Crescimento e teor de cromo em mamoneira cultivada em solo receptor de resíduos de curtume e carboníferos / Growth and chrome content of castor bean plants cultivated in soil with application of tannery residues and coal mining waste

RESUMO A produção de resíduos tem aumentado em proporção direta com a industrialização dos países. Sendo assim, a disposição adequada desses resíduos é uma questão largamente discutida entre os órgãos ambientais. Por isso, o objetivo deste trabalho foi estudar o efeito residual de adições sucessivas de resíduos de curtume e da mineração de carvão sobre as propriedades químicas do solo e o acúmulo de cromo (Cr) em mamoneira. Os tratamentos aplicados em condições de campo foram: T1 - controle, ou seja, solo sem adubação; T2 - solo adubado com nitrogênio-fósforo-potássio (NPK) + calcário para atingir pH 6,0; T3 - solo misturado com lodo de curtume em dose adequada para se atingir pH 6,0 + PK; T4 - solo receptor de duas vezes a dose de lodo de curtume utilizada no T3 + PK; T5 - solo misturado com resíduo carbonífero + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T6 - solo misturado com resíduo carbonífero + lodo de curtume em dose adequada para atingir pH 6,0 + PK; T7 - solo misturado com serragem cromada + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T8 - solo misturado com Cr mineral + lodo de curtume em dose adequada para se atingir pH 6,0 + PK. Em campo, o solo recebeu os diferentes tratamentos. Posteriormente, amostras desse solo foram acondicionadas em vasos e o experimento com as plantas foi conduzido em delineamento inteiramente ao acaso, com três repetições por tratamento. O rendimento de matéria seca mostrou que a aplicação de serragem cromada (T7) proporcionou o maior crescimento da mamoneira, bem como os maiores teores de P no seu tecido. Os teores de Cr na parte aérea das plantas não atingiram níveis que podem ser considerados de contaminação desses vegetais. A distribuição desse elemento nas diferentes partes das plantas de mamoneira demonstrou a possibilidade de utilização futura dos grãos para produção de biodiesel.

ABSTRACT The production of waste has been increasing in direct proportion to the industrialization of the countries. Therefore, the adequate disposal of these wastes is an issue widely discussed among environmental agencies. Thus, the aim of this work was to study the residual effect of successive additions of tannery and coal mining waste on the chemical properties of the soil and the accumulation of chromium in castor bean plants. The treatments applied under field conditions were: T1 - control, that is, soil without fertilization; T2- soil fertilized with nitrogen-phosphorus-potassium (NPK) + limestone to reach pH 6.0; T3 - soil mixed with tannery sludge at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK; T4 - soil receptor of twice the dose of tannery sludge used in treatment 3 + PK; T5 - soil mixed with coal residue + NPK + limestone in an amount adequate to reach pH 6.0; T6 - soil mixed with coal residue + tannery slurry at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK; T7 - soil mixed with chrome sawdust + NPK + limestone in adequate quantity to reach pH 6.0; T8 - soil mixed with mineral Cr + tannery sludge at a dose adequate to reach pH 6.0 + PK. In the field, the soil received the different treatments. Subsequently, samples of this soil were conditioned in pots and the experiment with the plants was conducted in a completely randomized design, with three replicates per treatment. Subsequently, samples of this soil were placed in pots and the experiment with plants was conducted in a completely randomized design, with three replications per treatment. The dry matter yield showed that the application of chrome sawdust (T7) provided the highest growth of the castor bean, as well as the higher levels of P in its tissue. Chromium content in the aerial part of the plants did not reach levels that can be considered as contamination of these plants. The distribution of chromium in the different parts of the castor bean plants demonstrated the possibility of future use of the grains to produce biodiesel.

