Boron alters cation exchange properties of corn roots but does not decrease aluminum toxicity / Boro altera as propriedades de troca catiônica da raiz de milho, mas não diminui a toxidez por alumínio

Most studies that have registered amelioration of Al toxicity due to root cation exchange capacity (CEC) decrease with B application were conducted using eudicotyledonous species (high root CEC). However, the effect of B/Al interaction on the root CEC values in species with low root CEC such as corn (Zea mays L.) has been understudied. Thus, this study aimed to: (1) verify if B decreases root CEC and if it benefits the growth and nutrient uptake in corn plants under Al toxicity; and (2) verify which method of root CEC analysis better differentiates the effects of B and Al. Corn seedlings were grown in complete nutrient solution with the following treatments: 0, 50, and 200 µM of B versus 0 and 300 µM of Al. Root attributes showed correlations with nutrient depletion from the nutrient solution, but nutrient depletion generally varied with transpiration in two depletion tests. The addition of B or Al in nutrient solution decreased root CEC; however, B failed to decrease Al toxicity in corn plants. The four methods used to determine CEC of corn roots had contrasting results, particularly with respect to the effect of B in the presence of Al.

A maioria dos estudos que registraram amenização da toxidez de Al devido ao decréscimo da capacidade de troca de cátions (CTC) radicular com a aplicação de B foram realizados com espécies eudicotiledôneas (alta CTC radicular). Contudo, o efeito da interação B/Al nos valores de CTC radicular em espécies de baixa CTC radicular, como no milho (Zea mays L.), é pouco conhecido. Assim, os objetivos desse estudo foram: (1) verificar se o B reduz a CTC radicular e se isso beneficia o crescimento e a absorção de nutrientes em plantas de milho sob toxidez por Al; (2) verificar qual método para análise de CTC radicular diferencia melhor o efeito do B e Al. Plântulas de milho foram cultivadas em solução nutritiva completa com os seguintes tratamentos: 0, 50 e 200 µM de B versus 0 e 300 µM de Al. Os atributos radiculares apresentaram correlações com a depleção de nutrientes da solução nutritiva, mas, em geral, a depleção de nutrientes variou principalmente com a transpiração em dois testes de depleção. A adição de B na solução nutritiva reduziu a CTC radicular, o que também ocorreu quando o Al foi adicionado, contudo, o B não aliviou a toxidez por Al nas plantas de milho. Os quatro métodos usados para determinar a CTC radicular do milho tiveram resultados contrastantes, particularmente com relação ao efeito do B na presença de Al.

Alkalinized sewage sludge application improves fertility of acid soils / Aplicação de lodo de esgoto alcalinizado melhora a fertilidade de solos ácidos

ABSTRACT Although it is known that alkalinized sewage sludge raises the pH of acid soils, there is limited knowledge regarding its effects on other soil fertility indicators, such as P and K availability and soil organic C content. Thus, the goal of this study was to evaluate how the application of alkalinized sewage sludge affects the fertility of acid soil. Twenty sewage treatment plants were selected throughout Paraná State (Brazil), and samples of alkalinized sewage sludge and samples of the most representative agricultural soil of the region were collected (covering soils with medium, clayey or very clayey texture). Each soil was incubated for 60 days with doses of sewage sludge (0, 10, 20, 40, and 80 Mg ha-1) from its region and equivalent doses of limestone. The alkalinized sewage sludge was superior to limestone in the correction of soil acidity (pH, Al3+, and H + Al3+) and P and Ca2+ availability. The sludge also increased Mg2+ availability in all soils, K+ in seven soils and organic C in three soils. The very clayey soils (higher buffering capacity) supported higher sludge doses than did clayey and medium texture soils. The alkalinized sewage sludge application in acid soils proved to be an interesting alternative to recycling this type of waste, because it improved soil fertility and could reduce costs associated with soil management and crop fertilization.

RESUMO Embora seja conhecido a capacidade do lodo de esgoto alcalinizado em elevar o pH de solos ácidos, tem-se um limitado conhecimento sobre o efeito em outros indicadores da fertilidade do solo, como disponibilidade de P e K e, teor de C orgânico no solo. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar como a aplicação de lodo de esgoto alcalinizado afeta a fertilidade de solos ácidos. Foram selecionadas vinte estações de tratamento de esgoto ao longo do Paraná (Brasil), onde foram coletadas amostras de lodo de esgoto alcalinizado e amostras do solo agrícola mais representativo da região (abrangendo solos com textura média, argilosa ou muito argilosa). Cada solo foi incubado por 60 dias com doses de lodo de esgoto (0, 10, 20, 40, e 80 Mg ha-1) da sua região e com doses equivalentes de calcário. O lodo de esgoto alcalinizado foi superior ao calcário na correção da acidez do solo (pH, Al3+ e H+Al3+) e na elevação da disponibilidade P e Ca2+. O lodo também aumentou a disponibilidade de Mg2+ em todos os solos, K+ em sete solos e C orgânico em três solos. Os solos muito argilosos (alta poder tampão) suportam maior dose de lodo em comparação aos solos de textura argilosa e média. A aplicação de lodo de esgoto alcalinizado em solos ácidos demonstrou ser uma interessante alternativa para reciclar esse tipo de resíduo, pois melhorou a fertilidade dos solos e pode vir a reduzir custos com manejo do solo e adubação das culturas.

