Aplicação de lodo de esgoto em solos agrícolas: efeitos na enxurrada e no carreamento de metais

The use of sewage sludge in agricultural soils as a macro and micronutrient source and as a soil conditioner has been one of the alternatives for its disposal. However, sewage sludge contains trace metals, which are potential sources of pollution. The goal of this study was to evaluate the effect of sewage sludge application on surface water contamination through runoff when it was applied in a soil cultivated with corn. The effect of sludge application on the concentration and load of copper, nickel and zinc and the volume of runoff water and sediment were evaluated. The experiment was set up in plots used to study erosion losses in Campinas, Sao Paulo State, Brazil. The soil is a clayey Rhodic Hapludox. Three treatments were studied: no sewage sludge, sewage sludge to supply the N required by the crop and twice that amount, with four replications. The water and sediment lost by runoff were measured after each rainfall, and sampled for chemical analysis. The volumes of water and sediment lost by runoff decreased after sewage sludge application. The waste application increased trace metal concentration in the runoff water and sediment, especially zinc, which was present in high concentration in the sewage sludge used. Nevertheless, the load of trace metals transported from the plot was mostly dependent on the total runoff volume. Most of the Cu, Zn and Ni losses were via sediment, and occurred in a few highly erosive rainfall events in the period studied.O uso de lodo de esgoto em solos agrícolas como fonte de macro e micronutrientes e como condicionador de solos tem sido uma das alternativas para sua disposição final. O lodo de esgoto, entretanto, contém metais que são potencialmente fonte de poluição. Estudou-se o efeito da aplicação de lodo de esgoto na contaminação de águas superficiais por meio da enxurrada proveniente de solo agrícola cultivado com milho. O efeito da aplicação do lodo na concentração e no carreamento de cobre, níquel e zinco e no volume de enxurrada e sedimentos foi avaliado. Os tratamentos foram aplicados em parcelas utilizadas para estudos de perdas por erosão em Campinas, São Paulo, Brasil. O solo era um Latossolo Vermelho férrico argiloso. Os três tratamentos foram: sem lodo, com lodo para suprir o N requerido pela cultura e duas vezes essa quantidade, com quatro repetições. A água e o sedimento perdidos pela enxurrada eram medidos na manhã seguinte de cada chuva e amostrados para análise química. Os volumes de água e de sedimentos perdidos por enxurrada diminuíram com a aplicação do lodo. A aplicação do resíduo aumentou a concentração de metais na água e no sedimento, especialmente do zinco que estava presente em alta concentração do lodo de esgoto utilizado. Entretanto, a carga de metais transportados das parcelas foi dependente principalmente do volume total de enxurrada. A maior parte das perdas de Cu, Ni e Zn foi via sedimento e ocorreu em alguns poucos eventos de alta erosividade no período de estudo

