Land disposal potential of tobacco processing residues

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.

Land disposal potential of tobacco processing residues

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.

Land disposal potential of tobacco processing residues

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.

Potencial poluidor de rejeitos carboníferos: II- efeitos da recuperação com camadas de solo sobre as plantas e a população microbiana

The landscape recomposition with soil layer and the introduction of plants have been used as an alternative to minimize the environmental impact caused by coal mining. The main concern for this practice is the low avaibility of soil from surface horizons and economic viability, consequently it is basic to determine the minimum soil layer thickness to be disposed on the reject. An experiment was carried out with addition of soil (Paleudult) layers with different thickness disposed on the surface of coal rejects, and in subsurface positions, and soil mixed with rejects, concerning effects on biomass yield of white clover (Trifolium repens L.), corn (Zea mays L.), and oat (Avena strigosa L.) as well as on soil microbial abundance. It was established that a soil layer of 10cm thickness was the minimum necessary for clover and oat growth. Toxic concentrations of heavy metals in plants were not detected. However, soil microbial population represented by bacteria, fungi and actinomyces showed a lower density due to the high acidity that ocurred mainly in subsurface layers.

A minimização do impacto sobre o ambiente advindo da mineração do carvão pode ser obtida pela recomposição topográfica da área minerada, seguida da cobertura dos rejeitos com uma camada de solo e de práticas de revegetação. Em vista disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da adição de camadas de solo com diferentes espessuras aplicadas na superfície do rejeito carbonífero (RC), em posições de subsuperfície e do solo misturado ao rejeito sobre a produção de matéria seca das plantas de trevo-branco, milho e aveia-preta, e sobre a população microbiana. A utilização de uma camada de solo de 10cm na superfície do RC mostrou-se a mínima necessária ao estabelecimento de trevo e aveia. As culturas não apresentaram concentrações tóxicas de metais pesados. A elevada acidez do RC reduziu a densidade populacional de bactérias, actinomicetos e fungos, principalmente nas camadas de solo de subsuperfície.

Potencial poluidor de rejeitos carboníferos: I - Caracterização química da água de lixiviação

The quality of water, air, soil, vegetation and fauna have been affected by the increasing explotation of coal and consequently increasing of rejects that have been accumulated, causing adverse effects on the environment of a region in Rio Grande do Sul State, Brazil. An experiment was carried out to evaluate the chemical composition of leached water as a consequence of soil layers with different thickness disposed on PVC columns in the surface of coal rejects, in subsurface positions, and soil mixed with rejects. The leachates were collected in 1993, during (Zea mays L.) corn and white clover (Trifolium repens L.) growth; in 1995, before and after oat growth (Avena strigosa L.); and in 1996 after corn growth. Leached water had a high electrical conductivity value because its low pH maintened in solution part of the elements dissolved from the residues. High concentrations of S, Fe, Mn, Zn, Ni and Pb were detected in the leached water that can be considered as a potential pollutant of natural water streams.

O aumento da produção carbonífera no Rio Grande do Sul para o atendimento da crescente demanda por energia tem proporcionado o acúmulo desordenado de grandes volumes de rejeitos nas áreas de mineração. Esses rejeitos afetam a qualidade da água, do ar e do solo, bem como a vegetação e a fauna, podendo representar elevado comprometimento ambiental para a região. Assim, realizou-se o presente estudo com o objetivo de avaliar a composição química da água de lixiviação proveniente de colunas de PVC em experimento envolvendo diferentes espessuras de solo aplicadas na superfície do rejeito carbonífero, solo em posições de subsuperfície e solo misturado ao rejeito. A água de lixiviação foi coletada em 1993, durante o cultivo de milho e trevo-branco, em 1995, antes e após o cultivo de aveia-preta, e em 1996, após o cultivo de milho. Os dados demonstram que o baixo pH da água de lixiviação manteve solúvel parte dos elementos provenientes da dissolução do rejeito carbonífero, refletindo-se em elevada condutividade elétrica. Os elementos S, Fe, Mn, Zn, Ni e Pb foram os que ocorreram em maiores concentrações na água de lixiviação, com potencial poluidor dos recursos hídricos.

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.

