Irrigated sugarcane crops improve the quality of soil organic carbon over time / O cultivo da cana-de-açúcar irrigada melhora a qualidade do carbono orgânico do solo ao longo do tempo

The substitution of native vegetation in agricultural systems can cause several changes in the chemical and physical soil attributes, and in the dynamics of soil organic carbon. This study aimed to evaluate changes in soil physical attributes and carbon stock in soil organic matter fractions in irrigated sugarcane crops, as a function of land use and straw management practices over time, in the North of Minas Gerais State, Brazil. Four sugarcane fields with different ages and management systems were studied: Cane 6, Cane 7, Cane 8, and Cane 10. The data obtained were compared with a native vegetation area located near the sugarcane fields, and used as reference for unmanaged soil. In each system, soil samples were collected in the 0-10, 10-20, and 20-30 cm depth layers, to determine the physical attributes, the total organic carbon, and the physical fractions of the soil organic matter. We found that the sugarcane management with the maintenance of a part of the straw on the soil surface contributes to the preservation of the soil structure and the most stable fractions of organic carbon over time. However, in the regions with high annual mean temperature and in the irrigated systems, the soil tillage for the renewal of the sugarcane fields significantly decreases the total soil organic carbono.(AU)

A substituição de áreas de vegetação nativa em áreas agrícolas pode causar diversas alterações nos atributos químicos e físicos e na dinâmica do carbono orgânico do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar mudanças nos atributos físicos e no estoque de carbono nas frações de matéria orgânica do solo em canaviais irrigados, em função do uso da terra e das práticas de manejo da palhada, no Norte do Estado de Minas Gerais. Foram estudados quatro canaviais com diferentes idades e sistemas de manejo: Cana 6, Cana 7, Cana 8 e Cana 10. Os dados obtidos foram comparados com os do solo de área de vegetação nativa, próxima aos canaviais, como referência de solo não manejado. Em cada uma das áreas foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-10, 10-20, and 20-30 cm de profundidade, para a determinação dos atributos físicos, carbono orgânico total e fracionamento físico da matéria orgânica do solo. De acordo com os resultados obtidos, o manejo dos canaviais com a manutenção de parte da palha na superfície do solo contribui para a preservação da estrutura do solo e das frações mais estáveis do carbono orgânico ao longo do tempo. Porém, em regiões de alta temperatura média anual e em sistemas irrigados, o preparo do solo para a renovação dos canaviais diminui significativamente o carbono orgânico total do solo.(AU)

Alleviation of aluminum and cadmium toxicity by biochar and its potential toxicity to sorghum / Mitigação da toxidez por alumínio e cádmio por biochar e seu potencial tóxico para o sorgo

Biochar has been used as an alternative in organic wastes management and to alleviate trace elements toxicity. The aim of this research was to use a rapid and simple test to detect the potential toxic effects of biochar and its ability to alleviate aluminum and cadmium toxicity to seeds and seedlings of Sorghum bicolor L. Two experiments were carried out in Petri dishes with two different biochars where sorghum seeds were exposed to aluminum (experiment 1) and cadmium (experiment 2) solutions. The experimental designs were completely randomized, with five doses of aluminum or cadmium in aqueous solution (0, 0.5, 1, 2, and 4 mmol/L of Al or Cd), combined with or without the addition of 0.25 g of biochar from sugarcane bagasse or from sewage sludge. Compared to treatments without biochar, in the treatments with biochar, higher seed germination rate and growth of sorghum seedlings were obtained. Moreover, the biochars were not toxic to sorghum and they decreased the toxicity of aluminum and cadmium, mainly the biochar from sewage sludge that presented higher pH and greater occurrence of functional groups in its particles.

O biochar tem sido utilizado como uma alternativa para o manejo de resíduos orgânicos e na remedição da toxidez por elementos traços. Objetivou-se com essa pesquisa usar um teste rápido e simples para detectar os potenciais efeitos tóxicos do biochar e sua capacidade de minimizar a toxidez por alumínio e cádmio para sementes e plântulas de Sorghum bicolor L. Conduziu-se dois experimentos em placas de Petri com dois diferentes biochars onde as sementes de sorgo foram expostas às soluções de alumínio (experimento 1) e cádmio (experimento 2). Os delineamentos experimentais foram inteiramente casualizados, com cinco doses de alumínio ou cádmio na solução aquosa (0, 0,5, 1, 2 e 4 mmol L-1 de Al ou Cd), combinados com ou sem a adição de 0,25g de biochar de bagaço de cana-de-açúcar (BB) ou de lodo de esgoto (BS). Nos tratamentos com biochar, obtém-se maior percentagem de germinação de sementes e crescimento de plântulas de sorgo em relação a ausência de biochar. Além disso, os biochars não são tóxicos para o sorgo e minimizam a toxicidade por alumínio e cádmio, principalmente o BS que apresenta maior pH e maior ocorrência de grupos funcionais em suas partículas.

