Mobility and distribution of whey solutions in soil columns / Mobilidade e distribição de solutos de soro de leite em colunas de solo

In Brazil's food industry, dairy production is one of the most important sectors, whose most relevant byproduct is whey. Due to the difficulties of reuse and environmental impacts caused when discarded as effluent in water bodies, an alternative for its final destination would be the application of this residue in the soil. The purpose of this study was to determine chemical changes and mobility and distribution of solutes in the soil after applications of whey rates, as well as to analyze the leachate collected after each application. The test was carried out in a laboratory, in PVC columns filled with soil. The treatments consisted of 2 x 2 samples of a typical dystrophic Red-Yellow Oxisol (Oxisol) and a typical dystrophic fluvic Inceptisol (Inceptisol), sampled in the layers 0- 20 and 20-40 cm. Each experimental unit consisted of 11 PVC rings (diameter of 6.6 cm, height of 7 cm). The columns were arranged in a randomized complete block design with five replications. Four whey rates were applied, corresponding to a soil pore volume of 0.2, at intervals of six days. The leachate was collected 24 and 120 hours after each application to measure pH, electrical conductivity (EC), chemical oxygen demand (COD), contents of total N, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca, and Mg. Six days after the last whey application, the columns were opened and the soil of each ring was analyzed for pH, EC, total N, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca, and Mg. The high electrolyte concentrations of whey resulted in a general increase in soil EC. The increase of N-NH4+ and N-NO3- in the soil was high due to mineralization. High concentrations of K, Na and Ca caused displacement of Mg from the exchange complex. It was concluded that from an environmental standpoint, whey soil application is a viable alternative, given that problems of salinization and leaching of undesirable elements are avoided by an adequate management.

Entre os setores da indústria alimentícia, o segmento de laticínios é um dos mais importantes do Brasil, sendo o soro de leite o seu maior subproduto. Devido às dificuldades de reaproveitamento e aos impactos ambientais causados, quando descartado como efluente em corpos de água, uma alternativa para a sua destinação final seria a aplicação desse resíduo no solo. Objetivou-se com este trabalho determinar alterações químicas e a mobilidade e distribuição de solutos no solo após aplicação fracionada de soro de leite, assim como a caracterização dos percolados recolhidos após cada aplicação. O ensaio, em laboratório, foi conduzido em colunas de PVC preenchidas com solo. Os tratamentos corresponderam a um fatorial 2 x 2, sendo amostras de um Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (LVAd) e de um Cambissolo Flúvico Tb distrófico (CYbd), coletados em duas profundidades: 0­20 e 20­40 cm. Cada unidade experimental foi constituída de 11 anéis de PVC, com 6,6 cm de diâmetro interno e 7 cm de altura. As colunas foram dispostas em um delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco repetições. Foram realizadas quatro aplicações de soro de leite, correspondentes a 0,2 volume de poros de solo, a cada intervalo de seis dias. O percolado foi recolhido após 24 e 120 horas de cada aplicação sendo realizadas as seguintes determinações: pH, condutividade elétrica (CE), demanda química de oxigênio (DQO), teores de N total, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca e Mg. Após seis dias da última aplicação de soro de leite, as colunas foram desmontadas e o solo de cada anel analisado. As análises compreenderam: pH em água, CE (1:5), N total, N-NH4+, N-NO3-, Na, K, Ca e Mg. As elevadas concentrações eletrolíticas do soro de leite provocaram aumento generalizado da CE no solo. Houve incremento maior do nitrogênio assimilável (N-NH4+ e N-NO3-) no solo em decorrência de processos de mineralização. Elevadas concentrações de K, Na e Ca causaram deslocamento de Mg do complexo de troca. Conclui-se que a aplicação de soro de leite no solo é uma alternativa viável do ponto de vista ambiental, desde que seja feito um correto manejo, a fim de evitar problemas de salinização e perdas por lixiviação de elementos indesejáveis.

Nitrogen mineralization in a high altitude ecosystem in the Mediterranean phytogeographical region of Turkey.

Interrelations exist in the terrestrial ecosystems between the plant type and characteristics of nutrient uptake. Annual net nitrogen mineralization in soils of different plant communities in the high altitude zone of Spil mountain located in the Mediterranean phytogeographical region of Turkey was investigated throughout one year by field incubation method. Seasonal fluctuations resulting from field incubation were markedly higher in autumn and spring than summer. These are mainly associated with the changes in soil moisture being at minimum in the Mediterranean summer. A significant correlation was developed between the net Nitrate (kg NO3--N ha week-1) production and soil water content (p<0.05; r =0.316 in soil of 0-5 cm; r =0.312 in soil of 5-15 cm). The results showed that the annual productivity of nitrogen mineralization shows different values depending on communities. Annual net ammonium (NH4+-N) production in the soils of each community was negatively estimated. However, annual net nitrate (NO3--N) production (0-15 cm) was higher in grassland (27.8 kg ha y-1) and shrub (25.0 kg ha y-1) than forest (12.4 kg ha y-1) community. While annual net Nmin values were close to each other in grassland (14.5 kg ha y-1) and shrub (14.1 kg ha y-1), but negative in forest community (-3.6 kg ha y-1). The reasons for these differences are discussed.

