Cádmio, cromo e chumbo em arroz comercializado no Rio Grande do Sul / Cadmium, chromium and lead in rice marketed in Rio Grande do Sul

RESUMO:O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz irrigado por alagamento do Brasil e algumas lavouras cultivam o arroz irrigado há mais de 100 anos. Nos cultivos, são utilizados insumos agrícolas, muitos dos quais apresentam metais pesados em sua composição. Essa preocupação leva em consideração principalmente os elementos não essenciais às plantas, como o Pb, Cr e Cd, e que oferecem risco à saúde humana. Esta pesquisa teve por objetivo quantificar os teores de Cd, de Cr e de Pb no arroz vendido nos estabelecimentos comerciais do RS. As extrações dos elementos das amostras foram feitas pelo método USEPA 3050B. Para as quantificações dos metais, foi utilizada a Espectrometria de Emissão Óptica por Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-OES). Os elementos quantificados nas amostras de grãos vendidos em estabelecimentos comerciais apresentaram-se dentro dos limites permitidos pela legislação.

ABSTRACT:The state of Rio Grande do Sul (RS) is the largest producer of flood-irrigated rice in Brazil and some fields flooded rice are cultivated for more than 100 years. In rice production are being utilized various inputs, many of which have heavy metals in its composition. This preoccupation considers especially nonessential elements to plants such as Pb, Cr and Cd, which provide risks to human health. This study aimed to quantify the levels of Cd, Cr and Pb in rice grains sold in markets retailers in RS. The elements were extracted from the samples through the USEPA 3050B method and quantified by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). The elements quantified in samples of grains rice sold in markets retailers were within the limits allowed by law.

Mineral nitrogen in soil leachate after pig slurry application / Nitrogênio mineral em percolado de solos após aplicações de dejetos líquidos de suínos

Pig slurry is used as a fertilizer in agricultural soil. The intensification of swine breeding, along with high concentration of animals in small properties, generates great volumes of manure. Pig slurry has high nitrate content, which may contaminate surface and subsurface waters. This study aims to evaluate the environmental impact of pig slurry application in Ultisol and Alfisol samples. For this purpose, pig slurry doses obtained from distinct production systems (farrowing and finishing units) were applied in the following amounts: 0 m3.ha-1 (Control Treatment), 75 m3.ha-1 (T2), 150 m3.ha-1 (T3) and 300 m3.ha-1 (T4). Results showed presence of N-NO3 - + N-NO2 - in Alfisol and Ultisol leachates, and the pig slurry originated from farrowing units showed lower concentration of N-NO3 - + N-NO2 - for both soil leachates. The higher concentration of N-NO3 -+ N-NO2 - in the leachate for both soils was at 19 days after the pig slurry application. Before using pig slurry as a fertilizer it is mandatory to establish criteria for the elaboration of management and provision strategies, in order to reduce environmental and health impacts.

Os dejetos líquidos de suínos (DLS) são utilizados como fertilizante em solos agrícolas. A intensificação de criações de suínos com alta concentração de animais em pequenas propriedades tem gerado grande volume de dejetos. Os DLS podem conter altos teores de nitrato, podendo contaminar águas superficiais e subsuperficiais. Este estudo foi realizado para avaliar o impacto ambiental resultante da aplicação de DLS em amostras de um Argissolo Vermelho Distrófico e de um Nitossolo Vermelho Distrófico. Para tal, aplicaram-se doses equivalentes a 0 (Testemunha), 25 (T2), 50 (T3) e 100 (T4) m3.ha-1 de dejetos líquidos de suínos provenientes de dois sistemas de criação denominados de "creche" e "terminação". Foi detectada a presença de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado do Nitossolo e do Argissolo; o dejeto líquido proveniente do sistema de criação "creche" resultou em menores concentrações de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado de ambos os solos. A maior concentração de N-NO3 - + N-NO2 - no percolado ocorreu aos 19 dias após a aplicação dos DLS. Para a utilização dos DLS como fertilizante há necessidade que se estabeleçam critérios adequados para definir estratégias de seu manejo e disposição para reduzir seu impacto no ambiente e à saúde.

