Biochar no manejo de nitrogênio e fósforo para a produção de mudas de angico

The objective of this work was to evaluate the effect of biochar applied together with the macronutrients N and P, for the formation of substrate, on the growing of angico (Anadenanthera colubrina) seedlings for forest restoration. The experiments were conducted in a forest nursery, in a completely randomized block design. Interactions were studied between increasing concentrations of biochar and of N as urea, and between concentrations of biochar and P as superphosphate, added to a Yellow Oxisol. Seedling patterns of growth, quality, and nutrition were determined, and the results were subjected to the study of polynomial regression (response surface). The interaction between biochar and N favored leaf nutrition and leaf‑concentration of Mg of angico seedlings; however, it did not influence plant growth. Angico seedlings subjected to the application of biochar and P showed higher nutrition and nutrient use efficiency of Ca and K. Biochar application with N and P to the substrate shows potential for the production of quality seedlings, which favors the success of practices for forest restoration in regions with low soil fertility and subjected to water stress periods.O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biochar aplicado com os macronutrientes N e P, para a formação de substratos, no desenvolvimento de mudas de angico (Anadenanthera colubrina) para a restauração florestal. Os experimentos foram realizados em viveiro florestal, em delineamento inteiramente casualizado. Estudaram-se interações entre concentrações crescentes de biochar e de N, na forma de ureia, e de biochar e P, na forma de superfosfato simples, adicionados a Latossolo Amarelo.Determinaram-se os parâmetros de crescimento, qualidade e nutrição das mudas, e os resultados foram submetidos ao estudo de regressão polinomial (superfície de resposta). A interação entre biochar e N beneficiou a qualidade e a concentração foliar de Mg das mudas de angico, apesar de não influenciar o crescimento das plantas. As mudas de angico submetidas à aplicação de biochar e P mostraram maior qualidade e eficiência de uso dos nutrientes Ca e K. A adição de biochar ao substrato, junto com N e P, apresenta potencial de uso para a produção de mudas de qualidade, o que favorece o sucesso de práticas de restauração florestal em regiões com baixa fertilidade do solo e sujeitas a períodos de estresse hídrico

Alternatives to chemical scavenging of clumps of guinea grass and signal grass clumps in sugarcane ratoon

Nas regiões canavieiras do Estado do Paraná, o Panicum maximum (capim-colonião) e a Brachiaria decumbens (capim-braquiária) destacam-se como plantas daninhas de difícil controle e que comprometem a vida útil do canavial. Nesta pesquisa objetivou-se avaliar alternativas para a catação química de touceiras de P. maximum e B. decumbens na cultura da cana-de-açúcar. Para isso, foram realizados dois experimentos de campo, em delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições no primeiro experimento e cinco para o segundo. No primeiro foram avaliados os herbicidas hexazinone e diuron+hexazinone nas concentrações de 0; 10; 11,7; 13,3; 15 e 16,7%. No segundo utilizou-se o isoxaflutole nas concentrações 0; 1,5; 3,0 e 4,5%. As avaliações visuais de controle foram realizadas aos 4, 10, 20 e 30 dias após a aplicação dos tratamentos. Os herbicidas diuron + hexazinone e hexazinone foram eficientes no controle de P. maximum e B. decumbens a partir da concentração de 10%. Em relação ao isoxaflutole, foi necessária uma concentração mínima de 4,8 e 4,2% para se obter a máxima eficiência de controle das rebrotas de P. maximum e B. decumbens, respectivamente.In sugarcane areas of Parana State, Panicum maximum (guinea grass) and Brachiaria decumbens (signal grass) stand out as weeds with difficult control and may compromise the useful period sugar cane crop. This research aimed to evaluate alternatives to chemical scavenging of P. maximum and B. decumbens clumps in sugar cane crop. This way, two experiments were conducted in field conditions by using a complete randomized block design with four replications for the first and five for the second one. In the first experiment, hexazinone and diuron + hexazinone herbicides were evaluated at 0, 10, 11.7, 13.3, 15 and 16.7% concentrations. In the second one, isoxaflutole herbicide was used at 0, 1.5, 3.0 and 4.5% concentrations. Visual control evaluations were performed at 4, 10, 20 and 30 days after treatments application. Diuron + hexazinone and hexazinone herbicides were effective in controlling P. maximum and B. decumbens at 10% concentration. Regarding to isoxaflutole, it was necessary a minimum concentration of 4.8 and 4.2% for maximum efficiency control of P. maximum and B. decumbens sprouting, respectively

