Soil-applied Zn effect on soil fractions

The interaction of Zn with soil compartments influences its bioavailability and uptake by plants. In this study, rice and soybean were cultivated under greenhouse conditions with the aim of evaluating Zn bioavailability and fractionation in a clayey-textured Typic Hapludox as a function of Zn rates (4 or 8 mg kg 1 Zn). The experiment was conducted until grain filling. Two soil subsamples (t 1 and t 2 ) that referred to the seeding and flowering stages, were collected and compared with two single extraction schemes, DTPA (Zn DTPAt1 and Zn DTPAt2 ) and Mehlich-1 (Zn Mt1 and Zn Mt2 ) for Zn available contents. Zn fractionation was carried out with t 2 soil subsamples for the testing of the following fractions: exchangeable Zn (Zn Exc ), Zn bound to carbonates (Zn Carb ), Zn bound to organic matter (Zn OM ), Zn bound to oxides (Zn Oxi ) and residual Zn (Zn res ). Zn applied to soil increased the Zn concentration in labile fractions in decreasing order as follows: Zn Exc > Zn OM > Zn Carb . There was no difference between the lesser or unavailable fractions, Zn Oxi and Zn res, when there was no correlation between the rates either with total accumulated Zn in plants (Zna total ), or the contents extracted by DTPA or Mehlich-1. Total cumulative Zn content in rice and soybean affected by the ZnCl 2 rates applied were positively correlated with Zn content extracted by both solutions. Both extractant solutions presented positive correlation between available contents of Zn with Zn bound to labile fractions.(AU)

Soil-applied Zn effect on soil fractions

The interaction of Zn with soil compartments influences its bioavailability and uptake by plants. In this study, rice and soybean were cultivated under greenhouse conditions with the aim of evaluating Zn bioavailability and fractionation in a clayey-textured Typic Hapludox as a function of Zn rates (4 or 8 mg kg 1 Zn). The experiment was conducted until grain filling. Two soil subsamples (t 1 and t 2 ) that referred to the seeding and flowering stages, were collected and compared with two single extraction schemes, DTPA (Zn DTPAt1 and Zn DTPAt2 ) and Mehlich-1 (Zn Mt1 and Zn Mt2 ) for Zn available contents. Zn fractionation was carried out with t 2 soil subsamples for the testing of the following fractions: exchangeable Zn (Zn Exc ), Zn bound to carbonates (Zn Carb ), Zn bound to organic matter (Zn OM ), Zn bound to oxides (Zn Oxi ) and residual Zn (Zn res ). Zn applied to soil increased the Zn concentration in labile fractions in decreasing order as follows: Zn Exc > Zn OM > Zn Carb . There was no difference between the lesser or unavailable fractions, Zn Oxi and Zn res, when there was no correlation between the rates either with total accumulated Zn in plants (Zna total ), or the contents extracted by DTPA or Mehlich-1. Total cumulative Zn content in rice and soybean affected by the ZnCl 2 rates applied were positively correlated with Zn content extracted by both solutions. Both extractant solutions presented positive correlation between available contents of Zn with Zn bound to labile fractions.

Phosphorus saturation and superficial fertilizer application as key parameters to assess the risk of diffuse phosphorus losses from agricultural soils in Brazil.

In Brazil, a steady increase in phosphorus (P) fertilizer application and agricultural intensification has been reported for recent decades. The concomitant P accumulation in soils potentially threatens surface water bodies with eutrophication through diffuse P losses. Here, we demonstrated the applicability of a soil type-independent approach for estimating the degree of P saturation (DPS; a risk parameter of P loss) by a standard method of water-soluble phosphorus (WSP) for two major soil types (Oxisols, Entisols) of the São Francisco catchment in Brazil. Subsequently, soil Mehlich-1P (M1P) levels recommended by Brazilian agricultural institutions were transformed into DPS values. Recommended M1P values for optimal agronomic production corresponded to DPS values below critical thresholds of high risks of P losses (DPS=80%) for major crops of the catchment. Higher risks of reaching critical DPS values due to P accumulation were found for Entisols due to their total sorption capacities being only half those of Oxisols. For complementary information on soil mineralogy and its influence on P sorption and P binding forms, Fourier transformation infrared (FTIR) spectroscopic analyses were executed. FTIR analyses suggested the occurrence of the clay minerals palygorskite and sepiolite in some of the analyzed Entisols and the formation of crandallite as the soil specific P binding form in the investigated Oxisols. Palygorskite and sepiolite can enhance P solubility and hence the risk of P losses. In contrast, the reshaping of superphosphate grains into crandallite may explain the chemical processes leading to previously observed low dissolved P concentrations in surface runoff from Oxisols. To prevent high risk of P losses, we recommend avoiding superficial fertilizer application and establishing environmental thresholds for soil M1P based on DPS. These measures could help to prevent eutrophication of naturally oligotrophic surface waters, and subsequent adverse effects on biodiversity and ecosystem function.

