Exchangeable aluminum evaluation in acid soils

One of the main factors limiting agricultural production in tropical climate regions is mainly related to the presence of exchangeable aluminum (Al3+) in highly weathered acid soils. Four methods of Al3+ determination extracted with neutral 1 mol L¹ KCl solution were evaluated: three colorimetric methods (aluminon plus ascorbic acid, and eriochrome cyanine R by FIA) and the usual titrimetric method with back-titration. Surface samples from 20 soils of different Brazilian regions, with active acidity (0.01 mol L¹ CaCl2 pH) ranging from very high to medium (3.82 to 5.52), were used. The variance analysis revealed significant interaction among Al3+ determination methods and soil. Mean methods comparisons within each soil (Tukey, P 0.05) indicated that, for most of the soils, the methods differed among each other, although there were high correlations between the obtained values. Al3+ values determined for soil samples by titration varied between 0.15 and 14.71 mmol c dm³. The colorimetric methods showed higher values than the titration method, mainly for those with aluminon (up to 18.75 mmol c dm-3). The Al3+ contents of colorimetric methods correlated quadraticaly with the titration values, for the soil samples with Al3+ > 10 mmol c dm³. Among colorimetric methods, in operational terms, the eriochrome with FIA method presented analytical performance up to 50 samples per hour, easiness and sensibility for routine Al analysis in soil samples. However, due to the specificity, the titration/back-titration method should be used, despite the moroseness, when the Al3+ ions are the objective.

Um dos principais fatores que afetam a produção agrícola em regiões de clima tropical, é a presença de alumínio trocável (Al3+) em solos ácidos altamente intemperizados. Foram avaliados quatro métodos de determinação de alumínio trocável em solução neutra de KCl 1 mol L¹: três métodos colorimétricos (aluminon, aluminon + ácido ascórbico e eriocromo cianina R por FIA) e o método titulométrico usual com retrotitulação ácida. Para obtenção dos extratos de KCl, foram usadas amostras superficiais de 20 solos de diferentes regiões brasileiras, com acidez ativa (pH em CaCl2 0,01 mol L¹) variando de muito alta a média (3,82 a 5,52). A análise de variância revelou interação significativa entre os métodos de determinação e amostras de solos. O teste de médias (Tukey, P 0,05) de métodos dentro de amostras evidenciou, para a maioria das amostras de solos, que os métodos analíticos diferenciaram entre si, embora tenha havido forte correlação entre os valores obtidos. Os valores de Al3+ determinados por titulação variaram de 0,15 a 14,71 mmol c dm³. Os métodos colorimétricos apresentaram valores superiores aos da titulação, notadamente aqueles com aluminon (até 18,75 mmol c dm³). Os teores de Al3+ dos métodos colorimétricos se relacionaram quadraticamente com os teores obtidos por titulação, em amostras de solos com Al3+ > 10 mmol c dm³. Dentre os métodos colorimétricos, o reagente eriocromo cianina R, em sistema FIA, mostrou-se operacionalmente confiável e eficiente para a análise de Al, de amostras de solos, em rotina, com freqüência analítica de 50 determinações por hora. Todavia, devido à especificidade, o método titulométrico com retrotitulação deve ser usado, não obstante a morosidade, quando o objetivo é a determinação do íon Al3+.

Relationship between acidity and chemical properties of brazilian soils

In soils of tropical climate regions the high acidity and the presence of exchangeable aluminum (Al3+), associated to low fertility, are the main restrainting factors for agricultural production. A laboratory experiment was conducted using 26 soils of different Brazilian regions, to investigate soil acidity components, giving emphasis to Al and their relations with chemical properties. The pH correlated positively with P, Ca, Mg, K, BS, CEC and V% values, and negatively with Al saturation. The Al3+ was the predominant exchangeable cation in 32% of the soils with pH below 5.6. The KCl titratable H+ represents the hydroxi-Al(OH)x complex with low stability and the Wolf-Morgan extracted Al corresponds to the exchangeable + non-exchangeable Al species. The Al3+ and low stability hydroxi-Al decreased quickly with increasing pH up to 5.5. The non-exchangeable Al increased up to pH 4.5, then decreased to pH 5.5 and had a small increment from 7.0 to 7.5.

