Radiological impact of phosphogypsum surface application in a no-till system in Southern Brazil

The objective of this work was to determine the impact of phosphogypsum application on 226Ra and 228Ra activities in the soil and on their accumulation in soybean grains. A field experiment was carried out in Paraná state, Brazil, on a loamy Typic Hapludox, under no-till system, with increasing phosphogypsum rates: 4, 8, and 12 Mg ha-1. GammA ray spectrometry was carried out using HPGe detectors with 45 and 10% relative efficiencies, for soybean grains and soil, respectively. No increment of 226Ra and 228Ra activities was observed due to the increase in phosphogypsum rates in the soil, and a small reduction was noticed in the grains. Average values found for 226Ra and 228Ra activities were 37 and 57 Bq kg-1 in the soil and 1.44 and 3.19 Bq kg-1 in soybean grains. The application of phosphogypsum for no-till soybean production is a safe practice regarding the risks of radiation damage to human health

Soil properties in a sugarcane plantation after the application of treated sewage effluent and phosphogypsum in Brazil

In a field experiment performed in Lins County (Sao Paulo State, Brazil), treated sewage effluent (TSE) irrigation increased sugarcane yield but caused an excessive increase in the exchangeable sodium percentage (ESP) and clay dispersion after 16 months due to an intense irrigation regime (2500 mm/16 months) with sodium rich effluents. After two additional complete cycles with lower TSE irrigation rates (1200 mm year(-1)), 1700 kg ha(-1) of phosphogypsum was added to a section of the irrigated plots to evaluate its residence time and its implications on Na+ dynamics and other soil properties. Undisturbed soil cores were taken 2 years after phosphogypsum application to verify soil physical properties up to 0.2 m depth, and disturbed soil samples were taken every year up to 1 m depth for chemical analyses. After 5 years of consecutive TSE irrigation (2005-2010), soil acidity (pH approximate to 5) and basic cations (Ca approximate to 12, Mg approximate to 6 and K approximate to 2 mmol(c) kg(-1)) were maintained in adequate conditions for plant development without the necessity of liming, while acidity was increased (pH approximate to 4.5) and Ca (approximate to 9 mmol(c) kg(-1)), and the Mg (approximate to 4.5 mmol(c) kg(-1)) concentration decreased in the rainfed without phosphogypsum treatment. An increase in water retention capacity at -30 (from 0.14 to 0.17 m(3) m(-3)) and -1500 kPa (from 0.08 to 0.12 m(3) m(-3)) potentials was also observed in all TSE irrigated treatments. The plots with a phosphogypsum treatment showed average increases of 2 mmol(c) kg(-1) of Ca2+ and 7 mg kg(-1) of S-SO42- in all soil profiles and an average reduction of 2 mmol(c) kg(-1) of Na+ up to 0.4 m from 2008 to 2009. However, the extent of the chemical effects was greater after the first year compared to the second year. The high concentration of Na+ found in previous studies performed in the same area returned to low concentrations after continued TSE irrigation at lower rates, even without the phosphogypsum application. An unusual phosphorus migration was observed to the 0.4-0.8 m soil layer as a result of TSE irrigation, most likely due to a high pH and a Na carbonate-dominated TSE. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Produção de fitomassa e acúmulo de nutrientes pela aveia-preta em função da aplicação de calcário e gesso em superfície na implantação do sistema plantio direto

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Atributos químicos do solo decorrentes da aplicação em superfície de calcário e gesso em sistema plantio direto recém-implantado

Há interesse em implantar o sistema plantio direto em áreas anteriormente cultivadas no sistema convencional ou sob pastagem, corrigindo a acidez com calagem superficial após a implantação do sistema. Essa prática pode ser possível desde que não haja impedimento físico do solo ao crescimento radicular. Nesse sentido, o gesso é uma alternativa para diminuição da atividade do Al3+ e aumento da saturação por bases (V), principalmente Ca2+, nas camadas do subsolo, podendo ser utilizado como produto complementar ao calcário. Este trabalho objetivou avaliar as alterações dos atributos químicos do solo (pH CaCl2, H + Al, Al3+, Ca2+, Mg2+, S-SO4(2-), V e teor de micronutrientes catiônicos) decorrentes da aplicação de calcário e de gesso agrícola em superfície em sistema plantio direto recém-implantado em região de inverno seco. O experimento foi conduzido em um Latossolo Vermelho distroférrico de Botucatu (SP). O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico com PRNT de 71,2 % (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), visando elevar a saturação por bases a 50, 70 e 90 %, respectivamente. As subparcelas foram constituídas pelas doses de gesso agrícola de 0 e 2.100 kg ha-1. Amostras de terra foram coletadas nas profundidades de 0-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60 e 0-0,20 m, aos três, seis, 12 e 18 meses da aplicação dos produtos. A aplicação superficial de calcário diminuiu a acidez e elevou os teores de Ca e Mg trocável, principalmente nas camadas superficiais do solo. A aplicação de gesso agrícola aumentou os teores de Ca trocável e S-SO4(2-), e diminuiu os teores de Al no solo, contribuindo para que os efeitos da calagem superficial nas características químicas do solo alcançassem, de forma mais rápida, as camadas do subsolo. Os valores de saturação por bases obtidos na profundidade de 0-0,20 m com a calagem foram menores do que os estimados pelo método da elevação da saturação por bases, principalmente nas maiores doses, mesmo com a aplicação de gesso agrícola. A calagem em superfície não alterou os teores de micronutrientes na camada de 0-0,20 m de profundidade.