Biomassa e atividade microbiana do solo em sistemas de produção olerícola orgânica e convencional / Biomass and soil microbial activity on horticulture organic and conventional crop systems

O cultivo de olerícolas pode ser produzido no sistema convencional utilizando defensivos agrícolas e fertilizantes sintéticos, ou no sistema orgânico, quando não há a utilização de defensivos sintéticos e tem como principal fonte de adubação, resíduos orgânicos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a biomassa e a atividade microbiana do solo em sistemas de cultivo orgânico e convencional com suas respectivas áreas de referência. Para isso, foram coletadas amostras de solo em três propriedades agrícolas com sistema de cultivo convencional e outras três com sistema de cultivo orgânico, além de suas respectivas áreas de referência. Foram determinados o carbono e nitrogênio microbiano e total, e a respiração basal após 57 dias de incubação. A maior variação na taxa de respiração basal entre a área de produção e a área de referência foi observada no sistema orgânico. Os teores de nutrientes no solo, carbono e nitrogênio microbianos foram maiores nas áreas de produção do que os encontrados nas áreas de referência.

The horticultural crops can be produced with the conventional system using pesticides and synthetic fertilizers, or organic system where there is no use of synthetic pesticides and its main source of nutrients are organic wastes. This study aimed to assess the biomass and soil microbial activity in organic production systems and conventional with their respective reference areas. In this study, soil samples were sampled in three farms with conventional tillage and three other with organ system, and their respective reference areas. It was determined total carbon and nitrogen and microbial, and microbial activity after 57 days of incubation. The greatest variation in basal respiration rate between the respective production area and reference area was observed in the organic system. The nutrients in the soil microbial carbon and nitrogen were higher in the production areas than those in the reference areas.

Microrganismos em percolado após aplicações dejetos líquidos de suínos / Microorganisms in leachate after pig slurry applications

Os dejetos líquidos de suínos (DLS) são utilizados como fertilizante em solos agrícolas. A intensificação de criações com alta concentração de animais em pequenas propriedades tem gerado grande volume de dejetos. Os DLS podem conter microrganismos patogênicos, podendo contaminar águas superficiais e subsuperficiais. O estudo foi realizado para avaliar a presença de microrganismos patogênicos após a aplicação de DLS em amostras de um Argissolo Vermelho Distrófico e de um Nitossolo Vermelho Distrófico. Para tal, aplicou-se doses equivalentes a 0 (Testemunha), 25 (T2), 50 (T3) e 100 (T4) m3 ha-1 de dejetos líquidos de suínos provenientes de dois sistemas de criação denominados de "creche" e "terminação". Os dejetos originários do sistema de criação "creche" apresentaram maiores riscos de contaminação de águas superficiais e subsuperficiais por coliformes totais e Escherichia coli. O valor do pH possivelmente esteve relacionado à ausência de coliformes totais e Escherichia coli no percolado do Argissolo.

Wastes from swine production (WSP) are used as fertilizer in agricultural soils. The intensification of farms with high concentration of animals in small proprerties has generated a great amount of wastes. The WSP may contain pathogenic microorganisms and can contaminate surface and subsurface water. The study was conducted to evaluate the environmental and health impact of the application of WSP in samples of an Alfisol and an Ultisol. To do this they were applied doses equivalent to 0 (control), 25 (T2), 50 (T3) and 100 (T4) m3 ha-1 of pig slurry from two farming systems called "nursery" and "termination". The waste originated from the "nursery" had higher risks of contamination of surface and subsurface soils for total coliform and Escherichia coli. The pH was possibly related to the absence of total coliform and Escherichia coli in leachate from the Ultisol.