Nos solos de regiões de clima tropical, a elevada acidez e a presença de alumínio trocável (Al3+), aliadas à baixa fertilidade, são os principais fatores a restringir a produção agrícola. Investigaram-se os componentes da acidez, com ênfase ao alumínio, e suas relações com as propriedades químicas de 26 solos de regiões brasileiras. O pH correlacionou positivamente com os valores de P, Ca, Mg, K, SB, CTC e V%, e negativamente com a saturação de Al. O Al3+ foi o cátion trocável predominante em 32 % dos solos com pH inferior a 5,6. O H+ titulável em KCl representa formas hydroxi-Al(OH)x de baixa estabilidade e o Al obtido pelo extrator de Wolf-Morgan corresponde ao Al trocável + não-trocável. As formas Al3+ e hydroxi-Al de baixa estabilidade diminuíram rapidamente com o pH até 5,5. O Al não-trocável aumentou até pH 4,5, diminuiu a seguir até pH 5,5 e aumentou lentamente com o pH de 7,0 a 7,5.

Relationship between acidity and chemical properties of brazilian soils

In soils of tropical climate regions the high acidity and the presence of exchangeable aluminum (Al3+), associated to low fertility, are the main restrainting factors for agricultural production. A laboratory experiment was conducted using 26 soils of different Brazilian regions, to investigate soil acidity components, giving emphasis to Al and their relations with chemical properties. The pH correlated positively with P, Ca, Mg, K, BS, CEC and V% values, and negatively with Al saturation. The Al3+ was the predominant exchangeable cation in 32% of the soils with pH below 5.6. The KCl titratable H+ represents the hydroxi-Al(OH)x complex with low stability and the Wolf-Morgan extracted Al corresponds to the exchangeable + non-exchangeable Al species. The Al3+ and low stability hydroxi-Al decreased quickly with increasing pH up to 5.5. The non-exchangeable Al increased up to pH 4.5, then decreased to pH 5.5 and had a small increment from 7.0 to 7.5.

Nos solos de regiões de clima tropical, a elevada acidez e a presença de alumínio trocável (Al3+), aliadas à baixa fertilidade, são os principais fatores a restringir a produção agrícola. Investigaram-se os componentes da acidez, com ênfase ao alumínio, e suas relações com as propriedades químicas de 26 solos de regiões brasileiras. O pH correlacionou positivamente com os valores de P, Ca, Mg, K, SB, CTC e V%, e negativamente com a saturação de Al. O Al3+ foi o cátion trocável predominante em 32 % dos solos com pH inferior a 5,6. O H+ titulável em KCl representa formas hydroxi-Al(OH)x de baixa estabilidade e o Al obtido pelo extrator de Wolf-Morgan corresponde ao Al trocável + não-trocável. As formas Al3+ e hydroxi-Al de baixa estabilidade diminuíram rapidamente com o pH até 5,5. O Al não-trocável aumentou até pH 4,5, diminuiu a seguir até pH 5,5 e aumentou lentamente com o pH de 7,0 a 7,5.

Exchangeable aluminum evaluation in acid soils

One of the main factors limiting agricultural production in tropical climate regions is mainly related to the presence of exchangeable aluminum (Al3+) in highly weathered acid soils. Four methods of Al3+ determination extracted with neutral 1 mol L¹ KCl solution were evaluated: three colorimetric methods (aluminon plus ascorbic acid, and eriochrome cyanine R by FIA) and the usual titrimetric method with back-titration. Surface samples from 20 soils of different Brazilian regions, with active acidity (0.01 mol L¹ CaCl2 pH) ranging from very high to medium (3.82 to 5.52), were used. The variance analysis revealed significant interaction among Al3+ determination methods and soil. Mean methods comparisons within each soil (Tukey, P 0.05) indicated that, for most of the soils, the methods differed among each other, although there were high correlations between the obtained values. Al3+ values determined for soil samples by titration varied between 0.15 and 14.71 mmol c dm³. The colorimetric methods showed higher values than the titration method, mainly for those with aluminon (up to 18.75 mmol c dm-3). The Al3+ contents of colorimetric methods correlated quadraticaly with the titration values, for the soil samples with Al3+ > 10 mmol c dm³. Among colorimetric methods, in operational terms, the eriochrome with FIA method presented analytical performance up to 50 samples per hour, easiness and sensibility for routine Al analysis in soil samples. However, due to the specificity, the titration/back-titration method should be used, despite the moroseness, when the Al3+ ions are the objective.