FAUNA DO SOLO AO LONGO DO PROCESSO DE SUCESSÃO ECOLÓGICA EM VOÇOROCA REVEGETADA NO MUNICÍPIO DE PINHEIRAL – RJ

The diversity, richness and composition of the soil epigeous fauna community were evaluated in a re-vegetated gully at the Instituto Federal de Educação (IFRJ) campus Nilo Peçanha, in the municipality of Pinheiral, Rio de Janeiro state. Revegetation was performed in 2000, and consisted of four different strategies involving N-fixing trees: planting Acacia mangium Willd. (PA); planting Mimosa caesalpiniifolia Benth. (PM); on the outer edges of the gully head (PTS); and planting a mix of legume tree species into the gully (IVR2000). A. mangium and M. caesalpiniifolia were planted above the gully head. A nearby 20-year secondary forest remnant was used as a reference site. Ten pitfall traps were used for the sampling of epigeous fauna at each one of the five areas (MOLDENKE, 1994). Sampling was performe in May 2000, June 2006, and April 2008. Six years after revegetation has started, fauna group richness and diversity increased both into the gully and in Mimosa caesalpiniifolia plantation. For the 2000 and 2006 samplings a PCA showed that groups were mostly associated to 2006, and completely opposite to 2000. Acacia mangium plantation had the lowest group richness. In the 2008 sampling, pasture showed the lowest group richness, and according to the PCA groups into the gully were associated to 2008, and completely opposite to 2000 and 2006. Formicidae and Collembola (Entomobryomorpha) were dominant in all sampled areas, both in 2000 and 2008, and into the gully in 2006 as well.O objetivo do trabalho foi avaliar a diversidade, riqueza e composição da comunidade da fauna do solo epígea em uma voçoroca revegetada no ano de 2000 com diferentes espécies de leguminosas arbóreas. A voçoroca está localizada no Instituto Federal de Educação (IFRJ) campus Nilo Peçanha no município de Pinheiral – RJ. Foram avaliadas as seguintes áreas: plantio de Acacia mangium Willd. (PA), plantio de Mimosa caesalpiniifolia Benth. (PM), plantio de leguminosas arbóreas no terço superior da encosta (PTS), plantio de leguminosas no interior da voçoroca (IVR2000). Os plantios de A. mangium e M. caesalpiniifolia foram realizados antes da revegetação. Para efeito comparativo também foi avaliada uma área de floresta secundária com 20 anos, próxima ao local de coleta. Na coleta da fauna do solo epígea foram utilizadas 10 armadilhas do tipo pitfall (MOLDENKE, 1994) por área. Foram realizadas três coletas, uma no início da revegetação, em maio de 2000, em junho de 2006 e abril de 2008. Houve um aumento no número de grupos e na diversidade da fauna do solo no plantio no terço superior, no interior da voçoroca, e no plantio de Mimosa caesalpiniifolia após 6 anos da intervenção. Nas coletas realizadas em 2000 e 2006, a APC mostrou que a maioria dos grupos estava associada ao ano de 2006, mostrando total antagonismo com o ano de 2000. O plantio de Acacia mangium foi a área com o menor número de grupos. Na coleta realizada em 2008, a pastagem foi a área com menor número médio de grupos coletados e na ACP do interior da voçoroca os grupos estavam associados ao ano de 2008 com total antagonismo com os anos de 2000 e 2006. Os grupos Formicidae e Collembola (Entomobryomorpha) foram os mais dominantes em todas as áreas amostradas no ano de 2000 e 2008 e no interior da voçoroca ano de 2006

FAUNA DO SOLO AO LONGO DO PROCESSO DE SUCESSÃO ECOLÓGICA EM VOÇOROCA REVEGETADA NO MUNICÍPIO DE PINHEIRAL – RJ

The diversity, richness and composition of the soil epigeous fauna community were evaluated in a re- vegetated gully at the Instituto Federal de Educação (IFRJ) campus Nilo Peçanha, in the municipality of Pinheiral, Rio de Janeiro state. Revegetation was performed in 2000, and consisted of four different strategies involving N-fixing trees: planting Acacia mangium Willd. (PA); planting Mimosa caesalpiniifolia Benth . (PM); on the outer edges of the gully head (PTS); and planting a mix of legume tree species into the gully (IVR2000). Acacia mangium and Mimosa caesalpiniifolia were planted above the gully head. A nearby 20-year secondary forest remnant was used as a reference site. Ten pitfall traps were used for the sampling of epigeous fauna at each one of the five areas (MOLDENKE , 1994). Sampling was performe in May 2000, June 2006, and April 2008. Six years after revegetation has started, fauna group richness and diversity increased both into the gully and in Mimosa caesalpiniifolia plantation. For the 2000 and 2006 samplings a PCA showed that groups were mostly associated to 2006, and completely opposite to 2000. Acacia mangium plantation had the lowest group richness. In the 2008 sampling, pasture showed the lowest group richness, and according to the PCA groups into the gully were associated to 2008, and completely opposite to 2000 and 2006. Formicidae and Collembola (Entomobryomorpha) were dominant in all sampled areas, both in 2000 and 2008, and into the gully in 2006 as well