Interação entre atributos físicos, químicos e mineralógicos com a capacidade máxima de adsorção de fósforo e chumbo de amostras do horizonte A e B de latossolos do estado do Paraná tratadas com calcário e fosfato

In regions with tropical and subtropical climates. Latosols are more common and are the most weathered soils. In these soils are used phosphate fertilizers in large quantities, since the phosphate has great interaction with these soils.With intense applications of such fertilizers, the soils can achieve their phosphorus maximum adsorption capacity (PMAC) and significantly alter its characteristics mainly the ability to retain other ions such as lead (PbMAC), affecting directly the environmental balance of the system. Soil samples were collected at 14 A and B horizons of Latosols on Paraná state, with the objectives of: (a) Find which attributes will correlate with the PMAC and PbMAC; b) Define if there is no difference, as the adsorption of phosphorus (P) and lead (Pb) in natural soil samples and treated with limestone and Pb treated with phosphate after liming the soils; and c) Find linear regression models to estimate PMAC and PbMAC. These samples were characterized in their physical, chemical and mineralogical attributes. The analyses were performed in the Laboratory of Chemical and Mineralogical Soil Analysis of the State University of Maringá. The PMAC correlated better with the mineralogical attributes such as aluminum concentration in the sulfuric, the dithionite-citrate-bicarbonate and the ammonium acid oxalate extractions and levels of gibbsite and goethite. The PbMAC presented greater correlation with the chemical attributes such as the c basic cations content and bases saturation. Treatment with limestone reduced the adsorption of P and increased the adsorption of Pb and treatment with phosphate increased the adsorption of Pb. The regression models that better adjusted both PMAC and PbMAC were estimated with all attributes. The results allowed to conclude that the practice of limning may be fundamental for the reduction the P adsorption and the formation of inner sphere surface complex seems to predominate on P adsorption and outer sphere surface complex on Pb adsorption.Em regiões com clima tropical e subtropical são mais comuns os solos mais intemperizados, como os Latossolos. Nesses solos são utilizados adubos fosfatados em grande quantidade, já que, o fósforo apresenta grande interação com esses solos. Com intensas aplicações desses adubos, os solos podem atingir sua capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP) e com isso alterar significativamente suas características principalmente quanto à capacidade de reter outros íons como o chumbo (CMAPb) afetando diretamente o equilíbrio ambiental desse sistema. Foram coletadas 14 amostras de horizontes A e B de Latossolos do estado do Paraná, com os objetivos de: a) Encontrar atributos de Latossolos paranaenses que se correlacionam com a CMAP e com a CMAPb; b) Definir se existe diferença, quanto a adsorção de fósforo (P) e de chumbo (Pb), em amostras desses solos naturais e tratadas com calcário e de Pb tratadas com fosfato após a calagem; e c) Encontrar modelos de regressão linear para estimar a CMAP e a CMAPb. Nestas amostras foram determinados alguns atributos físicos, químicos e mineralógicos. As análises foram realizadas no Laboratório de Química e Mineralogia do Solo da Universidade Estadual de Maringá. A CMAP correlacionou-se melhor com os atributos mineralógicos tais como teores de alumínio no extrato sulfúrico, no de ditionito-citrato-bicarbonato eno de oxalato ácido de amônio e teores de gibbsita e goethita. A CMAPb apresentou maior correlação com os atributos químicos como o teor de cátions básicos e a saturação por bases. O tratamento com calcário reduziu a adsorção de P e aumentou a adsorção de Pb e o tratamento com fosfato aumentou a adsorção de Pb. Os modelos que melhor se ajustaram tanto para a CMAP quanto para a CMAPb foram os estimados utilizando todos os atributos analisados. Os resultados possibilitaram concluir que a prática da calagem pode ser fundamental para a redução da adsorção de fósforo pelos solos e que a formação de complexos de superfície de esfera interna parece predominar na adsorção de fósforo e de esfera externa na adsorção de chumbo.xiv, 144