Comparação entre modelos para predição do nitrogênio mineralizado: uma abordagem bayesiana / Comparison of the models for prediction of the mineralized nitrogen: a bayesian approach

Neste trabalho, desenvolveu-se uma abordagem bayesiana para predizer as quantidades de nitrogênio mineralizados por intermédio de modelos não lineares. Os modelos não lineares considerados para avaliar a dinâmica da mineralização do nitrogênio e para ilustrar o procedimento bayesiano foram: modelo de Cabrera, Marion, Stanford e Smith. A comparação dos modelos foi feita por meio do Fator de Bayes (FB) e do Critério de Informação Bayesiano (BIC). A inferência sobre os parâmetros realizou-se por intermédio do Amostrador de Gibbs e do Metropolis Hastings. O modelo de Cabrera (1993) foi o que proporcionou melhor qualidade de ajuste ao conjunto de dados de mineralização de nitrogênio, sendo seguido pelo modelo de Stanford & Smith (1972) e, por último, o de Marion et al. (1981).

In this work one developed a Bayesian approach to predict the amount of mineralized nitrogen through nonlinear models. The nonlinear models considered to evaluate the mineralization of organic nitrogen and to illustrate the Bayesian procedure were: models of Cabrera, Marion, Stanford and Smith. The comparison of the models was promoted through the Bayes Factor (FB) and Bayes Information Criterion (BIC). Inference on the parameters was carried out through the Gibbs Sampling and Metropolis Hastings. The model that provided better adjustment quality to the group of data was Cabrera's model (1993), followed by the model of Stanford & Smith (1972) and the last one by Marion et al. (1981).

Mudanças na biomassa Microbiana e nas tansformações de Nitrogênio do solo em uma sequência de idades de pastagens após derruba e queima da floresta na Amazônia Central

Changes in biochemical parameters of a soil from a tropical Brazilian forest slashed and burned for establishment of pastures were estimated through microbial biomass, a sensitive indicator of changes in soil fertility. In a chronological sequence of pastures (2 to 13 years), microbial biomass and soil respiration of topsoil (0-5 cm) increased with the age up to the fifth year after pasture establishment, followed by a progressive decline, which was prominent after the eighth year as pasture. Lower nitrogen mineralization rate was found in these soils suggesting that nitrogen stock may be decreasing, which can lead to nitrogen defficiency in older pasture soils. Root mass in the first 20 cm of soil drastically decreased when pastures were established. The C/N ratio in fine roots was greater in the pasture than in the primary forest. This could indicate the formation, by the pasture grass, of a soil organic matter with less potencial of nutrient mineralization, which eventually can contribute to the low pasture productivity in the medium term and its posterior degradation. A five-year period of fallow after pasture abandonment seemed to be too short for the recovery of a soil used for grazing of moderate intensity during four years.

Foram estudadas mudanças nos parâmetros bioquímicos do solo em resultado da derruba e queima da floresta tropical na Amazônia brasileira para o estabelecimento de pastagens através da biomassa microbiana, um sensível indicador de modificações na fertilidade do solo. Na sequência de idades das pastagens estudadas (de 2 a 13 anos), a biomassa microbiana e a respiração na camada superficial de 0-5 cm do solo aumentaram até os cinco anos após o estabelecimento da pastagem, seguindo-se um declínio progressivo, que se acentua após o oitavo ano da pastagem. As baixas taxas de mineralização do nitrogênio no solo sugerem que o estoque de N orgânico está diminuindo, o que pode levar a deficiências de nitrogênio nos solos das pastagens mais velhas. A massa total de raízes nos primeiros 20 cm do solo diminuiu drasticamente com a idade da pastagem. A relação C/N das raízes finas na pastagem foi mais elevada do que na floresta madura. Isto pode indicar a formação, pela gramínea da pastagem, de uma matéria orgânica com potencial mais baixo de liberação de nutrientes minerais do que a originalmente produzida pela floresta, o que pode estar contribuindo para a baixa produtividade das pastagens a médio prazo e para sua posterior degradação. O período de 5 anos de pousio após o abandono ainda foi curto para recuperar um solo de pastagem usada moderadamente para pastejo por cerca de 4 anos.