Teor de cádmio em fertilizantes fosfatados comercializados no Brasil / Cadmium contents of phosphate fertilizers marketed in Brazil

O Cd é tóxico ao homem, aos animais e às plantas. Os fertilizantes fosfatados contém Cd, em concentrações variáveis, dependendo da rocha fosfática da qual foram obtidos. Adubações fosfatadas sucessivas podem acarretar acúmulo de Cd no solo, causando impactos ao ambiente devido a sua alta toxicidade. Os objetivos deste trabalho foram quantificar o teor de Cd em amostras de 19 fertilizantes fosfatados comercializados no Brasil e comparar dois métodos de extração: nitroperclórico (HNO3 - HClO4) e USEPA 3050B (HNO3 - H2O2). O teor de Cd nas amostras foi determinado por espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP-AES). Seis amostras apresentaram teor de Cd maior do que 12mg kg-1 (nitroperclórico) e uma maior do que 43mg kg-1. As demais continham menos do que 3mg de Cd kg-1 de fertilizante. A correlação entre as quantidades de Cd extraídas pelo método nitroperclórico e o USEPA 3050B foi significativa (r=0,985**) porém, nas amostras em que o teor de Cd foi maior do que 6,0mg kg-1, a extração nitroperclórica extraiu mais Cd das amostras.

Cd is toxic to men, animals and plants. Phosphate fertilizers contain Cd in variable amounts depending on the phosphatic rock which they were obtained. Successive phosphate fertilizations can accumulate Cd in the soil, causing impacts to the environment due to its high toxicity. The purposes of this work were to quantify the Cd content in samples of 19 phosphate fertilizers used in Brazil and to compare two extraction methods: nitropercloric (HNO3-HClO4) and USEPA 3050B (HNO3-H2O2). The content of Cd in the samples were determinated by indutive spectrometric atomic emission coupled plasma (ICP-AES). Six samples presented Cd content higher than 12mg kg-1 (nitroperclóric) and one higher than 43mg kg-1. The others contained less than 3mg of Cd kg-1 fertilizer. The correlation between the Cd amounts extracted by nitropercloric and USEPA 3050B methods was significant (r = 0,985**), however, in the samples in that the content of Cd was higher than 6,0mg kg-1, the nitropercloric method extracted more Cd from the samples.

Fracionamento sequencial de cádmio e chumbo em solos / Sequential fractionation of cadmium and lead in soils

O impacto da contaminação e/ou poluição por metais pesados não deve ser avaliado somente pelo seu teor total em solos, mas pela sua biodisponibilidade, que é uma propriedade relacionada com sua mobilidade no solo e absorção pelas plantas. Este estudo teve por objetivo avaliar, mediante extrações químicas seqüenciais, a biodisponibilidade do cádmio e do chumbo em seis solos do Estado do Rio Grande do Sul. Para isto, utilizaram-se amostras nas quais foram adicionadas três doses de Cd (1,25, 2,50 e 5,0mg kg-1 de solo) e três doses de Pb (250, 500 e 1.000mg kg-1 de solo) em experimento conduzido em vasos com drenagem livre para a água, a céu aberto, por 10 anos. As extrações seqüenciais detectaram diferenças entre as formas de adsorção dos dois metais nos solos. O Cd foi detectado em todas as frações, principalmente na trocável e na orgânica, enquanto que o Pb se concentrou nas frações orgânica e residual. O Cd apresentou maior mobilidade nos solos, notadamente naqueles com menor teor de argila; a mobilidade do chumbo foi muito baixa.

The hazard environment impact and soil pollution by heavy metals should be evaluated not only by total concentration but mainly by their bioavailability because this property is better related with plant uptake. The objective of this experiment was to evaluate, trough sequential chemical extractions, the bioavailability of cadmium and lead in six soils of Rio Grande do Sul State, Brazil. The soil samples investigated come from a long term experiment in which 10 years ago three levels of Cd and Pb were applied (1.25, 2.50 and 5.0mg Cd and 250, 500, 1000mg Pb kg-1 soil). The sequential extractions detected differences among the adsorption forms of the two metals in the soils. The Cd was detected in all fractions, mainly in the exchangeable and organic, while Pb concentrated on the organic and residual fractions. The Cd presented larger mobility in soils, especially in those with smaller clay content; mobility of lead was very low in all soils.