Crescimento da cultura da cenoura após aplicações de resíduos de curtume e carboniferos no solo / Growth of carrot crop after application of tannery waste and coal mining in soil

Com a industrialização, a produção de resíduos tem aumentado durante os anos. Além disso, a disposição destes resíduos é uma posição discutida entre os órgãos ambientais. Em virtude disto, o objetivo foi estudar o efeito residual de adições sucessivas de resíduos de curtume e carboníferos sobre as propriedades químicas do solo e o acumulo de metais pesados nas plantas de cenoura. Os tratamentos aplicados a campo foram T1 = Controle, somente solo; T2 = Adubação com NPK + calcário para atingir pH 6,0; T3 = Lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK; T4 = Duas vezes a quantidade de lodo de curtume utilizada no tratamento 3 + PK; T5 = Resíduo carbonífero + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T6 = Resíduo carbonífero + lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK; T7 = Serragem cromada + NPK + calcário em quantidade adequada para atingir pH 6,0; T8 = Cr mineral + lodo de curtume em quantidade adequada para atingir pH 6,0 + PK. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições por tratamento. A adição de cromo, tanto via mineral, quanto via resíduos não afetaram o crescimento da cenoura. Além disso, os teores encontrados na parte aérea, radicular, e córtex da raiz são considerados baixos, demonstrando um baixo potencial de contaminação destes resíduos.

With the industrialization, waste production has been increased over the years. Moreover, the disposition of these wastes is a position discussed among environmental agencies. So, the aim of this study was to evaluate the residual effect of successive additions of tannery waste and coal on the chemical properties of the soil and the accumulation of heavy metals in carrot plants. The treatments were applied to field: T1 = Control, only solo; T2 = fertilization with NPK + lime to reach pH 6.0; T3 = tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK; T4 = Twice the amount tannery sludge used in treatment 3 + PK; T5 = waste coal + NPK + lime in adequate quantity to achieve pH 6.0; T6 = waste coal + tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK; T7 = Sawdust = chrome + NPK + lime in adequate quantity to reach pH 6.0; T8 = Cr + mineral tannery sludge in adequate quantity to achieve pH 6.0 + PK. The experiment was conducted in a completely randomized design, with three replicates per treatment. The results demonstrate that carrot plants grew normally in the treatments with high chromium concentrations, either addition with residues or mineral. Furthermore, the levels found in the shoots, roots and roots cortex were low, indicating a low potential of these waste contamination.

Correção da acidez do solo e aporte de metais pesados pela aplicação de escória básica de aciaria / Soil chemical properties changes by application of steel basic slag

A fabricação de aço está expandindo sua produção, o que vem aumentando a quantidade de resíduos sólidos gerados. As escórias básicas de aciaria apresentam características de corretivo da acidez do solo e fonte de nutrientes para as plantas, porém apresentam alguns metais pesados em sua constituição. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da aplicação de escória de siderurgia na correção da acidez do solo e no aporte de metais pesados, como manganês (Mn), cobre (Cu), zinzo (Zn), cádmio (Cd), cromo (Cr) e níquel (Ni). O estudo foi conduzido em amostras de um Argissolo Vermelho Distrófico típico, dispostas em colunas e mantidas a céu aberto, em delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram em doses diferentes de escória de siderurgia com diferentes granulometrias, incluindo tratamentos com solo sob condição natural (controle) e corrigido (carbonato de cálcio e magnésio e adubação com nitrogênio, fósforo e potássio). Aos 12, 18 e 24 meses após a aplicação dos tratamentos foram coletadas amostras de solo das colunas para avaliação da reatividade da escória. A escória básica de aciaria finamente moída teve efeito similar ao carbonato na correção do pH do solo, no aumento da CTC efetiva e da saturação de bases. Partículas com diâmetro até 15 mm também foram efetivas para aumentar os valores desses atributos. As maiores doses de escória aumentaram os teores de Mn, Cr e Ni no solo em relação ao controle. Os resultados obtidos neste estudo, demonstram que a escória de siderurgia tem potencial para a utilização na correção do pH do solo.