Adsorção de fósforo e chumbo em ferrihidritas-2 linhas coprecipitadas com Cr(III), Zn(II), Ni(II), Pb(II) e Al(III)

This work was carried out to study the changes on chemical and mineralogical properties of ferrihydrites coprecipitaded with metals and their phosphorus and lead adsorption behavior. For this purpose, samples of pure (F0) and two metal concentration (Cr(III), Zn(II), Ni(II), Pb(II) and Al(III)) were synthesized. A general introduction to the topic under study is presented in Chapter 1. Then, in Chapter 2, the data obtained during the synthesis and characterization of minerals. Moreover, in Chapters 3 and 4 the results of the adsorption and modeling experiments are presented for phosphorus and lead, respectivelly. Changes in ferrihydrite structure were studied by thermal analysis and X-ray diffraction. Phosphorus and lead sorption experiments with varying pH, ionic strength and initial concentration of phosphorus were performed. Empirical (Langmuir and Freudlich) and surface complexation models (Constant Capacitance Model - MCC and modified Triple Layer Model - TLM) were adjusted to data. Ferrihydrites were coprecipitate with cations and metal concentrations ranged from 0.3 to 11 mol%. The order of increasing metal content in the lower initial metal content was: F6,4Ni > F5,3Al > F4,2Zn > F3,9Cr > F0,3Pb. For samples with higher initial metal content the order changed to: F11Al > F9,8Zn > F8,4Ni > F7,6Cr > F0,9Pb. The ability of metals to substitute Fe was determined by their ionic radius and solubility. Lead coprecipitaded samples presented lower position of reflexes and lower crystallinity values by X-rays analysis. Differential scanning calorimetry showed the evolution of ferrihydrite to hematite at 371ºC for F0, and for all other was greater than 449°C. The sample that showed the highest phosphorus adsorption capacity was F0,9Pb and the lowest F0. These minerals desorbed also the smaller and larger amount of phosphorus. The sorption experiments varying the pH showed similar behavior for all ferrihydrite samples. The MCC adjusted to phosphorus adsorption data varying the pH and ionic strength, being better for the highest ionic strength. The monodentate complexes were selected in this model. The TLM did not fit to phosphorus adsorption data. Lead adsorption was higher at pH values above 5.5. MCC fit to the data using only one inner sphere bidentate complex. TLM presented a better fit, probably because it was possible to fit a larger number of species (1 bidentate, 1 monodentate 1 and 1 outer sphere complex). Coprecipitation of ferrihydrite with different metals did not affect the fit of the surface complexation models, except to lead ferrihydrites that interfere at lead adsorption experiments.Este trabalho foi realizado com o objetivo de estudar as alterações de propriedades químicas e mineralógicas de ferrihidrita coprecipitadas com metais e seu comportamento quanto a adsorção de fósforo e chumbo. Para tanto, foram sintetizadas amostras de ferrihidrita pura (F0) e coprecipitadas com duas concentrações dos metais Cr(III), Zn(II), Ni(II), Pb(II) e Al(III). No capítulo 1, é apresentada uma introdução geral sobre o tema em estudo. Depois, no capítulo 2, estão os dados obtidos durante a síntese e caracterização dos minerais. Em seguida, nos capítulos 3 e 4, são apresentados os resultados dos experimentos de adsorção de fósforo e chumbo, respectivamente. As alterações na estrutura das ferrihidrita foram estudadas por análise térmica e de difração de raios-X. Foram realizados experimentos de adsorção de fósforo e chumbo variando pH, força iônica e concentração inicial de fósforo. Aos dados de adsorção, foram ajustados modelos de adsorção empíricos (Langmuir e Freudlich) e químicos (Modelo da capacitância constante - MCC e modelo da tripla camada difusa modificado - TLM). Foi possível coprecipitar ferrihidritas com cátions substituindo o Fe em concentrações que variaram de 0,3 a 11 mol%. A ordem crescente de substituição do Fe pelos cátions para a menor concentração de metais foi: F6,4Ni > F5,3Al > F4,2Zn > F3,9Cr > F0,3Pb. Para as amostras que receberam maior concentração de metais, a ordem se modificou para F11Al > F9,8Zn > F8,4Ni > F7,6Cr > F0,9Pb. A capacidade dos metais substituírem o Fe foi determinada pelo raio iônico e solubilidade dos metais. As amostras F0,3Pb e F0,9Pb apresentaram posição dos reflexos em valores menores e menor cristalinidade. As análises de calorimetria diferencial de varredura mostraram temperatura de evolução da ferrihidrita para hematita de 371ºC na amostra F0, sendo que, para todas as outras, foi maior do que 449ºC. A amostra que apresentou maior adsorção de fósforo independente da concentração inicial foi a F0,9Pb e a que apresentou menor foi a F0. Estas amostras também foram a que menor e maior quantidade de fósforo dessorveram. Os experimentos de adsorção de fósforo variando o pH mostraram comportamento semelhante para todas as amostras de ferrihidrita, sendo que houve diferença muito pequena entre a menor e a maior força iônica. O MCC ajustou os dados de adsorção de P variando o pH, sendo melhor para a maior força iônica. As reações de formação de complexos monodentados foram as selecionadas nesse modelo. O TLM não ajustou os dados de adsorção de fósforo. A adsorção de chumbo foi máxima em valores de pH acima de 5,5. O MCC ajustou os dados de adsorção com a utilização de somente um complexo de esfera interna bidentado. O TLM apresentou um erro menor, provavelmente porque foi possível o ajuste com um maior número de espécies (1 bidentada, 1 monodentada e 1 complexo de esfera externa). A coprecipitação da ferrihidrita com os diferentes metais não afetou o ajuste dos modelos químicos à adsorção de chumbo, se comparados à ferrihidrita pura, exceto às amostras F0,3Pb e F0,9Pb.vi, 145

