Quality of a latosol-argisol system in the county of Lins/SP, Brazil

Este trabalho objetivou caracterizar um sistema de solos, evidenciando a propriedades que possam esclarecer sua dinâmica e contribuir para a definição de critérios que condicionem a aptidão destes solos como receptores de efluentes. Trata-se de uma área experimental de estudos, contígua à Estação de Tratamento de Esgoto do município de Lins (SP), onde o efluente é gerado a partir do tratamento de esgoto por sistema de lagoas de estabilização. Os solos, situados ao longo de uma vertente com ligeira inclinação, foram caracterizados por meio de análises, morfológica, granulométrica, química, mineralógica e micromorfológica, realizadas em amostras coletadas em cinco trincheiras em toposseqüência. Os solos são desenvolvidos a partir dos sedimentos arenosos da Formação Adamantina (Grupo Bauru) e constituem um sistema Latossolo - Argissolo onde a transição Bw - Bt ocorre lateralmente do topo para a base da vertente. Foram identificadas três fases pedogenéticas nesta associação de solos. A primeira, argiluviação e adensamento de partículas, responsável pela formação dos horizontes texturais, foi superposta pelos processos de latossolização e hidromorfismo, atuantes na dinâmica atual destes solos. Análises micromorfológicas mostraram tratar-se de solos com intensa porosidade, caracterizada pelo empilhamento dos grãos do esqueleto quartzoso amplamente predominante e pelo arranjo entre os microagregados granulares. A permeabilidade é ainda favorecida pela intensa ação da mesofauna. Os solos são distróficos e compostos por caulinita e óxidos de Fe na fração argilosa. Por constituírem um sistema frágil, a disposição de quaisquer tipos de resíduos nestes solos requer o monitoramento constante de suas propriedades, tanto para a manutenção, quanto para a recuperação da qualidade desta cobertura pedológica.The purpose of this study was the characterization of a soil system, focused on proprieties that can clarify the dynamics and contribute to the definition of criteria that determine the ability of these soils as recipients of effluents. An experimental study area was used, adjacent to the Sewage Treatment Station of the municipality of Lins (SP), where the sewage is treated in a system of stabilization ponds. The soil samples, taken from five trenches in a toposequence of a slight slope, were characterized in morphological, grain, chemical, mineralogical and micromorphological analyses. The soils had developed from the sandy sediment Adamantina (Group Bauru) and represent a Latosol - Argisol system where the transition Bw - Bt occurs laterally from the top to the bottom of the slope. Three pedogenetic phases were identified in this soil system. The first, clay illuviation and particle compaction, responsible for the formation of textural horizons, was overlayered by processes of latosolization and hydromorphism, which are currently active in these soils. Micromorphological analyses showed that the porosity of these soils is intense, characterized by the grain arrangement of the widely prevalent quartz skeleton and arrangement of the granular microaggregates. The permeability is still favored by the intense action of mesofauna. The soils are dystrophic and composed of kaolinite and iron oxides in the clay fraction. For being a fragile system, any type of waste disposal to the soil requires constant monitoring, both for quality maintenance and recovery of the pedological cover

Caracteristicas geoquímicas e mineralógicas dos estádios iniciais da alteração superficial das rochas ultrabásicas de Barro Alto (GO)