Availability and zinc accumulation in forage grasses grown in contaminated soil.

Zinc is an important micronutrient to plant growth, but when present in large quantities it can become a toxic element to plants. This study was aimed to evaluate the growth, concentration, accumulation and availability of Zn to forage grasses (Megathyrsus maximus cvs. Aruana and Tanzania, Urochloa brizantha cvs. Xaraés and Marandu and Urochloa decumbens cv. Basilisk) cultivated in Zn contaminated soils. The experiments were conducted under greenhouse conditions over a 90-day evaluation period, and Zn rates were 0, 100, 300 and 900 mg kg-1 of soil. The Zn rates in soil caused growth reduction in all evaluated forage grasses. The cultivar Aruana was generally more tolerant to Zn, while the Marandu was generally more susceptible to the addition of Zn. The cultivar Aruana proved to be superior to others due to its higher growth and higher critical level toxicity of Zn. None of the forage grasses evaluated can be considered a Zn hyperaccumulator. The extraction order was DTPA at pH 7.3 < Mehlich-1 < USEPA 3051 < USEPA 3052 in the soil independent of forage grasses cultivation. The USEPA 3051 extractor was similar to Mehlich-1 in predicting the availability of Zn in soil.

Availability and toxicity of cadmium to forage grasses grown in contaminated soil.

It is important to know the mechanisms for forage development, especially those related to the tolerance of potentially toxic elements, when considering their use in phytoremediation in heavy metal contaminated areas. In this study, we evaluated plant growth, concentration, and the availability of cadmium (Cd) for forage grasses (Panicum maximum Jacq. cv. Aruana and cv. Tanzânia; Brachiaria decumbens cv. Basilisk; Brachiaria brizantha cv. Xaraés and cv. Marandu) cultivated in Cd contaminated soils. The experiments were performed under greenhouse conditions over a 90-day evaluation period, and the Cd rates were 2, 4, and 12 mg/kg of soil. The relative growth rate of the forage grasses decreased as Cd rates increased, and the following descending order of susceptibility was observed: Marandu > Xaraés > Aruana > Tanzânia > Basilisk, with regard to phytotoxicity in these plants. The forage Cd concentration increased in line with increases in the Cd rates. Cd contents extracted by Mehlich-1 and by diethylenetriaminepentaacetic acid presented high positive correlation with forage relative growth. The forage plants did not block Cd entry into the food chain because they were not capable of limiting Cd absorption.

Ácido ascórbico como agente redutor para determinação de fósforo por colorimetria / Ascorbic acid as a reducing agent for phosphorus analysis by colorimetry

Em muitos laboratórios de análises de solos, o ácido 1-Amino-2-naftol-4-sulfônico (ANS) é usado como agente redutor para determinação do P por espectrometria de UV/Visível. Porém, devido aos riscos à saúde dos laboratoristas, uma alternativa é o uso do ácido ascórbico (AA). Entretanto, modificações no protocolo de análise podem induzir a variações nos resultados, havendo a necessidade de padronizá-las e calibrá-las. O objetivo do trabalho foi avaliar o ANS e AA nos extratos de Mehlich-1 e 3 nos intervalos de 15, 30, 45, 60 e 120min de reação. Não houve diferença na concentração de P determinado com ambos redutores quando comparados dentro de cada extrator. O ácido ascórbico pode substituir a solução ANS para determinação de P e o intervalo de tempo de reação sugerido para a quantificação colorimétrica é de 30 a 60min, para ambos redutores.(AU)

In soil laboratory testing, the acid 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic (ANS) is used as reducing agent to determine P by UV/Visible spectrometry. However, there are risks to laboratory technician healthy and an alternative is the use of ascorbic acid (AA). But, changes in the analytical protocol may induce variations in results, been necessary to standardize and calibrate. The objective of this studsy was to evaluate the ANS and AA in extracts of Mehlich-1 and 3 in ranges 15, 30, 45, 60 and 120min of reaction. There was no difference in P concentration determined by both reducers when compared within each extractor. Ascorbic acid can substitute the ANS solution for P determination and the suggested reaction interval for colorimetric quantification is between 30 and 60min for both substances.(AU)

