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Soybean in symbiosis with Bradyrhizobium japonicum is capable to have its nitrogen (N) demand satisfied with nitrogen biological fixation (NBF). However, NBF can be affected by molybdenium deficiency because molybdenium is part of the nitrogenase enzyme responsible for the process. Two experiments under field conditions (Latossolo Vermelho eutroférrico, in Palotina-PR, Brazil) were carried out. The objectives were to study the treatment of seeds with Mo and inoculation of B. japonicum as well as foliar fertilization with Mo in the productivity of soybean. In the first experiment, four doses of Mo (0, 40, 80 and 160 g/ha) were applied as foliar fertilization. In the second experiment, treatments were composed of three forms of Mo application (without Mo, treatment of seeds with Mo and foliar application of 80 g/ha of Mo) all combined with and without B. japonicum inoculation. No significant effects in soybean productivity were observed in the treatment of seeds with Mo, inoculation with B. japonicum and foliar fertilization with Mo. A soja em simbiose com Bradyrhizobium japonicum é capaz de ter a sua exigência de nitrogênio (N) satisfeita com a fixação biológica de nitrogênio (FBN). Entretanto, a FBN é afetada pela deficiência de molibdênio (Mo), pois esse nutriente faz parte da enzima nitrogenase responsável pelo processo. Conduziram-se dois experimentos em condições de campo, em Latossolo Vermelho eutroférrico, no município de Palotina, PR. Os objetivos foram estudar o tratamento de sementes com Mo, reinoculação de B. japonicum e adubação foliar de Mo na produtividade da soja. No primeiro experimento, os tratamentos foram constituídos de quatro doses de Mo (0, 40, 80 e 160g/ha) aplicadas em adubação foliar. No segundo, foram avaliadas três formas de aplicação de Mo (sem Mo, tratamento de sementes com Mo e aplicação foliar de 80g/ha de Mo), combinados, com e sem inoculação, com B. japonicum. Não foram observados efeitos significativos do tratamento de sementes com Mo, inoculação com B. japonicum e adubação foliar de Mo na produtividade.

In a clayey soil placed in PVC tubes (80cm high and 10cm in diameter) five treatments were applied with sewage sludge contaminated with Pb. Three with lead, in µg.g-1, at the concentrations of 0 (control); 2,500; 5,000, and two treatments with a mixture of lead + cadmium (as interferer), in µg.g-1 each, at the concentrations of 2,500 + 2,500 and 5,000 + 5,000 respectively. The soils in the tubes that received the treatment were cultivated with maize during two and a half months in a greenhouse. The soil analyses for the treatments showed heavy metal Pb only at the surface (from 0 to 20 cm depth). In the depth from 20 to 60 cm the concentration was steady showing a non-significant difference between the treatments and control. The Pb concentration interval found in the aerial parts of the plants (13 - 18 µg.g-1) for all the treatments was inferior to the interval values considered phytotoxic by the literature (30 - 300 µg.g-1). No interference of cadmium on lead behaviour was observed. Num solo argiloso, terra roxa estruturada (TRe), colocado em tubos de PVC (80 cm de altura e 10 cm de diâmetro) em casa-de-vegetação foram aplicados, na camada de 0 a 20 cm de profundidade, 5 tratamentos com lodo de esgoto contaminado com Pb. Três com chumbo, em µg.g-1, nas concentrações: zero (testemunha); 2.500; 5.000, e dois tratamentos com a mistura chumbo + cádmio (como interferente), ambos em µg.g-1, nas concentrações de 2.500 + 2.500 e 5.000 + 5.000, respectivamente. Os solos dos tubos que receberam os tratamentos foram cultivados com milho durante dois meses e meio. As análises dos solos tratados mostraram metal pesado Pb apenas na camada de 0 a 20 cm de profundidade, onde foi aplicado o lodo contaminado. Nas profundidades de 20 a 60 cm a concentração de chumbo foi estatisticamente constante em todos os tratamentos e não se diferenciando do testemunha. Os intervalos de concentrações de Pb encontrados na parte aérea das plantas,13 a 18 µg.g-1, para todos os tratamentos, foram inferiores aos valores considerados fitotóxicos citados na literatura, 30 a 300 µg.g-1. Não foram observadas interferências do cádmio no comportamento do chumbo.

