Mobility of paclobutrazol in an intensively used sandy loam soil under mango in northeastern Brazil

No Brasil, os produtos de manga fazem uso intenso do paclobutrazol como regulador de crescimento. No entanto, pouco se sabe sobre seu potencial de transporte em condições de solo e clima brasileiros. O presente estudo teve como objetivo avaliar a sorção e a mobilidade do paclobutrazol (PBZ), um fitorregulador de crescimento do grupo químico triazol, em um solo franco-arenoso da região submédia no vale do rio São Francisco, onde é intenso o cultivo de manga. O estudo de sorção foi realizado por meio de isotermas, em cinco concentrações (1,24; 2,48; 5,08; 10,22; e 20,52 mg L-1), utilizando o produto radioativo (14C-PBZ) como traçador. A dessorção foi avaliada após o descarte do sobrenadante e subseqüente adição de solução de CaCl2 0,01 mol L-1, etapa esta que foi repetida quatro vezes. Já a mobilidade do PBZ foi avaliada em colunas empacotadas com solo, com a simulação de 300 mm de chuva, uniformemente distribuída durante 72 h. O PBZ apresentou baixo potencial de sorção no solo estudado (Kf = 1,06 mg1-N L N kg-1; Kd (médio) = 0,83 L kg-1; e K OC (médio) = 165,7 L kg-1), o que correspondeu à sorção, em média, de 24,7 % da quantidade aplicada. No processo de dessorção, apenas 5,3 % do PBZ aplicado ficou retido às partículas do solo, e 19,4 % foi dessorvido à solução do solo. Portanto, em média, 75,3 % do PBZ aplicado não foi sorvido e 19,4 % foi dessorvido, totalizando 94,7 % do produto disponível na solução do solo. Apesar disso, apenas 0,83 % do PBZ aplicado foi lixiviado da coluna de solo, e 43,7 % da quantidade aplicada foi transportada para além dos primeiros 10 cm de profundidade do solo. Portanto, a mobilidade do PBZ foi menor do que aquela esperada, por se tratar de um solo com elevado teor de areia (77,5 %) e baixo teor de C orgânico (5 g dm-3) e em razão da grande quantidade de chuva simulada (300 mm). Mesmo assim, não se pode descartar, pelo menos totalmente, a possibilidade de que possa ocorrer lixiviação do PBZ, uma vez que ele mostrou mobilidade no perfil da coluna.In Mango cultivation under Brazil conditions paclobutrazol (PBZ), a growth regulator, is very used. However it is not yet well known about the leaching potential of PBZ in these soil conditions. The objectives of this study were to evaluate sorption and mobility of paclobutrazol (PBZ), a growth regulator of the chemical group triazol, in a sandy loam soil found in the sub-mid region of the San Francisco River valley, where mango cultivation is intense. The sorption study was based on isotherms, at five different concentrations (1.24; 2.48; 5.08; 10.22; and 20.52 mg L-1), using the radioisotope (14C-PBZ) as tracer. Desorption was evaluated after discarding the supernatant and further addition of 0.01 mol L-1 CaCl2 solution, and repeating the entire process four times. The PBZ mobility was evaluated in packed soil columns, under an evenly distributed rainfall simulation of 300 mm for 72 h. The PBZ detected low sorption potential in the studied soil (Kf = 1.06 mg1-N L N kg-1; Kd (mean) = 0.83 L kg-1 and K OC (mean) = 165.7 L kg-1), corresponding to a mean of 24.7 % of the applied amount. After desorption, only 5.3 % of the applied PBZ was still sorbed to the soil particles, thus 19.4 % of the applied amount was desorbed to the soil solution. Therefore, 75.3 % of the applied PBZ remained in solution after sorption and 19.4 % was desorbed, totalizing an amount of 94.7 % of the compound available in the soil solution. However, only 0.83 % of the applied PBZ leached through the soil columns, but 43.7 % of the applied amount was transported below the upper 10 cm of the soil profile. PBZ mobility was therefore lower than expected, even when taking the high sand (77.5 %) and low organic C (5 g dm-3) soil contents into consideration and that rainfall simulation was rather intense (300 mm). Nevertheless, the possibility of leaching could not be ruled out in view of the PBZ mobility in the soil profile