Ácido ascórbico como agente redutor para determinação de fósforo por colorimetria / Ascorbic acid as a reducing agent for phosphorus analysis by colorimetry

Em muitos laboratórios de análises de solos, o ácido 1-Amino-2-naftol-4-sulfônico (ANS) é usado como agente redutor para determinação do P por espectrometria de UV/Visível. Porém, devido aos riscos à saúde dos laboratoristas, uma alternativa é o uso do ácido ascórbico (AA). Entretanto, modificações no protocolo de análise podem induzir a variações nos resultados, havendo a necessidade de padronizá-las e calibrá-las. O objetivo do trabalho foi avaliar o ANS e AA nos extratos de Mehlich-1 e 3 nos intervalos de 15, 30, 45, 60 e 120min de reação. Não houve diferença na concentração de P determinado com ambos redutores quando comparados dentro de cada extrator. O ácido ascórbico pode substituir a solução ANS para determinação de P e o intervalo de tempo de reação sugerido para a quantificação colorimétrica é de 30 a 60min, para ambos redutores.

In soil laboratory testing, the acid 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic (ANS) is used as reducing agent to determine P by UV/Visible spectrometry. However, there are risks to laboratory technician healthy and an alternative is the use of ascorbic acid (AA). But, changes in the analytical protocol may induce variations in results, been necessary to standardize and calibrate. The objective of this studsy was to evaluate the ANS and AA in extracts of Mehlich-1 and 3 in ranges 15, 30, 45, 60 and 120min of reaction. There was no difference in P concentration determined by both reducers when compared within each extractor. Ascorbic acid can substitute the ANS solution for P determination and the suggested reaction interval for colorimetric quantification is between 30 and 60min for both substances.

Métodos de extração e disponibilidade de fósforo para a soja em solos do Paraná / Extraction methods and availability of phosphorus for soybean in soils from Paraná State, Brazil

Nos estudos de avaliação de metodologias de análise de solo, o fósforo (P) tem sido o elemento mais estudado, em decorrência da complexidade da dinâmica do elemento no solo. No entanto, estes estudos são escassos para as condições de solos paranaenses. O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência dos extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e resina de troca iônica na avaliação do P disponível para plantas de soja (Glycine max) em solos do Estado do Paraná. Amostras de doze solos coletadas da camada de 0-20 cm de profundidade foram cultivadas com plantas de soja por um período de 42 dias, em casa de vegetação. A capacidade de extração de P dos solos seguiu a seguinte ordem decrescente da quantidade média de P extraído: Mehlich-3 > resina > Mehlich-1. Os coeficientes de correlação entre o teor de P extraído pelo Mehlich-1, Mehlich-3 e resina e as quantidades de P acumulada nas plantas foram, respectivamente, de 0,86, 0,90 e 0,93. Os extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e resina de troca iônica apresentaram eficiência semelhante na avaliação da disponibilidade de P às plantas e, em condições de fertilidade natural e em solos que não receberam aplicação de fosfatos naturais poucos reativos, podem ser utilizados para quantificar os teores de P em solos do Estado do Paraná.

In studies on the evaluation of methodologies for the analysis of soil, phosphorus (P) has been the single most studied aspect, due to the complexity of this dynamic element in soil. However, these studies have been limited regarding soil conditions in Paraná. The present study aimed to evaluate the efficiency of the Mehlich-1, Mehlich-3 and ion exchange resin methods in the evaluation of available P for soybean (Glycine max) in the soils of Paraná State. Twelve soil samples collected from the upper 0-20 cm were planted with soybean for a period of 42 days in the greenhouse. The ability to extract soil P followed the order of decreasing average amount of extracted P: Mehlich-3 > resin > Mehlich-1. The correlation coefficients between the content of P extracted by Mehlich-1, Mehlich-3 and resin and the amount of P accumulated in the plants were 0.86, 0.90 and 0.93, respectively. Mehlich-1, Mehlich-3 and resin showed similar efficiency in the evaluation of P availability to plants and, under conditions of natural fertility and in soils that had received no application of poorly natural reactive phosphates, can be used to quantify the concentrations of P in the soils of Paraná State.