Chemical extractors behaviors were evaluated in soils which received copper manuring, according to two essays with soybean and corn as testing plants in greenhouse. The experimental design was completely randomized with three replications. The treatment consisted of three doses of Cu (0.0, 2.5 and 5.0 mg.dm-3) used in CuSO4.5H2O solution. The extractor solutions were Mehlich 1 (HCl 0.05M+ H2SO4 0.025M), EDTA 0.005M and DTPA 0.005M-TEA at pH 7.3, so that copper contents in those soils and plants were determined by atomic absorption spectrometry. The extractors evaluation was done considering linear regression among copper contents in plants dry matter and in soils. In both cultures the DTPA 0.005M-TEA at pH 7.3 showed higher superior coefficients of correlation in relation to the other extractors, revealing itself as the best extractor to evaluate copper phytoavailability in these studied soils. Foram avaliados os comportamentos de extratores químicos em solos que receberam adubação de cobre, mediante dois ensaios com soja e milho como plantas testes em casa de vegetação. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com três repetições. Os tratamentos consistiram de três doses de Cu (0,0, 2,5 e 5,0 mg.dm-3), aplicadas na forma de solução de CuSO4.5H2O. As soluções extratoras utilizadas foram Mehlich 1 (HCl 0,05M + H2SO4 0,025M), EDTA 0,005M e DTPA 0,005M-TEA a pH 7,3, sendo os teores de cobre nos solos e nas plantas determinados por espectrometria de absorção atômica. A avaliação dos extratores foi realizada com base em regressão linear entre os teores de cobre na matéria seca das plantas e nos solos. Em ambas as culturas, o DTPA 0,005M-TEA a pH 7,3 apresentou coeficientes de correlação superiores aos demais extratores, revelando-se o melhor extrator para avaliar a fitodisponibilidade de cobre nos solos estudados.

The potentiality of two organic residues as macronutrient sources in soils was evaluated in a greenhouse experiment. The treatments consisted of one dose (38t.ha-1) of petrochemical residue and sewage sludge both neutralized by CaO + MgO at 3:1 ratio. Maize (Zea mays L.) was the reference plant. After 30-day seeding, the aerial parts of the plants were cut, dried at 70ºC till constant weight was obtained, then weighted and ground. Analysis was undertaken with nitroperchloric digestion. Macronutrient levels in soils and plants were determined by atomic absorption spectrometry. The results showed that the production of dry matter was higher when sewage sludge was used. Macronutrient levels in red latosol were higher than those of deep red latosol and red podzol respectively. In the aerial parts of maize plants collected in the soil treated with the sewage sludge the concentrations of the macronutrients K, N, Ca, S and P were higher than in the other treatments. The petrochemical residue caused the highest C:N ratio and the sewage sludge caused the highest Ca:Mg ratio. Em casa de vegetação, avaliou-se a potencialidade de dois resíduos orgânicos como fonte de macronutrientes em três solos do Estado do Paraná. Os tratamentos consistiram de uma dose (38 t.ha-1) de resíduo petroquímico e de lodo de esgoto, ambos neutralizados com uma mistura de (CaO+MgO), na proporção de 3:1. O milho safrinha (Zea mays L.) foi utilizado como planta teste. Após 30 dias da semeadura, cortou-se a parte aérea das plantas. Essas foram secadas a 70°C até peso constante, pesadas e moídas, para posterior digestão nitro-perclórica. Os teores de macronutrientes K, Ca Mg e S nos solos e nas plantas foram determinados por espectrometria de absorção atômica. Os resultados mostraram que a produção de material seco foi superior com o lodo de esgoto. Os teores de macronutrientes no solo terra roxa (TR) foram superiores aos solos latossolo vermelho escuro (LE) e podzólico vermelho (PV). Na parte aérea das plantas de milho, colhidas nos solos tratados, as concentrações dos elementos K, Ca, N, S e P foram maiores e estatisticamente diferentes da testemunha. O resíduo petroquímico 60% foi responsável pela maior relação C:N e o lodo de esgoto 60% pela maior relação Ca:Mg.

