure application (P0). The 0-5, 5-10 and 10-20 cm soil layers were sampled and analyzed for total organic carbon, total nitrogen and soil physical properties such as density, porosity, aggregation, degree of flocculation, and penetration resistance. The organic carbon levels in the cultivated areas treated with organic fertilizer were even lower than in native forest soil. The organic fertilizers and studied management systems reduced the flocculation degree of the clay particles, and low macroporosity was observed in some areas. Despite these changes, a good soil physical structure was maintained, e.g., soil density and resistance to penetration were below the critical limits, whereas aggregate stability was high, which is important to reduce water erosion in these areas with rugged terrain in western Santa Catarina, used for pig and poultry farming.

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.

Changes in soil acidity and organic carbon in a sandy typic hapludalf after medium-term pig-slurry and deep-litter application

Successive applications of liquid swine waste to the soil can increase the contents of total organic carbon and nutrients and change acidity-related soil chemical properties. However, little information is available on the effects of swine waste application in solid form, as of swine deep-litter. The objective of this study was to evaluate alterations of organic carbon and acidity-related properties of a soil after eight years of pig slurry and deep-litter application. In the eighth year of a field experiment established in Braço do Norte, Santa Catarina (SC) on a sandy Typic Hapludalf samples were taken (layers 0-2.5; 2.5-5; 5-10; 10-15; 15-20 and 20-30 cm) from unfertilized plots and plots with pig slurry or deep-litter applications, providing the simple or double rate of N requirement of Zea mays and Avena strigosa in rotation. Soil total organic carbon, water pH, exchangeable Al, Ca and Mg, and cation exchange capacity (CECeffective and CECpH7.0), H+Al, base saturation, and aluminum saturation were measured. The application of pig slurry and deep-litter for eight years increased total organic carbon and CEC in all soil layers. The pig slurry and deep-litter applications reduced active acidity and aluminum saturation and increased base saturation down to a depth of 30 cm. Eight years of pig slurry application did not affect soil acidity.

Forms and accumulation of copper and zinc in a sandy typic hapludalf soil after long-term application of pig slurry and deep litter

Successive applications of pig slurry and pig deep litter may lead to an accumulation of copper (Cu) and zinc (Zn) fractions in the soil profile. The objective of this study was to evaluate the Cu and Zn forms and accumulation in a Sandy Typic Hapludalf soil after long-term application of pig slurry and deep litter. In March 2010, eight years after initiating an experiment in Braço do Norte, Santa Catarina (SC), Brazil, on a Sandy Typic Hapludalf soil, soil samples were collected from the 0-2.5, 2.5-5.0, 5-10 and 10-15 cm layers in treatments consisting of no manure application (control) and with applications of pig slurry and deep litter at two levels: the single and double rate of N requirement for maize and black oat succession. The soil was dried, ground in an agate mortar and analyzed for Cu and Zn contents by 0.01 mol L-1 EDTA and chemically fractionated to determine Cu and Zn. The applications of Pig deep litter and slurry at doses equivalent to 90 kg ha-1 N increased the contents of available Cu and Zn in the surface soil layer, if the double of this dose was applied in pig deep litter or double this dose in pig slurry, Cu and Zn migrated to a depth of 15 cm. Copper is accumulated mainly in the organic and residual fractions, and zinc preferentially in the fraction linked to clay minerals, especially in the surface soil layers.

Erosão hídrica influenciada por uma aplicação de dejeto líquido de suínos no solo cultivado em semeadura direta

A suinocultura em Santa Catarina é responsável por geração de emprego no meio rural e, por isso, apresenta grande importância social e econômica. Este trabalho foi realizado entre março e setembro de 2012 para avaliar a influência de uma aplicação de dejeto líquido de suínos na erosão hídrica, em um Nitossolo Bruno aluminoférrico húmico, nos tratamentos constituídos pelas doses: 0; 50; 100; e 200 m³ ha-1 do dejeto aplicado na superfície do solo uma única vez, 30 dias após a germinação da aveia-preta. As parcelas tinham 11 × 3,5 m e declividade média de 14,4 %. Ao longo do ciclo da aveia, foram realizados quatro testes de chuva simulada, cada um com quatro chuvas com intensidade planejada de 65 mm h-1 e duração de 75 min, com simulador de chuva tipo Swanson. As perdas totais de solo e água por erosão hídrica não foram influenciadas pela dose de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo cultivado com aveia, evidenciando, no entanto, influência do teor de água no solo antecedente às chuvas simuladas aplicadas. Os teores de P e K solúveis na água da enxurrada diminuíram após a aplicação de dejeto líquido de suínos no solo cultivado com aveia, por certo tempo; quando o cultivo foi submetido à chuva simulada, os teores reduziram nas chuvas do teste 1 para as do teste 3 e aumentaram nas do teste 4. Os teores de P e K solúveis na água da enxurrada diminuíram com a dose de 100 m³ ha-1 de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo para a dose zero m³ ha-1, nas chuvas simuladas dos testes 1 e 2. As perdas totais de P e K solúveis na água da enxurrada não foram influenciadas pela dose de dejeto líquido de suínos aplicado sobre o solo no cultivo da aveia; no entanto, apresentaram tendência de diminuir nas chuvas do teste 1 para as do teste 3 e de aumentar naquelas do teste 4. Os teores de P e K solúvel na água da enxurrada reduziram exponencialmente com a elevação do número de teste de chuva simulada realizada em solo cultivado com aveia, cujos dados do modelo exponencial y = y0 + ae-bx ajustou-se significativamente; o modelo não se adaptou aos dados da dose zero de dejeto em relação ao K.