As the majority of industrial processes, siderurgy activities generate large amounts of residues. The siderurgic slags, byproducts of steel production have chemical characteristics that indicate their possible use in agriculture, as liming materials and sources of some plant nutrients. However, they may enclose undesired components, like heavy metals, which may result in situations of environmental hazard. In order to evaluate the effect on soil chemical properties and heavy metals accumulation in the soil by the application of steel basic slag, an experiment was carried out in soil columns (Typic Paleudult; 10 dm3/column soil volume), under natural rainfall conditions, in a completely randomized design with four replications. Soil treatments based on the liming rate do achieve pH 6,5 by the SMP method were: T1) Control; T2) CaCO3+MgCO3 (neutralizing value - PN 100%); T3) Treat. 2 + NPK fertilizers; T4) Slag - 1 x rate (particles < 0,149 mm e PN 60%); T5) Treat. 4 + NPK; T6) Slag - 2 x rate (1/3 particles < 0,149 mm e 2/3 particles 0,149 ­ 0,5 mm) + NPK; T7) Treat. 4 + N fertilizer; T8) Slag - 5 x rate (particles 0,5 ­ 2,0 mm) + Treat. 3; T9) Slag - 10 x rate (particles 2,0 ­ 15,0 mm) + Treat. 3. At equivalent rates both slag and carbonate increased similarly the values of pH, effective CEC and bases saturation in the soil. These attributes were higher for the treatments with slag at higher rates and larger particle size denoting the reactivity of the coarse factions. Among the analyzed metals, only Mn, Cr and Ni at higher slag rates (2, 5 and 10 x) increased in the soil to values significantly higher than the control and carbonate treatments. The results show that the used scoria is efficient as liming material and that it is not expected to provide excessive heavy metals accumulation when applied at rates to rise pH value up to 6,5 in soils with similar characteristics to that of this study. In summary, the slag exhibited a high potential for Ph corrections in soil.

Land disposal potential of tobacco processing residues / Potencial de uso agrícola de dois resíduos de agroindústria fumageira

Brazil is one of the leaders in the production and trading of tobacco leaves in the global market, which results in a large amount of residues that would be recycled and used as soil fertilizers in agriculture. This research aimed to study the land disposal potential and agricultural use of tobacco processing residues (TPRs), their mineralization and the nutrient supply to the plants. The study was carried out in an open area using pots with 32dm³ of a sandy soil (Paleudult), provided with water drainage collectors and tilled with three corn plants each. Eighteen treatments were tested with mineral fertilization, poultry manure (PM), earthworm compost (EC) and increasing rates (0, 7.5, 15, 30 e 60t ha-1) of TPR D (dust) and TPR S (stem fibers).Treatments with TPRs (15t ha-1) plus mineral supplementation two by two (NP, NK and PK) were also tested, with four replications each. The experiment started in 01/15/2004 and conducted until 03/16/2004, when corn plants were harvested. The response curves showed that the residues application rates between 15 and 20t ha-1 are most adequate for the studied soil. The results indicated that both TPRs may be important sources of biomass and potash and have potential to be recycled in the soil, supplying part of the macronutrients required for proper plant growth.

O Brasil é um dos maiores produtores e exportadores mundiais de tabaco em folha, resultando em grandes quantidaes de resíduos que poderiam ser utilizados como fertilizantes na agricultura. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de reciclagem agrícola de dois resíduos de agroindústria fumageira (RAF's), sua mineralização no solo e liberação de nutrientes às plantas. O experimento foi conduzido a céu aberto utilizando como unidades experimentais vasos com capacidade de 32 litros de solo, adaptados com tubo coletor de lixiviado e um argissolo (PVAd), cultivado com três plantas de milho. Foram feitos 18 tratamentos com adubo mineral, cama-de-aviário, composto orgânico e com adição de doses crescentes (0, 7,5, 15, 30 e 60t ha-1) dos resíduos RAF P (pó) e do RAF T (talos), além de tratamentos com resíduos (15t ha-1) e complementação com nutrientes minerais dois a dois (NP, NK e PK), em quatro repetições. O experimento foi iniciado em 15/01/2004, tendo sido a parte aérea das plantas colhida em 16/03/2004. Foram avaliados o rendimento do milho e os atributos de fertilidade do solo após a colheita do milho, bem como o nitrogênio perdido por lixivição. Os resultados indicaram que os RAF's são fontes de biomassa e de potássio e possuem potencial para serem reciclados no solo, permitindo a liberação de parte dos macronutrientes necessários ao desenvolvimento das plantas. As curvas de resposta indicaram que a adição de doses entre 15 e 20t ha-1 dos resíduos são as mais recomendadas agronomicamente no solo estudado.

