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Universidade de São Paulo
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Avaliação do comportamento de elementos traço essenciais e não essenciais em
solo contaminado sob cultivo de plantas
Maria Ligia de Souza Silva
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em
Agronomia. Área de concentração: Solos e Nutrição de
Plantas
Piracicaba
2006
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Maria Ligia de Souza Silva
Engenheiro Agrônomo
Avaliação do comportamento de elementos traço essenciais e não essenciais em solo contaminado sob cultivo
de plantas
Orientador:
Prof. Dr. GODOFREDO CESAR VITTI
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor em
Agronomia. Área de concentração: Solos e Nutrição de
Plantas
Piracicaba
2006
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Dados
Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
DIVISÃO DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - ESALQ/USP
Silva, Maria Ligia de Souza
Avaliação do comportamento de elementos traço essenciais e não essenciais em
solo contaminado sob cultivo de plantas / Maria Ligia de Souza Silva. - - Piracicaba,
2006.
112p. : il.
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, 2006.
Bibliografia.
1. Cultivo de plantas 2. Elementos químicos 3. Fertilidade do Solo
4. Poluição do solo 5. Química do solo 6. Toxicidade do solo I. Título
CDD 631.41
“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”
3
“Embora ninguém possa voltar atrás e fazer um novo começo, qualquer um pode começar agora
e fazer um novo fim” (Chico Xavier).
Aos meus pais, Mauro e Lourdes, pelo apoio, força e por
tudo que fizeram para que eu concluísse mais esta etapa da
minha vida.
Aos meus irmãos, Marco, Angélica e Luiza, pelo amor,
confiança e apoio, tão presentes e importantes, mesmo a
distância.
Ao meu cunhado Max pelo apoio e ao meu sobrinho
Guilherme, que em pouco tempo, trouxe alegria para
nossas vidas.
OFEREÇO
Ao Anderson pelo amor, paciência e por acreditar mais
em mim do que eu mesma.
DEDICO
4
AGRADECIMENTOS
À Deus e a espiritualidade amiga por iluminarem e orientarem meu caminho.
À todos aqueles que comigo compartilharam, direta ou indiretamente, na realização deste
trabalho, que para mim, representa a concretização de mais um dos meus objetivos.
Ao Prof. Dr. Godofredo César Vitti pela orientação, estímulo e amizade;
À Universidade de São Paulo, Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, em especial à
coordenação do Programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas pelo voto de
confiança.
À Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES pela concessão da
bolsa de estudo;
À Dr. Maria Emilia Mattiazo-Prezzoto pela sugestão do tema desta pesquisa.
Aos Professores Dr. Carlos Alexandre Crusciol (UNESP – Botucatu), Dr. Orivaldo Arf (UNESP
– Ilha Solteira) e Dr. Eurípides Malavolta (CENA – USP) pela atenção e pelo auxílio em
diferentes etapas deste trabalho.
Aos alunos integrantes do GAPE e aos estagiários supervisionados pela amizade e convívio, em
especial ao Rodrigo (Txarli Brown), Thiago (Kaukutá) e Caroline (Paréci) pelo auxílio dado no
trabalho.
À estagiária Camila C. B. Levy (Ciriema) pela amizade, companheirismo e por estar trabalhando
ao meu lado no desenvolvimento deste trabalho.
À Silvia Helena pela amizade e agradável convivência.
5
À secretária da Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas, Nancy C. Amaral, pela atenção,
amizade e trabalhos prestados.
Aos funcionários do Departamento de Ciência do Solo, em especial à Flávia Morales, Jakeline
Campos da Silva e Fernando Baldesin.
Aos laboratoristas Luiz A. Silva Junior e Lurdes A. D. Gonzáles pela paciência e auxílio nas
análises laboratoriais.
A todos os colegas do programa de Pós-Graduação em Solos e Nutrição de Plantas.
Aos amigos de ontem e de hoje, os de perto e os de longe, por serem uma presença constante em
minha vida.
Ao Sr. Trevizam, D. Lourdes e Lucimara pelo carinho e pelos momentos de descontração.
À minha família que, mesmo distante, com amor e compreensão me motivaram a transpor todos
os desafios encontrados nesta etapa da minha vida, vocês são meu exemplo de vida.
Aos meus animais de estimação: cachorros - “Tilika”, “Brida”, “Pitucha”, “Katatau”, “Miucha”
(in memorian); tartaruga - “Penélope”; gatos e cia. (são muitos), que mesmo não estando ao meu
lado todos os dias, com atitudes simples de companheirismo, carinho e lealdade alegraram e
alegram minha vida.
6
“Muitas vezes em nossa vida,
É difícil reconhecer os problemas
É difícil sorrir...
É difícil alcançar nossas metas...
E prosseguir no mesmo caminho.
E quanto mais tentamos,
mais caímos, enfraquecemos e acabamos por desistir.
Enquanto estamos lutando, estamos conseguindo,
Estamos armazenando forças, coragem.
Mas, quando desistimos...
É como se esquecêssemos que fomos feitos para lutar e vencer!!!”
Edna Hengles
7
SUMÁRIO
RESUMO ........................................................................................................................................ 9
ABSTRACT.................................................................................................................................. 10
1 INTRODUÇÃO......................................................................................................................... 11
2 DESENVOLVIMENTO............................................................................................................ 13
2.1 Revisão Bibliográfica.............................................................................................................. 13
2.1.1 Contaminação do solo por elementos traço......................................................................... 14
2.1.2 Elementos traço na planta.................................................................................................... 15
2.1.3 Fatores que afetam a disponibilidade de elementos traço no solo....................................... 16
2.1.4 Interações entre os elementos no solo ................................................................................. 19
2.1.5 Teores fitodisponíveis de elementos traço .......................................................................... 20
2.1.6 Extração seqüencial de elementos traço.............................................................................. 21
2.1.6.1 Definição e fatores que afetam a extração seqüencial....................................................... 21
2.1.6.2 Métodos de extrações seqüenciais propostos.................................................................... 23
2.1.7 Aspectos gerais dos sintomas de deficiência e/ou excesso de elementos traço nas plantas 25
2.1.8 Fitotoxicidade e entrada na cadeia alimentar ...................................................................... 25
2.2 Material e Métodos.................................................................................................................. 27
2.2.1 Solo...................................................................................................................................... 27
2.2.2 Delineamento experimental.................................................................................................27
2.2.3 Espécies avaliadas............................................................................................................... 29
2.2.4 Instalação e condução do experimento................................................................................ 29
2.2.5 Analises química ................................................................................................................. 30
2.2.5.1 Análise da parte aérea e raiz das plantas ........................................................................... 30
2.2.5.2 Analise do solo.................................................................................................................. 31
2.2.5.2.1 Determinação dos teores totais de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn......................................... 31
2.2.5.2.2 Determinação dos teores disponíveis de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn............................... 32
2.2.5.2.3 Extração seqüencial do Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn.......................................................... 33
2.2.6 Estatística............................................................................................................................. 35
2.3 Resultados e Discussão............................................................................................................ 35
8
2.3.1 Caracterização do solo......................................................................................................... 35
2.3.2 Capacidade de absorção e acúmulo de elementos traço em plantas.................................... 36
2.3.2.1 Sintomas de toxidez........................................................................................................... 36
2.3.2.1.1 Arroz.............................................................................................................................. 36
2.3.2.1.2 Soja................................................................................................................................ 38
2.3.2.2 Avaliação da distribuição dos teores de elementos traço nas plantas................................ 40
2.3.2.2.1 Arroz.............................................................................................................................. 40
2.3.2.2.2 Soja................................................................................................................................ 49
2.3.3 Avaliação da possibilidade de “entrada” de elementos traço na cadeia alimentar via
semente................................................................................................................................ 56
2.3.4 Fitodisponibilidade de elementos traço através de extratores químicos.............................. 59
2.3.4.1 Arroz.................................................................................................................................. 60
2.3.4.2 Soja.................................................................................................................................... 70
2.3.5 Fracionamento dos teores totais de elementos traço no solo............................................... 79
2.3.5.1 Cádmio (Cd)...................................................................................................................... 79
2.3.5.2 Cobre (Cu)......................................................................................................................... 82
2.3.5.3 Manganês (Mn) ................................................................................................................. 86
2.3.5.4 Chumbo (Pb) ..................................................................................................................... 88
2.3.5.5 Zinco (Zn).......................................................................................................................... 92
3 CONCLUSÕES......................................................................................................................... 96
REFERÊNCIAS............................................................................................................................ 97
ANEXOS..................................................................................................................................... 110
9
RESUMO
Avaliação do comportamento de elementos traço essenciais e não essenciais em solo
contaminado sob cultivo de plantas
A contaminação do solo é crescente no mundo. Há grandes extensões de áreas
contaminadas com elementos traço, compostos orgânicos, organometálicos e elementos
radioativos, que ocorrem em concentrações que podem representar perigo ambiental. O
comportamento dos elementos traço em solos e sua fitodisponibilidade com conseqüente
passagem para a cadeia alimentar tem sido extensivo objeto de estudos mundialmente. Com o
objetivo de avaliar o comportamento dos elementos traço, essenciais e não essenciais, num solo
contaminado avaliou-se a absorção pelas plantas, a fitodisponibilidade por extratores e a fração
do solo na qual os elementos encontram-se ligados em maior quantidade. O presente trabalho
constou de dois experimentos, ambos realizados em casa de vegetação do Departamento de
Ciência do Solo da ESALQ/USP com delineamento inteiramente casualizados, nos quais se
utilizaram amostras de solo contaminado acidentalmente com elementos traço e espécies de
plantas de interesse econômico. Os experimentos foram conduzidos de Novembro de 2004 a
Abril de 2005, utilizando 7 níveis de contaminação por elementos traço e duas culturas, arroz e
soja. Foi realizada adubação NPK de modo a atender as necessidades básicas de cada cultura. As
plantas foram conduzidas até maturação. As variáveis avaliadas foram: desenvolvimento e
produção vegetal; quantidade absorvida e acumulada de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn; teores totais
(água régia) e teores disponível dos elementos traço pelo uso das soluções Mehlich-1, HCl 0,1
mol L
-1
, DTPA e Ácidos Orgânicos no solo e a disponibilidade desses elementos através da
correlação dos teores disponível no solo com os teores em folha diagnóstico, folha em final de
ciclo e sementes de arroz e soja; e os teores de elementos traço nas frações do solo. A soja e o
arroz foram sensíveis aos níveis de contaminação por elementos traço disponíveis no solo,
exibindo sintomas de fitotoxidez, principalmente pelo Zn, manifestados por clorose e inibição do
crescimento das plantas, sendo que o arroz mostrou-se mais sensível do que a soja à presença
desses elementos. Para a soja, os quatro extratores foram eficientes para Cd, Cu, Pb e Zn, tanto ao
correlacioná-los com teor na folha diagnóstico quanto na folha no final do ciclo enquanto que
para o arroz, os mais eficientes foram o Mehlich-1, HCl 0,1 mol L
-1
e o DTPA para o Cd, Cu, Fe
e Zn. Para o Mn apenas o DTPA foi eficiente. Para o Fe, os extratores se mostraram pouco
eficientes. O extrator Ácidos Orgânicos foi mais eficiente na avaliação da fitodisponibilidade de
Cd, Cu, Pb e Zn para soja. Os maiores teores de Cd, Cu, Mn e Zn no solo encontram-se nas
frações com ligações químicas mais estáveis (ligados a óxidos e residual) sendo as frações
trocável + solúvel e orgânica de menor representatividade em relação ao total encontrado. O Pb,
apesar de predominar nas frações ligadas a óxidos e residual, oferece grande potencial de
contaminação ambiental por também apresentar-se nas frações trocável + solúvel e orgânica em
teores consideráveis. O mesmo ocorre com o Zn, para o qual os teores totais foram mais
elevados.