The studies of weathering of ultrabasic rocks are of great interest both from a geochemical point of view and related to the study of ore deposits. Geochemically, the low Al content leads us to consider these rocks as belonging to a specific sifemic series, whose composition is leaded by Si, Mg and Fe; surface weathering in this case is dominated by the dynamic properties of the pair Si-Mg instead of Si-Al. Here the purpose was to describe the main features of the initial stages of weathering of the serpentinized Barro Alto ultrabasic rocks, dominated by the properties of the original rocks. Following that line of reasoning residual phases of well drained and incipently developped profiles have been studied. Mineralogically, the saprolite in contact with the partially weathered rocks is heterogeneous. Olivine nuclei of the original rock have been completely removed and in their place we find either cavities or amorphous material. In due time this material may evolue with loss of silicon and goethite formation. Pyroxenes are almost completely weathered, giving rise to talc and releasing the iron which remains on the proflle forming either amorphous products or goethite. Quartz and chlorite, though not occurring in the serpentinized rock, are abundant in this horizon, and are possibly derived from the action of hypogenic solutions. In the higher horizons above the saprolite, chlorite slowly hegins its weathering process giving rise to intergraded chlorite-smectites, with a slight expansion. Antigorites from the serpentine groups became pratically absent, and talc remains as a stable surface product. Goethite becomes the main mineral in these horizons. Chromite and the other ore minerals are almost intouched by weathering and occur as residual concentrates of the higher horizons. Geochemically the profile evolues with iron (III) enrichment and concomitant loss of Si and most of the Mg, which is still, found . only in the higher levels as magnesian chlorites. A high Ni concentration is present throughout but never attains the structure of an autonomous mineral. It behaves, therefore, as a typical trace-element. Its occurence in the lowest weathering horizons is related to the amorphous compunds that are in the saprolite and capture Ni by adsortion and do not release it on account of the prevailing physico-chemical conditions.As rochas ultrabásicas apresentam grande interesse no plano dos estudos dos fenômenos da alteração superficial, principalmente nos domínios da geoquímica e da metalogênia. Do ponto de vista geoquímico, a pobreza em alumínio apresentada por estas rochas, permite situá-las dentro de uma série geoquímica bem particular, a série sifêmica, onde os elementos essenciais são: silício, magnésio e ferro. Neste caso, a alteração superficial deixa de ser regida como de hábito, pelo comportamento dinâmico da sílica e do alumínio, e passa a ser controlada, principalmente, pelo comportamento do silício e do magnésio. O objetivo do presente trabalho, foi caracterizar os primeiros estádios de meteorização das rochas ultrabásicas serpentinizadas de Barro Alto, quando a influência da rocha original se faz sentir de maneira marcante. Com esta finalidade foram estudadas as fases residuais de perfis de alteração bem drenados e pouco evoluídos, situados em posição de rupturas de encostas, onde os efeitos erosivos provocam o desenvolvimento de solos pouco espessos, que ocorrem diretamente sobre um manto de rocha alterada (saprolito) de espessura variável, devido ao desenvolvimento de superfícies tipo cársticas na meteorização da rocha. Do ponto de vista mineralógico os perfis estudados apresentam em contato com a rocha parcialmente alterada um saprolito heterogêneo, onde os núcleos de olivina existentes na rocha original, desapareceram completamente, deixando cavidades vazias ou parcialmente preenchidas por materiais amorfos. Esses podem evoluir com o tempo, apresentando intensa dessilicificação e formação de goethita. Os piroxênios foram alterados intensamente, dando origem ao talco e liberando o ferro, que permanece no perfil formando produtos amorfos ou goethita. Quartzo e clorita, inexistentes na rocha serpentinizada, são abundantes neste horizonte, sendo sua origem talvez ligada, pelo menos parcialmente, a ação de soluções hipógenas. Nos horizontes superiores, sobrejacentes ao saprolito, a clorita começa a se alterar muito lentamente, dando origem a interestratificados clorita-smectita, apresentando ligeira expansão. Os minerais do grupo das serpentinas (antigoritas) praticamente desaparecem do perfil, permanecendo o talco, que apresenta grande estabilidade nas condições superficiais. Goethita passa ser o principal mineral desses horizontes. A cromita e os demais opacos quase não são atingidos pelos efeitos da meteorização, sofrendo concentrações residuais nos horizontes superiores. Do ponto de vista geoquímico, a evolução do perfil em suas fases iniciais, se caracteriza por apresentar um enriquecimento de ferro trivalente, associado a uma eliminação marcante da sílica e quase total do magnésio. Este elemento ainda permanece nos horizontes superiores, ligado à presença de cloritas magnesianas. O níquel apesar de apresentar elevados teores em todos os horizontes do perfil, não chega jamais a estruturar-se num mineral autônomo, continuando portanto, a exibir um comportamento típico de elemento-traço. Sua ligeira concentração nos horizontes inferiores de alteração está relacionada à grande porcentagem de produtos amorfos existentes no saprolito, que provocam a fixação do níquel por fenômenos de adsorção, e às condições físico-químicas aí existentes, que pennitem sua insolubilização

Considerações sobre a origem das esmectitas nos níveis de alteração dos piroxenitos de Santa Fé, GO