POTENCIAL DE INÓCULO MICORRÍZICO E IMPORTÂNCIA DO COMPRIMENTO DO MICÉLIO PARA A AGREGAÇÃO DE SOLOS DE AMBIENTE FLUVIAL

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) desempenham importante papel nos ecossistemas naturais pelo seus impactos na nutrição vegetal e estrutura do solo. O objetivo deste estudo foi determinar o potencial do inóculo micorrízico e a relação do comprimento do micélio micorrízico (CMM) dos FMAs na agregação de solos de ambientes fluviais. Foram realizadas coletas em áreas de ambiente fluvial da bacia hidrográfica do rio Itajaí-Açu, entre os municípios de Gaspar e Navegantes, em Santa Catarina. Oito áreas foram amostradas em três classes de solos, sendo elas: Cambissolo (C), Gleissolo (G) e Organossolo (O). Nos solos coletados, foram avaliadas as seguintes variáveis: potencial de inóculo micorrízico, número de esporos, CMM e análise dos atributos físicos e químicos do solo. A porcentagem de colonização micorrízica da Brachiaria brizantha no ensaio do potencial de inóculo variou de 13,8 a 55,3 % e nenhum padrão foi observado de acordo com a classe de solo. O CMM no solo variou de 10,48 a 44,67 mg g-1. O número de esporos em 100 cm3 de solo variou de 2,4 a 80. Foi observada correlação negativa entre o CMM e a proporção de macroagregados estáveis em água e correlação positiva entre CMM com microagregados. Este trabalho demonstrou que os solos da bacia do rio Itajaí-Açu possuem potencial de inóculo micorrízico suficiente para iniciar a colonização das raízes das plantas em curto período de tempo, o que pode ser importante facilitador no crescimento de espécies arbóreas usadas no processo de recuperação desses ambientes.

ORGANIC CARBON CONTENTS AND STOCKS IN PARTICLE SIZE FRACTIONS OF A TYPIC HAPLUDOX FERTILIZED WITH PIG SLURRY AND SOLUBLE FERTILIZER

The use of pig slurry (PS) as fertilizer can affect the soil quality and increase total stocks of soil organic carbon (TOC). However, the effects of PS on TOC amount and forms in the soil are not fully understood, particularly in areas under no-tillage (NT). The purpose of this study was to determine TOC contents and stocks in the particulate (POC) and mineral-associated C fractions (MAC) of an Oxisol after nine years of maize-oat rotation under NT, with annual applications of PS, soluble fertilizer and combined fertilization (pig slurry + soluble fertilizer). The experiment was initiated in 2001 in Campos Novos, Santa Catarina, with the following treatments: PS at rates of 0 (without fertilization - PS0); 25 (PS25); 50 (PS50); 100 (PS100); and 200 m3 ha-1yr-1 (PS200); fertilization with soluble fertilizer (SF); and mixed fertilization (PS + SF). The TOC content was determined in samples of six soil layers to a depth of 40 cm, and the POC and MAC contents in four layers to a depth of 20 cm. From the rate of 50 m3 ha-1yr-1 and upwards, the soil TOC content and stock increased according to the PS rates in the layers to a depth of 10 cm. The POC and MAC contents and stocks were higher in the surface layers, with a clear predominance of the second fraction, but a greater relative amplitude in the contents of the first fraction.