Palavras-chave: Elementos traço, Extração seqüencial, Extratores, Fitodisponibilidade,
Toxicidade.
10
ABSTRACT
Evaluation of the behavior of essential and non essential trace elements in contaminated soil
under plants cultivation
The contamination of the soil is growing in the world. There are great expanses of soil
polluted with trace elements, organic compounds, organometals and radioactive elements that
appear in concentrations that can endanger the environment. The behavior of trace elements in
soils and its phytoavailability with subsequent transport to the alimentary chain has been quite
intensive object of studies worldwide. With the objective of evaluating the behavior of essentials
and non essential trace elements in a polluted soil, it was evaluated the absorption of trace
elements by plants, its phytoavailability by extractors and in which fraction of the soil the
elements are present in larger amount. The present work consisted of two experiments, both done
entirely in a greenhouse of the Department of Soil Science of ESALQ/USP, with experimental
design entirely randomized, in which samples of soil accidentally contaminated with trace
elements and species of plants of economical interest were used. The experiments were
conducted from November, 2004 to April, 2005, using seven levels of contamination for each
trace elements and two cultures, rice and soybean. Fertilization with NPK was done in order to
assist the basic needs of each culture. The plants were grown until maturation. The variables
evaluated were: development and vegetable production; absorbed and accumulated amount of
Cd, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn; In the soil were determined total concentrations (HNO
3
/ HCl 1:3)
and concentrations available of the trace elements by the use of the solutions Mehlich-1, HCl 0,1
mol L
-1
, DTPA and Organic Acids and the availability of those elements through the correlation
of the available concentrations in the soil with the concentrations in diagnostic leaf, leafs in end
of the cycle and seeds of rice and soybean; and the concentrations of trace elements in fractions
of soil. The soybean and the rice were sensitive to the levels of trace elements available in the
soil, exhibiting phytotoxicity symptoms, mainly for Zn, manifested as chlorosis and inhibition of
growth. The rice was more sensitive than the soybean to the presence those elements. For
soybean, the four extractors were efficient for Cd, Cu, Pb and Zn, both for the correlation with
concentrations in the leaf diagnosis and in the leaf in the end of the cycle, while for rice, the most
efficient were Mehlich-1, HCl 0,1 mol L
-1
and DTPA for the Cd, Cu, Fe and Zn. For Mn, only
DTPA was efficient. For Fe, the extractors were not efficient. The extractor Organic Acids was
more efficient in the evaluation of the phytoavailability of Cd, Cu, Pb and Zn for soybean. The
largest concentrations of Cd, Cu, Mn and Zn in the soil are found in the fractions with stable
chemical bounds (attached to oxides and residue) being the exchangeable fractions + soluble and
organic of smaller representativeness in relation to the total found. The Pb, in spite of prevailing
in the fractions liked to oxides and residue, offers great potential of environmental contamination
since it is also present in the exchangeable + soluble and organic fractions in considerable
concentrations. The same happens for Zn, for which the total concentration was higher.
Key words: Trace elements, Sequential extraction, Extractors, Phytoavailability, Toxicity.
11
1 INTRODUÇÃO
O crescente desenvolvimento tecnológico e econômico bastante evidente nos tempos
modernos trouxe consigo, além de seus benefícios, o surgimento de inúmeros problemas
ecológicos em função da contaminação do ambiente por despejos industriais e domésticos.
Numa sociedade cada vez mais voltada para a qualidade de vida e utilização racional dos
recursos naturais, torna-se cada vez maior a preocupação com relação à deposição de resíduos no
solo, os quais podem conter substâncias potencialmente tóxicas, como os elementos traço, que
podem causar sérios danos ao sistema solo-planta e ao ambiente.
A maioria dos elementos traço ocorre naturalmente no solo, em concentrações variáveis de
acordo com a sua gênese, em formas não prontamente disponíveis para as plantas e organismos
vivos (RESENDE et al., 1997). No entanto, estas concentrações podem sofrer incremento devido
a processos antrópicos, principalmente por fontes difusas. A maioria das informações disponíveis
na literatura brasileira refere-se à fertilidade do solo e poucos se referem à questão ambiental. A
poluição do solo por elementos traço esta ligada a processos de acúmulo e transporte dessas
espécies que dependem, em grande parte, das suas interações com a fase sólida do sistema. Esta
interação é bastante complexa, envolvendo reações de adsorção e dessorção, precipitação e
dissolução, complexação e oxi-redução, tanto com a fase inorgânica quanto com a orgânica dos
mesmos (SPOSITO, 1989; AMARAL SOBRINHO, 1993).
Os elementos traço no solo associam-se a diversos componentes orgânicos e inorgânicos,
apresentando-se em diversas formas químicas que regulam a solubilidade e mobilidade destes
elementos no solo, assim como a sua disponibilidade aos sistemas biológicos. Atributos do solo,
tais como pH, teor de matéria orgânica, presença de óxidos de ferro, alumínio ou manganês,
conteúdo de argila e húmus e potencial redox são responsáveis pelo comportamento e a
disponibilidade dos elementos traço no solo. De acordo com Kabata-Pendias e Pendias (2001) o
pH e o potencial redox são os mais relevantes, pois, além de afetarem as reações já citadas, são
também os principais fatores que controlam a especiação dos elementos traço em solução.
A poluição do solo por elementos traço esta ligada a processos de acúmulo e transporte
dessas espécies que dependem, em grande parte, das suas interações com a fase sólida do sistema,
tornando-se uma interação complexa.
Entre os casos passiveis de contaminação dos solos esta o processo de fabricação de
fertilizantes, onde muitos compostos químicos são formados, e se forem liberados para o
12
ambiente, podem afetar grandes áreas, poluir a água, o solo, e serem altamente prejudiciais para
fauna e flora. Os efeitos nocivos desses compostos químicos são determinados pela concentração,
combinação ou efeito acumulado, e tem implicações sociais e econômicas nas áreas
contaminadas. Fatores naturais podem diminuir ou acentuar os efeitos da poluição, mas no
presente não é possível se confiar na dispersão natural, diluição ou purificação natural do
ambiente com o tempo.
As espécies vegetais variam grandemente quanto a sua sensibilidade aos elementos traço
(BERTON, 2000). A tolerância ou sensibilidade também pode variar dentro da espécie vegetal. A
fitodisponibilidade de um elemento pode variar com a presença no solo de constituintes orgânicos
e inorgânicos, como óxidos de ferro e alumínio, silicatos, fosfatos e carbonatos, além da presença
de outros elementos. Dependendo das condições microambientais, as plantas podem absorver
elementos em quantidade suficiente para causar danos aos tecidos ou ao seu desenvolvimento e
reprodução. A capacidade de um elemento causar dano às plantas é chamada de fitotoxicidade.
Trabalhos sobre comportamento de elementos traço em solos, sua fitodisponibilidade com
conseqüente passagem para a cadeia alimentar tem sido objeto de estudos bastante intensivos na
literatura mundial (MATTIAZZO; ANDRADE, 2000). Entretanto, no Brasil, esses estudos têm-
se limitado a fornecer dados sobre cobre (Cu) e zinco (Zn) tendo em vista as limitações dos
métodos analíticos utilizados para detectar concentrações da ordem de µg L
-1
de cádmio (Cd),
mercúrio (Hg) e chumbo (Pb) em amostras de solos e plantas.
