Open-access Fitodisponibilidade e teores de metais pesados em um latossolo amarelo distrófico e em plantas de cana-de-açúcar adubadas com composto de lixo urbano

Phytoavailability and heavy metal content in a typic hapludox and in sugarcane plants fertilized with urban waste compost

Resumos

A presença de metais pesados em compostos de lixo urbano é um dos principais motivos da insegurança de sua utilização agronômica. Desta forma, foram avaliados os efeitos da aplicação sucessiva do composto de lixo sobre os teores de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn em um Latossolo Amarelo distrófico, em plantas de cana-de-açúcar, e a fitodisponibilidade desses metais medida pelos extratores DTPA, HCl 0,1 mol L-1 e Mehlich-3. Experimento de campo foi realizado nos anos agrícolas 1996/97 e 1997/98, sendo o composto aplicado nas doses de 0, 20, 40 e 60 Mg ha-1 e de 0, 24, 48 e 72 Mg ha-1, respectivamente. A aplicação consecutiva do composto aumentou os teores totais de Cu do solo que variaram, em relação à testemunha, de 12 a 25 %, no primeiro ano agrícola, e de 27 a 88 %, no segundo ano agrícola. Para Zn, esses valores variaram de 12 a 72 % e de 72 a 156 %, no primeiro e no segundo ano, respectivamente, e de Cr de 12 a 25 %, no segundo ano. Os teores totais de Cd, Ni e Pb, no solo, e de Cd, Cr, Ni e Pb, nas folhas, colmos e caldo das plantas, mantiveram-se abaixo do limite de determinação. Os teores de Cu e Zn nas amostras de plantas não aumentaram. Os extratores químicos praticamente não diferiram entre si e apresentaram capacidades restritas para a avaliação da fitodisponibilidade dos metais pesados decorrente das baixas concentrações nas amostras de solo e planta.

adubação orgânica; extrator químico; DTPA; Mehlich-3


Heavy metal components in solid urban waste composts have been one of the main causes of concern in relation to its use on agricultural soils. On this background, a field experiment was carried out to study the effects of successive compost application on Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn contents in a Typic Hapludox, in sugarcane plants, as well as on the phytoavailability of these metals as assessed by chemical extractors (DTPA, 0,1 mol L-1 HCl and Mehlich-3). The compost was applied at rates of 0, 20, 40 and 60 Mg ha-1 in 1996/97, and of 0, 24, 48 and 72 Mg ha-1 in 1997/98. The total Cu contents increased, compared with the control soil, and varied between 12 and 25 % in the first and 27 and 88 % in the second year of cropping. For Zn, these values varied from 12 to 72 % and from 72 to 156 % in the first and second years, respectively, while Cr varied from 12 to 25 % in the second year. Cd, Ni, and Pb concentrations in the soil, and Cd, Cr, Ni and Pb in sugarcane leaves, stalks and juice were also below the determination limit. Cu and Zn contents in plant samples were not affected by the compost application. The chemical extractors did not differ among each other and were not able to assess, properly, metal phytoavailability for sugarcane, properly, due to the low concentrations in soil and plant samples.

organic fertilization; chemical extractor; DTPA; Mehlich-3


SEÇÃO IX - POLUIÇÃO DO SOLO E QUALIDADE AMBIENTAL

Fitodisponibilidade e teores de metais pesados em um latossolo amarelo distrófico e em plantas de cana-de-açúcar adubadas com composto de lixo urbano(1)

Phytoavailability and heavy metal content in a typic hapludox and in sugarcane plants fertilized with urban waste compost

F. C. OliveiraI; M. E. MattiazzoII; C. R. MarcianoIII; C. H. Abreu JuniorIV

IEngenheiro-Agrônomo, Doutor, Biossolo Agricultura & Ambiente S.C. Ltda. Rua Edú Chaves 822, CEP 13416-020 Piracicaba (SP). E-mail: fernando@biossolidos.com.br