Formas de Alumínio em Solos Ácidos Brasileiros com Teores Excepcionalmente Altos de Al3+ Extraível com KCI

RESUMO O Al trocável é tradicionalmente quantificado no extrato da solução de KCl 1 mol L-1; entretanto, nem sempre o Al provém unicamente de formas trocáveis desse elemento. Este trabalho objetivou investigar as formas de Al presentes em solos ácidos de várias regiões brasileiras, com distintas mineralogias, buscando elucidar se todo o Al-KCl corresponde às formas trocáveis do elemento. Foram testados os seguintes extratores para Al: Método tradicional (KCl 1 mol L-1), e variações desse método (curvas de titulação potenciométrica, método das extrações sucessivas e tamponado a pH 5), KCl 0,1 mol L-1, CaCl2 0,01 mol L-1, oxalato de amônio 0,2 mol L-1, pirofosfato de sódio 0,1 mol L-1 e CuCl2 0,5 mol L-1. A quantificação do elemento foi feita por titulação e, ou, por espectrofotometria de absorção atômica (EAA), quando pertinente. Foram analisadas amostras de dois horizontes (A e B) de perfis de solo de cinco estados brasileiros (AC, PE, BA, RS e SC). Dois perfis de solo de Santa Catarina, com níveis mais baixos de Al-KCl, foram utilizados como referência de solos mais intemperizados, com mineralogia caulinítica. Os resultados demonstraram que, particularmente nos solos ácidos com esmectitas, o KCl 1 mol L-1 extrai outras formas de Al além da trocável, superestimando seus valores, não sendo, portanto, um extrator indicado para a maioria dos solos analisados neste estudo. No entanto, a utilização dessa solução, porém mais diluída (KCl 0,1 mol L-1), teve menor efeito na dissolução desses compostos, podendo indicar de forma mais realista os teores de Al trocáveis do solo. As demais variações desse método (tampão pH 5, método potenciométrico e extrações sucessivas) não se evidenciaram adequadas para determinar esse elemento por extraírem quantidades similares ou até mais altas, quando comparadas com o método tradicional. Os altos teores de Al quantificados nos extratos de oxalato de amônio, cloreto de cobre e pirofosfato de sódio indicaram a participação expressiva de formas inorgânicas amorfas e de baixa cristalinidade, que contribuíram para a superestimação dos teores de Al nos solos estudados.

AVALIAÇÃO ECOTOXICOLÓGICA DO RESÍDUO DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO O descarte de grandes quantidades de resíduos de mineração de carvão modifica quimicamente o solo e isso pode alterar a estrutura e atividade da fauna edáfica. Objetivou-se estudar os efeitos ecotoxicológicos das deposições de resíduo piritoso (carvão mais a pirita) em dois solos, coletados em Santa Catarina, Argissolo Vermelho-Amarelo e Nitossolo Háplico, nas doses de 0; 2,5; 5; 10 e 20 % desse resíduo. Os testes realizados foram sobrevivência e reprodução de Enchytraeus crypticus e de germinação comAvena sativa e Lotus corniculatus. O valor de pH, independentemente do tipo do solo, diminuiu à medida que aumentou a dose de resíduo piritoso. O resíduo piritoso na menor dose resultou em efeitos negativos ao E. crypticus, como redução na taxa sobrevivência de adultos e nenhuma reprodução. Nos testes de sobrevivência e reprodução de enquitreídeos, o valor de LC50 (concentração estimada que pode causar efeitos negativos na sobrevivência e germinação em 50 % de um grupo de organismos) ficou abaixo 4 % e EC50 (efeitos negativos na reprodução) <2,5 % para os dois solos, respectivamente. A exposição de A. sativa aos dois solos não expressou efeito tóxico para L. corniculatus, no Nitossolo. Porém, no Argissolo, a contaminação causou efeitos na menor dose para L. corniculatus. No teste de germinação de sementes, somente L. corniculatus apresentou sensibilidade no Argissolo Vermelho-Amarelo (LC50<4 %). A elevada sensibilidade dos organismos do solo avaliado à aplicação do resíduo piritoso influenciou-os negativamente, tanto em um curto período de tempo quanto em longo prazo.

Como aumentar a proporção de estudantes negros na universidade?

Existem diferentes propostas para aumento da população negra na universidade. Com o objetivo de investigar o impacto da adoção de algumas propostas na proporção de negros no ensino superior, a partir dos bancos de dados do vestibular e dos matriculados em 2004 na Universidade Federal de Santa Catarina, foi estudada a distribuição étnico-racial na instituição. Verificou-se baixa proporção de estudantes negros candidatos e aprovados no vestibular e matriculados na referida universidade. A duplicação do número de vagas e a reserva de 50% das vagas para egressos de escola pública não alteram esse perfil étnico-racial, indicando que políticas sensíveis à cor têm de ser utilizadas para aumentar a proporção de estudantes negros no ensino superior público e contribuir para a redução de desigualdades raciais no Brasil. Foram simuladas diferentes proporções de reservas de vagas: 15%, 20% e 5% de negros, esta última somente para oriundos de escola pública. Em geral, a redução da nota mínima de ingresso em cursos de diferentes níveis de prestígio social é da ordem de 10% ou menos, não indicando um quadro de expressiva queda da qualidade de ensino.