Sendo assim, os objetivos deste trabalho foram: a) avaliar os efeitos visuais de altas
concentrações de elementos traço essenciais e não essenciais nas plantas; b) comparar soluções
extratoras, Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L
-1
+ H
2
SO
4
0,0125 mol L
-1
), HCl 0,1 mol L
-1
, DTPA e
ácidos orgânicos, para avaliação da fitodisponibilidade de elementos traço essenciais e não
essenciais para plantas de arroz e soja, num solo que apresenta altos teores desses elementos; c)
obter indícios da possibilidade de cultivo de soja e arroz em área contaminada por elementos
traço essenciais e não essenciais e com um determinado teor no solo para seu desenvolvimento;
d) avaliar em qual fração do solo os elementos encontram-se ligados em maior quantidade.
Com o trabalho pretendeu-se comprovar a hipótese de que a concentração e acúmulo de
elementos traço essenciais e não essenciais nos tecidos da planta dependem da sua
disponibilidade na solução do solo. No entanto, as plantas geralmente acumulam maiores
concentrações de elementos traço na raiz em relação à parte aérea. Isso indica que as plantas que
13
crescem em condições de solo com elevados teores de elementos traço, não conseguem evitar sua
absorção, mas limitam sua translocação para órgãos reprodutivos.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Revisão Bibliográfica
O termo “elemento traço” tem sido usado para definir metais catiônicos e oxiânions que
normalmente estão presentes em baixas concentrações no ambiente, usualmente menor que
1g kg
-1
(PIERZYNSKI; SIMS; VANCE, 1994; SPARKS, 1995), muito embora alumínio (Al),
ferro (Fe) e titânio (Ti), os quais ocorrem em altas concentrações na litosfera, principalmente em
ecossistemas tropicais, também são tratados como elemento traço por alguns autores (MCBRIDE,
1994; KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001). Este termo tem sido preferido em diversas
publicações recentes que tratam deste assunto (MCBRIDE, 1994; SPARKS, 1995; HAYES;
TRAINA, 1998; KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001), ao invés da expressão “metal pesado”,
a qual nunca foi definida por algum órgão oficial ou instituição internacional. Duffus (2002) faz
abordagem sobre o uso do termo “metal pesado”, descrevendo as controvérsias no uso da
expressão “metal pesado” causada, por exemplo, pela utilização da densidade ou da relação de
toxicidade dos elementos. Segundo o autor, há grandes divergências no significado de “metal
pesado”, sendo o termo inócuo, vago e confuso. Assim, no presente trabalho utilizou-se da
expressão “elementos traço” para se referir ao termo “metal pesado”.
Alguns elementos traço têm funções ambientais importantes e afetam substancialmente a
nutrição das plantas e a saúde humana. Os levantamentos mundiais sobre elementos traço
mostram claramente que o homem tornou-se o mais importante fator na ciclagem biogeoquímica
de tais elementos. A aplicação de micronutrientes ao solo é, muitas vezes, necessária para
assegurar-se a contínua produção agrícola. O entendimento do comportamento geoquímico de
elementos traço no solo é fundamental para a escolha de praticas de manejo e definição de
políticas publica que envolvam qualidade do solo e dos recursos hídricos (OLIVEIRA, 2002). Os
elementos traço podem estar na forma solúvel, trocável, fixada pelos minerais do solo,
precipitada com outros componentes, na biomassa e complexada com a matéria orgânica
(BERTON, 2000).
14
O cádmio (Cd), cromo (Cr), níquel (Ni), chumbo (Pb), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês
(Mn) e zinco (Zn) são exemplos de elementos que podem apresentar potencial tóxico para as
plantas, animais e homens, tendo como particularidades: (i) a elevada solubilidade do Cd em
relação aos demais elementos; (ii) o interesse agronômico do Cu, Fe, Mn e Zn por serem
micronutrientes de plantas, exigidos em pequenas doses (algumas poucas gramas por hectare) e
com faixa estreita de concentração entre o ótimo e o adequado nos seres vivos e (iii) o aporte
antropogênico de Cd, Cr, Ni e Pb por meio de insumos agrícolas e resíduos industriais.
2.1.1 Contaminação do solo por elementos traço
A contaminação do solo é crescente no mundo. Há grandes extensões de áreas
contaminadas com elementos metálicos, compostos orgânicos, organometálicos e elementos
radioativos, que ocorrem em concentrações que podem representar perigo ambiental, com
impactos ao solo, vegetação, organismos do solo e na águas superficiais ou subterrâneas
(ACCIOLY; SIQUEIRA, 2000). Para Alloway (1995); Kabata-Pendias e Pendias (2001) as
adições anormais de elementos traço nos solos onde ocorre agricultura altamente tecnificada é
resultado da deposição atmosférica e da aplicação de agrotóxicos, resíduos orgânicos e
inorgânicos urbanos e industriais, corretivos e fertilizantes.
Accioly e Siqueira (2000) relatam que além dos impactos decorrentes ao funcionamento e
biodiversidade do ecossistema, a ocorrência de contaminação do solo é séria ameaça direta ou
indireta à saúde pública, necessitando de ações remediadoras.
De acordo com Adriano (1986); Alloway (1995), as fontes antropogênicas de elementos
traço para o solo são: restos de mineração, insumos agrícolas, lodo de esgoto, queima de
combustível fóssil, indústrias metalúrgicas, eletrônicas, manufaturados, indústrias químicas,
depósitos de resíduos, esportes de caça e pesca e treinamento militar. Todavia, os elementos traço
contidos no solo podem ser oriundos da rocha que lhe deu origem (ADRIANO, 1986). O
acúmulo de elementos traço nos solo agrícolas é freqüentemente causado pelo uso repetitivo e em
excesso de fertilizantes, fungicidas, pesticidas e resíduos orgânicos (GIMENO-GARCIA;
ANDREU; BOLUDA, 1996; MARCHIORI JUNIOR, 2003).
Solo contaminado é aquele que apresenta concentrações de determinada espécie química
acima do esperado em condições naturais. O conhecimento das quantidades totais e formas
biodisponíveis do elemento no solo são essenciais no diagnóstico da contaminação e definição de
15
estratégias de remediação. Sendo o solo a maneira mais fácil e barata para disposição de rejeitos,
estes, os quais podem estar contaminados com substâncias químicas potencialmente tóxicas,
carcinogênicas ou mutagênicas, como é o caso de produtos oriundos de efluentes e lodos
industriais ou mesmo urbanos, denominados biossólidos (ACCIOLY; SIQUEIRA, 2000). A
CETESB através de relatório estabeleceu, para elementos traço, valores de orientação e alerta
para solos e águas subterrâneas no Estado de São Paulo (CETESB, 2001).
Os elementos considerados como importantes poluentes ambientais são: arsênio (As),
berílio (Be), Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, antimônio (Sb) e Zn (TILLER, 1989; GUILHERME, 1999),
sendo o Cd, Cu, Zn e Pb os mais perigosos, pela suas toxicidades e potencial de bioacumulação
(CHANG et al., 1984).
O solo é um dos suportes primordiais ao desenvolvimento das plantas e ao mesmo tempo,
através da ação do homem, recebe quantidades pequenas de elementos traço; as plantas, portanto
fazem uso de mecanismos de tolerância aos elementos traço, dentre os quais se destacam: a)
absorção seletiva de íons; b) diminuição da permeabilidade das membranas ou outras alterações;
c) imobilização dos íons nas raízes, nas folhagens e sementes; d) remoção de íons do
metabolismo por deposição em formas fixas ou insolúveis; e) alterações nos padrões metabólicos;
f) adaptação para substituição de um elemento tóxico por outro elemento em uma enzima
fisiológica e g) eliminação dos íons das plantas através das excreções das raízes (ALLOWAY,
1995).
2.1.2 Elementos traço na planta
A absorção, o transporte e a redistribuição dos elementos traço, micronutrientes ou não,
tem muita semelhança ao que se conhece com respeito aos macronutrientes de modo geral e, por
outro lado, apresenta algumas particularidades (MALAVOLTA, 1994).
Malavolta (1989), entre outros, descrevem três processos de contato: intercepção radicular,
fluxo de massa e difusão. As características químicas que determinam o comportamento desses
elementos no solo, tais como valência, grau de hidratação, raio iônico, estado de oxidação,
sugerem que o Cr, cobalto (Co) e Ni tenham o processo semelhante ao do Fe e Mn. O Pb
provavelmente, deve entrar em contato em escala maior por difusão, já que a facilidade com que
é imobilizado no solo deve restringir o seu movimento na solução. Os elementos traço podem
ocorrer na solução do solo em forma iônica ou complexado com complexos orgânicos. Os íons
16
absorvidos são: Co
+2
, Cu
+2
, Fe
+2
(>Fe
+3
), Mn
+2
, HMoO
4
-
, MoO
4
-2
, Ni
+2
, Zn
+2
, Cd
+2
, Cr
+6
, Pb
+2
(MALAVOLTA, 1994).
A toxidez dos elementos traço para as plantas e eventualmente para o animal tem duas
causas: a própria natureza e o homem, isto é, antropogênica. Nos dois casos, evidentemente, há
somente um motivo para que a toxidez se manifeste: o aumento na disponibilidade do elemento
no solo (MALAVOLTA, 1994). A toxidez de um elemento deve ser acompanhada e por isso
medida pelas seguintes variáveis: diminuição do crescimento ou redução na colheita, sintomas
visíveis e concentração no tecido (BECKETT, 1991). A toxidez pode se manifestar em três níveis
(BARCELÓ; POSCHENRIEDER, 1992): (1) absorção, transporte e acumulação; (2) mecanismo
primário, ao nível molecular, celular e subcelular; (3) mecanismo secundário, ou seja,
interferência nos processos funcionais da planta.
