ABSTRACT
Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.
Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.
ABSTRACT
Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.
Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.
ABSTRACT
Optimization in the use of phosphate rocks is important and the residues of fertilizer production in the form of crandallite may be suitable for agronomic use after calcination. With the objective of evaluating the effect of thermal treatment of the aluminous phosphates of the crandallite group as related to solubility, crystalline structure and morphology, samples from the mine residues of three Brazilian phosphate deposits (Tapira-MG, Catalão-GO, and Juquiá-SP) were collected, air-dried, and screened to 100 mesh. Sub samples were thermally treated at 300, 500, 700, and 900°C for 2 hours. Treated and untreated materials were analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, and for the total and soluble P contents. The treatment of samples: (i) raised P solubility in neutral ammonium citrate solution, (ii) caused the disorganization of the crystalline structure of crandallite at 500°C and above, and (iii) altered their morphology (cracking and rounding). The increase in P solubility of samples after calcination indicates that the agronomic utilization of these marginal P sources may be of interest since plant growth may be favored due to higher P availability. New studies to evaluate these materials in order to determine their agronomic effectiveness must be carried out to establish adequate conditions that favor their use by plants.
A otimização do uso de rochas fosfáticas é importante e resíduos da indústria de fertilizantes fosfatados na forma de crandallita poderão ser agronomicamente eficientes após calcinação. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico em fosfatos aluminosos do tipo crandallita quanto à solubilidade, estrutura cristalina, e morfologia, amostras do rejeito de mineração de três depósitos fosfáticos brasileiros (Tapira-MG, Catalão-GO e Juquiá-SP) foram coletadas, secas ao ar e separadas por peneiramento 100 mesh. Sub-amostras foram submetidas ao tratamento térmico a 300, 500, 700 e 900°C durante 2 horas. Os materiais tratados e não-tratados foram analisados por difratometria de raios X, observados por microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva, e seus teores de fósforo total e solúvel determinados. O tratamento térmico das amostras: (i) elevou, consideravelmente, a solubilidade em CNA dos materiais; (ii) promoveu a desorganização da estrutura cristalina da crandallita a temperaturas de 500°C e superiores; e (iii) causou alterações morfológicas (fraturamento e arredondamento) nas amostras. O aumento na solubilidade das amostras após o tratamento térmico indica que a utilização agronômica destas fontes marginais de P pode ser de interesse, uma vez que o crescimento das plantas pode ser favorecido pela maior disponibilidade de P. Estudos de avaliação desses materiais a fim de determinar sua eficiência agronômica devem ser conduzidos para o conhecimento de condições adequadas para sua aplicação que favoreçam o aproveitamento pela planta.
ABSTRACT
Optimization in the use of phosphate rocks is important and the residues of fertilizer production in the form of crandallite may be suitable for agronomic use after calcination. With the objective of evaluating the effect of thermal treatment of the aluminous phosphates of the crandallite group as related to solubility, crystalline structure and morphology, samples from the mine residues of three Brazilian phosphate deposits (Tapira-MG, Catalão-GO, and Juquiá-SP) were collected, air-dried, and screened to 100 mesh. Sub samples were thermally treated at 300, 500, 700, and 900°C for 2 hours. Treated and untreated materials were analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, energy dispersive X-ray spectrometry, and for the total and soluble P contents. The treatment of samples: (i) raised P solubility in neutral ammonium citrate solution, (ii) caused the disorganization of the crystalline structure of crandallite at 500°C and above, and (iii) altered their morphology (cracking and rounding). The increase in P solubility of samples after calcination indicates that the agronomic utilization of these marginal P sources may be of interest since plant growth may be favored due to higher P availability. New studies to evaluate these materials in order to determine their agronomic effectiveness must be carried out to establish adequate conditions that favor their use by plants.
A otimização do uso de rochas fosfáticas é importante e resíduos da indústria de fertilizantes fosfatados na forma de crandallita poderão ser agronomicamente eficientes após calcinação. Com o objetivo de avaliar o efeito do tratamento térmico em fosfatos aluminosos do tipo crandallita quanto à solubilidade, estrutura cristalina, e morfologia, amostras do rejeito de mineração de três depósitos fosfáticos brasileiros (Tapira-MG, Catalão-GO e Juquiá-SP) foram coletadas, secas ao ar e separadas por peneiramento 100 mesh. Sub-amostras foram submetidas ao tratamento térmico a 300, 500, 700 e 900°C durante 2 horas. Os materiais tratados e não-tratados foram analisados por difratometria de raios X, observados por microscopia eletrônica de varredura e espectrometria por energia dispersiva, e seus teores de fósforo total e solúvel determinados. O tratamento térmico das amostras: (i) elevou, consideravelmente, a solubilidade em CNA dos materiais; (ii) promoveu a desorganização da estrutura cristalina da crandallita a temperaturas de 500°C e superiores; e (iii) causou alterações morfológicas (fraturamento e arredondamento) nas amostras. O aumento na solubilidade das amostras após o tratamento térmico indica que a utilização agronômica destas fontes marginais de P pode ser de interesse, uma vez que o crescimento das plantas pode ser favorecido pela maior disponibilidade de P. Estudos de avaliação desses materiais a fim de determinar sua eficiência agronômica devem ser conduzidos para o conhecimento de condições adequadas para sua aplicação que favoreçam o aproveitamento pela planta.