Propriedades físicas e químicas de solos incubados com resíduo alcalino da indústria de celulose

Albuquerque, J. A.; Argenton, J.; Fontana, E. C.; Costa, F. S.; Rech, T. D.

doi:10.1590/S0100-06832002000400024

Resumos

A indústria de celulose e papel descarta toneladas de resíduos com composição química variada. Certos resíduos estão sendo utilizados por produtores rurais para correção da acidez do solo, pois apresentam hidróxido em sua composição. Contudo, nenhum critério é adotado para quantificar a dose a ser utilizada, bem como para sua reaplicação, o que pode acarretar problemas de dispersão da argila, redução da estabilidade dos agregados e desbalanço de nutrientes, comprometendo, dessa forma, propriedades físicas e químicas dos solos. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físicas e químicas de dois solos incubados com resíduo alcalino (dregs) da indústria de celulose. Foram utilizadas amostras da camada superficial de um Latossolo Bruno distrófico e de um Cambissolo Húmico alumínico incubadas com doses de resíduo alcalino equivalentes a 0, 12, 25, 35 e 50 % de carbonato de cálcio necessário para elevar o pH da camada de 0-20 cm para 6,0. Foram analisados: a estabilidade de agregados, argila dispersa em água, cátions trocáveis, pH e o ponto de efeito salino nulo (PESN). O resíduo alcalino reduziu o teor e a saturação por alumínio e aumentou o pH e os teores de cálcio, magnésio, potássio e sódio trocáveis. Aumentou o potencial elétrico negativo de ambos os solos, mas reduziu o grau de floculação da argila apenas do Cambissolo Húmico alumínico. Nesse solo, o grau de floculação foi negativamente relacionado com o potencial elétrico negativo (r = -0,93**). A redução do grau de floculação da argila se deve, provavelmente, à maior repulsão das partículas que apresentam carga variável com o pH. A estabilidade dos agregados não foi alterada pela adição do resíduo alcalino.

acidez do solo; estabilidade de agregados; floculação da argila

The cellulose and paper industry discards residues of varied chemical composition on a large scale. Some of these residues are being used by farmers for the adjustment of soil acidity, since they contain hydroxide. However, there are no recommendations on quantities or reapplications. Possible consequences are clay dispersion, reduction of the aggregate stability and the imbalance of nutrients, degrading the physical and chemical soil properties. This study evaluated the physical and chemical properties of two soils incubated with alkaline residues (dregs) from the cellulose industry. Soil samples from the surface layer of a Latossolo Bruno and a Cambissolo Húmico were incubated with alkaline residue rates that provided 0, 12, 25, 35 and 50 % of the necessary calcium carbonate to elevate the pH (in the 0-20 cm layer) to 6.0. The aggregate stability, clay dispersed in water, exchangeable cations, pH and point of zero salt effect (PZSE) were determined. The alkaline residue reduced aluminum and increased pH, calcium, magnesium, potassium, and sodium contents. It increased the negative electric surface potential of both soils, but reduced the clay flocculation rate only in the Cambissolo Húmico. In this soil, the flocculated clay was negatively related with the negative electric surface potential (r = -0.93**). The reduction of the clay flocculation rate was probably due to higher repulsive forces among soil particles that present variable-charges, according to the pH. The aggregate stability was not altered by the alkaline residue application.

soil acidity; aggregate stability; clay flocculation

SEÇÃO IX - POLUIÇÃO DO SOLO E QUALIDADE AMBIENTAL

J. A. Albuquerque^I; J. Argenton^II; E. C. Fontana^III; F. S. Costa^II ; T. D. Rech^IV

^IProfessor do Departamento de Solos da Faculdade de Agronomia da Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC. Caixa Postal 281, CEP 88520-000 Lages (SC). E-mail: a2ja@cav.udesc.br

^IIMestrando em Ciência do Solo, CAV-UDESC

^IIIAluno do Curso de Agronomia, CAV-UDESC

^IVPesquisador da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina - EPAGRI. Rua Emiliano Ramos 342, CEP 88502-215 Lages (SC). E-mail: tassio@epagri.rct-sc.br