Marschner (1983) de modo geral relata que o teor de elementos traço, incluindo
micronutrientes, apresenta concentração na matéria seca na seguinte ordem decrescente: folhas –
raízes de reserva – tubérculos – frutos carnosos – sementes. Segundo Adriano (1986), os
elementos boro (B), Mn, Ni e Zn apresentam-se mais ou menos uniformemente distribuídos entre
raízes e parte aérea. Os elementos Co, Cu, molibdênio (Mo) e Cd usualmente encontram-se em
maior teor nas raízes e com quantidades moderadas a grandes na parte aérea, e os elementos Cr,
Pb, prata (Ag), estrôncio (Sn), Ti e vanádio (V) encontram-se principalmente nas raízes, com
muito pouco na parte aérea. Esses padrões de distribuição, entretanto, podem ser modificados
com a espécie considerada e pelo nível do elemento no substrato.
A concentração e o acúmulo de elementos traço nos tecidos da planta dependem de sua
disponibilidade na solução do solo, pois a concentração desses na raiz e na parte aérea aumenta
com o aumento da sua concentração na solução do solo (MARQUES; MOREIRA; SIQUEIRA,
2000). Os níveis tóxicos dos elementos traço para as plantas ainda são pouco conhecidos.
Concentrações têm sido sugeridas para alguns elementos traço em plantas quando considerados
tóxicos (KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001), porém esses valores são muito amplos e
variáveis.
2.1.3 Fatores que afetam a disponibilidade de elementos traço no solo
O solo é componente chave dos ecossistemas terrestres, naturais e agrícolas, sendo,
portanto essencial para o crescimento das plantas e para a degradação e reciclagem de toda a
17
biomassa morta. Por estar constantemente sujeito as flutuações em suas condições naturais, como
por exemplo, variações no estado de umidade, pH e condições de oxiredução, os solos e, mais
especificamente, suas propriedades, exercem controle sobre a forma e a biodisponibilidade de
elementos traço (KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001).
Os processos químicos mais importantes do ponto de vista da biodisponibilidade e
comportamento de elementos traço nos solos são aqueles que dizem respeito à adsorção de
elementos, ou seja, sua passagem da fase líquida para a fase sólida. Estes processos regem a
concentração dos íons e complexos metálicos na solução do solo e, portanto a absorção destes
elementos pelas plantas (BRUMMER, 1986).
Muitos mecanismos podem estar envolvidos na adsorção de íons metálicos, incluindo a
capacidade de troca de cátions (adsorção não específica), adsorção específica (fixação), co-
precipitação e complexação orgânica (ALLOWAY, 1995).
Adsorção não específica (eletrostática) ou trocável
A maioria dos elementos (com algumas exceções, por exemplo, Mo) se encontra na
solução do solo sob a forma de cátions, e sua adsorção depende, portanto da densidade de cargas
negativas presentes na superfície dos colóides do solo. As principais características deste tipo de
adsorção são: a sua reversibilidade, ser controlada em parte por processos de difusão, ser
estequiométrica e, na maioria dos casos apresentarem certa seletividade por parte da superfície
adsorvente (função do grau de hidratação dos cátions e de sua valência) (GAST, 1979).
Adsorção específica
A adsorção específica envolve a ligação de cátions metálicos com superfícies ligantes
formando ligações covalentes (KEENEY, 1979). Este tipo de adsorção resulta em ligação de
elementos traço com força muito maior do que a existente na adsorção não específica (CTC). A
adsorção específica é dependente do pH e está ligada ao processo de hidrólise dos íons dos
elementos traço. Os elementos que apresentam maior propensão à formação de hidróxidos estão
mais sujeitos a formarem ligações do tipo adsorção específica. No solo, os oxihidróxidos de Fe,
Al e Mn são os constituintes que se encontram mais envolvidos no processo de adsorção
específica (BRUMMER, 1986).
Co-precipitação
O processo de co-precipitação é definido como a precipitação simultânea de um agente
químico em conjunto com outro por meio de determinado mecanismo e a determinada taxa. Os
18
tipos de minerais mistos (mineral + elemento) mais comumente formados são oxihidróxidos de
Fe e Mn, minerais de argila e calcita (SPOSITO, 1983).
Precipitados insolúveis de elementos traço
Quando as condições físico-químicas do solo se encontram favoráveis e a concentração de
determinados íons se apresenta suficientemente alta ocorre a precipitação de elementos traço na
forma de compostos insolúveis (formação de fases sólidas). Estes compostos acabam, por muitas
vezes, sendo os principais controladores da solubilidade dos elementos na solução do solo e,
conseqüentemente de sua biodisponibilidade (LINDSAY, 1979).
No caso do Cd, por exemplo, em solos com valores de pH elevados, a octavita (CdCO
3
) é o
mineral que determinará a solubilidade deste elemento na solução do solo. Por outro lado, em
solos submetidos a condições hidromórficas (gleização) o sulfeto de Cd chamado grenockita
(CdS) irá se formar, o que explica a baixa solubilidade deste elemento em solos alagados. No
caso de restabelecimento das condições aeróbias, este sulfeto é alterado a Cd
+
e SO
4
-2
acompanhado por decréscimo pronunciado nos valores de pH, o que promove aumento
significativo na mobilidade e biodisponibilidade deste elemento (BRUMMER, 1986).
Formação de complexos orgânicos
Além de estarem envolvidas nas reações de troca de cátions, as substâncias húmicas
(ácidos húmicos) podem ainda adsorver elementos via formação de complexos orgânicos
(CHEN; STEVENSON, 1986).
Puhakainen et al., (2001) destacam que o comportamento dos radionuclídeos de elementos
traço no solo, além de ser influenciado pelos processos de absorção pelas plantas e migração no
solo, é diretamente dependente do grau de interação destes elementos com as fases sólidas
constituintes do solo (minerais de argila, matéria orgânica, óxidos, etc.). Sabe-se ainda que
parâmetros como pH, potencial redox, capacidade de troca de cátions (CTC) e teor de matéria
orgânica nos solos, também exercem grande influência no comportamento destes elementos no
solo. O pH, o Eh e a CTC, por sua vez, são particularmente importante no que diz respeito à
mobilidade dos elementos traço, já que estes parâmetros determinam a solubilidade e a
capacidade de adsorção dos solos.
Do ponto de vista da absorção pelo sistema radicular das plantas, Ehlken e Kirchner (2002)
em revisão ampla a respeito dos processos envolvidos, destacam os efeitos da competição com
outros íons presentes no sistema solo-planta. Os efeitos dos processos na rizosfera (criação de
19
micro-sítios favoráveis à absorção via exudação de compostos orgânicos) e os efeitos da ação
microbiana (degradação de compostos organo-metálicos) como sendo os principais fatores que
afetam esta absorção.
O sistema solo-planta, por ser sistema aberto, apresenta diversas entradas de elementos
como, por exemplo, adição de contaminantes ao solo, adição de fertilizantes e pesticidas. Da
mesma maneira, apresenta diferentes tipos de perda, como por exemplo, remoção dos elementos
via colheita do material vegetal, lixiviação, erosão e volatilização. A razão para esta grande
variabilidade dos fatores de transferência de elementos no sistema solo-planta é óbvia. O
processo de transferência integra grande número de processos químicos, físicos, hidrológicos e
fisiológicos, os quais apresentam sua própria variabilidade além de serem influenciados por
fatores externos como o clima e as práticas agrícolas (KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001).
2.1.4 Interações entre os elementos no solo
As interações entre os elementos são tão importantes quanto à deficiência e à toxicidade na
fisiologia das plantas. Podem ser antagônicas, quando o efeito fisiológico combinado de dois ou
mais elementos for menor do que os efeitos independentes, e sinergéticas quando o efeito
combinado for maior. Estas interações podem referir-se também à habilidade de um elemento em
estimular ou inibir a absorção de outros elementos pelas plantas. O maior número de reações
antagônicas tem sido observado para Fe, Mn, Cu e Zn (KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001).
Segundo Chaney e Ryan (1993) em solos muito ácidos, a maioria das espécies torna-se
cloróticas quando exposta a níveis excessivos de Zn, sendo que a aplicação de sulfato ou quelato
de Fe corrige a deficiência, indicando que o Zn interfere na absorção, na translocação de Fe ou na
sua utilização nas folhas, talvez na biossíntese da clorofila. White; Chaney e Decker (1979)
verificaram que doses crescentes de Zn provocaram aumento na concentração de Mn nas folhas e
nas raízes, diminuição de Fe nas folhas, e nos tratamentos com doses elevadas de Zn, as folhas
apresentaram-se severamente cloróticas, apesar de não conterem níveis deficientes de Fe.
Para avaliação prática, são muito importantes os efeitos antagônicos do cálcio (Ca) e
fósforo (P) sobre elementos traço como Cd, Pb e Ni, que muitas vezes causam risco à saúde
(KABATA-PENDIAS; PENDIAS, 2001).
20
2.1.5 Teores fitodisponíveis de elementos traço
A fitodisponibilidade de elementos traço pode ser avaliada usando-se extrator químico
apropriado, no qual a quantidade extraída é correlacionada com o acúmulo ou com a
concentração do elemento nas plantas. Esse sistema é o mais empregado em pesquisas, segundo
Abreu; Abreu e Berton (2002).