Degradation and sorption of ametryne in two soils with vinasse application

Este trabalho teve o objetivo de avaliar os efeitos da adição de vinhaça nos processos de degradação e sorção do herbicida ametrina em solos das classes Terra Roxa Estruturada (TR) e Latossolo Vermelho-Amarelo (LV). No estudo da degradação foi instalado um experimento, em delineamento inteiramente casualizado arranjado em fatorial 2 (solos) x 3 (doses de vinhaça: 0, 100 e 200 m3 ha-1), que foi conduzido por 120 dias. A mineralização foi avaliada por radiorrespirometria. Após os 120 dias, o herbicida foi extraído do solo e detectado em "radio-scanner". Paralelamente, foi conduzido um ensaio para avaliação do efeito das doses de vinhaça juntamente com a ametrina na atividade microbiana, pH e C orgânico do solo. O experimento de sorção foi realizado com os mesmos tratamentos empregados no estudo de degradação, utilizando-se cinco concentrações do herbicida. A degradação da ametrina foi maior na presença de 100 m3 ha-1 de vinhaça. A adição do resíduo contribuiu para o aumento da atividade microbiana e do pH. A ametrina foi pouco sorvida nos dois solos, não apresentando influência da adição da vinhaça.The aim of this study was to evaluate the effects of vinasse (100 and 200 m3 ha-1) on the degradation and sorption of ametryne in Rhodudalf and Haplorthox soils. For the degradation study an experiment was carried out in a completely randomized design with a factorial experiment of 2 (soils) x 3 (vinasse doses: 0, 100 and 200 m3 ha-1), that was carried by 120 days. The mineralization was evaluated by radiorespirometry. At the end of the incubation (after 120 days), the herbicide was extracted from the soils and detected in the radio-scanner. In parallel, another experiment was carried out in order to evaluate the effect of the vinasse doses and herbicide on the microbial activity, pH and organic carbon content of the soil. The sorption experiment was carried out under the same conditions as the degradation study, with five herbicide concentrations. The ametryne degradation was higher in the presence of 100 m3 ha-1 of vinasse. The vinasse addition increased the microbial activity and the pH. The sorption of ametryne was low and not affected by vinasse

Sorção e dessorção de glifosato em solos com distintos níveis de fósforo

The sorption of glyphosate by soils occurs due to the inner sphere complex formation with metals of soil oxides, which are related to the soil phosphate adsorption capacity. The aim of this study was to evaluate the effects of increasing rates of phosphorus on sorption and desorption of glyphosate in three soils with different mineralogical attributes. Soils were a Rhodic Kandiudalf, an Anionic Acrudox and a Typic Humaquept. Soil samples were amended with KH2PO4 at equivalent rates of 0; 1,000; 5,000; 20,000 and 50,000 kg ha-1 of P2O5, which are high from the agricultural point of view, but necessary in order to perform sorption and desorption studies. The experimental design consisted of a completely randomized factorial: 2 soils x 5 phosphorus rates and 3 replicates. For the sorption experiments, five glyphosate solutions were employed (0.42; 0.84; 1.68; 3.36 and 6.72 mg L-1), with a 14C radioactivity of 0.233 kBq mL-1. Four steps of the desorption procedure with CaCl2 0.01 mol L-1 and one extraction with Mehlich 3 were performed only at one concentration (0.84 mol L-1). Soil samples were afterwards biologically oxidized to establish the radioactive balance. Glyphosate competes with phosphorus for specific sorption sites, but this competition becomes important when phosphorus is present at rates higher than 1,000 mg dm-3. Moreover, a small amount of applied glyphosate was extracted (A sorção do glifosato no solo ocorre devido a formação de complexos de esfera interna com os metais dos óxidos, o que está relacionado à capacidade dos solos em adsorver fosfatos. Isto sugere que haja competição entre o herbicida e os íons fosfato pelos sítios de adsorção específica do solo. Com isso, o presente trabalho teve o objetivo de verificar a extensão do efeito de níveis crescentes de fósforo no solo na sorção e dessorção do glifosato em solos com diferentes atributos mineralógicos. Os solos foram Nitossolo Vermelho eutroférrico, Latossolo Amarelo ácrico e Gleissolo. Amostras dos solos foram incubadas com KH2PO4, por 30 dias, nas doses equivalentes a 0; 1000; 5000; 20000 e 50000 kg ha-1 de P2O5, que são muito altos do ponto de vista agronômico, mas necessário para estudos de sorção e dessorção. O delineamento experimental foi do tipo inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3 (solos) X 5 (níveis de fósforo no solo), com três repetições. No estudo da sorção foram utilizadas cinco concentrações do herbicida: 0,42; 0,84; 1,68; 3,36 e 6,72 mg L-1, com radioatividade (14C) de 0,233 kBq mL-1. Apenas para a concentração 0,84 mg L-1 foram feitas quatro dessorções com CaCl2 0,01 mol L-1 e uma extração com extrator Mehlich 3. Posteriormente, alíquotas do solo foram oxidadas em oxidador biológico para o fechamento do balanço de radioatividade. O glifosato compete com o fósforo pelos sítios de sorção específica no solo, mas essa competição somente é importante quando os níveis de P atingem valores superiores a 1000 mg dm-3. A extração do glifosato foi muito baixa e foi acrescida com aumento dos níveis de P no solo