RESUMO

A indústria de celulose e papel descarta toneladas de resíduos com composição química variada. Certos resíduos estão sendo utilizados por produtores rurais para correção da acidez do solo, pois apresentam hidróxido em sua composição. Contudo, nenhum critério é adotado para quantificar a dose a ser utilizada, bem como para sua reaplicação, o que pode acarretar problemas de dispersão da argila, redução da estabilidade dos agregados e desbalanço de nutrientes, comprometendo, dessa forma, propriedades físicas e químicas dos solos. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades físicas e químicas de dois solos incubados com resíduo alcalino (dregs) da indústria de celulose. Foram utilizadas amostras da camada superficial de um Latossolo Bruno distrófico e de um Cambissolo Húmico alumínico incubadas com doses de resíduo alcalino equivalentes a 0, 12, 25, 35 e 50 % de carbonato de cálcio necessário para elevar o pH da camada de 0-20 cm para 6,0. Foram analisados: a estabilidade de agregados, argila dispersa em água, cátions trocáveis, pH e o ponto de efeito salino nulo (PESN). O resíduo alcalino reduziu o teor e a saturação por alumínio e aumentou o pH e os teores de cálcio, magnésio, potássio e sódio trocáveis. Aumentou o potencial elétrico negativo de ambos os solos, mas reduziu o grau de floculação da argila apenas do Cambissolo Húmico alumínico. Nesse solo, o grau de floculação foi negativamente relacionado com o potencial elétrico negativo (r = -0,93**). A redução do grau de floculação da argila se deve, provavelmente, à maior repulsão das partículas que apresentam carga variável com o pH. A estabilidade dos agregados não foi alterada pela adição do resíduo alcalino.

Termos de indexação: acidez do solo, estabilidade de agregados, floculação da argila.

SUMMARY

The cellulose and paper industry discards residues of varied chemical composition on a large scale. Some of these residues are being used by farmers for the adjustment of soil acidity, since they contain hydroxide. However, there are no recommendations on quantities or reapplications. Possible consequences are clay dispersion, reduction of the aggregate stability and the imbalance of nutrients, degrading the physical and chemical soil properties. This study evaluated the physical and chemical properties of two soils incubated with alkaline residues (dregs) from the cellulose industry. Soil samples from the surface layer of a Latossolo Bruno and a Cambissolo Húmico were incubated with alkaline residue rates that provided 0, 12, 25, 35 and 50 % of the necessary calcium carbonate to elevate the pH (in the 0-20 cm layer) to 6.0. The aggregate stability, clay dispersed in water, exchangeable cations, pH and point of zero salt effect (PZSE) were determined. The alkaline residue reduced aluminum and increased pH, calcium, magnesium, potassium, and sodium contents. It increased the negative electric surface potential of both soils, but reduced the clay flocculation rate only in the Cambissolo Húmico. In this soil, the flocculated clay was negatively related with the negative electric surface potential (r = -0.93**). The reduction of the clay flocculation rate was probably due to higher repulsive forces among soil particles that present variable-charges, according to the pH. The aggregate stability was not altered by the alkaline residue application.

Index terms: soil acidity; aggregate stability, clay flocculation.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem o apoio recebido do CNPq, CAPES, EPAGRI, UDESC e indústria de papel e celulose KLABIN.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em junho de 2001