Phosphorus extractors for irrigated rice on soils under reactive phosphate fertilization / Extratores de fósforo para o arroz irrigado em solos adubados com fosfato natural reativo

The reactive rock phosphates have been used as an alternative phosphorus (P) source for the irrigated rice culture in Rio Grande do Sul State. The extractor Mehlich-1 is used as the standard method for the assessment of the P availability. It can present satisfactory results when the fertilization of P in soil is carried out with a soluble source, but it can be inadequate for soils fertilized with rock phosphate, because of the possibility of dissolution of excessive reactive particles by this extractor. In order to evaluate the soil P availability in soils fertilized with rock phosphate, a greenhouse experiment on the campus of PUC, RS Uruguaiana in the period between September-October 2009 was carried out with four soils fertilized with four phosphate rates, where rice was cultivated for a 40 day period. The soil P availability was studied by the following extraction methods: anion exchange resin (AER), Mehlich-1 and Mehlich-3. The levels of available P extracted were assessed by different extractors after the incubation period. During the flooding, we analyzed the concentrations of Fe, Ca and P and the pH of the soil solution. After 40 days of flooding, the production of dry matter and P concentration were assessed in the plants shoots. The determination coefficients between the P accumulated by the plants and the content determined by the extraction methods were: 0.84 (ani

Os fosfatos naturais reativos têm sido utilizados como fonte alternativa de fósforo (P) à cultura de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. O extrator Mehlich-1 é o método oficial de avaliação na disponibilidade de P em solos adubados com fonte solúveis, mas pode ser inadequado para solos adubados com fosfatos naturais, devido à possibilidade de dissolução excessiva das partículas de fosfatos naturais reativos por este extrator. Desenvolveu-se um experimento em casa de vegetação no Campus da PUC, RS, em Uruguaiana, no período de novembro a dezembro de 2009, com o objetivo de avaliar a disponibilidade de P em solos adubados com fosfato natural reativo, extraído pelo método da resina de troca aniônica (RTA), Mehlich-1 e Mehlich-3. Os solos foram previamente incubados com quatro doses de P (0; 9,82; 19,65 e 39,30 mg kg-1 de P) e cultivados com arroz irrigado durante 40 dias. Foram determinados os teores de P disponível extraído pelos diferentes extratores após o período de incubação. Durante o alagamento, foram analisados as concentrações de Fe, P e Ca e o pH na solução do solo. Após 40 dias de alagamento, foi avaliada a produção de matéria seca e a concentração de P na parte aérea das plantas. Os coeficientes de determinação (r2) obtidos entre P acumulado pelas plantas de arroz e o P extraído foram: 0,84 para a Resina de troca iônica (RTA); 0,58 para o Mehlich-1 e 0,61 pa

Métodos de extração e disponibilidade de fósforo para a soja em solos do Paraná / Extraction methods and availability of phosphorus for soybean in soils from Paraná State, Brazil

Nos estudos de avaliação de metodologias de análise de solo, o fósforo (P) tem sido o elemento mais estudado, em decorrência da complexidade da dinâmica do elemento no solo. No entanto, estes estudos são escassos para as condições de solos paranaenses. O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficiência dos extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e resina de troca iônica na avaliação do P disponível para plantas de soja (Glycine max) em solos do Estado do Paraná. Amostras de doze solos coletadas da camada de 0-20 cm de profundidade foram cultivadas com plantas de soja por um período de 42 dias, em casa de vegetação. A capacidade de extração de P dos solos seguiu a seguinte ordem decrescente da quantidade média de P extraído: Mehlich-3 > resina > Mehlich-1. Os coeficientes de correlação entre o teor de P extraído pelo Mehlich-1, Mehlich-3 e resina e as quantidades de P acumulada nas plantas foram, respectivamente, de 0,86, 0,90 e 0,93. Os extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e resina de troca iônica apresentaram eficiência semelhante na avaliação da disponibilidade de P às plantas e, em condições de fertilidade natural e em solos que não receberam aplicação de fosfatos naturais poucos reativos, podem ser utilizados para quantificar os teores de P em solos do Estado do Paraná.