Sewage Sludge Microbial Structures and Relations to Their Sources, Treatments, and Chemical Attributes

Sewage sludges generation and their disposal have become one of the greatest challenges of the 21st century. They have great microbial diversity that may impact wastewater treatment plant (WWTP) efficiency and soil quality whether used as fertilizers. Therefore, this research aimed to characterize microbial community diversity and structure of 19 sewage sludges from São Paulo, Brazil, as well as to draw their relations to sludge sources [domestic and mixed (domestic+industrial)], biological treatments (redox conditions and liming), and chemical attributes, using molecular biology as a tool. All sludges revealed high bacterial diversity, but their sources and redox operating conditions as well as liming did not consistently affect bacterial community structures. Proteobacteria was the dominant phylum followed by Bacteroidetes and Firmicutes; whereas Clostridium was the dominant genus followed by Treponema, Propionibacterium, Syntrophus, and Desulfobulbus. The sludge samples could be clustered into six groups (C1 to C6) according their microbial structure similarities. Very high pH (≥11.9) was the main sludge attribute segregating C6, that presented very distinct microbial structure from the others. Its most dominant genera were Propionibacterium > > Comamonas > Brevundimonas > Methylobacterium ∼Stenotrophomonas ∼Cloacibacterium. The other clusters’ dominant genera were Clostridium > > Treponema > Desulfobulbus ∼Syntrophus. Moreover, high Fe and S were important modulators of microbial structure in certain sludges undertaking anaerobic treatment and having relatively low N-Kj, B, and P contents (C5). However, high N-Kj, B, P, and low Fe and Al contents were typical of domestic, unlimed, and aerobically treated sludges (C1). In general, heavy metals had little impact on microbial community structure of the sludges. However, our sludges shared a common core of 77 bacteria, mostly Clostridium, Treponema, Syntrophus, and Comamonas. They should dictate microbial functioning within WWTPs, except by SS12 and SS13

Sorption and kinetics of imazaquin in surface soils

Recent trends toward conservation tillage as a soil saving method have forced an increased reliance on new types of chemicals for weed control. In order to meet these challenges, organic herbicides such as imazaquin were developed. Imazaquin, the common name for 2- (4,5-dihydro-4-methyl-4-(1-methylethyl)-5-oxo-1H-imidazol-2-yl) -3-quinoline-carboxilic acid, was the first imidazolirrone developed by American Cyanamid Company and is now widely accepted for its broad spectrum weed control in soybean (Glycine max (L.) Merr.). Since pesticides are toxic by design, it is necessary to predict and understand their behavior in the environment. This study quantifies sorption of imazaquin as a function of pH and organic carbon content and evaluate the effects of solution ionic strength and ionic composition on sorption with different soil types. The reaction kinetics were also determined so that we could properly understand the dynamic interactions of this pesticide with soils and sediments. Real sorption/desorption equilibrium conditions were not attained during the experimental execution time of 126 d. Imazaquin persistence, aging, increased with increasing residence time in all soils. Sorption of imazaquin in to a high organic matter, acidic soil (Tracy) seemed to be dominated by the partitioning of the molecular forms of imazaquin into organic matter. Sorption in to the lower organic matter and more neutral soils (Clermont and Drummer) seemed to require orientation of herbicide molecules with colloid surface allowing nonpolar portions of each to associate, while preventing interaction between the negatively charged portion of the molecule and the colloid surface. Imazaquin desorption appeared to occur in a two-step process. The initial phase was rapid while the second phase could be as much as four orders of magnitude slower. Positively charged microsites of the Fe and Al oxyhydroxides could have acted as major contributor of sorption sites to anionic species of imazaquin. Electrolyte composition and ionic strength of the soil solution also affected sorption of imazaquin. The distinct reactivity of the inorganic ions with both the imazaquin molecule and the soil surface will dictate sorption changes. In general, Al\sp{3+} increased and \rm H\sb2PO\sb4\sp- decreased sorption of imazaquin, mainly in highly weathered soils

