Dispersion of natural arsenic in the Malcantone watershed, Southern Switzerland: field evidence for repeated sorption-desorption and oxidation-reduction processes

In recent years, elevated arsenic concentrations have been found in waters and soils of many, countries, often resulting in a health threat for the local population. Switzerland is not an exception and this paper deals with the release and subsequent fate of arsenic in a 200-km(2) mountainous watershed, characterized by crystalline silicate rocks (gneisses, schists, amphibolites) that contain abundant As-bearing sulfide ore deposits, some of which have been mined for iron and gold in the past. Using analytical methods common for mineralogical, ground water and soil studies (XRD, XRF, XAS-XANES and -EXAFS, electron microprobe, extraction, ICP, AAS with hydride generator, ion chromatography), seven different field situations and related dispersion processes of natural arsenic have been studied: (1) release by rock weathering, (2) transport and deposition by water and ice; (3) release of As to the ground and surface water due to increasing pH; (4) accumulation in humic soil horizons; (5) remobilization by reduction in water-saturated soils and stagnant ground waters; (6) remobilization by using P-rich fertilizers or dung and (7) oxidation, precipitation and dilution in surface waters. Comparison of the results with experimental adsorption studies and speciation diagrams from the literature allows us to reconstruct and identify the typical behavior of arsenic in a natural environment under temperate climatic conditions. The main parameters identified are: (a) once liberated from the primary minerals, sorption processes on Fe-oxy-hydroxides dominate over Al-phases, such as Al-hydroxides or clay minerals and limit the As concentrations in the spring and well waters between 20 and 300 mug/l. (b) Precipitation as secondary minerals is limited to the weathering domain, where the As concentrations are still high and not yet too diluted by rain and soils waters. (c) Although neutral and alkaline pH conditions clearly increase the mobility of As, the main factor to mobilize As is a low redox potential (Eh close or below 0 mV), which favors the dissolution of the Fe-oxy-hydroxides on which the As is sorbed. (d) X-ray absorption spectroscopy (XAS) of As in water-logged humic forest soils indicates that the reduction to As III only occurs at the solid-water interface and that the solid contains As as As V (e) A and Bh horizons of humic cambisols can effectively capture As when As-rich waters flow through them. Complex spatial and temporal variation of the various parameters in a watershed results in repeated mobilization and immobilization of As, which continuously transports As from the upper to the lower part of a watershed and ultimately to the ocean. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Fitness cost of resistance to Bacillus thuringiensis in velvetbean caterpillar Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepidoptera, Noctuidae)

Selection pressure to obtain resistant genotypes can result in fitness cost. In this study, we report the effects of the selection pressure of a commercial formulation of Bacillus thuringiensis on biological aspects of a Dipel-resistant strain of velvetbean caterpillar, Anticarsia gemmatalis Hübner. Comparisons of Dipel-resistant and susceptible individuals revealed significant differences in pupal weight and larval development time. Both strains (Dipel-resistant and susceptible) were susceptible to Cry1Ac toxin expressed in foliar cotton tissues. Resistant and susceptible strains showed low survival rates of 22.5% and 51.2%, respectively, when fed with Greene diet containing Bt-cotton. Larvae bioassayed after three laboratory generations presented lower survival and less instar numbers than individuals maintained in the laboratory for more than 144 generations. Pupal weight was 9.4% lower and larval development time was 1.9 days longer in the resistant population than in the susceptible strain. Other parameters, such as duration of pupal stage, adult longevity, number of eggs per female, oviposition period, and egg fertility, remained unaffected.

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.

Volatilização de N-NH3 na cultura de milho: I. efeito da irrigação e substituição parcial da uréia por sulfato de amônio

Foi desenvolvido um experimento em latossolo vermelho-escuro muito argiloso fase cerrado, no Centro de Pesquisas Novartis-Seeds, Uberlândia (MG), para avaliar o efeito da irrigação e do N-uréia, em cobertura no milho, e de sua substituição parcial por sulfato de amônio, nas perdas de N-NH3 volatilizado. O N foi aplicado aos 25 e 36 dias após plantio, sendo os tratamentos dispostos em blocos casualizados com quatro repetições: testemunha, uréia com irrigação anterior e posterior à aplicação de N nas duas coberturas e uréia + sulfato de amônio (relação N:S = 2,1:1) na primeira cobertura e uréia na segunda com irrigação anterior e posterior à aplicação. Nove amostragens de N-NH3 volatilizado foram efetuadas em intervalos de quatro a cinco dias, utilizando-se coletores do tipo semi-aberto estático, instalados logo após a primeira aplicação de N. Com irrigação posterior à adubação, as perdas acumuladas de N-NH3 foram de 40,6 e 23,0 % do N aplicado para os tratamentos com adubação exclusiva de uréia e substituição parcial com sulfato de amônio respectivamente. Com irrigação prévia, as perdas acumuladas foram, respectivamente, de 42,8 e 38,6 % do N aplicado. Embora não tenha havido diferença significativa entre os tratamentos, a substituição da uréia por sulfato de amônio foi positiva quando a irrigação foi efetuada após a adubação. Esse tratamento mostrou também o maior diâmetro de caule, altura de planta e teor foliar de nutrientes. O rendimento de grãos respondeu positivamente à aplicação de N. A correlação das perdas por volatilização de N-NH3 mostrou um ajuste linear inverso à produtividade dos tratamentos adubados, de tal forma que 19,3 kg ha-1 de grãos deixaram de ser produzidos por quilograma de N volatilizado.