In studies on the evaluation of methodologies for the analysis of soil, phosphorus (P) has been the single most studied aspect, due to the complexity of this dynamic element in soil. However, these studies have been limited regarding soil conditions in Paraná. The present study aimed to evaluate the efficiency of the Mehlich-1, Mehlich-3 and ion exchange resin methods in the evaluation of available P for soybean (Glycine max) in the soils of Paraná State. Twelve soil samples collected from the upper 0-20 cm were planted with soybean for a period of 42 days in the greenhouse. The ability to extract soil P followed the order of decreasing average amount of extracted P: Mehlich-3 > resin > Mehlich-1. The correlation coefficients between the content of P extracted by Mehlich-1, Mehlich-3 and resin and the amount of P accumulated in the plants were 0.86, 0.90 and 0.93, respectively. Mehlich-1, Mehlich-3 and resin showed similar efficiency in the evaluation of P availability to plants and, under conditions of natural fertility and in soils that had received no application of poorly natural reactive phosphates, can be used to quantify the concentrations of P in the soils of Paraná State.

Phosphorus extractors for irrigated rice on soils under reactive phosphate fertilization / Extratores de fósforo para o arroz irrigado em solos adubados com fosfato natural reativo

The reactive rock phosphates have been used as an alternative phosphorus (P) source for the irrigated rice culture in Rio Grande do Sul State. The extractor Mehlich-1 is used as the standard method for the assessment of the P availability. It can present satisfactory results when the fertilization of P in soil is carried out with a soluble source, but it can be inadequate for soils fertilized with rock phosphate, because of the possibility of dissolution of excessive reactive particles by this extractor. In order to evaluate the soil P availability in soils fertilized with rock phosphate, a greenhouse experiment on the campus of PUC, RS Uruguaiana in the period between September-October 2009 was carried out with four soils fertilized with four phosphate rates, where rice was cultivated for a 40 day period. The soil P availability was studied by the following extraction methods: anion exchange resin (AER), Mehlich-1 and Mehlich-3. The levels of available P extracted were assessed by different extractors after the incubation period. During the flooding, we analyzed the concentrations of Fe, Ca and P and the pH of the soil solution. After 40 days of flooding, the production of dry matter and P concentration were assessed in the plants shoots. The determination coefficients between the P accumulated by the plants and the content determined by the extraction methods were: 0.84 (ani

Os fosfatos naturais reativos têm sido utilizados como fonte alternativa de fósforo (P) à cultura de arroz irrigado no estado do Rio Grande do Sul. O extrator Mehlich-1 é o método oficial de avaliação na disponibilidade de P em solos adubados com fonte solúveis, mas pode ser inadequado para solos adubados com fosfatos naturais, devido à possibilidade de dissolução excessiva das partículas de fosfatos naturais reativos por este extrator. Desenvolveu-se um experimento em casa de vegetação no Campus da PUC, RS, em Uruguaiana, no período de novembro a dezembro de 2009, com o objetivo de avaliar a disponibilidade de P em solos adubados com fosfato natural reativo, extraído pelo método da resina de troca aniônica (RTA), Mehlich-1 e Mehlich-3. Os solos foram previamente incubados com quatro doses de P (0; 9,82; 19,65 e 39,30 mg kg-1 de P) e cultivados com arroz irrigado durante 40 dias. Foram determinados os teores de P disponível extraído pelos diferentes extratores após o período de incubação. Durante o alagamento, foram analisados as concentrações de Fe, P e Ca e o pH na solução do solo. Após 40 dias de alagamento, foi avaliada a produção de matéria seca e a concentração de P na parte aérea das plantas. Os coeficientes de determinação (r2) obtidos entre P acumulado pelas plantas de arroz e o P extraído foram: 0,84 para a Resina de troca iônica (RTA); 0,58 para o Mehlich-1 e 0,61 pa

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.

Extração de cobre e de zinco por soluções multielementares em solos do sul do Brasil

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.

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.

Extração de cobre e de zinco por soluções multielementares em solos do sul do Brasil

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.

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.

Extração de cobre e de zinco por soluções multielementares em solos do sul do Brasil

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.