Os extratores ácidos extraem os elementos, principalmente, pela dissolução dos minerais de
argila, sendo a quantidade dependente da concentração do ácido, do tempo de extração e da
relação solo/solução. As soluções ácidas mais testadas para extração de formas disponíveis de
elementos traço para as plantas são HCl 0,1 mol L
-1
e Mehlich-1. As soluções quelantes
combinam-se com o íon metálico em solução formando complexos solúveis, diminuindo a sua
atividade iônica na solução do solo. Em conseqüência, os íons dessorvem da superfície do solo ou
da fase sólida para restabelecer o equilíbrio das formas iônicas na solução (ABREU; ABREU;
BERTON, 2002). Os agentes quelantes mais utilizados, visando à seleção de métodos químicos
para avaliar a fitodisponibilidade de elementos traço em amostras de solos brasileiros são EDTA
e DTPA pH a 7,3 (BATAGLIA; RAIJ, 1994) sendo este o mais difundido (ABREU et al., 1995).
O DTPA pH 7,3, proposto por Lindsay e Norvell (1978), foi desenvolvido para estimar a
fitodisponibilidade de Cu, Fe, Mn e Zn em solos de reação próxima a neutralidade ou acima, e o
Mehlich-1, para verificar a disponibilidade de P e cátions trocáveis. Esses métodos, entretanto,
tiveram seu uso ampliado e atualmente têm sido utilizados também para Pb, Cd e Ni.
(SOLTANPOUR, 1991; MATTIAZZO; BERTON; CRUZ, 2001).
Silva (1999a) verificou que a solução de HCl 0,1 mol L
-1
mostrou-se eficiente para avaliar
a disponibilidade de Zn em solos que receberam pó de aciaria, ineficiente porém, para avaliar a
disponibilidade de Pb e Cu. Ribeiro Filho et al. (2001) trabalhando com as soluções de DTPA e
Mehlich-1, observaram que ambas foram adequadas para avaliar a disponibilidade de Cd, Ni, Zn
e Pb. Resultados semelhantes foram observados por Abreu, Abreu e Andrade (1998) para Pb
extraído com DTPA e Mehlich-3. Accioly (1996); Santos et al. (2002) ao avaliarem o efeito da
aplicação de pó de aciaria ao solo constataram que os extratores Mehlich-1 e DTPA não foram
eficientes em extrair Pb e Cd do solo, sendo apenas para Zn. No Brasil, os resultados obtidos
relativo ao emprego de diferentes extratores de elementos traço do solo são bastante
contraditórios, em especial aqueles referentes à disponibilidade de Cd, Pb, Cr e Ni, elementos
freqüentemente encontrados em resíduos siderúrgicos (ABREU et al., 1995).
21
Uma das principais críticas aos extratores químicos é que estes não simulam as reações que
ocorrem próximas às raízes, principalmente aquelas realizadas na rizosfera. Embora a
concentração dos elementos traço na solução do solo seja muito baixa, a solubilização da fase
sólida por exsudatos de raízes na região da rizosfera não deve ser desprezada (GODO;
REISENAUER, 1980; MERCKX et al., 1986).
Krishnamurti et al. (1997) ao avaliarem a cinética da liberação de Cd em solos, salientaram
a importância de ácidos orgânicos de baixo peso molecular excretados pelas raízes para a
compreensão da disponibilidade do elemento. Os ácidos orgânicos de baixo peso molecular,
como o acético, o cítrico, o oxálico, o fumárico e o succínico, geralmente presentes em exsudados
de raízes, são os mais eficientes na solubilização dos elementos traço presentes no solo
(MERCKX et al., 1986; MARSCHNER, 1995).
Mench e Martin (1991) observaram que Cd, Cu, Fe, Mn, Ni e Zn foram solubilizados por
exsudados de raiz de Nicotiana tabacum L., N. rustica L. e Zea mays L. A composição química
dos exsudados foi diferente para as três espécies, mas a quantidade de elementos extraída foi
semelhante quando as espécies foram cultivadas no mesmo solo. Koo (2001) avaliou a influência
de ácidos orgânicos na cinética de solubilização de elementos traço presentes em solos tratados
com lodo de esgoto e concluiu que o comportamento da solubilização foi semelhante ao da
absorção dos elementos traço por plantas cultivadas nestes mesmos solos.
Pires; Mattiazzo e Berton (2004) utilizando solução composta de ácidos orgânicos
(Acético, 1,0 mol L
-1
, Cítrico, 0,72 mol L
-1
, Lático, 0,49 mol L
-1
e Oxálico, 0,12 mol L
-1
), para
avaliar fitodisponibilidade de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn em plantas cultivadas em solos tratados com
lodo de esgoto, observaram que a solução extratora mostrou-se eficiente em avaliar a
fitodisponibilidade de elementos traço, principalmente o Pb.
2.1.6 Extração seqüencial de elementos traço
2.1.6.1 Definição e fatores que afetam a extração seqüencial
Uma das ferramentas para se avaliar o comportamento dos elementos traço no solo é a
utilização dos chamados métodos de extração seqüencial. Conceitualmente, os elementos (ou
metais) contidos no material sólido podem ser fracionados em formas geoquímicas específicas, e
podem ser seletivamente extraídos pelo uso de reagentes apropriados. Cada método apresenta um
22
conjunto de reagentes que deve atacar especificamente a forma geoquímica para o qual foi
escolhido (TESSIER; CAMPBELL; BISSON, 1979). As informações obtidas permitem avaliar a
fitodisponibilidade, fitotoxicidade, dinâmica e as transformações dos elementos traço entre as
diferentes formas químicas em solos poluídos e agricultáveis (MILLER et al. apud COSTA et al.,
2001).
O princípio da extração seqüencial, de acordo com Vietz Junior (1962) seria que,
elementos cada vez mais imóveis podem ser extraídos por reativos cada vez mais potentes.
Tessier; Campbell e Bisson (1979); Miller; Martens e Zelazny (1986) consideram a extração
seqüencial como a determinação das formas químicas de elementos traço em solos e sedimentos,
enquanto que Ure (1991) considera que o método trata do fracionamento do solo através de
reativos químicos ou solventes, denominados extratores, para extrair elementos ligados ou
associados a uma fase ou composto particular do solo.
Os termos extração seqüencial e fracionamento têm sido utilizados para descrever o mesmo
processo, e isto ainda é muito discutido exaustivamente por diversos autores (BERTONCINI,
2002).
Existem, basicamente, três tipos de extrações, e segundo Bertoncini (2002), Pierrisnard
discutiu suas vantagens, desvantagens e praticidade de cada uma. Pode-se realizar a extração
única, que envolve uma amostra de terra e um extrator ou uma mistura de extratores. São
extrações rápidas, econômicas e podem dar uma noção do teor do elemento extraído. As
desvantagens seriam que as reações são influenciadas pela razão solo:extrator, tempo de extração
e mudanças de pH. Pode ocorrer também a reabsorção ou precipitação dos elementos durante a
extração. As extrações paralelas consistem de varias amostras de terra tratadas com diversos
extratores, e apresenta como vantagem principal o fato de não acumular erro da extração anterior.
Como desvantagem pode-se citar a necessidade de realizar várias extrações dos teores residuais, e
a prática tem mostrado que os resultados das extrações paralelas não diferem dos resultados
encontrados nas extrações seqüenciais. As extrações seqüenciais são as mais utilizadas para
elementos traço, e consistem em extrações sucessivas realizadas em uma única amostra, com
extratores cada vez mais efetivos. Os extratores atuam modificando as propriedades de cada
constituinte do solo, responsável pela interação do elemento a fase sólida, solubilizando-o de
forma que os elementos possam ser determinados pelos métodos analíticos adequados. A
vantagem deste tipo de extração seria em fornecer informação mais precisa a respeito da
23
distribuição dos elementos em cada fração de interesse, e consequentemente, sobre a sua
disponibilidade. As desvantagens seria que esses métodos são dispendiosos em reagentes e
tempo. Deve-se obedecer a uma ordem de extração, e para cada solo é necessário estabelecer um
método, de acordo com as suas características. Inúmeros fatores interferem nos métodos de
extração seqüencial de elementos traço, como: razão solo:extrator, a seqüência de extração, a
seletividade dos extratores escolhidos, o tempo de contato da amostra com o extrator, a forma de
agitação, a temperatura, as perdas de solo durante a extração, a reabsorção ou precipitação dos
elementos durante o processo de extração, entre outros fatores.
A escolha dos extratores e a marcha de extração são de extrema importância no
desenvolvimento do método. A baixa seletividade dos extratores que atacam mais de uma fração
ao mesmo tempo interfere no equilíbrio das extrações posteriores, sendo um dos maiores
problemas nos métodos de extração seqüencial, prejudicando a eficiência da extração e a
confiabilidade dos resultados obtidos (SPOSITO; LUND; CHANG, 1982).
2.1.6.2 Métodos de extrações seqüenciais propostos
Entre os primeiros métodos desenvolvidos e os esquemas de fracionamento mais utilizados
atualmente, pode ser citado o de Tessier; Campbell e Bisson (1979) que, utilizando diferentes
soluções, dividem os elementos nas seguintes frações: trocável, ligados a carbonato, ligados a
óxidos de ferro e manganês, ligados à matéria orgânica e residual. Outro esquema de
fracionamento foi proposto por Shuman (1985) para estudar elementos traço em solos ácidos que
não contém carbonatos e quantidades apreciáveis de sulfeto. Neste esquema, são contempladas as
frações: trocável, ligada à matéria orgânica e a óxidos de Mn e Fe (cristalinos e amorfos)
(MATTIAZZO; BERTON; CRUZ, 2001).