Capacidade máxima de adsorção de fósforo relacionada a formas de ferro e alumínio em solos subtropicais

O P é um dos macronutrientes primários essenciais para a produção vegetal. Apesar de ser o menos absorvido pelas plantas, é o mais utilizado nas adubações nos solos das regiões tropicais e subtropicais úmidas. Isso ocorre porque o P tem grande interação com os óxidos de Fe e Al, abundantes nessas condições. O estudo dessas interações é importante para se conhecer melhor a relação entre os constituintes do solo e a adsorção de P. O objetivo deste trabalho foi avaliar como os componentes da fração argila antes e após a dissolução seletiva dos óxidos de Fe dos solos e alguns de seus atributos mineralógicos influenciam na capacidade máxima de adsorção de P (CMAP). Para isso, foram utilizadas 20 amostras da fração argila isolada do horizonte B de solos do Estado do Paraná, as quais foram caracterizadas em seus atributos químicos e mineralógicos. Nesses solos, a CMAP e a área superficial específica externa (ASE) foram determinadas na fração argila natural (CMAP, ASE) e desferrificada (CMAPd, ASEd). Os valores de CMAP não apresentaram tendência definida com a dissolução seletiva dos óxidos de Fe. Em 13 amostras, a CMAPd foi maior do que a CMAP. Na fração argila natural, os teores de Fe d variaram entre 25,89 e 108,79, e os de Al d, entre 6,69 e 30,09 g kg-1. As formas de Al livre (Al d) e de baixo grau de cristalinidade (Al o) apresentaram maiores coeficientes de correlação com a CMAP e com a CMAPd (r = 0,66 e 0,70, respectivamente). Entre os atributos químicos analisados, o P remanescente (Prem) pode ser utilizado na estimativa da CMAP