The 2/1 clay minerals (smectites) are the principal secondary components in the inicial levels of pyroxenitc weathering of the Santa Fé ultrabasic massif. Detailed mineralógical studies (RX, DTA, optical microscopy and scanning electron microscopy) on the principal minerals from the pyroxenites-pyroxene and trioctahedral micas - in several weathering horizons indicate that the smectites have different origins. Beginning with the first stages of weathering, the pyroxenes hydrolyze, giving origin to the 2/1 structures by neogenesis. These ferriferous smectites (nontronites) are the principal minerals in the clay fraction of the fine saprolite. On the other hand, the trioctahedral micas, namely mixed layer mica-vermiculite structures, are highly stable in the surface environment and preserve their original shape, even in the upper lateritic horizons. Chemically, a loss of Si and Mg and a gain of Al occur, whereas mineralogically the analysis by scanning electron microscopy reveals an incipient transformation in to smectite. These 2/1 clay minerals grow on the rims of the micaceous crystals or in the zones that serve as preferencial conduits for altering solutions. Such smectites appear in the coarsest fraction of the saprolite associated with micaceous lamellae that have been morphologically modified by the formation of this secondary mineral.Os argilo-minerais 2/1 (esmectitas) são os constituintes secundários dominantes nos níveis iniciais de alteração superficial dos piroxentos do maciço ultrabásico de Santa Fé. Estudos mineralógicos pormenorizados (raios X, A. T. D., microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura) dos principais minerais dos piroxenitos-piroxênios e micas trioctaedricas, nos diferentes níveis de alteração, evidenciaram que as esmectitas encontradas apresentam filiações e origens diferentes. Os piroxênios, desde os estágios iniciais da alteração superficial, sofrem hidrolise total, dando origem, por neogênese a edifícios 2/1. Essas esmectitas ferríferas (nontronitas) são os minerais dominantes de fração argila do material alterado (saprolito fino). As micas trioctaedrais, na realidade estruturas mistas mica-vermiculita, apresentam alta estabilidade nos meios superficiais, permanecendo com sua forma externa original até nas camadas lateríticas superiores. Quimicamente sofrem perda de silica e magnésio e ligeiro aumento de alumínio, enquanto que mineralógicamente, as análises ao microscópio eletrônico a varredura exibiram uma transformação incipiente para esmectita. Esses argilo-minerais a estrutura 2/1 se desenvolvem nas bordas dos cristais micáceos, ou nas zonas que representam vias de acesso preferenciais das soluções alterantes. Tais esmectitas aparecem na fração mais grosseira do saprolito, associadas às lamelas micáceas, que são modificadas morfologicamente em função da formação do mineral secundário

Nutrição mineral da cana‑de‑açúcar irrigada com efluente de esgoto tratado, em área com aplicação de fosfogesso

The objective of this work was to quantify input and removal of nutrients of sugarcane crop systems irrigated, or not, with treated sewage effluent (TSE), with or without phosphogypsum application, as well as to evaluate the effects of these crop systems on plant mineral nutrition status. The evaluated treatments were nonirrigated, and irrigated at 100 and 150% of crop water demand. Phosphogypsum treatments were applied on a third‑harvest sugarcane area, irrigated with TSE since planting. The evaluations were done during two crop seasons. Sugarcane yield was not affected by the treatments. There was a synergic effect on nitrogen and sulfur contents of plants in the treatment with TSE and phosphogypsum. TSE improved plant nutrition as to phosphorus, but it did not as to potassium and sulfur. Iron, zinc, and manganese nutrition was not affected by these micronutrient inputs by TSE. Phosphorus and nitrogen from TSE irrigation should be considered for fertilization recommendations. However, potassium, sulfur, iron, zinc and manganese present in the effluent are not efficient sources of nutrients for plants.O objetivo deste trabalho foi quantificar o aporte e a remoção de nutrientes em sistemas de cultivo de cana‑de‑açúcar irrigados, ou não, com efluente de estação de tratamento de esgoto (EETE), com e sem adição de fosfogesso, bem como avaliar os efeitos desses sistemas de cultivo no estado nutricional das plantas. Foram avaliados tratamentos sem irrigação e com irrigação a 100 e 150% da necessidade hídrica da cultura. Os tratamentos com fosfogesso foram aplicados em área de terceiro corte, irrigada com EETE desde o plantio. As avaliações foram realizadas em duas safras. Os tratamentos não afetaram os rendimentos de colmos. O tratamento com EETE e fosfogesso apresentou efeito sinérgico sobre o conteúdo de nitrogênio e de enxofre nas plantas. O EETE beneficiou a nutrição das plantas quanto ao fósforo, mas não causou melhorias na nutrição com potássio e enxofre. A nutrição com ferro, zinco e manganês não foi influenciada pelo aporte desses micronutrientes pelo EETE. O fósforo e o nitrogênio aportados na irrigação com EETE devem ser considerados na recomendação de adubação. Porém, potássio, enxofre, ferro, zinco e manganês do efluente não são fontes eficientes desses nutrientes para as plantas

Cation exchange capacity of an oxisol amended with an effluent from domestic sewage treatment