A adubação nitrogenada e o sintoma de nematóides no algodoeiro

Em dois ensaios de campo de adubação nitrogenada, desenvolvidos com o cultivar IAC 20 de algodão em solos infestados por nematóides, nos municípios de Mococa e Tatuí (SP), em 1988/89, observou-se que a incidência de sintomas na parte aérea das plantas ocorreu de forma diferenciada em função dos tratamentos (0, 25, 50 e 75 kg ha-1 de N-cobertura). Efetuou-se, então, levantamento de sintomas, por parcela experimental, atribuindo às plantas notas crescentes de acordo com a intensidade do ataque: nota 1, para plantas com porte normal e isentas de manchas amareladas e/ou avermelhadas, salpicadas no limbo foliar ("carijó"); 2, com "carijó" (sintoma típico de mosqueamento foliar) nas folhas da base da copa ("baixeiro"); 3, com "carijó" no "baixeiro" e em folhas esparsas; 4, com "carijó" incluindo folhas do ponteiro, e nota 5, para plantas com "carijó" generalizado e deficiente desenvolvimento. A capacidade produtiva do algodoeiro, avaliada nas parcelas sem N, caiu, gradativamente, com a intensidade do "carijó", em especial após nota 3,0, que, em média, representa o deslocamento do sintoma para o ponteiro das plantas. A adubação nitrogenada, por contribuir, significativamente, para diminuir o "carijó" e para aumentar a concentração de N-foliar e a produtividade, pode representar uma alternativa viável no complemento da resistência varietal.

Níveis críticos de potássio para a soja em latossolo húmico de Santa Catarina

Visando avaliar a resposta da soja à adubação potássica e estabelecer níveis críticos do nutriente no solo e na planta, foi desenvolvido um experimento de campo, por doze anos consecutivos, em um Latossolo Húmico distrófico, no município de Campos Novos (SC). Os tratamentos consistiram de quatro doses de adubo potássico, aplicadas antes do primeiro cultivo, em combinação com três doses de K, aplicadas anualmente, a partir do quinto ano. Definiu-se o nível crítico do nutriente no solo e na planta, tomando como base a produção relativa de 90%. Os teores de K do solo correlacionaram-se, significativamente, com a concentração de K na folha e com o rendimento de grãos, revelando-se adequados na predição da disponibilidade de K para as plantas. Os níveis críticos de K no solo e na folha foram de 63 mg dm-3 e 14 g kg-1, respectivamente. Foram estabelecidas quatro classes de teores de K no solo e no tecido foliar: muito baixo, quando menor que 38 mg dm-3, no solo, e 9 g kg-1, na folha; baixo, quando entre 39 e 49 mg dm-3, no solo, e 9 e 12 g kg-1, na folha; médio, quando entre 50 e 63 mg dm-3, no solo, e 12 e 14 g kg-1, na folha, e alto, quando acima de 63 mg dm-3, no solo, e acima de 14 g kg-1, na folha. A redução na disponibilidade do K, no solo e na concentração na folha, acarretou maior absorção de Mg pelas plantas com conseqüente redução na relação K/Mg na folha.