Mann e Ritchie (1993) empregaram o seguinte método de extração para Cd: solúvel em
água; trocável (BaCl
2
); ligados à matéria orgânica (NaClO a pH 8,5); ligados aos óxidos de ferro
(oxalato de amônio + ácido oxálico + ácido ascórbico a pH 3,0); e residual (HNO
3
/HClO
4
/HF e
HCl 6 mol L
-1
).
Gomes et al (1997) com base no esquema de fracionamento de Mann e Ritchie (1993) em
amostras de Latossolo Vermelho-Amarelo Húmico incubado com soluções de sais de cádmio,
crômio, cobre, níquel, chumbo e zinco propuseram metodologia para solos tropicais. De acordo
com o autor, este esquema de fracionamento é o mais adequado para solos de regiões tropicais do
24
que o de Tessier; Campbell e Bisson (1979) porque, entre outras vantagens, elimina a fração
ligada a carbonato e inclui os óxidos de Al juntamente com os de Fe e Mn.
Silveira (2002) modificando alguns métodos de extração seqüencial, encontrou quantidades
de Zn, Cu e Cd associados à fração trocável relativamente baixas, o que indicou que esses
elementos não se encontravam prontamente disponível as plantas. O método de extração
seqüencial utilizado neste trabalho foi baseado nos trabalhos de Ahnstron e Parker (1999);
Krasnodebska-ostrega; Emons e Golimowski (2001); Schwertmann (1964, e 1991); Schwertmann
e Murad (1983) e no método EPA 3052 (ESTADOS UNIDOS, 1996) mostrando-se adequado
para amostras de terra com elevados teores de óxidos de ferro.
Ahnstrom e Parker (1999) propuseram método de fracionamento, baseando-se nas revisões
de Chao (1984), Beckett (1989) e Shuman (1991), com ordem de extração mais adequada e com
mínimas chances do extrator retirar elementos de outra fração. O método deferiu daquele
utilizado por Mann e Ritchie (1993) basicamente por extrair a fração solúvel + trocável com
nitrato de estrôncio (Sr(NO
3
)
2
) na concentração de 0,1 mol L
-1
, incluir a extração da fração
carbonatos por NaCH
3
OOO+ CH
3
COOH a pH 5,0 e obter a fração residual através de digestão
em forno de microondas com mistura de HNO
3
e HCl. Utilizou hipoclorito de sódio (NaClO)
como extrator da fração ligada à matéria orgânica, que é agente oxidante usado comumente em
histologia, na limpeza da matéria orgânica não estrutural, e diversos trabalhos (IYENGAR;
MARTENS; MILLER, 1981; KUO; HEILMAN; BAKER, 1983) recomendam sua utilização na
estimativa de elementos traço organicamente ligados, presumivelmente, por destruir moléculas
ou grupos orgânicos, aos quais os elementos estão combinados. Este extrator quando utilizado a
85°C e pH 8,0, dissolve por volta de 95% da matéria orgânica do solo, enquanto que o peróxido
de hidrogênio remove de 65 a 80% (BECKETT, 1989). Na fração ligada aos óxidos, a utilização
de agente redutor juntamente com agente complexante evita a ocorrência da precipitação dos
elementos durante a extração, portanto, a adição de ácido ascórbico ao oxalato de amônio a pH
3,0 proporcionou um extrator tão eficiente quanto o ditionito na remoção de óxidos de ferro,
alumínio e manganês.
25
2.1.7 Aspectos gerais dos sintomas de deficiência e/ou excesso de elementos traço nas
plantas
Os processos de absorção de elementos traço pelas plantas são basicamente os mesmo
observados para macro e micronutrientes. De acordo com Foy, Chaney e White (1978) esta
absorção ocorre, de modo geral, ativa ou passivamente. No entanto, os elementos traço no solo
devem estar basicamente na forma trocável para que ocorra absorção (XIAN, 1987).
As funções principais dos elementos traço, exceto o boro e o cloro, são de constituir grupos
protéicos em metal-proteínas e atuar como ativadores de reações enzimáticas (GUPTA, 2001).
Sintomas em plantas, causados pela falta ou excesso desses elementos e os teores
associados em tecidos, constituem guia útil no estabelecimento de deficiência ou toxicidade. É,
portanto, de grande importância conhecer a distribuição dos elementos traço em diferentes partes
da planta. Alguns elementos traço em excesso podem resultar em toxicidade para culturas e
animais (GUPTA; GUPTA, 1998).
Segundo Adriano, Paulsen e Murphy (1971) os sintomas de toxicidade são decorrentes de
alterações em processos metabólicos vitais, mas não são comuns em condições de campo. No
entanto, podem ocorrer em áreas com grande disponibilidade de elementos traço e em plantas não
tolerantes ao elemento. No caso do Zn, pode ocorrer clorose em folhas mais novas em virtude da
interferência na função do Fe nos cloroplastos e na síntese da clorofila, e diminuição do sistema
radicular e do tamanho das folhas podendo mesmo, quando em altos níveis, diminuir a absorção
de P e Fe. A presença de cádmio pode diminuir o crescimento, reduzir a taxa de fotossíntese e
provocar alterações tanto enzimáticas quanto metabólicas (GALLEGO; BENAVIDES;
TOMARO, 1996). Outro sintoma identificado por este elemento é a clorose, provocada pela
competição de Cd com o Fe por sítios de absorção na membrana plasmática (SIEDLECKA;
KRUPA, 1999).
Espécies ou variedades de uma mesma espécie vegetal, expostas a uma concentração
similar de elementos traço, podem diferir na absorção destes pelas plantas (SHAW, 1989).
2.1.8 Fitotoxicidade e entrada na cadeia alimentar
Há uma grande variação quanto à sensibilidade de espécies vegetais aos elementos traço.
Em revisão realizada por Adriano (1986), 48 culturas foram classificadas de muito sensíveis a
26
muito tolerantes a diversos elementos traço. Observou-se que a sensibilidade à presença de
elementos traço no solo diminui na seguinte ordem para estas culturas: amendoim (Arachis
hypogaea L.), soja (Glycine max L. Merril) e milho (Zea mays L.). Dentro da espécie vegetal a
tolerância ou sensibilidade também pode variar.
A concentração dos elementos traço varia nos tecidos da planta. No geral, os grãos contêm
concentração menor do que as partes vegetativas da planta (BERTON, 2000).
Com relação à entrada dos elementos traço na cadeia alimentar, Chaney e Oliver (1996)
afirmam que as plantas se comportam, tanto como mecanismo de transferência de contaminantes
do solo para níveis mais altos na cadeia trófica, como importante barreira para essa transferência.
As plantas, em geral, restringem a absorção da maioria dos elementos do solo de forma que os
seres humanos, os animais e a vida selvagem não se encontram, sob nenhum risco, em relação à
presença destes contaminantes no solo. Chaney (1980) integrou todas essas informações e as
chamou de conceito “Barreira Solo-Planta”. Esse conceito refere-se ao fato de diferentes grupos
de elementos se encaixarem nas seguintes categorias: Grupo1 – encaixam-se os elementos
insolúveis no solo (Ti, Cr, Zr, Y, Ag e Sn), ou nas raízes fibrosas das plantas, de forma que a
parte aérea das plantas não se constitui em fonte de transferência destes elementos, mesmo
quando o solo está altamente contaminado. Grupo 2 – inclui aqueles elementos que podem ser
absorvidos pelas raízes, Hg e Pb, mas não são translocados para a parte aérea em quantidades
suficientes para causar risco de transferência na cadeia trófica. Grupo 3 – compreende os
elementos Zn, Cu, Ni, B, Mn e aqueles para os quais a planta não consegue fazer proteção contra
a sua entrada na cadeia alimentar. Grupo 4 – encaixam-se os elementos Se e Mo, conhecidos por
causarem toxicidade alimentar, e o Cd em arroz irrigado, quando este é o principal alimento.
Existem mecanismos de tolerância das plantas a concentrações elevadas de elementos
traço, tais como: restrição no transporte da raiz para a folha; acumulação nos tricomas; exudatos
que podem complexar os elementos; tipo de ligação entre o elemento e o componente da parede
celular; produção de compostos intracelulares com propriedades quelatantes; bombeamento ativo
para os vacúolos. Estes mecanismos podem ocorrer, isolada ou simultaneamente, conferindo
maior tolerância ao estresse causado pela presença desses elementos (STEFFENS, 1990).
27
2.2 Material e Métodos
O presente estudo constou de duas etapas. Na primeira etapa caracterizou-se o solo. Na
segunda etapa avaliou-se a capacidade de absorção e acúmulo de elementos traço em duas
espécies de plantas, de interesse comercial.
2.2.1 Solo
O local escolhido para retirada das amostras de solo para o experimento em casa de
vegetação encontrava-se em processo de recuperação, por apresentar-se em estado avançado de
degradação ambiental, com elevados níveis de elementos traço, localizado no município de
Paulínia-SP.
O solo foi classificado, de acordo com EMBRAPA (1999), como Latossolo Vermelho
distróférrico típico com classificação textural argilosa.
Coletaram-se amostras de terra composta, em sete locais distanciados de 100 m, a partir da
fonte emissora de poluição, na profundidade de 0 – 20 cm, que foram secas ao ar, peneiradas
(malha de 5 mm) e reservadas.