Mineralogia e susceptibilidade magnética dos óxidos de ferro do horizonte B de solos do Estado do Paraná Mineralogy and magnetic susceptibility of iron oxides of B horizon of Paraná state soils

Os solos tropicais altamente intemperizados tendem a acumular residualmente óxidos de ferro e alumínio. Entre os óxidos e hidróxidos de ferro presentes na fração argila, a goethita (Gt) e a hematita (Hm) são os mais abundantes e estudados. No entanto, há poucos estudos acerca da identificação e quantificação da maghemita (Mh), um mineral ferrimagnético que está na fração argila dos solos, principalmente naqueles desenvolvidos de rochas máficas. A Mh e a magnetita (Mt) são responsáveis pela magnetização espontânea dos solos. Esse atributo mineralógico pode ser medido nos solos e sedimentos pela susceptibilidade magnética por unidade de massa (χBF), cuja magnitude é proporcional à concentração dos minerais ferrimagnéticos e é objeto de estudos em todo mundo. O objetivo deste trabalho foi identificar e quantificar, por χBF, os minerais ferrimagnéticos de 32 amostras do horizonte B de solos do Estado do Paraná. As formas minerais presentes na fração argila concentrada de óxidos de ferro foram identificadas e semiquantificadas por difratometria de raios-X (DRX). Nessa fração, os minerais mais abundantes são a Gt e a Hm. A Mh foi detectada em 31 amostras por χBF e em apenas 17 por DRX. Os valores de χBF variaram de 16 a 8.077 na TFSA, de 12 a 7.953 na fração argila e de 0 a 18.737x10-8 m³ kg-1 na fração argila, após concentração dos óxidos de ferro. A Mh dos solos estudados apresentou valor médio de χBF em 62.728x10-8m³ kg-1 e sua presença nos difratogramas de raios-X só foi verificada em amostras com valores de χBF acima de 1.000x10-8m³ kg-1.Highly weathered tropical soils tend to accumulate iron and aluminum oxy-hydroxides. Among the iron oxy-hydroxides found in the clay fraction, goethite (Gt) and hematite (Hm) are the most abundant and studied. A smaller number of investigations have been publish to identify and to quantify maghemite (Mh), a ferrimagnetic mineral present in the clay size fraction of the soils, mainly in those developed from mafic rocks. Maghemite, along with magnetite (Mt) is responsible for the spontaneous magnetic behavior of the soils. This mineralogical attribute can be easy measured, in soils and sediments by mass magnetic susceptibility (χLF), which magnitude is proportional to the concentration of ferrimagnetic minerals and it has been object of studies worldwide. The purpose of this research was to identify and quantify, by χLF, the ferrimagnetic minerals of 32 samples from B-horizons of Paraná state soils. The mineral species present in the iron oxides concentrated clay size fractions were identified and semiquantified by x-rays diffraction (XRD). In this fraction the most abundant minerals are Gt and Hm. Maghemite was detected in 31 samples by χLF and in only 17 samples by XRD. The χLF values ranged from 16 to 8.077x10-8m³ kg-1 in the fine earth; from 12 to 7.953x10-8m³ kg-1 in clay fraction and from 0 to 18.737x10-8m³ kg-1 in clay fraction, after concentration of the iron oxides. The Mh of the soils presented an average value of 62.728x10-8m³ kg-1 and their presence in the X-rays diffractograms was only observed in samples with χLF values above 1.000x10-8m³ kg-1