SOIL FAUNA ALONG THE PROCESS OF ECOLOGICAL SUCCESSION IN GULLIES REVEGETATED IN THE MUNICIPALITY OF PINHEIRAL \u2013 RJ

O objetivo do trabalho foi avaliar a diversidade, riqueza e composi\ue7\ue3o da comunidade da fauna do solo ep\uedgea em uma vo\ue7oroca revegetada no ano de 2000 com diferentes esp\ue9cies de leguminosas arb\uf3reas. A vo\ue7oroca est\ue1 localizada no Instituto Federal de Educa\ue7\ue3o (IFRJ) campus Nilo Pe\ue7anha no munic\uedpio de Pinheiral \u2013 RJ. Foram avaliadas as seguintes \ue1reas: plantio de Acacia mangium Willd. (PA), plantio de Mimosa caesalpiniifolia Benth. (PM), plantio de leguminosas arb\uf3reas no ter\ue7o superior da encosta (PTS), plantio de leguminosas no interior da vo\ue7oroca (IVR2000). Os plantios de A. mangium e M. caesalpiniifolia foram realizados antes da revegeta\ue7\ue3o. Para efeito comparativo tamb\ue9m foi avaliada uma \ue1rea de floresta secund\ue1ria com 20 anos, pr\uf3xima ao local de coleta. Na coleta da fauna do solo ep\uedgea foram utilizadas 10 armadilhas do tipo pitfall (MOLDENKE, 1994) por \ue1rea. Foram realizadas tr\ueas coletas, uma no in\uedcio da revegeta\ue7\ue3o, em maio de 2000, em junho de 2006 e abril de 2008. Houve um aumento no n\ufamero de grupos e na diversidade da fauna do solo no plantio no ter\ue7o superior, no interior da vo\ue7oroca, e no plantio de Mimosa caesalpiniifolia ap\uf3s 6 anos da interven\ue7\ue3o. Nas coletas realizadas em 2000 e 2006, a APC mostrou que a maioria dos grupos estava associada ao ano de 2006, mostrando total antagonismo com o ano de 2000. O plantio de Acacia mangium foi a \ue1rea com o menor n\ufamero de grupos. Na coleta realizada em 2008, a pastagem foi a \ue1rea com menor n\ufamero m\ue9dio de grupos coletados e na an\ue1lise de componentes principais (ACP) do interior da vo\ue7oroca os grupos estavam associados ao ano de 2008 com total antagonismo com os anos de 2000 e 2006. Os grupos Formicidae e Collembola (Entomobryomorpha) foram os mais dominantes em todas as \ue1reas amostradas no ano de 2000 e 2008 e no interior da vo\ue7oroca ano de 2006.The diversity, richness and composition of the soil epigeous fauna community were evaluated in a revegetated gully at the Instituto Federal de Educa\ue7\ue3o (IFRJ) campus Nilo Pe\ue7anha, in the municipality of Pinheiral, Rio de Janeiro state. Revegetation was performed in 2000, and consisted of four different strategies involving N-fixing trees: planting Acacia mangium Willd. (PA); planting Mimosa caesalpiniifolia Benth. (PM); on the outer edges of the gully head (PTS); and planting a mix of legume tree species into the gully (IVR2000). Acacia mangium and Mimosa caesalpiniifolia were planted above the gully head. A nearby 20-year secondary forest remnant was used as a reference site. Ten pitfall traps were used for the sampling of epigeous fauna at each one of the five areas (MOLDENKE, 1994). Sampling was performe in May 2000, June 2006, and April 2008. Six years after revegetation has started, fauna group richness and diversity increased both into the gully and in Mimosa caesalpiniifolia plantation. For the 2000 and 2006 samplings a PCA showed that groups were mostly associated to 2006, and completely opposite to 2000. Acacia mangium plantation had the lowest group richness. In the 2008 sampling, pasture showed the lowest group richness, and according to the PCA groups into the gully were associated to 2008, and completely opposite to 2000 and 2006. Formicidae and Collembola (Entomobryomorpha) were dominant in all sampled areas, both in 2000 and 2008, and into the gully in 2006 as well