Avaliação da atividade "in vivo" da fosfatase ácida e do crescimento de progênies de pupunheira cultivadas em duas doses de nitrogênio e fósforo

O presente trabalho, realizado em janeiro de 1995, visou avaliar a atividade da enzima fosfatase ácida em folhas de quatro progênies de pupunheira (Bactris gasipaes Kunth), cultivadas em duas doses de nitrogênio e duas de fósforo. Para tanto, utilizou-se a porção média da segunda folha mais jovem de perfilhos de palmeiras com quatro anos de idade. As plantas analisadas representam parcelas submetidas a duas doses de nitrogênio (N1 = 0, N2 = 400 kg ha-1 ano-1 de N) e duas doses de fósforo (P1 = 0, P2 = 200 kg ha-1 ano-1 de P2O5). A dose de potássio foi 200 kg ha-1 ano-1 de K2O. Análises dos elementos no solo e nas folhas foram efetuadas e correlações foram estimadas entre as características avaliadas e o crescimento e a produção de palmito dos quatro tratamentos. Foram observados valores médios de atividade da fosfatase ácida de 8,35; 4,58; 10,84, e 11,05 µmol h-1 g-1, para os tratamentos N2P2, N2P1, N1P2 e N1P1, respectivamente. Houve diferenças significativas de atividade entre doses de nitrogênio (10,95 e 6,47 µmol h-1 g-1, para N1 e N2, respectivamente) e entre progênies (variando de 6,18 (G3) a 10,10 (G1) µmol h-1 g-1), indicando que esses dois fatores devem ser levados em conta em estudos dessa natureza. A atividade da fosfatase ácida apresentou correlação negativa com as características que avaliam o crescimento (biomassa aérea e radicular) e a produção de palmito (peso e diâmetro) das plantas estudadas, não se correlacionando com os teores de fósforo no solo ou no tecido foliar.

Tolerância de genótipos de cafeeiro ao alumínio em solução nutritiva. I. Crescimento e desenvolvimento da parte aérea e sistema radicular

Para estudar a influência do alumínio no crescimento e desenvolvimento de nove genótipos de café, foi instalado um experimento, em janeiro de 1994, em casa de vegetação do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, situada na Zona da Mata do Estado de Minas Gerais, a uma altitude média de 651 metros. Para tanto, plantas com dois pares de folhas definitivas foram submetidas a 0 e 0,296 mmol L-1 de alumínio em solução nutritiva, com pH 4,0, durante 115 dias. Após este período, as plantas foram divididas em folhas superiores, folhas inferiores, primeiro par de folhas totalmente expandido, caule e raízes, para a determinação da matéria seca. Avaliaram-se, também, altura das plantas, comprimento da raiz principal, número de raízes secundárias e área foliar do primeiro par de folhas totalmente expandido. A presença do alumínio inibiu tanto o crescimento da parte aérea como das raízes, as quais apresentaram anormalidades típicas de toxidez de alumínio. A redução na matéria seca de raízes foi a característica que permitiu melhor discriminação quanto à tolerância ao alumínio entre os genótipos estudados. Observou-se redução no comprimento da raiz principal, na altura das plantas e na área foliar, bem como aumento no número de raízes secundárias em resposta a aumentos das concentrações de Al na solução nutritiva. As características de crescimento avaliadas permitiram discriminar os genótipos em quatro grupos ou categorias: tolerante (UFV 1359, UFV 2149), moderadamente tolerante (UFV 2145, UFV 2877 e UFV 2163), moderadamente sensível (UFV 3880) e sensível (UFV 2147, UFV 2198 e UFV 2237).

Relações entre fósforo extraído por resina e respostas da cultura do alho vernalizado à adubação fosfatada em cinco solos com e sem adubação orgânica

Estudaram-se respostas à adubação fosfatada pelo alho vernalizado cv. Roxo Pérola de Caçador em cinco solos com diferentes classes texturais, com e sem adubação orgânica, visando contribuir para o estabelecimento de curva de calibração para fósforo extraído por resina de troca iônica. Foram instalados dois experimentos entre maio e outubro de 1995 e 1996, em vasos (16 L), em casa de vegetação telada do Departamento de Ciência do Solo da Faculdade de Ciências Agronômicas/UNESP, município de Botucatu (SP). Cada experimento constituiu um fatorial com cinco solos e seis doses de fósforo (original, 50, 100, 200, 400 e 800 mg dm-3 de P). A adubação orgânica foi aplicada apenas no primeiro ano, na dosagem de 40 t ha-1 de esterco bovino decomposto. Verificou-se que a aplicação de matéria orgânica dificultou a discriminação dos níveis de fósforo extraído pela resina entre os tratamentos com menores doses de adubação fosfatada. A elevação nos níveis de fósforo aumentou a concentração de clorofila e de N, P, K e Mn e reduziu a concentração de Mg nas folhas; não foram observados efeitos antagônicos do P sobre a absorção de Zn. O nível crítico de fósforo extraído pela resina para os solos utilizados situou-se em torno de 50 mg dm-3 de P, enquanto a concentração foliar crítica de fósforo nas plantas de alho foi de 2,5 g kg-1 de P. A adubação orgânica, na dosagem recomendada para o estado de São Paulo, pode substituir a adubação fosfatada na cultura do alho vernalizado.