Um dos principais fatores que afetam a produção agrícola em regiões de clima tropical, é a presença de alumínio trocável (Al3+) em solos ácidos altamente intemperizados. Foram avaliados quatro métodos de determinação de alumínio trocável em solução neutra de KCl 1 mol L¹: três métodos colorimétricos (aluminon, aluminon + ácido ascórbico e eriocromo cianina R por FIA) e o método titulométrico usual com retrotitulação ácida. Para obtenção dos extratos de KCl, foram usadas amostras superficiais de 20 solos de diferentes regiões brasileiras, com acidez ativa (pH em CaCl2 0,01 mol L¹) variando de muito alta a média (3,82 a 5,52). A análise de variância revelou interação significativa entre os métodos de determinação e amostras de solos. O teste de médias (Tukey, P 0,05) de métodos dentro de amostras evidenciou, para a maioria das amostras de solos, que os métodos analíticos diferenciaram entre si, embora tenha havido forte correlação entre os valores obtidos. Os valores de Al3+ determinados por titulação variaram de 0,15 a 14,71 mmol c dm³. Os métodos colorimétricos apresentaram valores superiores aos da titulação, notadamente aqueles com aluminon (até 18,75 mmol c dm³). Os teores de Al3+ dos métodos colorimétricos se relacionaram quadraticamente com os teores obtidos por titulação, em amostras de solos com Al3+ > 10 mmol c dm³. Dentre os métodos colorimétricos, o reagente eriocromo cianina R, em sistema FIA, mostrou-se operacionalmente confiável e eficiente para a análise de Al, de amostras de solos, em rotina, com freqüência analítica de 50 determinações por hora. Todavia, devido à especificidade, o método titulométrico com retrotitulação deve ser usado, não obstante a morosidade, quando o objetivo é a determinação do íon Al3+.

Utilização de fósforo do solo e do fertilizante por tomateiro

Phosphorus, despite its relatively low content in most crops is the most applied nutrient as mineral fertilizer and is an important fraction of the cost of agricultural production. Knowledge of the differences among plant varieties in relation to soil and fertilizer P uptake is fundamental for breeding improvement programs and management of phosphate fertilization. Differences in P uptake from soil and fertilizer (triple superphosphate), soil P availability through L and A values, and the physiologic, ecophysiologic and agronomic efficiencies of two commercial tomato (Lycopersicum esculentum Will) varieties, Santa Clara and Santa Cruz, were evaluated by the 32P technique. The experiment was carried out in a greenhouse, using two soils, a dystrophic Dark Red Latosol and an eutrophic Red Yellow Latosol, and two P fertilizer application rates (0 and 31.1 mg kg-1). Plant responses were markedly different in the two different soils. There was a clear increase in dry matter production, L value, and P uptake from the soil due to fertilizer application, but not in the A values. Differences in dry matter production, P concentration and physiologic, ecophysiologic and agronomic efficiency between varieties differed more for the eutrophic Red Yellow Latosol. There was no difference between the two varieties in relation to the uptake of soil and fertilizer P, L and A values.

O fósforo, embora seja o macronutriente em menor concentração na maioria das culturas, é o mais aplicado como fertilizante mineral, constituindo uma parcela significativa do custo de produção agrícola. O conhecimento das diferenças entre variedades de plantas em relação à absorção do fósforo do solo e do fertilizante torna-se de grande importância para programas de melhoramento e manejo da adubação fosfatada. Utilizando a técnica do traçador radioativo 32P, foram avaliadas as diferenças na absorção de fósforo proveniente do solo e do fertilizante (superfosfato triplo), na disponibilidade de P do solo pelos valores L e A e nas eficiências fisiológica, ecofisiológica e agronômica do nutriente pelas variedades comerciais de tomate (Licopersicum esculentum Will) Santa Clara e Santa Cruz. Conduziu-se um experimento em condições de casa de vegetação com dois solos (Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico) e dois níveis de P (0 e 31,1 mg kg-1). A resposta das plantas foi diferente nos dois solos e em concordância com suas características. Houve aumentos significativos, em ambos os solos, na produção de matéria seca, no valor L e na absorção de P do solo devido à aplicação do fertilizante mineral, mas não no valor A. Diferenças entre variedades quanto à produção de matéria seca, concentração de fósforo, eficiência fisiológica, ecofisiológica e agronômica foram mais marcadas no solo Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico. Não houve diferenças entre as variedades na absorção de P do solo e do fertilizante, valores L e A.