Caracterização e mineralogia de solos desenvolvidos de folhelho e arenito

Com o objetivo de estudar a evolução das características pedológicas, partindo dos cambissolos em direção aos solos desenvolvidos, foi proposta a presente pesquisa. Para tanto, selecionaram-se dois perfis desenvolvidos, pertencentes ao Podzolizado de Lins e Marília - variação Marí- lia, situados no município de Monte Alto, SP e o respectivo Cambissolo. Selecionaram-se também, outros dois perfis desenvolvidos, Podzólico Vermelho Amarelo - variação Piracicaba, coletados nos municípios de Charqueada, SP e Rio Claro, SP, e os respectivos Cambissolos. Os perfis da variação Marília e Cambissolo correspondente, encontram-se sobre o Arenito Bauru, e aqueles da variação Piracicaba e respectivos Carnbissolos, sobre a Formação Estrada Nova. A evolução das características pedológicas foi analisada através de análises morfológica, granulométrica, química, mineralógica das frações areia, silte e argila, e micromorfológica em amostras dos horizontes do solo. Para os solos desenvolvidos sobre o Arenito Bauru, a evolução dos Cambissolos para os desenvolvidos implicou na evolução do horizonte câmbico, para um argílico, ocorrendo aumento da espessura do solum, tendo cor, textura e estrutura permanecido aproximadamente as mesmas. A análise granulométrica evidenciou o aumento da quantidade de argila no horizonte bem relação ao A. Dentre as características químicas, o pH permaneceu praticamente o mesmo, enquanto que as altas saturações em alumínio no Cambissolo quase desapareceram nos solos desenvolvidos, sendo tais valores relacionados mais com a mineralogia destes solos. Os altos teores de saturação em bases verificados no Cambissolo, o foram também nos desenvolvi- dos. A CTC diminuiu nos solos desenvolvidos, tendo sido esse fato atribuído à mudança dos minerais dominantes na fração argila, em cada um dos estágios de desenvolvimento do solo: mica e caolinita no primeiro e caolinita no segundo. A mineralogia da fração areia leve revelou o quartzo como o dominante, aparecendo também na fração silte, acompanhado de caolinita, feldspatos e minerais interestratificados. A +ração argila não se modificou qualitativamente durante a evolução: caolinita, mica, gibbsita e minerais interestratificados, sendo praticamente herdadas da rocha matriz. A forma de ferro dominante no Cambissolo foi a cristalina, enquanto que os amorfos predo minaram nos solos desenvolvidos, tendo sido verificada estreita relação entre o conteúdo de argila e os de ferro e alumínio. As observações micromorfológicas evidenciaram que as argilans iluviais em pequena quantidade no Cambissolo foram aumentando nos solos desenvolvidos. O plasma sépico do Cambissolo evoluiu para um plasma fracamente sépico nos solos desenvolvidos, relacionando-se com o mineral de argila dominante em ambos os estágios de evolução: mica e caolinita no primeiro e caolinita no segundo. Na evolução dos solos desenvolvidos sobre os folhelhos da Formação Estrada Nova concluiu-se que cor e estrutura foram características transmitidas aos solos desenvolvidos, posto que muito pouco se alteraram com a evolução. Já a textura evoluiu para a classe argila, acompanhada também de uma maior espessura do solum. Na análise granulométrica verificou-se que as grandes quantidades de silte do Cambissolo reduziram-se nos desenvolvidos, os quais apresentaram, contudo, um consequente aumento da fração argila, passando o câmbico para o argílico. O pH também não se alterou com o maior desenvolvimento dos perfis, enquanto que a soma de bases evoluiu para valores menores devido à maior lixiviação. Também a CTC alterou-se nos solos desenvolvidos, como consequência dos minerais de argila dominantes nesses dois estágios da evolução: mica no Cambíssolo e caolinita e mica no solo desenvolvido. A mineralogia da fração areia foi dominada pelo quartzo seguido das micas e em quantidades menores feldspatos, tanto nos Cambissolos como nos solos desenvolvidos. Considerou-se a mica presente na fração argila como herdada da fração areia, e a vermiculita como originária do intemperismo da mica. A fração silte praticamente não sofreu evolução: quartzo, micas e minerais interestratificados. Os feldspatos so apareceram nos Cambissolos e a caolinita, tendo sido verificada nos perfis mais desenvolvidos foi parcialmente considerada provir do intemperismo dos feldspatos. A mineralogia da fração argila mostrou que a mica presente no Cambissolo altera-se já nele para caolinita e nos perfis mais desenvolvidos, constatando-se ainda a presença de vermiculita e minerais interestratificados. Também nesta evolução verificou-se que o Cambissolo possuía muito mais ferro cristalino, o qual passou a amorfo nos perfis desenvolvidos. O alumínio pouca influência sofreu nos processos de evolução e ele e o ferro estão intimamente correlacionados com os teores de argila, tanto no Cambissolo como nos solos desenvolvidos. A rnicromorfologia revelou a passagem da fábrica massépica com áreas lattissépicas, para essencialmente rnassépica, correlacionada à mineralogia da fração argila. As micas presentes nos fragmentos de folhelho intemperizaram-se, aparecendo como pápulas nos perfis mais desenvolvidos.The evolution of pedologic characteristics of soils found overlying Bauru sandstone and Estrada Nova shale formations was studied by means of profiles representative of a wide range of soil developmental stages namely two Lins and Marília Podzolized - Marilia variation profiles occurring in Monte Alto municipality and two Red-Yellow Podzolic - Piracicaba variation profiles, ocorruing in Charqueada and Rio Claro municipalities, respectively. These were considered to be well developed profiles. A Cambissol was selected at each of these localities to represent the less developed profils. Pedological development was observed through an analysis of data obtained from morphological, particle-size distribution, chemical, mineralogical and micromorphological determinations. The evolution of pedologic characteristics of soils found overlying Bauru sandstone and Estrada Nova shale formations was studied by means of profiles representative of a wide range of soil developmental stages namely two Lins and Marília Podzolized - Marilia variation profiles occurring in Monte Alto municipality and two Red-Yellow Podzolic - Piracicaba variation profiles, ocorruing in Charqueada and Rio Claro municipalities, respectively. These were considered to be well developed profiles. A Cambissol was selected at each of these localities to represent the less developed profils. Pedological development was observed through an analysis of data obtained from morphological, particle-size distribution, chemical, mineralogical and micromorphological determinations. 2. Soils developed over Estrada Nova Shale b. soil profile development resulted in an increase in clay content in the subsurface horizon whereas calor and structure remained unaltered. The cambie horizon changed to an argilic, sum of bases and CEC decreased. General observations applicable to both groups, of soils indicated that kaolinite in the clay fraction substituted for mica due to the developmental process from Cambissol to a fully de- veloped Podzolized profile