IIProfessora Associada do Departamento de Ciências Exatas, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP. Caixa Postal 09, CEP 13418-900 Piracicaba (SP). E-mail: mmatiazo@carpa.ciagri.usp.br

IIIProfessor Adjunto, Centro de Ciências e Tecnologia Agropecuária, Universidade Estadual do Norte Fluminense - UENF. Av. Alberto Lamego 2000, Horto, CEP 28015-620 Campos dos Goytacazes (RJ). E-mail: crmarcia@bol.com.br

IVProfessor Doutor do Laboratório de Nutrição Mineral de Plantas, Universidade de São Paulo - CENA/USP. Caixa Postal 96, CEP 13400-970 Piracicaba (SP). E-mail: cahabreu@cena.usp.br

RESUMO

A presença de metais pesados em compostos de lixo urbano é um dos principais motivos da insegurança de sua utilização agronômica. Desta forma, foram avaliados os efeitos da aplicação sucessiva do composto de lixo sobre os teores de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn em um Latossolo Amarelo distrófico, em plantas de cana-de-açúcar, e a fitodisponibilidade desses metais medida pelos extratores DTPA, HCl 0,1 mol L-1 e Mehlich-3. Experimento de campo foi realizado nos anos agrícolas 1996/97 e 1997/98, sendo o composto aplicado nas doses de 0, 20, 40 e 60 Mg ha-1 e de 0, 24, 48 e 72 Mg ha-1, respectivamente. A aplicação consecutiva do composto aumentou os teores totais de Cu do solo que variaram, em relação à testemunha, de 12 a 25 %, no primeiro ano agrícola, e de 27 a 88 %, no segundo ano agrícola. Para Zn, esses valores variaram de 12 a 72 % e de 72 a 156 %, no primeiro e no segundo ano, respectivamente, e de Cr de 12 a 25 %, no segundo ano. Os teores totais de Cd, Ni e Pb, no solo, e de Cd, Cr, Ni e Pb, nas folhas, colmos e caldo das plantas, mantiveram-se abaixo do limite de determinação. Os teores de Cu e Zn nas amostras de plantas não aumentaram. Os extratores químicos praticamente não diferiram entre si e apresentaram capacidades restritas para a avaliação da fitodisponibilidade dos metais pesados decorrente das baixas concentrações nas amostras de solo e planta.

Termos de indexação: adubação orgânica, extrator químico, DTPA, Mehlich-3.

SUMMARY

Heavy metal components in solid urban waste composts have been one of the main causes of concern in relation to its use on agricultural soils. On this background, a field experiment was carried out to study the effects of successive compost application on Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, and Zn contents in a Typic Hapludox, in sugarcane plants, as well as on the phytoavailability of these metals as assessed by chemical extractors (DTPA, 0,1 mol L-1 HCl and Mehlich-3). The compost was applied at rates of 0, 20, 40 and 60 Mg ha-1 in 1996/97, and of 0, 24, 48 and 72 Mg ha-1 in 1997/98. The total Cu contents increased, compared with the control soil, and varied between 12 and 25 % in the first and 27 and 88 % in the second year of cropping. For Zn, these values varied from 12 to 72 % and from 72 to 156 % in the first and second years, respectively, while Cr varied from 12 to 25 % in the second year. Cd, Ni, and Pb concentrations in the soil, and Cd, Cr, Ni and Pb in sugarcane leaves, stalks and juice were also below the determination limit. Cu and Zn contents in plant samples were not affected by the compost application. The chemical extractors did not differ among each other and were not able to assess, properly, metal phytoavailability for sugarcane, properly, due to the low concentrations in soil and plant samples.

Index terms: organic fertilization, chemical extractor, DTPA, Mehlich-3.