Aprovado em agosto de 2002

ALBUQUERQUE, J.A.; BAYER, C.; ERNANI, P.R. & FONTANA, E.C. Propriedades físicas e eletroquímicas de um Latossolo Bruno afetadas pela calagem. R. Bras. Ci. Solo, 24:295-300, 2000.
ALMEIDA, J.A.; KÄMPF, N. & ALMEIDA, R. Caracterização mineralógica de Cambissolos originados de rochas pelíticas nos patamares do alto rio Itajaí e no planalto de Lages. R. Bras. Ci. Solo, 21:181-190, 1997.
AGASSI, M.; SHAINBERG, I. & MORIN, J. Effect of electrolyte concentration and soil sodicity on infiltration rate and crust formation. Soil Sci. Soc. Am. J., 45:848-851, 1981.
BEN-HUR, M.; STERN, R.; van der MERWE, A.J. & SHAINBERG, I. Slope and gypsum effects on infiltration and erodibility of dispersive and nondispersive soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 56:1571-1576, 1992.
COMISSÃO DE FERTILIDADE DO SOLO - CFSRS/SC. Recomendações de adubação e calagem para os estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. 3.ed. Passo Fundo, 1995. 225p.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Classificação dos Solos. Manual de métodos de análise de solo. 2.ed. Rio de Janeiro, 1997. 212p.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Centro Nacional de Pesquisa de Solos. Sistema brasileiro de classificação de solos. Rio de Janeiro, 1999. 412p.
GEE, G.W. & BAUDER, J. W. Particle-size analysis. In: KLUTE, A., ed. Methods of soil analysis. Part 1, Madison, American Society of Agronomy, 1986. p.383-412. (Agronomy, Monograph, 9)
KEMPER, W.D. & CHEPIL, W.S. Size distribution of aggregation. In: BLACK, C.A., ed. Methods of soil analysis. Part 1, Madison, American Society of Agronomy, 1965. p.499-510. (Agronomy, Monograph, 9)
KEREN, R.; SHAINBERG, I. & KLEIN, E. Settling and flocculation value of sodium-montmorillonite particles in aqueous media. Soil Sci. Soc. Am. J., 52:76-80, 1988.
Mc BRIDE, M.B. Surface chemistry of soils minerals. In: DIXON, J.B. & WEED, S.B., eds. Minerals in soil environments. 2.ed. Madison, Soil Science Society of America, 1989. p.35-88.
McINTYRE, D., S. Permeability measurements of soil crusts formed by raindrop impact. Soil Sci. Soc. Am. J., 85:185-189, 1958.
MILLER, W.P. & BAHARUDDIN, M.K. Relationship of soil dispersibility to infiltration and erosion of southeastern soils. Soil Sci., 14:235-240, 1986.
MILLER, W.P.; FRENKEL, H. & NEWMAN, K.D. Flocculation concentration and sodium/calcium exchange of kaolinitic soil clays. Soil Sci. Soc. Am. J., 54:346-351, 1990.
MORELLI, M. & FERREIRA, E.B. Efeito do carbonato de cálcio e do fosfato diamônico em propriedades eletroquímicas e físicas de um Latossolo. R. Bras. Ci. Solo, 11:1-6, 1987.
NELSON, P.N.; BALDOCK, J.A. & OADES, J.M. Changes in dispersible clay content, organic carbon content, and electrolyte composition following incubation of sodic soil. Aust. J. Soil Res., 36:883-897, 1998.
RAIJ, B. van & PEECH, M. Electrochemical properties of some Oxisols and Alfisols of the tropics. Proc. Soil Sci. Soc. Am., 36:587-593, 1972.
REICHERT, J.M. & NORTON D., L. Fluidized bed bottom-ash effects on infiltration and erosion of swelling soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 58:1483-1488, 1994.
REICHERT, J.M. & NORTON, L.D. Surface seal micromorphology as affected by fluidized bed combustion bottom-ash. Soil Technol., 7:303-31, 1995.
REICHERT, J.M. & NORTON D., L. Fluidized bed combustion bottom-ash effects on infiltration and erosion of variable-charge soils. Soil Sci. Soc. Am. J., 60:275-282, 1996.
SHAINBERG, I. & SINGER, M.J. Drop impact energy-soil exchangeable sodium percentage interactions in seal formation. Soil Sci. Soc. Am. J., 52:1449-1452, 1988.
STEVENSON, F.J. Humus chemistry: genesis, composition, reactions. New York, John Willey, 1994. 496p.
SUMNER, M.E. The electrical double layer and clay dispersion. In: SUMNER, M.E. & STEWART, B.A., eds. Advances in soil science: Soil crusting: chemical and physical processes. Boca Raton, Lewis, 1992. 372p.
TEDESCO, M.J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C.A.; BOHNEN, H. & VOLKWEISS, S.J. Análise de solo, planta e outros materiais. Porto Alegre, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1995. 174p.
Van OLPHEN, H. An introduction to clay colloid chemistry. 2.ed. New York, John Willey, 1977. 318p.