A disposição de resíduos antropogênicos ricos em sódio nos solos tropicais tem despertado o interesse da comunidade científica em estudar a participação deste elemento no complexo de troca, bem como na solução no solo. Objetivou-se neste trabalho estabelecer correlações entre as concentrações de cátions trocáveis e de cátions solúveis, obtidos por diferentes métodos, com o acúmulo de elementos e com a massa seca no milho. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, sob diferentes condições. Para experimentos em ambiente fechado (vasos), o método mais indicado para o cálculo da capacidade de troca catiônica efetiva (CTCe) é a capacidade de troca catiônica calculada a partir dos cátions removidos com solução de cloreto de bário. Ainda, a capacidade de troca catiônica atual deve ser medida ao pH do solo pela adsorção de Mg, para evitar a influência da força iônica nas cargas elétricas. Obteve-se alta correlação positiva entre a concentração de Na no extrato aquoso 1:2 e o acúmulo deste elemento nas plantas, indicando que quando somente o monitoramento do Na for necessário, pode-se desprezar o uso dos extratores salino ou duplo ácido.The addition of Na-rich anthropogenic residues to tropical soils has stimulated the scientific community to study the role of sodium in both the soil solution and the exchange complex. In this study, several different methods were used to calculate the concentration of exchangeable and soluble cations and this data was then used to establish correlations between the level of these cations and both the accumulation of various elements and the dry weight of maize grown in a greenhouse under different conditions. In the closed environments of the pots, the most suitable method for calculating the effective cation exchange capacity (ECEC) was the cation exchange capacity calculated by cations removed with barium chloride solution (CEC S). Then again, the actual cation exchange capacity (CEC A) should be measured by using Mg adsorption to prevent ionic force from influencing electric charges. A strong positive correlation was obtained between the concentrations of Na in the 1:2 soil:water extracts and the accumulation of Na in the maize plants, indicating saline or double acid extractors are not needed when monitoring the Na concentration only

Uso agrícola dos efluentes de tratamento de esgoto: implicações agronômico-ambientais e perspectivas para o Brasil

In many studies worldwide the use of treated sewage effluents (TSE) as water and nutrient sources in agricultural irrigation have been introduced as a viable alternative for wastewater destination in the environment. Considering agronomic and environmental aspects the objectives of this review were: (i) to present an overview of TSE irrigation on different agro-systems (annual crops, orchards, forests and forages); and (ii) to show the principal changes on chemical, physical and microbiological soil characteristics after TSE application. Various studies have revealed that the nutrient supply only by TSE irrigation was not sufficient to meet plant nutrient requirements resulting in yield decreases. The problem could be solved by an adapted effluent/fertilizer management. Moreover, TSE could generally substitute efficiently freshwater for irrigation. Regarding soil quality conditions, TSE irrigation affected mainly: (i) total soil carbon and nitrogen, and mineral nitrogen in soil solution; (ii) microbial activity, composition of microbial communities and their function; (iii) exchangeable calcium and magnesium; (iv) salinity, sodicity, clay dispersion and hydraulic conductivity. Other soil parameters considered in this review (e.g. heavy metals) did not present significant changes over short and medium terms. Due to the often observed accumulation of sodium and nitrogen losses (leaching, volatilization and denitrification) after TSE irrigation, the monitoring of these components is of crucial importance for a sustainable use. Finally, further studies on the technical-economical-environmental viability of TSE irrigation are required to establish reliable recommendations for TSE use particularly in Brazilian agro-systems.O uso dos efluentes de tratamento de esgoto (ETEs) como fonte d'água e nutrientes na agricultura (via irrigação) tem sido, em diversos locais, uma alternativa viável para a disposição das águas residuárias no ambiente. Os objetivos dessa revisão foram: (i) enfocar aspectos agronômicos e ambientais concernentes ao uso de ETEs em diferentes agrossistemas (culturas anuais, fruticultura, florestas e forragens); (ii) enfatizar as principais mudanças nas características químicas, físicas e microbiológicas dos solos irrigados com ETEs. Foram observados que, em diversos trabalhos, a irrigação com ETEs não foi suficiente para atender a demanda nutricional das plantas, resultando em diminuição no rendimento. Esse problema poderia ser resolvido mediante adequação do manejo da fertilização e irrigação. Além disso, os ETEs poderiam substituir eficientemente a água doce normalmente empregada na irrigação. Quanto a qualidade de solo, a irrigação com ETEs tem alterado principalmente os parâmetros: (i) carbono total e nitrogênio total no solo e nitrogênio mineral na solução no solo; (ii) atividade, composição e função da comunidade microbiana; (iii) cálcio e magnésio trocáveis; (iv) salinidade, sodicidade, dispersão de argilas e condutividade hidráulica. Outros parâmetros de qualidade de solo (por exemplo, metais pesados) não apresentaram mudanças significativas em curto e médio prazo. O monitoramento da acumulação de sódio e das perdas de nitrogênio (lixiviação, volatilização e denitrificação) é crucial para o uso sustentável dos ETEs na irrigação. Finalmente, mais estudos são necessários para mostrar a viabilidade técnico-econômico-ambiental, objetivando-se a recomendação segura dos ETEs na irrigação dos agrossistemas brasileiros