Comportamento e impacto ambiental de antibióticos usados na produção animal brasileira Performance and environmental impact of antibiotics in animal production in Brazil

Antibióticos têm sido utilizados em grandes quantidades nas criações animais. Muitas dessas moléculas não são totalmente metabolizadas no organismo animal e seus resíduos têm sido detectados em amostras de solo, água superficial e subterrânea. A ocorrência desses resíduos no ambiente pode favorecer a resistência de microrganismos aos agentes antibióticos, além de causar problemas de ordem toxicológica a determinados organismos vivos. Os antibióticos de uso veterinário são, no geral, representados por moléculas anfóteras, com vários grupos funcionais ionizáveis (diferentes valores de pKa), massas molares bastante variáveis (172 a 916 g mol-1) e baixos potenciais de volatilização (pressão de vapor < 1,1 x 10-11 mm Hg). Em relação aos pesticidas, esses compostos apresentam maiores valores de solubilidade em água e menores valores de coeficiente de partição n-octanol-água (log Kow), provavelmente devido à presença de muitos grupos funcionais ionizáveis, o que sugere menor potencial de bioacumulação e maior mobilidade no solo. No presente trabalho avaliam-se o uso de antibióticos e a importância da produção animal no Brasil, aspectos do seu comportamento ambiental em condições de clima temperado e, por fim, enfatiza-se a necessidade de conduzir investigações sobre sua ocorrência e comportamento em solos muito intemperizados, predominantes nos ambientes tropicais.<br>Antibiotics are used in large quantities in livestock. Many of these molecules are not fully metabolized by the animals, leaving detectable residues in soil, surface water and groundwater samples. The occurrence of these residues in the environment can favor microorganism resistance to antibiotic agents, in addition to toxic effects on certain living organisms. In general, veterinary antibiotic molecules are amphoteric with many ionizable functional groups (different pKa values), rather variable molar masses (172 to 916 g mol-1) and low volatilization potential (vapor pressure < 1.1 x 10-11 mm Hg). In comparison to pesticides, these compounds have higher water solubility (Sw) and lower methanol-water partition coefficients (log Kow), probably due to the presence of many ionizable functional groups, resulting in lower bioaccumulation and higher mobility potential in soils. The purpose of this paper was to evaluate antibiotic uses and importance of livestock in Brazil, to review their environmental fate in temperate climate, and finally to emphasize the need for research on the occurrence and behavior of these molecules in the predominantly highly weathered soils of tropical regions

Atributos de solos tropicais e a sorção de imazaquin

O imazaquin é um herbicida com caráter ácido, de uso intensivo no Brasil para controlar plantas daninhas associadas à cultura da soja. Estudou-se a sorção do imazaquin e a sua relação com a CTC, o pH e os teores de carbono orgânico (Corg) e argila de onze amostras de solos tropicais. Para a obtenção das isotermas de sorção, soluções de imazaquin nas concentrações de 0,53; 0,88; 1,45; 2,71 e 5,20 mg mL-1 foram preparadas em CaCl2 0,005 mol L-1 com a adição de um traçador radioativo (14C-imazaquin). O coeficiente de sorção (Kf) foi calculado a partir da equação linearizada de Freundlich. A sorção do imazaquin variou de baixa a moderada (Kf <3,0), exceto no Gleissolo. O teor de Corg e o pH da solução foram os principais atributos do solo correlacionados com a sorção do imazaquin. A inclusão do teor de argila na análise de regressão aumentou em 20% a precisão do modelo. O imazaquin apresenta maior disponibilidade e, portanto, maior potencial de lixiviação em solos com valores de pH acima de 6 e com baixos teores de Corg e argila