Crescimento de plantas de milho submetidas a déficit hídrico em solos de diferentes texturas

O objetivo deste experimento foi quantificar variações no dossel vegetativo de plantas de milho submetidas a dois manejos da água de irrigação em solos de três texturas (argila pesada, franco-argilo-siltosa e franco-arenosa). O experimento foi instalado em área do Departamento de Engenharia Rural, da Universidade Federal de Santa Maria, no ano agrícola 1995/1996. Utilizou-se um conjunto de 12 lisímetros de drenagem com dimensões de 156 cm de comprimento, 100 cm de largura e 80 cm de profundidade, protegidos das precipitações por meio de uma cobertura móvel. Os tratamentos consistiram de dois níveis de manejos da água no solo (irrigado e déficit hídrico terminal) e três texturas de solos. Os resultados demonstraram que a redução no índice de área foliar das plantas de milho submetidas a déficit hídrico foi maior em solos de textura argila pesada e franco-argilo-siltosa do que no solo de textura franco-arenosa. A altura das plantas de milho diminuiu quando a fração de água disponível às plantas foi inferior a 0,57, 0,74 e 0,52, para os solos de textura argila pesada, franco-argilo-siltosa e franco-arenosa, respectivamente.

Métodos de aplicação de cobre e avaliação da disponibilidade para a soja num Latossolo Vermelho-Amarelo franco-argilo-arenoso fase Cerrado

Realizou-se, em Planaltina (DF), nos anos agrícolas 1995/96, 1996/97 e 1997/98, um experimento num Latossolo Vermelho-Amarelo franco-argilo-arenoso, para comparar o efeito de três métodos de aplicação de cobre (ao solo, em pulverização foliar e à semente) sobre a produção de soja (cv. Doko RC) e estabelecer níveis críticos para os teores de cobre no solo e na folha. No primeiro cultivo, não houve diferença significativa entre os tratamentos provavelmente pela ocorrência de déficit hídrico (veranico) na fase de enchimento de grãos. No segundo e no terceiro cultivo, as doses de 1,2 e 2,4 kg ha-1 de cobre aplicadas a lanço apenas por ocasião do primeiro cultivo ou no sulco de semeadura parceladamente, ou seja, 0,4 e 0,8 kg ha-1 de cobre por cultivo, respectivamente, propiciaram rendimentos máximos de grãos. A dose de 2,4 kg ha-1 de cobre misturada às sementes e a dose de 0,6 kg ha-1 de cobre aplicada nas folhas vinte dias após a emergência também tiveram rendimentos máximos de grãos no segundo e no terceiro cultivo. Os níveis críticos de cobre no solo para os extratores HCl 0,1 mol L-1, Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA pH 7,3, foram de 0,6, 0,5, 0,5 e 0,6 mg dm-3 de cobre, respectivamente. O nível crítico de cobre na folha foi de 3,9 mg kg-1.

Produção de frutos de laranjeira pêra e teores de nutrientes nas folhas e no solo, em Latossolo Vermelho-Escuro do Noroeste do Paraná

A cobertura vegetal das entrelinhas dos pomares cítricos é uma prática necessária nos solos arenosos originários da formação geológica do arenito Caiuá do Paraná. O estudo foi realizado em um experimento de laranjeira pêra sobre o porta-enxerto limão-cravo instalado no campo em 1993, no município de Alto Paraná, em um Latossolo Vermelho-Escuro, onde estavam sendo avaliados seis diferentes sistemas de manejo do solo das entrelinhas do pomar. Na safra agrícola de 1995/96, foram coletadas amostras de folha e solo nas entrelinhas e faixas de adubação nas camadas de 0-20 e 20-40 cm e avaliados a produção e o número de frutos. A produção e o número de frutos correlacionaram-se, positivamente, com as características químicas do solo Ca, Mg, pH e V das entrelinhas do pomar e, negativamente, com Al e H + Al. Os teores foliares de Ca correlacionaram-se, positivamente, com a produção e o número de frutos. O nível crítico de Ca nas folhas foi de 29,72 g kg-1.