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 and zinc quantification in contaminated soil as evaluated by chemical extractants

Trace elements are potentially toxic to the environment. Their toxicity in soils relies on their type of chemical associations. Hence it is important to determine the chemical form they occur in the soils in order to assess their quantities. The objective the present work was to evaluate the possibility of using the concentrations of Cu and Zn in different soil fractions and the total concentration as predictors of their quantification by comparing the classical extractants DTPA, Mehlich-1 and HCl. Comparisons were made also with the concentrations of absorbed by rice and soybean in contaminated soil. Seven soil samples with a different degree of contamination were studied using a randomized experimental design, with four replicates. By using an ICP-OES we analyzed the concentrations of Cu and Zn in the diagnostic leafs, at the end of the cycle (LCE) and several of its content in the soil: available extracted with the DTPA, Mehlich-1 and HCl extractants, soluble+exchangeable contents, bound to organic matter, to oxides and the total content. For both, soybean and rice, the concentrations of Cu and Zn extracted from the sequential extraction was found to be correlated with the concentration in LCE. For soybean, Zn concentration extracted with DTPA was correlated with the total concentration, while Cu concentration extracted with three extractors, DTPA, Mehlich-1 and HCl, correlated with the total concentration, probably due to the high concentration of Cu and Zn in this soil. For rice, both Cu and Zn concentration as extracted by the three extracting solutions correlated with the concentration of all the fractions and with the total concentration.

Os elementos traços são potencialmente tóxicos para o meio ambiente. Estas toxicidades dependem de suas associações químicas. Por isso a determinação da forma química destes elementos no solo é importante para quantificá-lo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de se utilizar teores de Cu e Zn nas diferentes frações do solo para prognosticar suas disponibilidades. Para isso, compararam-se as mesmas com soluções extratoras clássicas, como DTPA, Mehlich-1 e HCl, e com teores absorvidos por plantas de arroz e soja em materiais de solos contaminados. Foram estudadas sete amostras de solos com diferentes graus de contaminação empregando delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Utilizando a técnica de ICP-OES, foram avaliados teores de Cu e Zn em folha diagnóstico e folha em final de ciclo (LCE) e no solo: teores disponíveis utilizando as soluções extratoras DTPA, Mehlich-1 e HCl, teores nas frações de solo solúvel+trocável, ligados à matéria orgânica e ligados a óxidos e o teor total. Para a soja e arroz, os teores de Cu e Zn extraídos do fracionamento correlacionaram significativamente com os teores obtidos na LCE. Para a soja, os teores de Zn extraídos com DTPA apresentaram alta correlação com os teores totais, enquanto que os teores de Cu extraídos pelos três extratores, DTPA, Mehlich-1 e HCl, correlacionaram com o teor total, provavelmente devido aos altos teores de Cu e Zn neste solo. Para o arroz, os teores de Cu e Zn extraídos pelas três soluções correlacionaram com teores em todas as frações e com o teor total.

Copper and zinc quantification in contaminated soil as evaluated by chemical extractants

Trace elements are potentially toxic to the environment. Their toxicity in soils relies on their type of chemical associations. Hence it is important to determine the chemical form they occur in the soils in order to assess their quantities. The objective the present work was to evaluate the possibility of using the concentrations of Cu and Zn in different soil fractions and the total concentration as predictors of their quantification by comparing the classical extractants DTPA, Mehlich-1 and HCl. Comparisons were made also with the concentrations of absorbed by rice and soybean in contaminated soil. Seven soil samples with a different degree of contamination were studied using a randomized experimental design, with four replicates. By using an ICP-OES we analyzed the concentrations of Cu and Zn in the diagnostic leafs, at the end of the cycle (LCE) and several of its content in the soil: available extracted with the DTPA, Mehlich-1 and HCl extractants, soluble+exchangeable contents, bound to organic matter, to oxides and the total content. For both, soybean and rice, the concentrations of Cu and Zn extracted from the sequential extraction was found to be correlated with the concentration in LCE. For soybean, Zn concentration extracted with DTPA was correlated with the total concentration, while Cu concentration extracted with three extractors, DTPA, Mehlich-1 and HCl, correlated with the total concentration, probably due to the high concentration of Cu and Zn in this soil. For rice, both Cu and Zn concentration as extracted by the three extracting solutions correlated with the concentration of all the fractions and with the total concentration.