The aim of this research was to evaluate the amount of some metals and nutrients in the sludge of the sewage treatment stations (STS) of Maringá. During the year samples of sludge were collected at STS-2 and STS-3. Previously dried and ground the sludge samples at constant weights were digested by aqua regia. The reading of metal concentrations was made by atomic absorption spectrometry. Nitrogen and carbon were determined by the respective classical methods. Concentration results in total averages were the following, in %: N, 3.04; C, 29.3; Al, 2.93; in mg.g-1: Ca, 9.31; Mg, 1.93; K, 0.900; Cu, 0.851; Zn, 1.66; Mn, 1.13; Fe, 83.5; in µg.g-1: Pb, 96.6; Cr, 88.9; Cd, 1.42; in ng.g-1: Hg, 6.7 respectively. The STS-2 presented the highest levels of macronutrients and a C:N ratio close to 10:1. With regard to heavy metals, copper was the only one that exceeded the average total level found in literature. For total sludge analyzed, copper is the most restricting element for sludge application to agricultural soils. Este trabalho teve como objetivo avaliar o teor de alguns metais e de nutrientes dos lodos de estações de tratamento de esgotos (ETE) de Maringá. Ao longo de um ano, foram feitas coletas de amostras de lodo junto à ETE-2 e ETE-3. As amostras de lodo preparadas foram digeridas com água régia. As leituras das concentrações dos metais foram feitas pelo método de espectrometria de absorção atômica. O nitrogênio e o carbono foram determinados pelos respectivos métodos clássicos. Os resultados das concentrações médias globais foram os seguintes, em %: N, 3,04; C, 29,3; Al, 2,93; em mg.g-1: Ca, 9,31; Mg, 1,93; K, 0,900; Cu, 0,851; Zn, 1,66; Mn, 1,13; Fe, 83,5; em µg.g-1: Pb, 96,6; Cr, 88,9; Cd, 1,42; em ng.g-1: Hg, 6,7, respectivamente. A ETE-2 apresentou os maiores teores de macronutrientes e uma relação C:N próxima de 10:1. Em termos de metais pesados, o cobre foi o único que excedeu o teor global médio da literatura. Ele também é, para os lodos analisados, o elemento mais limitante da aplicação dos mesmos em solos agricultáveis.

The efficiency of methods Mehlich-1, Bray-1 and phosphorus collector to extract phosphorus from soils was tested. Samples of three soils, Dystric Nitosols; Rhodic Fenasols; Ferric Acresol and maize (Zea mays L.) as test plant were used in a greenhouse. Soils received two doses (9.50 and 4.75 g kg-1) of 5 organic fertilizers: 1 - sewage sludge from Curitiba - PR; 2 - sewage sludge from Maringá - PR, both limed at 30%; 3 - sewage sludge from Curitiba - PR, limed at 50%; 4 - chicken manure; 5 - bovine manure. The experiment had a control treatment test. Plants and soil samples were collected after 40 days of sowing. While phosphorus availability in the collected soils was evaluated by extractors Mehlich-1, Bray-1 and the phosphorus collector method (disks of synthetic fabric covered by iron oxide), phosphorus concentration in plants and soil solutions were determined by the classical spectrophotometric UV-Vis method. A variance analysis of results showed that the three methods predict the phosphorus absorbed by the corn plants. Bray-1 method presented less interference with the treatments and the clay content of soils. A eficiência dos métodos Mehlich-1, Bray-1 e coletor de fósforo para extrair o fósforo foi estudada em casa de vegetação utilizando-se três solos: Terra Roxa - TR (argiloso); latossolo vermelho - LV (textura média) e podzólico vermelho - PV (argiloso) e como planta teste o milho (Zea mays L.). Os solos receberam duas doses (9,50 e 4,75 g kg-1) de 5 adubos orgânicos: 1 - Lodo de esgoto de Curitiba - PR; 2 - Lodo de esgoto de Maringá - PR, ambos receberam calagem a 30%; 3 - Lodo de esgoto de Curitiba - PR, com calagem a 50%; 4 - Esterco de galinha; 5 - Esterco bovino. O experimento completou-se com uma testemunha. As plantas e os solos com e sem tratamento foram coletados após 40 dias da semeadura. O teor de fósforo nos solos coletados foi avaliado utilizando-se os extratores Mehlich-1, Bray-1 e o método do coletor de fósforo (discos de tecido sintético revestido por óxido de ferro). A leitura da concentração do fósforo nas soluções de solos e das plantas foi feita pelo método da espectrofotometria UV-Vis, que utiliza a formação do complexo fosfomolíbdico. Os resultados obtidos mostraram pela análise de variância que os três métodos utilizados podem predizer o fósforo absorvido pelas plantas de milho, sendo que o método Bray-1 mostrou menos interferência frente aos tratamentos e alterações no teor de argila.