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text available only in PDF format.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em agosto de 2000

Aprovado em março de 2002

Referências bibliográficas

  • ABREU JUNIOR, C.H. Propriedades químicas e disponibilidade de nutrientes e de metais em diferentes solos adubados com composto de resíduo urbano. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", 1999. 159p. (Tese de Doutorado)
  • ADRIANO, D.C. Trace elements in the terrestrial environment. New York, Springer-Verlag, 1986. 533p.
  • ALVES, W.L.; MELO, W.J. & FERREIRA, M.E. Efeito do composto de lixo urbano em um solo arenoso e em plantas de sorgo. R. Bras. Ci. Solo, 23:729-736, 1999.
  • BARBARICK, K.A.; IPPOLITO, J.A. & WESTFALL, D.G. Biosolids effect on phosphorus, copper, zinc, nickel, and molybdenum concentrations in dryland wheat. J. Environ. Qual., 24:608-611, 1995.
  • CHANEY, R.L. & RYAN, A.J. Toxic metals and toxic organic pollutants in MSW-composts: Research results on phyto-availability, bioavailability, fate, etc. In: HOITINK, H.A. & KEENER, H.M., eds. Science and engineering of composting: design, environmental, microbiological and utilization aspects. Washington, Renaissance Publications, 1993. p.451-506.
  • CLEMENTS, H.F. Sugarcane crop logging and crop control: principles and practices. Hawaii, University Press of Hawaii, 1980. 520p.
  • COREY, R.B.; KING, L.D.; LUE-HING, C.; FANNING, D.S.; STREET, J.J. & WALKER, J.M. Effects of sludge properties on accumulation of trace elements by crops. In: PAGE, A.L.; LOGAN, T.J. & RYAN, J.A., eds. Land application of sludge - food chain implications. Chelsea, Lewis Publishers, 1987. p.25-51.
  • CRAVO, M.S. Composto de lixo urbano como fonte de nutrientes e metais pesados para alface. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", 1995. 148p. (Tese de Doutorado)
  • EATON, A.D.; CLESCERI, L.S. & GRENNBERG, A.E. Standard methods for the examination of water and wastewater. 19 ed. Washington, American Public Health Association/American Water Works Association/Water Environment Federation, 1995. 1082p.
  • HALL, J.E. Standardizing and the management of biosolids the international experience. In: SEMINÁRIO SOBRE GERENCIAMENTO DE BIOSSÓLIDOS DO MERCOSUL. 1., Curitiba, 1998. Anais. Curitiba, Companhia de Saneamento do Paraná/Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental, 1998. p.113-122.
  • LINDSAY, W.L. & NORVELL, W.A. Development of a DTPA test for zinc, iron, manganese and copper. Soil Sci. Soc. Am. J., 42:421-428, 1978.
  • LOGAN, T.J. & CHANEY, R.L. Nonlinear rate response and relative crop uptake of sludge cadmium for land application of sludge risk assessment. In: INTERNATIONAL CONFERENCE HEAVY METALS IN THE ENVIRONMENT, 6., Edinburgh, 1987. Procedings. Edinburger, 1987. p.387-388.
  • LOGAN, T.J.; LINDSAY, B.J.; GOINS, L.E. & RYAN, J.A. Field assessment of sludge metal bioavailability to crops: sludge rate response. J. Environ. Qual., 26:534-550, 1997.
  • McBRIDE, M.B. Toxic metal accumulation from agricultural use of sludge: are USEPA regulations protective? J. Environ. Qual., 24:5-18, 1995.
  • MEHLICH, A. Mehlich-3 soil test extractant: a modification of Mehlich-2 extractant. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 15:1409-1416, 1984.
  • MULCHI, C.L.; ADAMU, C.A.; BELL, P.F. & CHANEY, R.L. Residual heavy metal concentrations in sludge-amended coastal plain soils - I. Comparison of extractants. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 22:919-941, 1991.