Para caracterização das amostras de terra foram realizadas analises químicas de rotina, de
acordo com o sistema IAC de analises de Solo (RAIJ et al., 2001; ABREU; ANDRADE, 2001), e
analises físicas, conforme Camargo et al. (1986).
Os atributos químicos e físicos das amostras de solo encontram-se representados nas
Tabelas 1 e 2, respectivamente.
2.2.2 Delineamento experimental
O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado, com quatro
repetições, em esquema fatorial 7 x 2, sendo 7 locais de coleta de solo e 2 espécies de plantas,
perfazendo o total de 56 unidades experimentais. Os tratamentos foram organizados em relação a
distância da fonte poluidora, sendo assim denominados: solo a 700 m da fonte poluidora (L1),
600 m (L2), 500 m (L3), 400 m (L4), 300 m (L5), 200 m (L6) e 100 m (L7).
28
Tabela 1 – Análise química solo
Determinação Unidade
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
(1,3)
pH CaCl
2
5,2 5,3 5,5 5,5 5,2 5,8 5,8
(1,4)
Matéria orgânica g dm
-3
33,5 36,3 35,4 37,2 34,4 36,3 29,8
(1,5)
Fósforo g dm
-3
17,5 20,8 21,5 22,1 56,1 36,0 59,1
(1,5)
Potássio mmol
c
dm
-3
8,7 7,4 11,3 11,8 5,4 14,1 12,0
(1,5)
Cálcio mmol
c
dm
-3
17 36 36 41 38 33 44
(1,5)
Magnésio mmol
c
dm
-3
5 16 20 24 20 19 8
(1,6)
H + Al. mmol
c
dm
-3
61 31 29 29 36 26 24
SB mmol
c
dm
-3
30,7 59,4 67,3 76,8 63,4 66,1 64,0
T mmol
c
dm
-3
91,7 90,4 96,3 105,8 99,4 92,1 88,0
V % 33,5 65,7 69,9 72,6 63,8 71,8 72,7
(1,7)
Cádmio mg dm
-3
(8)
-
0,1 - - 0,1 0,2 0,6
(1,7)
Cobre mg dm
-3
11,7 13,4 11,4 9,3 12,3 18,8 77,0
(1,7)
Ferro mg dm
-3
17,4 11,6 10,9 9,9 13,6 10,1 10,0
(1,7)
Manganês mg dm
-3
51,1 83,7 66,9 59,6 77,0 64,6 38,6
(1,7)
Chumbo mg dm
-3
11,2 12,9 11,2 8,6 11,9 17,6 73,1
(1,7)
Zinco mg dm
-3
3,5 6,7 9,3 14,4 28,1 62,5 255,8
(1)
Raij et al. (2001);
(2)
Abreu e Andrade (2001);
(3)
pH em cloreto de cálcio;
(4)
método colorimétrico;
(5)
resina trocadora de íons;
(6)
acetato de cálcio 1 mol L
-1
;
(7)
DTPA a pH 7,3;
(8)
Abaixo do limite de detecção de 0,0014 mg L
-1
para Cd.
Tabela 2 – Analise física do solo
Determinação Unidade Valor
(1,2)
Argila g Kg
-1
590
(1,2)
Silte g Kg
-1
100
(1,2)
Areia muito fina g Kg
-1
40
(1,2)
Areia fina g Kg
-1
160
(1,2)
Areia média g Kg
-1
80
(1,2)
Areia Grossa g Kg
-1
30
(1)
Camargo et al. (1986);
(2)
Método da pipeta.
29
2.2.3 Espécies avaliadas
As espécies utilizadas no experimento foram:
• Oriza sativa L. cultivar IAC 202;
• Glycine max L. cultivar BRS 133.
A cultivar IAC 202 apresenta altura média de 87 cm, sendo considerado de porte baixo e e
intermediário, mostrando ótima resistência ao acamamento, embora possa apresentar algum
problema sob condições de excessivo desenvolvimento vegetativo. Possui ciclo médio de 87 dias.
Pode haver variações no ciclo de florescimento e maturação principalmente em virtude da época
de semeadura. Apresenta excelentes qualidades culinárias para o padrão do consumidor
brasileiro. Cultivares do grupo moderno, como o IAC 202, tendem a responder mais à adubação
(WINSLOW, 1992).
A cultivar BRS 133 foi desenvolvida pela Embrapa (Fundação Meridional). É de ampla
adaptação de plantio, com excelente engalhamento. Pertence ao grupo de maturação semiprecoce,
apresentando médias de 121 dias para maturação e 82 cm de altura de planta. Possui hábito de
crescimento determinado e boa resistência ao acamamento e à deiscência de vagens. É utilizada
em solos de fertilidade média à alta. Desde seu lançamento, em 1997, até hoje é uma das
cultivares mais plantada, principalmente pelo seu alto potencial produtivo. Apresenta estabilidade
de produção e tem bom desempenho em ambientes de média e alta tecnologia.
2.2.4 Instalação e condução do experimento.
O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo
da Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Universidade de São Paulo, no período de
novembro de 2004 a abril de 2005.
As amostras de terra foram colocadas em vasos com capacidade para 5 dm
3
. A irrigação
dos vasos foi realizada de modo a não ultrapassar o limite máximo de 70% e mínimo de 40% da
capacidade de embebição do solo, com pesagem diária dos vasos.
A adubação NPK foi realizada de modo a atender as necessidades básicas de cada cultura,
em todos os tratamentos. Para o arroz foram aplicados, no plantio, 10, 20 e 20 mg dm
-3
de N, P e
K, respectivamente. Em cobertura, aos 30 e 60 dias após plantio foram aplicadas 20 e 10 mg dm
-3
30
de N e K. No plantio da soja foram aplicados, 20, 50 e 20 mg dm
-3
de N, P e K, respectivamente,
e em cobertura, aos 30 e 60 dias após plantio foram aplicadas 10 mg dm
-3
para N e K.
Foram semeadas 10 sementes por vaso, no dia 25 de novembro de 2004, com inicio de
germinação no dia 28. O desbaste foi realizado no dia 11 de dezembro de 2004, deixando quatro
plantas por vaso. As plantas foram conduzidas até maturação, sendo que a soja apresentou ciclo
de 110 dias após plantio e o arroz de 126 dias após plantio.
Após o corte das plantas, as raízes foram separadas e o solo dos vasos recuperados para
avaliação dos teores disponíveis, teores totais e teores ligados às diferentes frações do solo.
Os atributos avaliados no experimento foram:
• Quantidade absorvida de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn pelas diferentes partes da plantas;
• Quantidade acumulada de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn pelas folhas e raízes da plantas, pela
seguinte fórmula:
QA = (CPA x MS) / 1000
Onde: QA – Quantidade acumulada em mg por vaso.
CPA – Concentração na parte aérea (mg kg
-1
).
MS – Matéria seca produzida por vaso (g).
• Índice de translocação, pela seguinte fórmula:
(QA/QAB) x 100
Onde: QAB – Quantidade absorvida total (parte aérea + raiz).
2.2.5 Analises química
2.2.5.1 Análise da parte aérea e raiz das plantas
A colheita das plantas ocorreu aos 110 e 126 dias após plantio para a soja e o arroz,
respectivamente.
As plantas foram cortadas rente ao solo, lavadas e acondicionadas em sacos de papel e
secas em estufa com circulação forçada de ar à temperatura entre 65 e 70°C até peso constante.
As plantas foram separadas em folhas, caules, sementes e vagens, no caso da soja, e folhas,
sementes e casca, no caso do arroz. Depois de secas, as partes das plantas foram pesadas. A
seguir, foram moídas em moinho tipo Wiley, homogeneizadas e acondicionadas em sacos
plásticos.
31
Os vasos foram desmontados, a terra peneirada e as raízes recuperadas. As raízes foram
lavadas para remoção da terra presa à superfície radicular. Após, as raízes foram acondicionadas
em sacos de papel e secas, conforme descrito para a parte aérea.
Foram coletadas também folhas para diagnose foliar, seguindo metodologia descrita por
Malavolta, Vitti e Oliveira (1997). Para o arroz, coletou-se a folha Y (posição ocupada em
relação à folha mais nova desenrolada acima) no meio do perfilhamento, que ocorreu aos 50 dias
após plantio. Para a soja, coletou-se a primeira folha amadurecida a partir da ponta do ramo,
excluindo o pecíolo, no fim do florescimento, que ocorreu aos 69 dias após plantio. As amostras
foram acondicionadas em sacos de papel e secas, conforme descrito para a parte aérea.
O material vegetal seco (raiz e parte aérea) foi submetido à digestão por via úmida em
sistema aberto, adaptação do método realizado por Oliva; Raitio e Mingorance (2003). Utilizou-
se 0,5g do material vegetal, em tubo digestor. Adicionou-se 5mL de ácido nítrico, deixando em
repouso por uma noite. Após foi levado para bloco digestor e aquecido lentamente até 120°C e
mantido até cessar o desprendimento do vapor castanho e iniciar clareamento da amostra. Deixou
esfriar e adicionou-se aproximadamente 2mL de peróxido de oxigênio. Aqueceu novamente até
130°C, adicionando gotas de peróxido de hidrogênio quando necessário, até clareamento do
extrato. Deixou em aquecimento até redução do volume do extrato. Após esfriar, os extratos
foram diluídos com água deionizada a 20 mL e transferidos para frascos.
As concentrações dos elementos foram determinadas por espectrofotometria de emissão
por plasma induzido de argônio (ICP-OES).