Nutrição e produtividade de grãos da aveia-preta em função da aplicação de calcário e gesso em superfície na implantação do sistema plantio direto

A nutrição e produtividade das culturas podem ser afetadas pelas modificações químicas do solo causadas pela calagem e aplicação de gesso em superfície. Este trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação de calcário e gesso em superfície, na implantação do sistema plantio direto, sobre a nutrição e a produtividade de grãos da aveia-preta, em região de inverno seco, em área anteriormente utilizada com preparo convencional. O experimento foi realizado durante 2003 e 2004, em um Latossolo Vermelho distroférrico, em Botucatu (SP). O delineamento foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas (18,0 x 5,4 m) foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1), com PRNT = 71,2 %, e as subparcelas (9,0 x 5,4 m) pela aplicação ou não de 2.100 kg ha-1 de gesso agrícola. O aumento no teor de Ca no solo, provocado pela aplicação de calcário e gesso, diminuiu o teor de Mg na folha bandeira da aveia-preta em ano com deficiência hídrica. A aplicação de calcário em superfície aumentou os teores de K e reduziu os de Cu e Fe, e a aplicação de gesso agrícola aumentou o teor de S na folha bandeira da aveia-preta. A calagem em superfície aumentou a produtividade de grãos da aveia-preta, em ano com deficiência hídrica, com efeitos mais pronunciados na presença de aplicação de gesso.

Cátions hidrossolúveis na parte aérea de culturas anuais mediante aplicação de calcário e gesso em superfície

A eficiência da calagem superficial pode ser melhorada por meio de compostos orgânicos hidrossolúveis liberados por resíduos vegetais. No entanto, não se sabe se os teores desses compostos nos resíduos das culturas podem ser modificados pela aplicação de calcário e gesso em superfície. O presente trabalho objetivou avaliar os efeitos das aplicações de calcário e gesso em superfície sobre os teores de cátions solúveis nos resíduos vegetais das culturas de arroz, feijão e aveia-preta. O experimento foi realizado em um Latossolo Vermelho distroférrico de Botucatu (SP). O delineamento foi de blocos casualizados com parcelas subdivididas e quatro repetições. As parcelas foram constituídas por quatro doses de calcário dolomítico (0, 1.100, 2.700 e 4.300 kg ha-1) e as subparcelas, pela aplicação ou não de 2.100 kg ha-1 de gesso agrícola. Para as culturas de verão foi utilizado esquema de parcela subsubdividida. As subsubparcelas foram constituídas por dois cultivares de arroz de terras altas (Caiapó e IAC 202), no ano agrícola 2002/03, e dois cultivares de feijão (Pérola e Carioca), em 2003/04. A aveia-preta foi cultivada no inverno dos dois anos, utilizando apenas o cultivar Comum. Os teores de cátions solúveis na parte aérea das culturas de arroz, feijão e aveia-preta foram alterados pela aplicação de calcário e gesso em superfície. A gessagem em superfície aumentou os teores solúveis de Ca e reduziu o de Mg na parte aérea das culturas, principalmente nas primeiras safras após a aplicação. A calagem aumentou os teores de cátions solúveis na parte aérea de todas as culturas. As culturas do feijão e da aveia-preta apresentaram maiores teores de cátions solúveis nos resíduos da parte aérea, avaliados no florescimento.

Componentes da produção e produtividade de cultivares de arroz e feijão em função de calcário e gesso aplicados na superfície do solo

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aplicação de calcário, silicato e gesso em soqueira de cana-de-açúcar sem despalha a fogo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeito residual da aplicação superficial de calcário e gesso nas culturas de soja, aveia-preta e sorgo granífero

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Combinações de gesso, silicato e calcário aplicados superficialmente no sistema plantio direto de arroz e feijão irrigados por aspersão

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicação de calcário e gesso em superfície na implantação do sistema de plantio direto

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nutrição mineral da cana‑de‑açúcar irrigada com efluente de esgoto tratado, em área com aplicação de fosfogesso

O objetivo deste trabalho foi quantificar o aporte e a remoção de nutrientes em sistemas de cultivo  de cana‑de‑açúcar irrigados, ou não, com efluente de estação de tratamento de esgoto (EETE), com e sem  adição  de fosfogesso,  bem  como  avaliar  os  efeitos  desses sistemas  de  cultivo  no  estado  nutricional  das  plantas. Foram avaliados tratamentos sem irrigação e com irrigação a 100 e 150% da necessidade hídrica da  cultura. Os tratamentos com fosfogesso foram aplicados em área de terceiro corte, irrigada com EETE desde  o plantio. As  avaliações foram realizadas em duas safras. Os tratamentos não afetaram os rendimentos de  colmos. O tratamento com EETE e fosfogesso apresentou efeito sinérgico sobre o conteúdo de nitrogênio e de  enxofre nas plantas. O EETE beneficiou a nutrição das plantas quanto ao fósforo, mas não causou melhorias  na nutrição com potássio e enxofre. A nutrição com ferro, zinco e manganês não foi influenciada pelo aporte  desses micronutrientes pelo EETE. O  fósforo e o nitrogênio aportados na irrigação com EETE devem ser  considerados na recomendação de adubação. Porém, potássio, enxofre, ferro, zinco e manganês do efluente não  são fontes eficientes desses nutrientes para as plantas.