  • NIEUWENHUIZE, J.; POLEY-VOS, C.H.; van den. AKKER, A.H. & van DELFT, W. Comparison of microwave and conventional extraction techniques for the determination of metals in soil, sediment and sludge samples by atomic spectrometry. Analyst, 116:347-351, 1991.
  • OLIVEIRA, F.C. Disposição de lodo de esgoto e composto de lixo urbano num Latossolo Vermelho-Amarelo cultivado com cana-de-açúcar. Piracicaba, Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", 2000. 247p. (Tese de Doutorado)
  • OLIVEIRA, F.C. & MATTIAZZO, M.E. Metais pesados em latossolo tratado com lodo de esgoto e em plantas de cana-de-açúcar. Sci. Agric., 58:581-593, 2001.
  • ORLANDO FILHO, J.; ZAMBELLO JUNIOR, E. & HAAG, H.P. Influência do solo na absorção de cobre pela cana-de-açúcar, variedade CB 41-76 em função da idade. In: CONGRESSO NACIONAL DA SOCIEDADE DE TÉCNICOS AÇUCAREIROS DO BRASIL, 1., Maceió, 1979. Anais. Maceió, Sociedade de Técnicos Açucareiros do Brasil, 1980a.
  • ORLANDO FILHO, J.; ZAMBELLO JUNIOR, E. & HAAG, H.P. Absorção e remoção de zinco pela cana-de-açúcar, variedade CB 41-76, em três solos no estado de São Paulo. Brasil Açuc., 96:21-30, 1980b.
  • REED, S.T. & MARTENS, D.C. Copper and zinc. In: SPARKS, D.L., ed. Methods of soil analysis: chemical methods. Part 3. Madison, American Society of America, 1996. p.703-722.
  • ROCA, J. & POMARES, F. Prediction of available heavy metals by six chemical extractants in a sewage sludge-amended soil. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 22:2129-2136, 1991.
  • SOBRAL, F.A. & WEBER, H. Nutrição mineral da cana-de-açúcar (micronutrientes). In: ORLANDO FILHO, J., ed. Nutrição e adubação da cana-de-açúcar no Brasil. Piracicaba, Planalsucar, 1983. p.103-122.
  • SPIRONELLO, A.; RAIJ, B.van.; PENATTI, C.P.; CANTARELLA, H.; MORELLI, J.L.; ORLANDO FILHO, J.; LANDELL, M.G.A. & ROSSETO, R. Cana-de-açúcar. In: RAIJ, B.van.; CANTARELLA, H.; QUAGGIO, J.A. & FURLANI, A.M.C., eds. Recomendações de adubação e calagem para o estado de São Paulo. Campinas, Instituto Agronômico de Campinas, 1996. p.237-239.
  • TRINDADE, A.V.; VILDOSO, C.I.A.; MUCHOVEJ, R.M.C. & COSTA, L.M. Interação de composto de lixo urbano e fungos micorrízicos na nutrição e crescimento do milho. R. Bras. Ci. Solo, 20:199-208, 1996.
  • UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY - USEPA. Title 40 CFR - Part 503. Final rules: Standards for the use or disposal of sewage sludge. Federal Reg., 58:9387-9415, 1993.
  • XIN, T.H.; TRAINA, S.J. & LOGAN, T.J. Chemical properties of municipal solid waste compost. J. Environ. Qual., 21:318-329, 1992.
  • (1
    ) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor, apresentada ao Curso de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP. Financiado pela FAPESP.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      30 Set 2014
    • Data do Fascículo
      Set 2002

    Histórico

    • Recebido
      Ago 2000
    • Aceito
      Mar 2002
    location_on
    Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, Departamento de Solos - Edifício Silvio Brandão, s/n, Caixa Postal 231 - Campus da UFV, CEP 36570-900 - Viçosa-MG, Tel.: (31) 3612-4542 - Viçosa - MG - Brazil
    E-mail: sbcs@sbcs.org.br
    rss_feed Stay informed of issues for this journal through your RSS reader
    Acessibilidade / Reportar erro