Five treatments were applied in a sandy soil with contaminated sewage sludge. Three treatments with lead, in µg.g-1, in the concentrations of 0 (control); 2,500; 5,000 and two with a mixture of lead + cadmium (as interferer), in µg.g-1 each, in the concentrations of 2,500 + 2,500 and 5,000 + 5,000 respectively. The soils in the vases that received the treatment were cultivated with maize during two months and a half in a greenhouse. The soil analyses for the treatments showed heavy metal Pb only at the surface (from 0 to 20cm deep). In the depth from 20 to 60cm the concentration was steady showing a non-significant difference between themselves in any of the treatments. The Pb concentrations found in the aerial parts of the plants, for all the treatments, were inferior to the values considered phytotoxic by the literature. Interference of cadmium on the lead behaviour was not observed. Foram aplicados num solo arenoso, latossolo vermelho escuro (LE), 5 tratamentos com lodo de esgoto contaminado. Três tratamentos com chumbo, em µg.g-1, nas concentrações: zero (testemunha); 2.500; 5.000 e dois com a mistura chumbo + cádmio (como interferente), ambos em µg.g-1, nas concentrações de 2.500 + 2.500 e 5.000 + 5.000, respectivamente. Os solos dos vasos que receberam os tratamentos foram cultivados com milho durante 2 meses e meio em casa de vegetação. As análises de solo para os tratamentos mostraram metal pesado Pb apenas na superfície (de 0 a 20cm de profundidade). Nas profundidades de 20 a 60cm a concentração foi constante em todos os tratamentos. As concentrações de Pb encontradas na parte aérea das plantas, para todos os tratamentos, foram inferiores aos valores considerados fitotóxicos encontrados na literatura. Não foram observadas interferências do cádmio no comportamento do chumbo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_Tese_Herbert_Nacke.pdf: 3662817 bytes, checksum: 26b0dca41181044d14f648fbf6ffe7e3 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work aimed to evaluate the performance of three biosorbents obtained from the bark of fruit (biosorbent C), the endosperm (biosorbent E) and from the endosperm plus seed coat (biosorbent E + T) of Jatropha (Jatropha curcas L.) in the removal of metals chromium (Cr3+), cadmium (Cd2+), copper (Cu2+) and zinc (Zn2+) in aqueous solutions. To elucidate the properties of biosorbents, the characterization by infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM) and determination of the point of zero charge (pHPCZ) of the materials was performed. The study of the optimal conditions and mechanisms that control the adsorption of the aforementioned metals by the biosorbents was performed through the influence of the solution pH, the mass of biosorbent, the contact time between the solution and the biosorbent, the initial concentration of metals in solution (adsorption isotherms) and the temperature during adsorptive process (thermodynamics). The adsorption kinetics was evaluated using the mathematical models of pseudofirst and pseudosecond order, Elovich and intraparticle diffusion. The adsorption isotherms were linearized by mathematical models of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich. Was also performed the comparision of the biosorbents with activated charcoal, since this material is the mainly adsorbent used in the sorption process of metallic contaminants. In the characterization of biosorbents was observed that all three materials have a structure with proteins, lignin, cellulose, hemicellulose, lignocellulose, hydroxyl, carboxylic, carbonyl and phenol groups, which enable bonds with metallic ions in solution. Furthermore, it was observed that the surface morphology of the biosorbents has irregular appearance, indicating a porous surface and good adsorptive capacity. The biosorbents show a pHPCZ between 5 and 6. The optimal conditions for the adsorptive process were: pH of 5.5 for the metals Cr3+ and Cd2+ and 5.0 to Cu2+ and Zn2+, 8.0 g L-1 of biosorbent mass per volume of solution and a contact time between the biosorbents and the contaminated solutions of 60 min for all metals. The results obtained in the adsorption kinetics indicate that for all metals in the study, the biosorbents showed a better fit by pseudosegunda order model, indicating the occurrence of chemical adsorption. Considering the maximum adsorption capacities obtained