Avaliação do Uso Integrado de Imagens de Nanossatélites e Classificadores baseados em Aprendizado de Máquina para Estudos da Dinâmica Hidrológica na Região da Nhecolândia (Pantanal)

A região da Baixa Nhecolândia é uma das paisagens mais icônicas da Bacia do Pantanal. Sua morfologia única é composta por mais de 10.000 lagoas com águas salino-alcalinas e água doce que coexistem em uma área aproximada de 12.000 km². Essa região está sujeita a alagamentos sazonais que atuam no escoamento superficial, porém, pouco se conhece sobre sua dinâmica de inundação. Avanços recentes na área do geoprocessamento têm ajudado a ampliar nosso conhecimento sobre ambientes lacustres. Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de dois classificadores supervisionados baseados em aprendizado de máquina (Support Vector Machine e Random Forest), para a caracterização da dinâmica hidrológica da região da Nhecolândia. Os classificadores foram aplicados em imagens de nanossatélites (PlanetScope) por meio da plataforma de computação em nuvem Google Earth Engine. Os resultados evidenciaram o desempenho satisfatório e semelhante dos dois classificadores

Cátions trocáveis do solo, produção e extração de nutrientes pela cana-de-açúcar após irrigação com água residuária

Wastewater irrigation may benefit agricultural crops with water and essential nutrients (mainly nitrogen), also affecting soil chemistry. The effects of effluent irrigation on yield, stalk nutrient uptake and on soil chemistry over 16 months were studied in a sugarcane (Saccharum spp.) crop growing on an Oxisol in Lins, State of São Paulo, Brazil. Irrigated plots received 50% of the recommended mineral-N fertilization and 100, 125, 150 or 200% of the crop water demand, while control plots received neither additional N nor water. The high sodium content of effluent resulted in Na inputs as high as 6.2 t ha-1, along with 1497 kg N ha-1 and 628 kg K ha-1. All the effluent plots except the T125 treatment had higher yields (up to 247 t ha-1) than the control (153 t ha-1). Significant amounts of N (up to 597 kg ha-1) and K (up to 546 kg ha-1) were exported by the plant harvest. Additions of nutrients and Na via irrigation were not compensated by stalk growth, causing a low recovery of N, P, Ca, Na, and showing the relative over N fertilization of the crop. Changes in soil pH, H + Al, Ca, Mg and K were small, whereas Na accumulated over time with irrigation. The treated wastewater irrigation is expected to gain increased importance, requiring careful considerations involving the adequate balance between nutritional inputs via irrigation and optimal plant productivity requirements.A irrigação com águas residuárias pode beneficiar as culturas agrícolas com água e nutrientes essenciais (especialmente nitrogênio), afetando também a química do solo. Os efeitos da irrigação por 16 meses com efluente de esgoto na produtividade, extração de nutrientes pelo colmo, e nos atributos químicos do solo, foram estudados em um Latossolo cultivado com cana-de-açúcar (Saccharum spp.), situado em Lins, São Paulo. As parcelas irrigadas receberam 50% do N mineral recomendado e 100, 125, 150 ou 200% da demanda hídrica da cultura, enquanto o controle não recebeu N mineral e nem água. As elevadas concentrações de sódio do efluente ocasionaram um aporte de Na de até 6,2 t ha-1, juntamente com até 1497 kg N ha-1 e 628 kg K ha-1. Todas as parcelas irrigadas, com exceção do T125, apresentaram maior produtividade (até 247 t ha-1) do que o controle (153 t ha-1). Quantidades expressivas de N (até 597 kg ha-1) e de K (até 546 kg ha-1) foram exportadas através da colheita da cultura. As adições de nutrientes e de Na via irrigação não foram compensadas pelo crescimento da planta, ocasionando uma baixa recuperação de N, P, Ca e Na, evidenciando uma excessiva fertilização da planta (N). Alterações no solo de pH, H + Al, Ca, Mg e K, foram de pequena magnitude, enquanto houve acúmulo de Na trocável ao longo do tempo nos tratamentos irrigados. A irrigação com águas residuárias deverá adquirir importância crescente, exigindo atenção detalhada ao balanço entre o aporte de nutrientes via irrigação e as quantidades requeridas para a otimização da produtividade da cultura.FAPESPCNP