Os elementos traços são potencialmente tóxicos para o meio ambiente. Estas toxicidades dependem de suas associações químicas. Por isso a determinação da forma química destes elementos no solo é importante para quantificá-lo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de se utilizar teores de Cu e Zn nas diferentes frações do solo para prognosticar suas disponibilidades. Para isso, compararam-se as mesmas com soluções extratoras clássicas, como DTPA, Mehlich-1 e HCl, e com teores absorvidos por plantas de arroz e soja em materiais de solos contaminados. Foram estudadas sete amostras de solos com diferentes graus de contaminação empregando delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. Utilizando a técnica de ICP-OES, foram avaliados teores de Cu e Zn em folha diagnóstico e folha em final de ciclo (LCE) e no solo: teores disponíveis utilizando as soluções extratoras DTPA, Mehlich-1 e HCl, teores nas frações de solo solúvel+trocável, ligados à matéria orgânica e ligados a óxidos e o teor total. Para a soja e arroz, os teores de Cu e Zn extraídos do fracionamento correlacionaram significativamente com os teores obtidos na LCE. Para a soja, os teores de Zn extraídos com DTPA apresentaram alta correlação com os teores totais, enquanto que os teores de Cu extraídos pelos três extratores, DTPA, Mehlich-1 e HCl, correlacionaram com o teor total, provavelmente devido aos altos teores de Cu e Zn neste solo. Para o arroz, os teores de Cu e Zn extraídos pelas três soluções correlacionaram com teores em todas as frações e com o teor total.

Heavy metals in a degraded soil treated with sludge from water treatment plant

The application of water treatment sludge (WTS) to degraded soil is an alternative for both residue disposal and degraded soil reclaim. This study evaluated effects of the application of water treatment sludge to a Typic Hapludox soil degraded by tin mining in the National Forest of Jamari, State of Rondonia, Brazil, on the content of heavy metals. A completely randomized experimental design with five treatments was used: control (n = 4); chemical control, which received only liming (n = 4); and rates D100, D150 and D200, which corresponded to 100, 150 and 200 mg of N-sludge kg-1 soil (n = 20), respectively. Thirty days after liming, period in which soil moisture was kept at 70% of the retention capacity, soil samples were taken and analyzed for total and extractable Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni, and Cr. The application of WTS increased heavy-metal contents in the degraded soil. Although heavy metals were below their respective critical limits, sludge application onto degraded areas may cause hazardous environmental impact and thus must be monitored.

A aplicação do lodo de estação de tratamento de água (LETA) em solos degradados é uma alternativa tanto para disposição desse resíduo como para a recuperação do solo. Neste trabalho avaliaram-se os efeitos do LETA nos teores de metais pesados em um Latossolo degradado por mineração de cassiterita na Floresta Nacional do Jamari, RO, Brasil. Utilizou-se delineamento experimental inteiramente casualizado com cinco tratamentos: testemunha (n = 4); testemunha química, que recebeu apenas calagem (n = 4) e doses D100, D150 e D200 (respectivamente 100, 150 e 200 mg de N kg-1 solo na forma de LETA), aplicadas antes da calagem (n = 20). Após 30 dias da calagem, período em que o solo contido nos vasos foi mantido com teor de umidade próximo à capacidade de retenção, coletaram-se amostras de solo, que foram analisadas com relação aos teores totais e extraíveis de Fe, Cu, Mn, Zn, Cd, Pb, Ni e Cr. A aplicação de LETA aumentou os teores dos metais pesados do solo. A aplicação deste tipo de lodo em áreas degradadas pode causar impacto ambiental e, portanto, deve ser monitorada.

Heavy metals in Oxisols amended with biosolids and cropped with maize in a long-term experiment

Biosolids comprise organic matter and plant nutrients, but are also a source of heavy metals hazardous to soils, plants and humans. The aim of this work was to evaluate accumulation, movement in the soil profile and availability to maize plants of heavy metals in two oxisols amended with biosolids for five years. The experiment was carried out in Jaboticabal, SP, Brazil, under field conditions, using a split-plot design. Biosolids were added to the soils at four different rates, 0.0 (control with mineral fertilization), 2.5; 5.0 and 10.0 t ha-1, dry weight basis, annualy for three years. In the fourth and fifth years, the 2.5 t ha-1 treatment rate was increased to 20.0 t ha-1. In the fifth year, soil samples were collected at 0-20 and 20-40 cm depths and analyzed for Cu, Ni, Mn, Pb and Zn total and extractable (Mehlich 1) contents. Biosolids increased the concentration of Ni and Zn in the Typic Eutrorthox, and of Ni, Pb, Zn and Cu in the Typic Haplorthox, but values did not exceed critical limits established by legislation. The elements generally accumulated in the 0-20 cm depth. Lead and Ni concentrations in grains were below detection limits. In general, heavy metals contents in maize plants were not affected by application of biosolids. Mehlich 1 extractant was not efficient in predicting the availability of Ni, Mn, and Pb to maize plants.