by the mathematical model of Langmuir, the biosorbent C presents the following order of removal: Cd2+ > Cr3+ > Zn2+ > Cu2+ (29.66; 22.11; 14.85 and 11.54 mg g-1); whereas for the biosorbent E the order was: Cu2+ > Cd2+ > Cr3+ > Zn2+ (20.47; 19.56; 18.20 and 15.88 mg g-1) and for the biosorbent E+T it was obtained: Cd2+ > Cu2+ > Cr3+ > Zn2+ (34.67; 22.91; 22.88 and 16,67 mg g-1). Regarding the adsorption form, the results showed that for all metals the chemisorption controls the adsorptive process, with the occurrence of mono-and multilayers for Cr3+ and monolayers for Cd2+, Cu2+ and Zn2+. Based on the results obtained in this work, it is possible affirm that the three biosorbents derived from the biomass of Jatropha have potential for the remediation of water resources contaminated with the metals Cr3+, Cd2+, Cu2+ and Zn2+, also providing an alternative use of the waste generated in biodiesel production of this species, increasing the sustainability of their supply chain Este trabalho objetivou avaliar o desempenho de três biossorventes obtidos a partir da casca dos frutos (biossorvente C), do endosperma (biossorvente E) e do endosperma mais tegumento das sementes (biossorvente E+T) de pinhão manso (Jatropha curcas L.) na remoção dos metais cromo (Cr3+), cádmio (Cd2+), cobre (Cu2+) e zinco (Zn2+) de soluções aquosas. Para elucidação das propriedades dos biossorventes foi realizada a caracterização por espectroscopia de infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) dos materiais. O estudo das condições ideais e dos mecanismos que controlam a adsorção dos metais supracitados pelos biossorventes foi realizado por meio da influência do pH da solução, da massa dos biossorventes, do tempo de contato entre a solução e os biossorventes, da concentração inicial dos metais na solução (isotermas de adsorção) e da temperatura durante o processo adsortivo (termodinâmica). A cinética de adsorção foi avaliada por meio dos modelos matemáticos de pseudoprimeira e pseudosegunda ordem, de Elovich e de difusão intrapartícula. As isotermas de adsorção foram linearizadas pelos modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich. Realizou-se ainda a comparação dos biossorventes com carvão ativado, uma vez que este material é o principal adsorvente utilizado em processos de sorção de contaminantes metálicos. Na caracterização dos biossorventes observou-se que os três materiais apresentam em sua estrutura proteínas, lignina, celulose, hemicelulose, lignocelulose, grupos hidroxílicos, carboxílicos, carbonílicos e fenóis, os quais possibilitam ligações com íons metálicos em solução. Além disto, observou-se que morfologia superficial dos biossorventes tem aspecto irregular, indicando uma superfície porosa e com boa capacidade adsortiva. Os biossorventes apresentaram ainda um pHPCZ entre 5 e 6. As condições ideais do processo adsortivo foram: pH da solução de 5,5 para os metais Cr3+ e Cd2+ e 5,0 para o Cu2+ e o Zn2+, 8,0 g L-1 de massa de biossorvente por volume de solução e um tempo de contato entre os biossorventes e as soluções contaminadas de 60 min para todos os metais. Os resultados obtidos na cinética de adsorção indicam que para todos os metais em estudo, os biossorventes apresentaram melhor ajuste pelo modelo de pseudosegunda ordem, indicando a ocorrência de adsorção química. Considerando as capacidades máximas de adsorção obtidas pelo modelo matemático de Langmuir, o biossorvente C apresenta a seguinte ordem de remoção: Cd2+ > Cr3+ > Zn2+ > Cu2+ (29,66; 22,11; 14,85 e 11,54 mg g-1); ao passo que para o biossorvente E a ordem foi: Cu2+ > Cd2+ > Cr3+ > Zn2+ (20,47; 19,56; 18,20 e 15,88 mg g-1) e para o biossorvente E+T obteve-se: Cd2+ > Cu2+ > Cr3+ > Zn2+ (34,67; 22,91; 22,88 e 16,67 mg g-1). A aplicação do modelo de Dubinin-Radushkevich demonstrou que a adsorção de todos os metais pelos biossorventes se dá por quimiossorção, com a ocorrência de mono e multicamadas para o Cr3+ e monocamadas para o Cd2+, o Cu2+ e o Zn2+. Baseado nos resultados obtidos neste trabalho, é possível afirmar que os três biossorventes oriundos da biomassa de pinhão manso apresentam potencial para a remediação de recursos hídricos contaminados com os metais Cr3+, Cd2+, Cu2+ e Zn2+, proporcionando ainda, uma alternativa de uso dos resíduos gerados na produção de biodiesel desta espécie, aumentando a sustentabilidade da sua cadeia produtiva