Oxidação do enxofre elementar em solos tropicais / Oxidation of elemental sulfur in tropical soils

O uso de fertilizantes que contêm baixos teores de enxofre (S), em solos com baixos teores de matéria orgânica, pode resultar em limitação desse nutriente para as culturas. O uso do S-elementar como fertilizante, isoladamente ou associado a fórmulas comerciais, pode reduzir os custos de adubação em solos deficientes de S. Os objetivos deste estudo foram: a) verificar se, em dois solos tropicais, ocorre oxidação de S-elementar; b) avaliar se o período de incubação de seis dias sugerido por Janzen & Bettany (1987a) é adequado para estimar a oxidação do S-elementar e c) medir o efeito da oxidação do S-elementar sobre o pH do solo. Para isso, foi realizado um experimento com amostras de um ARGISSOLO VERMELHO AMARELO eutrófico abruptíco e de um LATOSSOLO VERMELHO DISTROFICO típico. As amostras dos dois solos foram incubadas com seis doses de enxofre (0, 1,5, 3,0, 6,0 9,0 e 12g de So kg-1 de solo) por períodos entre 0 e 70 dias. A incubação foi feita em estufa, a uma temperatura de 27o + 1o C. Ambos os solos tiveram capacidade para oxidar o S-elementar para S-sulfato, forma disponível à planta. No argissolo, o teor de S-sulfato resultante da oxidação do S-elementar foi 563mg dm-3 de solo, enquanto que, no latossolo, foi de 207mg dm-3 de solo, indicando capacidade diferenciada de ambos para oxidar o S-elementar. Em ambos os solos houve diminuição do pH, sendo mais acentuada para o argissolo. O período de incubação para avaliação da oxidação do S-elementar de seis dias sugerido por Janzen & Bettany (1987a) parece ser insuficiente.

The use of fertilizers with low content of sulfur (S), in low organic matter content soil, may result in sulfur limitation to crops. The use of elemental-S as a fertilizer, isolated or associated to commercial formula, may reduce the costs of fertilization in sulfur deficient soils. The objectives of this study were: a) to verify if two tropical soils have capacity to oxidize elemental-S; b) to evaluate if the period of incubation suggested by Janzen & Bettany (1987a) is adequate to estimate the elemental-S oxidation and c) to measure the effect on soil pH of the added elemental-S. For this, a trial was carried out with soil samples of an Typic Hapludalf and a Typic Haplustox (Soil Survey Staff, 1999). The samples of both soils were incubated with dosis of sulphur (0, 1,5, 3,0, 6,0, 9,0, and 12mg of S0 kg-1 of soil), for periods between 0 and 70 days. The temperature of incubation was 27o + 1o C. Both soils showed capacity of oxidizing the applied elemental S to S-sulfate, available form to plant. In the Ultisol oxidation of elemental-S produced maximum values of 563 of S-sulfate mg dm-3 of soil and in the Oxisol soil 207 of S-sulfate mg dm-3 of soil, demonstrating the differentiated capacity of elemental-S oxidation. In both soils the pH decreased, being the diminution bigger for the Ultisol. The incubation period of six days for the evaluation of the elemental-S oxidation suggested by Janzen & Bettany seems to be insufficient.

Empirical models to predict soil nitrogen mineralization

Empirical models are mathematical equations that can be fitted to experimental results. The use of these models aims to evaluate or predict observed phenomena or experimental data with the objective of helping the development of adequate soil management practices. Based on these considerations, eight mathematical models described in the literature are compared in the present work, using as experimental data the mineral N accumulated during 32 weeks of incubation in Southern Brazilian soils. To obtain mineralization values experimentally, an incubation-washing procedure with 0.01mol L-1 CaCl2 was used. Mineral N was determined at the beginning of the incubation and in the 2nd, 4th, 8th, 16th and 32nd weeks. Among the models, the best fit was obtained with the simple exponential model to describe the mineralization of organic N in the soils. The double exponential models showed quite good fit, but may be superparametrized. In addition, the hypothesis on which these models are based, i.e., the presence of two forms of organic N susceptible to mineralization, cannot be sustained in this study