O biossólido contém em sua composição matéria orgânica e nutrientes das plantas, mas também metais pesados danosos para solos, plantas e a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de metais pesados e sua mobilidade no perfil do solo, assim como a disponibilidade para plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) tratados com doses crescentes de biossólido durante cinco anos. O experimento foi conduzido em Jaboticabal, SP, Brasil, em condições de campo, utilizando-se delineamento de parcelas subdivididas com cinco repetições. Foram testadas quatro doses de biossólido: 0,0; 2,5; 5,0 e 10,0 t ha-1 (base seca) nos três primeiros anos. A partir do quarto ano a dose 2,5 foi substituída por 20,0 t ha-1. No quinto ano de experimentação amostras de solo foram obtidas nas profundidades 0-20 e 20-40 cm e analisadas para totais e extraíveis (Mehlich 1) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. O biossólido aumentou os teores de Ni e Zn no LVef e Ni, Pb, Zn e Cu no LVd, mas os valores não ultrapassaram os níveis críticos legais. Os elementos geralmente acumularam-se na profundidade 0-20 cm em ambos os solos. Os teores de Pb e Ni nos grãos ficaram abaixo do limite de detecção da metodologia empregada. As concentrações de metais pesados na planta geralmente não foram afetados pela adição de biossólido. O extrator Mehlich 1 não foi eficiente para avaliar a disponibilidade de Ni, Mn e Pb para planta de milho.

Heavy metals in Oxisols amended with biosolids and cropped with maize in a long-term experiment

Biosolids comprise organic matter and plant nutrients, but are also a source of heavy metals hazardous to soils, plants and humans. The aim of this work was to evaluate accumulation, movement in the soil profile and availability to maize plants of heavy metals in two oxisols amended with biosolids for five years. The experiment was carried out in Jaboticabal, SP, Brazil, under field conditions, using a split-plot design. Biosolids were added to the soils at four different rates, 0.0 (control with mineral fertilization), 2.5; 5.0 and 10.0 t ha-1, dry weight basis, annualy for three years. In the fourth and fifth years, the 2.5 t ha-1 treatment rate was increased to 20.0 t ha-1. In the fifth year, soil samples were collected at 0-20 and 20-40 cm depths and analyzed for Cu, Ni, Mn, Pb and Zn total and extractable (Mehlich 1) contents. Biosolids increased the concentration of Ni and Zn in the Typic Eutrorthox, and of Ni, Pb, Zn and Cu in the Typic Haplorthox, but values did not exceed critical limits established by legislation. The elements generally accumulated in the 0-20 cm depth. Lead and Ni concentrations in grains were below detection limits. In general, heavy metals contents in maize plants were not affected by application of biosolids. Mehlich 1 extractant was not efficient in predicting the availability of Ni, Mn, and Pb to maize plants.

O biossólido contém em sua composição matéria orgânica e nutrientes das plantas, mas também metais pesados danosos para solos, plantas e a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi avaliar o acúmulo de metais pesados e sua mobilidade no perfil do solo, assim como a disponibilidade para plantas de milho cultivadas em Latossolo Vermelho distrófico (LVd) e Latossolo Vermelho eutroférrico (LVef) tratados com doses crescentes de biossólido durante cinco anos. O experimento foi conduzido em Jaboticabal, SP, Brasil, em condições de campo, utilizando-se delineamento de parcelas subdivididas com cinco repetições. Foram testadas quatro doses de biossólido: 0,0; 2,5; 5,0 e 10,0 t ha-1 (base seca) nos três primeiros anos. A partir do quarto ano a dose 2,5 foi substituída por 20,0 t ha-1. No quinto ano de experimentação amostras de solo foram obtidas nas profundidades 0-20 e 20-40 cm e analisadas para totais e extraíveis (Mehlich 1) de Cu, Mn, Ni, Pb e Zn. O biossólido aumentou os teores de Ni e Zn no LVef e Ni, Pb, Zn e Cu no LVd, mas os valores não ultrapassaram os níveis críticos legais. Os elementos geralmente acumularam-se na profundidade 0-20 cm em ambos os solos. Os teores de Pb e Ni nos grãos ficaram abaixo do limite de detecção da metodologia empregada. As concentrações de metais pesados na planta geralmente não foram afetados pela adição de biossólido. O extrator Mehlich 1 não foi eficiente para avaliar a disponibilidade de Ni, Mn e Pb para planta de milho.