Utilização de fósforo do solo e do fertilizante por tomateiro

Phosphorus, despite its relatively low content in most crops is the most applied nutrient as mineral fertilizer and is an important fraction of the cost of agricultural production. Knowledge of the differences among plant varieties in relation to soil and fertilizer P uptake is fundamental for breeding improvement programs and management of phosphate fertilization. Differences in P uptake from soil and fertilizer (triple superphosphate), soil P availability through L and A values, and the physiologic, ecophysiologic and agronomic efficiencies of two commercial tomato (Lycopersicum esculentum Will) varieties, Santa Clara and Santa Cruz, were evaluated by the 32P technique. The experiment was carried out in a greenhouse, using two soils, a dystrophic Dark Red Latosol and an eutrophic Red Yellow Latosol, and two P fertilizer application rates (0 and 31.1 mg kg-1). Plant responses were markedly different in the two different soils. There was a clear increase in dry matter production, L value, and P uptake from the soil due to fertilizer application, but not in the A values. Differences in dry matter production, P concentration and physiologic, ecophysiologic and agronomic efficiency between varieties differed more for the eutrophic Red Yellow Latosol. There was no difference between the two varieties in relation to the uptake of soil and fertilizer P, L and A values.

O fósforo, embora seja o macronutriente em menor concentração na maioria das culturas, é o mais aplicado como fertilizante mineral, constituindo uma parcela significativa do custo de produção agrícola. O conhecimento das diferenças entre variedades de plantas em relação à absorção do fósforo do solo e do fertilizante torna-se de grande importância para programas de melhoramento e manejo da adubação fosfatada. Utilizando a técnica do traçador radioativo 32P, foram avaliadas as diferenças na absorção de fósforo proveniente do solo e do fertilizante (superfosfato triplo), na disponibilidade de P do solo pelos valores L e A e nas eficiências fisiológica, ecofisiológica e agronômica do nutriente pelas variedades comerciais de tomate (Licopersicum esculentum Will) Santa Clara e Santa Cruz. Conduziu-se um experimento em condições de casa de vegetação com dois solos (Latossolo Vermelho distrófico e Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico) e dois níveis de P (0 e 31,1 mg kg-1). A resposta das plantas foi diferente nos dois solos e em concordância com suas características. Houve aumentos significativos, em ambos os solos, na produção de matéria seca, no valor L e na absorção de P do solo devido à aplicação do fertilizante mineral, mas não no valor A. Diferenças entre variedades quanto à produção de matéria seca, concentração de fósforo, eficiência fisiológica, ecofisiológica e agronômica foram mais marcadas no solo Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico. Não houve diferenças entre as variedades na absorção de P do solo e do fertilizante, valores L e A.

Cátions trocáveis, capacidade de troca de cátions e saturação por bases em solos brasileiros adubados com composto de lixo urbano

The use of urban organic solid waste compost as organic fertilizer is an important alternative to solid waste management. This waste has been applied to agricultural lands because of the benefits in relation to soil chemical properties. A greenhouse experiment was conducted to investigate the effects of the application of urban waste compost, at the rate of 30 g dm-3 (60 t ha-1), on the contents of exchangeable cations (K+, Ca2+, Mg2+, and Na+), on cation exchangeable capacity (CEC), and on base saturation (BS%) of 21 acid and 5 alkaline soils. The organic compost (collected at the São Matheus Plant Treatment, São Paulo, Brazil) was applied with or without dolomitic lime and mineral fertilizers. For alkaline soils, lime was substituted by gypsum. The experiment was carried out on a split-plot, completely randomized block design with three replicates. The compost application increased the exchangeable content of potassium, calcium, magnesium, and sodium on average of 195%, 200%, 86%, and 1200%, respectively, and elevated the CEC by 42% in acid soils. Consequently the BS% was increased 39%. A lower, but significant, increase on CEC was observed in alkaline soils in response to the compost application. Average CEC and BS% increases were of 8.4% and 2%, respectively. The highest effects on the evaluated soil properties were verified for compost + fertilizer + lime and compost + fertilizer + gypsum applications in acid and alkaline soils, respectively. It is concluded that the use of urban waste compost in agricultural lands is viable only if its effects on chemical properties are properly monitored.