Modelos empíricos são equações matemáticas que podem ser ajustadas a resultados experimentais. Esses modelos podem ser utilizados para avaliar ou predizer fenômenos observados ou dados experimentais e auxiliar no desenvolvimento de práticas adequadas de manejo do solo. Desse modo, o presente trabalho teve por objetivo comparar oito modelos matemáticos descritos na literatura, utilizando como dados experimentais o N mineralizado de dez solos do Rio Grande do Sul, acumulado durante 32 semanas de incubação. O N mineralizado foi obtido experimentalmente em um experimento de incubação, seguido de lixiviação com CaCl2 0,01mol L-1. O N mineral foi determinado no começo do período de incubação e ao final da 2ª, 4ª, 8ª, 16ª e 32ª semanas. Entre os modelos testados, o melhor ajuste do N mineralizado foi obtido com os modelos exponenciais simples, ao passo que a obtenção desses ajustes nos modelos exponenciais duplos esteve condicionado ao aumento de parâmetros na equação. Em função dos resultados observados e das condições experimentais, conclui-se que a hipótese em que os modelos exponenciais duplos estão baseados, isto é, na presença de dois compartimentos de nitrogênio suscetíveis à mineralização, foi rejeitada.

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.

Modelos empíricos são equações matemáticas que podem ser ajustadas a resultados experimentais. Esses modelos podem ser utilizados para avaliar ou predizer fenômenos observados ou dados experimentais e auxiliar no desenvolvimento de práticas adequadas de manejo do solo. Desse modo, o presente trabalho teve por objetivo comparar oito modelos matemáticos descritos na literatura, utilizando como dados experimentais o N mineralizado de dez solos do Rio Grande do Sul, acumulado durante 32 semanas de incubação. O N mineralizado foi obtido experimentalmente em um experimento de incubação, seguido de lixiviação com CaCl2 0,01mol L-1. O N mineral foi determinado no começo do período de incubação e ao final da 2ª, 4ª, 8ª, 16ª e 32ª semanas. Entre os modelos testados, o melhor ajuste do N mineralizado foi obtido com os modelos exponenciais simples, ao passo que a obtenção desses ajustes nos modelos exponenciais duplos esteve condicionado ao aumento de parâmetros na equação. Em função dos resultados observados e das condições experimentais, conclui-se que a hipótese em que os modelos exponenciais duplos estão baseados, isto é, na presença de dois compartimentos de nitrogênio suscetíveis à mineralização, foi rejeitada.

Potencial poluidor de rejeitos carboníferos: I - Caracterização química da água de lixiviação

The quality of water, air, soil, vegetation and fauna have been affected by the increasing explotation of coal and consequently increasing of rejects that have been accumulated, causing adverse effects on the environment of a region in Rio Grande do Sul State, Brazil. An experiment was carried out to evaluate the chemical composition of leached water as a consequence of soil layers with different thickness disposed on PVC columns in the surface of coal rejects, in subsurface positions, and soil mixed with rejects. The leachates were collected in 1993, during (Zea mays L.) corn and white clover (Trifolium repens L.) growth; in 1995, before and after oat growth (Avena strigosa L.); and in 1996 after corn growth. Leached water had a high electrical conductivity value because its low pH maintened in solution part of the elements dissolved from the residues. High concentrations of S, Fe, Mn, Zn, Ni and Pb were detected in the leached water that can be considered as a potential pollutant of natural water streams.

O aumento da produção carbonífera no Rio Grande do Sul para o atendimento da crescente demanda por energia tem proporcionado o acúmulo desordenado de grandes volumes de rejeitos nas áreas de mineração. Esses rejeitos afetam a qualidade da água, do ar e do solo, bem como a vegetação e a fauna, podendo representar elevado comprometimento ambiental para a região. Assim, realizou-se o presente estudo com o objetivo de avaliar a composição química da água de lixiviação proveniente de colunas de PVC em experimento envolvendo diferentes espessuras de solo aplicadas na superfície do rejeito carbonífero, solo em posições de subsuperfície e solo misturado ao rejeito. A água de lixiviação foi coletada em 1993, durante o cultivo de milho e trevo-branco, em 1995, antes e após o cultivo de aveia-preta, e em 1996, após o cultivo de milho. Os dados demonstram que o baixo pH da água de lixiviação manteve solúvel parte dos elementos provenientes da dissolução do rejeito carbonífero, refletindo-se em elevada condutividade elétrica. Os elementos S, Fe, Mn, Zn, Ni e Pb foram os que ocorreram em maiores concentrações na água de lixiviação, com potencial poluidor dos recursos hídricos.