The Impact of Erosion on Soil Productivity-An Experimental Design Applied in Sao Paulo State, Brazil

Soil erosion is the principal threat to agricultural sustainability, affecting both the characteristics of the in situ soil and its productive potential. However, soils vary in their resilience and there are very few empirical data upon which to appreciate the degree and type of impact on the soil caused by erosion. This paper describes an experiment designed to generate such data based on soil loss and runoff plots, and it reports on nearly nine years of experience with the design at the Instituto Agronômico, Campinas, Brazil on a Latosol (Oxisol). After seven years of erosion induced by four levels of artificial cover, the effective rainfall on the most eroded soil was 20 percent less than on the control full cover. Crop yields were also found to be significantly affected: in 1995 by nearly 700 kg/ha and in 1996 by over 1000 kg/ha - a 50% decline in yield, amounting to a loss of 4 kg/ha of maize per tonne of cumulative soil loss. Losses of nutrients (organic C, P, K, Ca and Mg) in the runoff and eroded soil were also significant with far higher levels of loss associated with the eroded sediment. Changes in the in situ soil were less clear, but a test of trends showed that the decreases in organic matter and increases in acidity could unambiguously be attributed to soil erosion. Average enrichment ratios of the eroded sediment were 1.3 for organic C, 2.6 for P, 0.7 for K, 1.3 for Ca and 1.2 for Mg. Erosion has also affected the maize quality - mainly N, Ca and B nutrient content. Through these various measures, we conclude that seven years of induced erosion has had a marked effect on soil productivity, and for the first time we are now in a position to begin calculating the financial impact of the erosion process on future yields and farmer livelihoods

Institutional landmarks in Brazilian research on soil erosion: a historical overview

The problem of soil erosion in Brazil has been a focus of agricultural scientific research since the 19th century. The aim of this study was to provide a historical overview of the institutional landmarks which gave rise to the first studies in soil erosion and established the foundations of agricultural research in Brazil. The 19th century and beginning of the 20th century saw the founding of a series of institutions in Brazil, such as Botanical Gardens, executive institutions, research institutes, experimental stations, educational institutions of agricultural sciences, as well as the creation and diversification of scientific journals. These entities, each in its own way, served to foster soil erosion research in Brazil. During the Imperial period (1808-1889), discussions focused on soil degradation and conserving the fertility of agricultural land. During the First Republic (1889-1930), with the founding of various educational institutions and consolidation of research on soil degradation conducted by the Agronomic Institute of Campinas in the State of São Paulo, studies focused on soil depletion, identification of the major factors causing soil erosion and the measures necessary to control it. During the New State period (1930-1945), many soil conservation practices were developed and disseminated to combat erosion and field trials were set up, mainly to measure soil and water losses induced by hydric erosion. During the Brazilian New Republic (1945-1964), experiments were conducted throughout Brazil, consolidating soil and water conservation as one of the main areas of Soil Science in Brazil. This was followed by scientific conferences on erosion and the institutionalization of post-graduate studies. During the Military Regime (1964-1985), many research and educational institutions were founded, experimental studies intensified, and coincidently, soil erosion reached alarming levels which led to the development of the no-tillage system