Dolomite and phosphogypsum surface application effects on annual crops nutrition and yield

Brazil has extensive area with acid soils. Using phosphogypsum and soil acidity tolerant cultivars are alternatives to crop establishment in no-till system without previous limestone incorporation in many agricultural soils of Brazil. However, it remains unknown how phosphogypsum and limestone surface application affects rice (Oryza sativa L.) and common bean (Phaseolus vulgaris L.) nutrition and yield under a no-till system. A field experiment was conducted in a sandy clay loam, kaolinitic, thermic Typic Haplorthox, previously cultivated under conventional tillage, in Botucatu, Sao, Paulo State, Brazil. Treatments included four dolomitic limestone rates (0, 1100, 2700, and 4300 kg ha(-1)), two phosphogypsum rates (0 and 2100 kg ha(-1)), and two upland rice cultivars (Caiapo and IAC 202). in 2002-2003, and two bean cultivars (Perola and Carioca), in 2003-2004. Both amendments were applied on the surface, without soil incorporation. The content of Ca, Mg, and Mn in flag leaves and rice yield increased with limestone surface application. Liming increased the shoot dry matter of IAC 202 rice. Phosphogypsum increased S contents in leaves of both rice cultivars, and resulted in higher grain yield in the Caiapo rice. Liming increased K contents in leaves of both bean cultivars. In the absence of phosphogypsum, liming increased S contents and grain yield of bean. Content of Mg in leaves was reduced by phosphogypsum in lower limestone rates. In phosphogypsum presence, liming reduced Zn contents in leaves and increased bean shoot dry matter. Phosphogypsum increased Ca and S, and reduced Mg contents in bean leaves. Using soil acidity tolerant cultivars promoted higher crop yields in no-till systems establishment, even when the effective soil amelioration had not yet been achieved.

Gypsum solubility in seawater, and its application to bauxite residue amelioration

The solubilities and dissolution rates of three gypsum sources (analytical grade (AG), phosphogypsum (PG) and mined gypsum (MG)) with six MG size fractions ((mm) > 2.0, 1.0-2.0, 0.5-1.0, 0.25-0.5, 0.125-0.25, and < 0.125) were investigated in triple deionised water (TDI) and seawater to examine their suitability for bauxite residue amelioration. Gypsum solubility was greater in seawater (3.8 g L 1) than TDI (2.9 g L 1) due to the ionic strength effect, with dissolution in both TDI and seawater following first order kinetics. Dissolution rate constants varied with gypsum source (AR > PG > MG) due to reactivity and surface area differences, with 1:20 gypsum:solution suspensions reaching saturation within 15 s (AR) to 30 min (MG > 2.0). The ability of bauxite residue to adsorb Ca from solution was also examined. The quantity of the total solution Ca adsorbed was found to be small (5 %). These low rates of solution Ca adsorption combined with the comparatively rapid dissolution rates preclude the application of gypsum to the residue sand/seawater slurry as a method for residue amelioration. Instead, direct field application to the residue would ensure more efficient gypsum use. In addition, the formation of a sparingly soluble CaCO3 coating around the gypsum particles after mixing in a highly alkaline seawater/supernatant liquor (SNL) solution greatly reduced the rate of gypsum dissolution.

Radionuclides and heavy metal contents in phosphogypsum samples in comparison to cerrado soils

Phosphogysum (PG) or agricultural gypsum, a solid waste from the phosphate fertilizer industry, is used as soil amendment, especially on soils in the Cerrado region, in Brazil. This material may however contain natural radionuclides and metals which can be transferred to soils, plants and water sources. This paper presents and discusses the results of physical and chemical analyses that characterized samples of PG and compares them to the results found in two typical soils of the Cerrado, a clayey and sandy one. These analyses included: solid waste classification, evaluation of organic matter content and of P, K, Ca, Mg, and Al concentrations and of the mineralogical composition. Natural radionuclides and metal concentrations in PG and soil samples were also measured. Phosphogypsum was classified as Class II A - Not Dangerous, Not Inert, Not Corrosive and Not Reactive. The organic matter content in the soil samples was low and potential acidity high. In the mean, the specific 226Ra activity in the phosphogypsum samples (252 Bq kg-1) was below the maximum level recommended by USEPA, which is 370 Bq kg-1 for agricultural use. In addition, this study verified that natural radionuclides and metals concentrations in PG were lower than in the clayey Oxisol of Sete Lagoas, Minas Gerais, Brazil. These results indicated that the application of phosphogypsum as soil amendment in agriculture would not cause a significant impact on the environment.