Viabilidade do uso de resíduos da agroindústria coureiro-calçadista no solo / Viability of using tannery and leather residues in the soil

As indústrias couro-calçadistas geram grandes quantidades de resíduos que contém cromo, produto utilizado no curtimento do couro. Para avaliar os efeitos de três aplicações de lodo de curtume (LC), resíduo de rebaixadeira (RR) e aparas de couro (AC) sobre o rendimento do sorgo (Sorghum graniferum) e rabanete (Raphanus sativus), foi conduzido um experimento em colunas de PVC, com três tipos de solo, durante o período de 1996 a 1999. Foram determinados no solo os valores de pH e o teor de cromo, bem como o teor de cromo nas partes comestíveis das plantas. Os resíduos não afetaram o crescimento das plantas, quando foram feitas a calagem e a adubação mineral. O LC pode neutralizar a acidez do solo e suprir nitrogênio para as plantas. O teor de cromo nas partes comestíveis das plantas aumentou com a aplicação sucessiva dos resíduos, estando, entretanto, sem exceder os teores aceitáveis para o consumo. Não foi observada a mobilidade de cromo para as camadas subsuperficiais do solo.

Tannery and leather industries generate high amounts of residues often containing chromium used as a tanning agent. To evaluate the effects of three applications of tannery sludge (TS), leather shavings (LS) and leather shreds (LS) on sorghum (Sorghum graniferum) and radish (Raphanus sativus), a microplot experiment with tree soil types was conducted during the 1996 to 1999 period. Soils pH and Cr contents in plants' edible parts were determined. The residues did not affect plant growth, when properly limed and fertilized. The TS can neutralize soil acidity and supply N for the plants. Plant Cr contents in the edible parts increased with residues application, being however on the range appropriate for consumption. It was not observed Cr mobility to the soil subsurface layers.

Extração de cobre e de zinco por soluções multielementares em solos do sul do Brasil / Copper and zinc extracted by multielement solution for Southern Brazilian soils

As quantidades extraídas de cobre (Cu) e de zinco (Zn) pelas soluções de HCl 0,1mol L-1 (HCl) foram comparadas com as extraídas pelas soluções de Mehlich-1 (M1) e de Mehlich-3 (M3). Foram utilizadas 130 amostras de solo representando as principais áreas agrícolas do Estado do Rio Grande do Sul, as quais foram extraídas do banco de solos do Laboratório de Análises de Solo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A correlação entre as quantidades extraídas pelos métodos indicou alto grau de associação e de significância. A quantidade de Cu extraída pela solução de M3, em média, não diferiu do HCl. A quantidade extraída de Zn pela solução de M3, entretanto, foi inferior à extraída por HCl. As quantidades extraídas de Cu e Zn pelas soluções de HCl e de M1 não diferiram estatisticamente. As soluções de M1 e de M3 são eficientes para a extração multielementar simultânea de Cu e Zn dos solos e são alternativas viáveis para serem utilizadas em laboratórios de análises de solo dos Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina.

Copper (Cu) and zinc (Zn) amounts extracted with 0.1molar L-1 HCl (HCl) for the most representative soil types of Rio Grande do Sul State (Brazil) were compared with those extracted with Mehlich-1 (M3) and Mehlich-3 (M3) solutions. The nutrients' amounts extracted by different methods indicated high correlation degree. The M3 solution extracted similar copper amounts than HCl; however, lower amounts of Zn. The M1 and M3 solutions are efficient for simultaneous multielement extraction and can be used in soil testing laboratories for RS and SC states.