Avaliação do crescimento de plantas de milho em função de doses de potássio e estresse hídrico

Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito de variações nas doses de potássio e nos níveis de estresse hídrico sobre o ajustamento osmótico e crescimento de plantas de milho (Zea mays L.). Para tanto, instalou-se um experimento em vasos que continham 40 dm³ de Terra Roxa Estruturada Latossólica textura média argilosa, em casa de vegetação telada do Departamento de Ciência do Solo, Campus de Botucatu, UNESP/SP, de dezembro de 1994 a fevereiro de 1995. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso em esquema fatorial (2 x 3 x 3). Os tratamentos consistiram da aplicação de duas doses (35 e 130 mg dm-3) de potássio na forma de KCl e três condições de estresse hídrico, sendo plantas sem estresse (S0) e plantas que sofreram estresse hídrico moderado (S1) ou intenso (S2), 44 dias após a emergência. O crescimento das plantas foi avaliado em três épocas, aos 55, 69 e 83 dias da emergência. Da análise geral dos resultados pôde-se inferir que as folhas das plantas de milho se ajustaram osmoticamente com relação as doses de potássio, em condições de estresse hídrico moderado. Não houve efeito dos estresses hídricos na acumulação de K, Ca e Mg nas folhas; no entanto, a maior dose de K aplicado ao solo proporcionou, em todas as épocas, maior teor deste nutriente e menores de Ca e de Mg nas folhas. Os níveis de estresse utilizados não influíram na área foliar, mas o maior teor de água no solo aumentou a produção de matéria seca das partes e, principalmente, da planta toda, mostrando ser esta última a melhor característica para avaliação do déficit de água na planta. A maior dose de K proporcionou maior área foliar e produção de matéria seca às partes e à planta toda; no entanto, não influenciou o comportamento de nenhum índice fisiológico estudado. O maior teor de água no solo mostrou menores valores de área foliar específica (AFE), razão de área foliar (RAF) e razão de massa foliar (RMF). A adição de potássio não melhorou o crescimento da cultura, quando o fornecimento de água foi limitado. No entanto, as plantas mais bem nutridas em potássio produziram mais massa, independentemente dos níveis de água utilizados, indicando melhor produção de matéria seca destas plantas.

Efeitos da adubação NPK na fertilidade do solo, nutrição e crescimento da seringueira

O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes combinações de doses de fertilizantes NPK, durante o período de formação do seringal, sobre as características químicas do solo, nutrição mineral e crescimento de árvores de seringueira [Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. de Juss.) Müell. Arg.], clone RRIM 600. O experimento foi instalado em 1985 e realizado até 1993, no delineamento de blocos ao acaso, num esquema fatorial fracionado 1/2 (4 x 4 x 4), testando as doses anuais de 0, 40, 80 e 120 kg ha-1 de N, P2O5 e K2O, aplicadas na forma de uréia, superfosfato triplo e cloreto de potássio. Foi usado Latossolo Vermelho-Amarelo Podzólico distrófico A moderado de textura arenosa/média, localizado no município de Avaí, estado de São Paulo, no período entre dois e oito anos de idade das árvores. A avaliação do experimento foi feita por meio da análise de solo, de folha e medida do perímetro do caule. O fertilizante nitrogenado (uréia) foi o que causou maiores alterações com intensa acidificação do solo. Além de alterar diversos atributos do solo, a aplicação de uréia elevou as concentrações de N e reduziu as de K e S nas folhas. A fertilização fosfatada aumentou a disponibilidade de P no solo e a concentração nas folhas, o mesmo acontecendo com a adubação potássica em relação à disponibilidade de K no solo e na planta. Apesar disso, as correlações entre as concentrações de P e K no solo e nas folhas e o período de imaturidade não foram coerentes com esse aumento de disponibilidade. Mesmo sem a aplicação de micronutrientes, observou-se que as concentrações de B nas folhas correlacionaram-se positivamente com o período de imaturidade, enquanto os demais micronutrientes pouco influíram na fertilidade do solo.

Seleção inicial e caracterização parcial de rizóbios de tabuleiros costeiros quando associados ao guandu

O objetivo deste trabalho foi selecionar e caracterizar parcialmente rizóbios de tabuleiros costeiros com alta capacidade de fixação biológica do N, quando associados ao guandu. Dezesseis isolados de rizóbios de diferentes regiões desse ecossistema foram avaliados em casa de vegetação da Embrapa Tabuleiros Costeiros (Aracaju, SE). Quatro isolados destacaram-se quanto ao N acumulado (Nac), matéria seca da parte aérea (MSPA), área foliar (AF) e matéria seca de nódulos (MSN). A MSN correlacionou-se com a MSPA, AF e Nac. A relação N-ureído/N-total na seiva xilemática correlacionou-se com Nac e MSN. Três desses isolados foram caracterizados (R1, R5 e R11) e apresentaram crescimento rápido e acidificaram o meio de cultura com manitol. Comparado ao R1 e R5, o isolado R11 foi o mais sensível aos antibióticos e o menos tolerante ao Al e às temperaturas elevadas.