Potencial poluidor de rejeitos carboníferos: II- efeitos da recuperação com camadas de solo sobre as plantas e a população microbiana

The landscape recomposition with soil layer and the introduction of plants have been used as an alternative to minimize the environmental impact caused by coal mining. The main concern for this practice is the low avaibility of soil from surface horizons and economic viability, consequently it is basic to determine the minimum soil layer thickness to be disposed on the reject. An experiment was carried out with addition of soil (Paleudult) layers with different thickness disposed on the surface of coal rejects, and in subsurface positions, and soil mixed with rejects, concerning effects on biomass yield of white clover (Trifolium repens L.), corn (Zea mays L.), and oat (Avena strigosa L.) as well as on soil microbial abundance. It was established that a soil layer of 10cm thickness was the minimum necessary for clover and oat growth. Toxic concentrations of heavy metals in plants were not detected. However, soil microbial population represented by bacteria, fungi and actinomyces showed a lower density due to the high acidity that ocurred mainly in subsurface layers.

A minimização do impacto sobre o ambiente advindo da mineração do carvão pode ser obtida pela recomposição topográfica da área minerada, seguida da cobertura dos rejeitos com uma camada de solo e de práticas de revegetação. Em vista disso, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de avaliar o efeito da adição de camadas de solo com diferentes espessuras aplicadas na superfície do rejeito carbonífero (RC), em posições de subsuperfície e do solo misturado ao rejeito sobre a produção de matéria seca das plantas de trevo-branco, milho e aveia-preta, e sobre a população microbiana. A utilização de uma camada de solo de 10cm na superfície do RC mostrou-se a mínima necessária ao estabelecimento de trevo e aveia. As culturas não apresentaram concentrações tóxicas de metais pesados. A elevada acidez do RC reduziu a densidade populacional de bactérias, actinomicetos e fungos, principalmente nas camadas de solo de subsuperfície.

Teor de água do solo na extração de fósforo por papel de filtro impregnado com óxido de ferro

In order to evaluate sou phosphorus extraction by iron oxide impregnated filter papers (Pi), a laboratory study was conducted with six soils from lhe Rio Grande do Sul state (Brazil) previousiy incubated with dijferent phosphorus leveis. Phosphorus extraction was done at 75% of water retained atfield capacity and in saturated conditions. In saturated conditions, lhe soil phosphorus extracted was m lhe average nearly 20 times greater than that extracted at 75% of field capacity moisture levei. Phosphorus extraction increased linearly with time during lhe 24 hours test period.

O presente estudo objetivou avaliar o efeito do teor de água do solo sobre a quantidade de fósforo extraída por papéis de filtro impregnados com óxido de ferro (P,). Usaram-se seis solos do Estado do Rio Grande do Sul, previamente incuba- dos com três doses de fósforo. A extraçâo de fósforo foi feita com 75% do teor de água retido à capacidade de campo, e em fluxo saturado. Em solo saturado, o fósforo extraído foi, em média, aproximadamente 20 vezes maior que o determinado em umidade equivalente a 75% da capacidade de campo. A extraçâo de fósforo foi linear com o tempo de contato entre o solo e o papel de filtro, no período estudado de 24 horas.

Teor de água do solo na extração de fósforo por papel de filtro impregnado com óxido de ferro

In order to evaluate sou phosphorus extraction by iron oxide impregnated filter papers (Pi), a laboratory study was conducted with six soils from lhe Rio Grande do Sul state (Brazil) previousiy incubated with dijferent phosphorus leveis. Phosphorus extraction was done at 75% of water retained atfield capacity and in saturated conditions. In saturated conditions, lhe soil phosphorus extracted was m lhe average nearly 20 times greater than that extracted at 75% of field capacity moisture levei. Phosphorus extraction increased linearly with time during lhe 24 hours test period.

O presente estudo objetivou avaliar o efeito do teor de água do solo sobre a quantidade de fósforo extraída por papéis de filtro impregnados com óxido de ferro (P,). Usaram-se seis solos do Estado do Rio Grande do Sul, previamente incuba- dos com três doses de fósforo. A extraçâo de fósforo foi feita com 75% do teor de água retido à capacidade de campo, e em fluxo saturado. Em solo saturado, o fósforo extraído foi, em média, aproximadamente 20 vezes maior que o determinado em umidade equivalente a 75% da capacidade de campo. A extraçâo de fósforo foi linear com o tempo de contato entre o solo e o papel de filtro, no período estudado de 24 horas.