Métodos de extração de fósforo e potássio no solo sob sistema plantio direto / Soil phosphorus and potassium extractant in soils under no tillage

A análise de fósforo e potássio no solo, nos Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, é realizada com a solução de Mehlich-1, e os estudos de seleção de métodos de análise para esses elementos foram feitos apenas para o sistema de cultivo convencional. Neste trabalho, a solução de Mehlich-1 foi comparada com a solução de Mehlich-3 e com o método da resina de troca iônica para análise de fósforo e potássio, em solos sob plantio direto, com experimentos de resposta das culturas à adubação fosfatada e potássica instalados no Rio Grande do Sul. As quantidades de fósforo extraídas pelos métodos da resina e Mehlich-3 foram maiores com a solução de Mehlich-1, independentemente da profundidade de amostragem. As quantidades de fósforo extraídas pelos métodos apresentaram alto grau de associação entre si. Para o potássio as quantidades extraídas foram semelhantes entre as metodologias estudadas, com alto grau de associação entre si, independentemente da profundidade de amostragem. As metodologias estudadas são eficientes na extração de fósforo e potássio no solo, em sistema plantio direto. Porém, devido às menores quantidades de P extraído pela solução de Mehlich-1, os erros em laboratório podem ser maiores pela menor amplitude de extração.

The current soil test method used to evaluate soil phosphorus and potassium available to the plants in soils from Rio Grande do Sul e Santa Catarina state is the Mehlich-1 solution. The soil test methods studies for these nutrients were conducted based on the conventional soil tillage. The aim of this work was to compare the soil phosphorus and potassium amounts extracted by the Mehlich-1 solution and the nutrients amounts extracted by the Mehlich-3 solution, and resin membrane in soils from the Rio Grande do Sul state, under no tillage soil system and nutrients crop response. The phosphorus amounts extracted by the resin method and by the Mehlich-3 solution were higher than that those extracted by the Mehlich-1 solution in both of them sampling depth. The correlation coefficients among the phosphorus amounts extracted by the methods were high association degree. The potassium amounts extracted by the methods were similar, and the correlation coefficients among the potassium amounts extracted by the methods were high association degree in all soil sampling depth. The soil testing methods that have studied in this work are efficient for soil phosphorus and potassium extraction in soils under no tillage; however, the lowest soil phosphorus amounts extracted by the Mehlich-1 solution, increase the laboratory errors.

Empirical models to predict soil nitrogen mineralization

Empirical models are mathematical equations that can be fitted to experimental results. The use of these models aims to evaluate or predict observed phenomena or experimental data with the objective of helping the development of adequate soil management practices. Based on these considerations, eight mathematical models described in the literature are compared in the present work, using as experimental data the mineral N accumulated during 32 weeks of incubation in Southern Brazilian soils. To obtain mineralization values experimentally, an incubation-washing procedure with 0.01mol L-1 CaCl2 was used. Mineral N was determined at the beginning of the incubation and in the 2nd, 4th, 8th, 16th and 32nd weeks. Among the models, the best fit was obtained with the simple exponential model to describe the mineralization of organic N in the soils. The double exponential models showed quite good fit, but may be superparametrized. In addition, the hypothesis on which these models are based, i.e., the presence of two forms of organic N susceptible to mineralization, cannot be sustained in this study

Erros potenciais na estimativa da mineralização do nitrogênio do solo / Potential errors in estimating soil nitrogen mineralization

Avaliou-se a ocorrência de N-orgânico solúvel em experimentos para estimativa da mineralização do nitrogénio de dez solos do Rio Grande do Sul. Foi utilizado o procedimento incubação-lixrviação e extração com CaCI2 0,01 mol L-1, onde foi determinado a concentração de N-mineral, N-total e N-orgânico solúvel no extraio. Constatou-se que a lixiviação periódica do solo retira porção considerável de N-orgânico solúvel e assim subestimando a estimativa da mineralização do nitrogénio do solo.

The occurrence of organic N was delermined m experiments on N mineralization in ten soils from Rio Grande do Sul State, Brazil. The incubation-leaching method, with CaCI2 0,01 mol L-1, was used and the leveis of mineral, total and soluble organic nitrogen in the extract measured. Periodic leaching of the soil removed a considerable portion of the soluble organic N and thus underestimating the nitrogen mineralization in the soil.