O uso agrícola do composto de lixo, como fertilizante orgânico, além de melhorar as propriedades do solo, representa uma alternativa importante para gestão de resíduos sólidos domiciliares. Foram estudados os efeitos da aplicação do composto de lixo, proveniente da cidade de São Paulo (Usina de compostagem São Matheus), na dose de 30 g dm-3 (60 t ha-1), na presença e ausência de calcário dolomítico e adubos minerais, sobre os teores de cátions trocáveis (K+, Ca2+, Mg2+ e Na+); a capacidade de troca de cátions (CTC) e a saturação por bases (V%) de 21 solos ácidos e 5 solos alcalinos. Nos solos alcalinos o calcário foi substituído por gesso. O experimento foi conduzido em condições de casa de vegetação em delineamento em blocos ao acaso, com parcelas em faixas e três repetições. Nos solos ácidos, a aplicação do composto de lixo promoveu aumentos nos teores trocáveis de potássio, cálcio, magnésio e sódio, em média, de 195%, 200%, 86% e 1200%, e elevação da CTC em 42%, refletindo na V%, com aumento médio de 39%. Nos solos alcalinos, esses efeitos foram menos pronunciados, refletindo porém, em média, em aumentos da CTC em 8,4% e da V% em 2%. Os maiores efeitos sobre as propriedades químicas avaliadas foram conseqüências das aplicações do composto + adubo + calcário, nos solos ácidos, e do composto + adubo + gesso, nos solos alcalinos. A aplicação agrícola do composto de lixo urbano é viável, porém seus efeitos sobres as propriedades químicas do solo devem ser monitorados.

Cátions trocáveis, capacidade de troca de cátions e saturação por bases em solos brasileiros adubados com composto de lixo urbano

The use of urban organic solid waste compost as organic fertilizer is an important alternative to solid waste management. This waste has been applied to agricultural lands because of the benefits in relation to soil chemical properties. A greenhouse experiment was conducted to investigate the effects of the application of urban waste compost, at the rate of 30 g dm-3 (60 t ha-1), on the contents of exchangeable cations (K+, Ca2+, Mg2+, and Na+), on cation exchangeable capacity (CEC), and on base saturation (BS%) of 21 acid and 5 alkaline soils. The organic compost (collected at the São Matheus Plant Treatment, São Paulo, Brazil) was applied with or without dolomitic lime and mineral fertilizers. For alkaline soils, lime was substituted by gypsum. The experiment was carried out on a split-plot, completely randomized block design with three replicates. The compost application increased the exchangeable content of potassium, calcium, magnesium, and sodium on average of 195%, 200%, 86%, and 1200%, respectively, and elevated the CEC by 42% in acid soils. Consequently the BS% was increased 39%. A lower, but significant, increase on CEC was observed in alkaline soils in response to the compost application. Average CEC and BS% increases were of 8.4% and 2%, respectively. The highest effects on the evaluated soil properties were verified for compost + fertilizer + lime and compost + fertilizer + gypsum applications in acid and alkaline soils, respectively. It is concluded that the use of urban waste compost in agricultural lands is viable only if its effects on chemical properties are properly monitored.

O uso agrícola do composto de lixo, como fertilizante orgânico, além de melhorar as propriedades do solo, representa uma alternativa importante para gestão de resíduos sólidos domiciliares. Foram estudados os efeitos da aplicação do composto de lixo, proveniente da cidade de São Paulo (Usina de compostagem São Matheus), na dose de 30 g dm-3 (60 t ha-1), na presença e ausência de calcário dolomítico e adubos minerais, sobre os teores de cátions trocáveis (K+, Ca2+, Mg2+ e Na+); a capacidade de troca de cátions (CTC) e a saturação por bases (V%) de 21 solos ácidos e 5 solos alcalinos. Nos solos alcalinos o calcário foi substituído por gesso. O experimento foi conduzido em condições de casa de vegetação em delineamento em blocos ao acaso, com parcelas em faixas e três repetições. Nos solos ácidos, a aplicação do composto de lixo promoveu aumentos nos teores trocáveis de potássio, cálcio, magnésio e sódio, em média, de 195%, 200%, 86% e 1200%, e elevação da CTC em 42%, refletindo na V%, com aumento médio de 39%. Nos solos alcalinos, esses efeitos foram menos pronunciados, refletindo porém, em média, em aumentos da CTC em 8,4% e da V% em 2%. Os maiores efeitos sobre as propriedades químicas avaliadas foram conseqüências das aplicações do composto + adubo + calcário, nos solos ácidos, e do composto + adubo + gesso, nos solos alcalinos. A aplicação agrícola do composto de lixo urbano é viável, porém seus efeitos sobres as propriedades químicas do solo devem ser monitorados.