Zinc, copper and manganese availability in soils treated with alkaline sewage sludge from Paraná state (Brazil) / Disponibilidade de Zn, Cu e Mn em solos tratados com lodo de esgoto alcalinizado do estado do Paraná (Brasil)

ABSTRACT In Paraná, most of the sludge generated in sewage treatment plants is subjected to the prolonged alkaline stabilization process. Although it is known that the alkaline sewage sludge contains micronutrients such as Zn, Cu and Mn, little is known about the availability of these elements in soils treated with this type of sewage sludge. Thus, the objective of the study was to evaluate the influence of alkaline sewage sludge from Paraná on Zn, Cu and Mn availability in soils. Twenty sewage treatment plants were selected throughout Paraná, where alkaline sewage sludge and the most representative agricultural soil of the each region were collected. Each soil was incubated for 60 days with alkaline sewage sludge rates (0, 10, 20, 40, and 80 Mg ha-1) from their region. Subsequently, Zn, Cu and Mn availability was determined using the Mehlich-1 extractant. The alkaline sewage sludge increased Zn availability and decreased Mn availability in most soils. Cu showed intermediate results, with increased availability, primarily in medium texture soils and decrease in most of the clayey soils. In soils with pH close to ideal for the plant growth, the alkaline sewage sludge rate should be carefully calculated so that there is no excessive increase in the pH and Zn, Cu and Mn imbalance.

RESUMO No Paraná, a maioria do lodo de esgoto gerado em estações de tratamento é submetida ao processo de estabilização alcalina prolongada. Embora seja conhecido que o lodo de esgoto alcalinizado contém micronutrientes como Zn, Cu e Mn, pouco se conhece sobre a disponibilidade desses elementos em solos tratados com esse tipo de lodo de esgoto. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar a influência de lodos de esgoto alcalinizados do estado do Paraná sobre a disponibilidade de Zn, Cu e Mn no solo. Foram selecionadas vinte estações de tratamento de esgoto ao longo do Paraná, onde foram coletadas amostras de lodo de esgoto alcalinizado e amostras do solo agrícola mais representativo da região. Cada solo foi incubado por 60 dias com doses de lodo de esgoto (0, 10, 20, 40, e 80 Mg ha-1) da sua região. Posteriormente, foi determinada a disponibilidade de Zn, Cu e Mn no solo usando o extrator Mehlich-1. A aplicação de lodo de esgoto alcalinizado ao solo aumentou a disponibilidade de Zn e diminuiu a disponibilidade de Mn na maioria dos solos. Já o Cu apresentou resultados intermediários, com aumento de disponibilidade basicamente em solos de textura média e com diminuição para a maioria dos solos muito argilosos. Em solos com pH próximo ao ideal para o cultivo agrícola, a dose de lodo de esgoto alcalinizado deve ser cuidadosamente calculada para que não ocorra o aumento excessivo do pH e desbalanço nos teores de Zn, Cu e Mn.

Influence of zinc deficiency on the mineral composition of maize plants in contrasting soils / Influência da deficiência de zinco na composição mineral de plantas de milho em solos contrastantes

In Brazil, Zn deficiency is common in soils used for maize cultivation. However, the changes in the mineral composition in plants with Zn deficiency have been little studied. Thus, this study aimed to evaluate the relationship between Zn deficiency and the mineral composition in the parts of maize plants grown under contrasting soils. Maize was grown in greenhouse conditions with increasing of Zn rate (0, 0.125, 0.25, 0.5 and 1.0 mg kg-1) in two soils (Ferralsol and Cambisol). After 60 days of emergence, the plant were separated into roots, stalk nodes, stalk internodes, leaves and leaf sheath, and subsequently determined the dry matter and mineral composition (P, Ca, Mg, K, Zn, Fe, Mn, Cu and Al). Besides the symptoms commonly described for Zn deficiency, darkening of the stalk nodes was found (related to the preferential accumulation of Fe), and also occurred maize P deficiency in the Ferralsol. The Zn deficiency favored increasing concentrations of Fe, Mn and Al in all parts of maize plants in Cambisol, whereas in Ferralsol this did not happen for any of the elements analyzed. Relations between the elements and Zn were more correlated with maize dry matter production than Zn concentrations in leaves, leaf sheaths and stalk nodes. In conclusion, the accumulation of minerals in maize was favored by Zn deficiency, especially for maize in Cambisol.

No Brasil, a deficiência de Zn é comum em solos utilizados para o cultivo do milho. Contudo, as mudanças na composição mineral das plantas resultantes da deficiência de Zn têm sido pouco estudadas. Assim, esse estudo objetiva avaliar a relação entre a deficiência de Zn e a composição mineral nas partes de plantas de milho cultivadas em solos contrastantes. O milho foi cultivado em casa de vegetação com doses crescentes de Zn (0; 0,125; 0,25; 0,5 e 1,0 mg kg-1) em dois solos (Latossolo e Cambissolo). Após 60 dias da emergência, as plantas foram fracionadas em raízes, nós do colmo, entrenós do colmo, folhas e bainha das folhas, sendo, posteriormente, determinadas a matéria seca e a composição mineral (P, Ca, Mg, K, Zn, Fe, Mn, Cu e Al). Além dos sintomas comumente descritos para deficiência de Zn, constatou-se escurecimento dos nós do colmo (relacionado ao acúmulo preferencial de Fe), sendo que no Latossolo também ocorreu deficiência de P. A deficiência de Zn favoreceu o aumento das concentrações de Fe, Mn e Al em todas as partes das plantas de milho no Cambissolo, enquanto que no Latossolo isso não ocorreu para nenhum dos elementos analisados. As relações entre os elementos e o Zn foram mais correlacionadas com a produção de matéria seca do milho que as concentrações de Zn em folhas, bainhas das folhas e nós do colmo. Pode-se inferir que a acumulação de minerais no milho foi favorecida pela deficiência de Zn, principalmente no Cambissolo.