Alleviation of aluminum and cadmium toxicity by biochar and its potential toxicity to sorghum / Mitigação da toxidez por alumínio e cádmio por biochar e seu potencial tóxico para o sorgo

Biochar has been used as an alternative in organic wastes management and to alleviate trace elements toxicity. The aim of this research was to use a rapid and simple test to detect the potential toxic effects of biochar and its ability to alleviate aluminum and cadmium toxicity to seeds and seedlings of Sorghum bicolor L. Two experiments were carried out in Petri dishes with two different biochars where sorghum seeds were exposed to aluminum (experiment 1) and cadmium (experiment 2) solutions. The experimental designs were completely randomized, with five doses of aluminum or cadmium in aqueous solution (0, 0.5, 1, 2, and 4 mmol/L of Al or Cd), combined with or without the addition of 0.25 g of biochar from sugarcane bagasse or from sewage sludge. Compared to treatments without biochar, in the treatments with biochar, higher seed germination rate and growth of sorghum seedlings were obtained. Moreover, the biochars were not toxic to sorghum and they decreased the toxicity of aluminum and cadmium, mainly the biochar from sewage sludge that presented higher pH and greater occurrence of functional groups in its particles.(AU)

O biochar tem sido utilizado como uma alternativa para o manejo de resíduos orgânicos e na remedição da toxidez por elementos traços. Objetivou-se com essa pesquisa usar um teste rápido e simples para detectar os potenciais efeitos tóxicos do biochar e sua capacidade de minimizar a toxidez por alumínio e cádmio para sementes e plântulas de Sorghum bicolor L. Conduziu-se dois experimentos em placas de Petri com dois diferentes biochars onde as sementes de sorgo foram expostas às soluções de alumínio (experimento 1) e cádmio (experimento 2). Os delineamentos experimentais foram inteiramente casualizados, com cinco doses de alumínio ou cádmio na solução aquosa (0, 0,5, 1, 2 e 4 mmol L-1 de Al ou Cd), combinados com ou sem a adição de 0,25g de biochar de bagaço de cana-de-açúcar (BB) ou de lodo de esgoto (BS). Nos tratamentos com biochar, obtém-se maior percentagem de germinação de sementes e crescimento de plântulas de sorgo em relação a ausência de biochar. Além disso, os biochars não são tóxicos para o sorgo e minimizam a toxicidade por alumínio e cádmio, principalmente o BS que apresenta maior pH e maior ocorrência de grupos funcionais em suas partículas.(AU)

Biochar in sugar beet production and nutrition / Biochar na produção e nutrição da beterraba

The biomass pyrolysis process may be an alternative for the agricultural use of sewage sludge. This study aimed to evaluate the use of of biochars from mixture of sewage sludge and sugarcane bagasse (BB, 1:1 relationship sewage sludge and sugarcane bagasse) on sugar beet (Beta vulgaris L.) production and nutrition. A greenhouse experiment was conducted with five application rates of BB: 0, 2.5, 5, 7.5, and 10% (v/v), and two additional treatments, biochar from sewage sludge (BS, application rate 5% (v/v)) and conventional treatment (CV) that received lime and mineral fertilizer. The treated soils were incubated for 45 days, after which, seedlings were cultivated for 55 days. Biochar produce from sewage sludge and sugarcane bagasse is an alternative technology to reduce the potential for contamination of sewage sludge and to incorporate more stable carbon forms in the soil. Although, biochar has increased soil fertility, fine roots and nutrient uptake efficiency by sugar beet plants, total dry matter yield was significantly lower than that obtained in conventional treatment.(AU)

O processo de pirólise da biomassa pode ser uma alternativa para o uso agrícola de lodo de esgoto. Este trabalho objetivou avaliar o uso de biochar produzido a partir da mistura de lodo de esgoto e bagaço de cana (BB, 1:1 relação lodo de esgoto e e bagaço de cana) na produção e nutrição de beterraba (Beta vulgaris L.). Conduziu-se um experimento em casa de vegetação com cinco dose de BB: 0, 2,5, 5, 7,5 e 10% v/v, e dois tratamentos adicionais, biochar de lodo de esgoto (BS, 5% v/v) e tratamento convencional (CV) com calagem e fertilizantes minerais. Após 45 dias de incubação dos solos tratados, cultivou-se as plantas por 55 dias. O biochar produzido a partir de lodo de esgoto e bagaço de cana-de-açúcar é uma tecnologia alternativa para reduzir o potencial de contaminação do lodo de esgoto e incorporar formas mais estáveis de carbono ao solo. Embora o biochar tenha aumentado à fertilidade do solo, as raízes finas e a eficiência de absorção de nutrientes pelas plantas de beterraba, a produção de matéria seca total foi significativamente menor que a obtida no tratamento convencional.(AU)