2.2.5.2 Analise do solo
2.2.5.2.1 Determinação dos teores totais de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn.
O teor total foi realizado antes da instalação do experimento (Tabela 3). A digestão total
das amostras do solo foi realizada em forno de microondas, na qual se empregou água régia
(mistura de 3:1 de HCl /HNO
3
), de acordo com Nieuwenhuize et al. (1991).
Foram pesados 0,5 g da amostra e transferidos para os frascos de Teflon PFA específicos
para forno de microondas onde foram adicionados 15 mL de água régia (12 mL de ácido
clorídrico concentrado e 4 mL de ácido nítrico concentrado). A mistura foi deixada em repouso
por 15 minutos, os frascos foram fechados e levados ao forno de microondas com potência
32
máxima de 600W. A programação do forno foi feita em duas etapas, a primeira por 20 minutos
numa pressão de 415kPa (60 psi), em seguida a segunda por 50 minutos numa pressão de 810kPa
(117 psi). Após o termino da programação, os frascos foram resfriados até alcançar a pressão em
torno de 69kPa (10 psi) podendo assim ser abertos sob sistema de exaustão. Os frascos e as
tampas foram lavados com água deionizada e a solução filtrada em balões volumétricos de
50 mL, completando o volume. As concentrações dos elementos foram determinadas por
espectrofotometria de emissão por plasma induzido de argônio (ICP-OES).
Tabela 3 – Teor total de elementos traço no solo, essenciais e não essenciais
Cd Cu Mn Pb Zn
Tratamentos
--------------------------- mg kg
-1
--------------------------
L 1 27
153 570 229 102
L 2 28 166 719 244 108
L 3 26 144 664 226 106
L 4 23 121 583 198 106
L 5 20 115 536 174 113
L 6 23 141 563 208 189
L 7 25 272 540 333 554
2.2.5.2.2 Determinação dos teores disponíveis de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn.
Os teores disponíveis de elementos traço nas amostras de solo foram extraídos pelas
seguintes soluções:
Solução de Mehlich-1 (HCl 0,05 mol L
-1
+ H
2
SO
4
0,0125 mol L
-1
) (SILVA, 1999b)
Colocou-se 10 g de solo em erlenmeyer de 125 ml e adicionaram-se 50 mL de solução
extratora. A mistura foi levada para agitar em agitador horizontal circular, usando velocidade de
120 rpm, por cinco minutos. Após a agitação, filtrou-se a suspensão em papel de filtro
quantitativo faixa azul. As concentrações dos elementos foram determinadas por
espectrofotometria de emissão por plasma induzido de argônio (ICP-OES).
Solução de HCl 0,1 mol L
-1
( WEAR; SOMMER, 1947)
Colocou-se 10 g de solo em erlenmeyer de 125 ml e adicionou-se 50 mL de solução
extratora. A mistura foi levada para agitar em agitador horizontal circular, usando velocidade de
120 rpm, por cinco minutos. Após a agitação, filtrou-se a suspensão em papel de filtro
33
quantitativo faixa azul. As concentrações dos elementos foram determinadas por
espectrofotometria de emissão por plasma induzido de argônio (ICP-OES).
Solução de DTPA a pH 7,3 (LINDSAY; NORVELL, 1978)
Colocou-se 5 g de solo em frascos e adicionou-se 20 mL da solução extratora DTPA-TEA
pH 7,3. Os frascos foram tampados e a mistura foi levada para agitar por duas horas a 220 rpm.
Após a agitação, filtrou-se a suspensão em papel de filtro quantitativo faixa azul. As
concentrações dos elementos foram determinadas por espectrofotometria de emissão por plasma
induzido de argônio (ICP-OES).
Solução de Ácidos Orgânicos - Acético 1mol L
-1
; Cítrico 0,72 mol L
-1
; Lático 0,49 mol L
-1
;
Oxálico 0,12 mol L
-1
(PIRES, 2003)
Colocou-se 5 g de solo em frascos e adicionou-se 20 mL da solução extratora de ácidos
orgânicos. Os frascos foram tampados e a mistura foi levada para agitar por seis horas a 220 rpm.
Após a agitação, filtrou-se a suspensão em papel de filtro quantitativo faixa azul. As
concentrações dos elementos foram determinadas por espectrofotometria de emissão por plasma
induzido de argônio (ICP-OES).
A composição da solução extratora de ácidos orgânicos baseou-se em teores dos mesmos
encontrados na rizosfera de espécies vegetais diversas, cultivadas em solo com lodo de esgoto,
segundo Pires (2003), e são: ácido acético 43%, cítrico 31%, lático 21% e oxálico 5%. Adotou-se
concentração de ácidos orgânicos maior do que a encontrada na rizosfera, já que aquela utilizada
por Pires (2003) apresentava teores de elementos traço abaixo do limite de detecção do
instrumento analítico utilizado. Considerou-se a concentração de ácido acético igual a 1 mol L
-1
resultando nas seguintes concentrações dos outros ácidos seguintes: cítrico 0,72 mol L
-1
, lático
0,49 mol L
-1
e oxálico 0,12 mol L
-1
(PIRES; MATTIAZZO; BERTON 2004).
2.2.5.2.3 Extração seqüencial do Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn.
O procedimento de extração seqüencial aplicado para o fracionamento de elementos traço
presentes nas amostras de solo antes e após o cultivo, foi proposto por Ahnstrom e Parker (1999),
excluindo-se a fase carbonato, que é sabido ser muito pequena no solo estudado.
O fracionamento consistiu de quatro extrações em seqüência, sendo a primeira ligada à
fração solúvel + trocável, a segunda ligada à fração orgânica, a terceira ligada à fração oxídica e a
quarta o resíduo.
34
As amostras foram moídas em almofariz de porcelana para promover melhor
homogeneização de seus componentes, e facilitar a ação das soluções extratoras.
Fração 1 – Elementos traço na fração solúvel + trocável
O fracionamento foi conduzido utilizando-se amostras de 2 g de terra em tubos de
centrifuga de 50 mL.
Para a extração dos elementos da fração solúvel + trocável, adicionou-se 15 ml de Sr(NO
3
)
2
0,1 mol L
-1
aos tubos, agitando por 2 horas em baixa velocidade. Após, centrifugou a 2500 rpm
durante 10 minutos e o sobrenadante, filtrado com papel de filtro quantitativo faixa azul, foi
recolhido em balão volumétrico de 50 ml. Repetiu-se o procedimento. Subsequentemente, as
amostras foram lavadas com 5 mL de NaCl 0,1 mol L
-1
, centrifugado à 2500 rpm durante
10 minutos, e o sobrenadante recolhido. Ao final adicionou-se 1 ml de HNO
3
concentrado para a
preservação do extrato, e completou-se o volume com água deionizada, sendo os teores dos
elementos traço determinados por ICP-OES.
Fração 2 – Elementos traço na fração orgânica
Para a extração dos elementos traço da fração orgânica foi utilizado 5 ml de NaOCl 5 %,
com pH ajustado para 8,5 com HNO
3
concentrado. Os tubos foram colocados em banho-maria
mantendo a temperatura de 95
o
C durante 30 minutos sob agitação lenta. Após o tempo, as
amostras foram centrifugadas a 2500 rpm durante 10 minutos e o sobrenadante, filtrado com
papel de filtro quantitativo faixa azul, recolhido em balão volumétrico de 50 ml. O procedimento
foi repetido até a queima da matéria orgânica, que ocorreu quando cessou a formação de espuma.
Subsequentemente, as amostras foram lavadas com 5 mL de NaCl 0,1 mol L
-1
, centrifugado a
2500 rpm durante 10 minutos, e o sobrenadante recolhido. Ao final adicionou-se 1 ml de HNO
3
concentrado para a preservação do extrato, e completou-se o volume com água deionizada, sendo
os teores de elementos traço determinados por ICP-OES.
Fração 3 – Elementos traço na fração oxídica
Para extração dos elementos traço ligados à fração oxídica foram adicionados 20 ml de
uma mistura de 0,2 mol L
-1
de oxalato de amônio, 0,2 mol L
-1
de ácido oxálico e 0,1 mol L
-1
de
ácido ascórbico com pH ajustado para 3,0 com NH
4
OH concentrado. Os tubos foram colocados
em banho-maria mantendo a temperatura de 95
o
C durante 30 minutos sob agitação lenta. Após o
tempo, as amostras foram centrifugadas a 2500 rpm durante 10 minutos e o sobrenadante, filtrado
com papel de filtro quantitativo faixa azul, recolhido em balão volumétrico de 100 ml. As
35
extrações foram realizadas até a cor do solo ficar cinza (sem ferro) e o sobrenadante amarelado.
Subsequentemente, as amostras foram lavadas com 5 mL de NaCl 0,1 mol L
-1
, centrifugado a
2500 rpm durante 10 minutos, e o sobrenadante recolhido. Ao final adicionou-se 1 ml de HNO
3
concentrado para a preservação do extrato, e completou-se o volume com água deionizada, sendo
os teores de elementos traço determinados por ICP-OES.
Fração 4 – Elementos traço na fração residual
As amostras de solo foram colocadas para secar em estufa a 60°C durante 24 h e retiradas
dos tubos de centrifuga.
Fez-se a extração da fração residual com água régia (mistura de 3:1 de HCl /HNO
3
), em
sistema aberto, utilizando modificação do método descrito por McGrath e Cunliffe (1985).
Adicionou-se 12 mL de HCl e 3 mL de HNO
3
, as amostras foram aquecidas por 3 horas à
temperatura de 60°C, 1 hora à 105°C e 30 minutos à 140°C. Deixou-se esfriar e o sobrenadante,
filtrado com papel de filtro quantitativo faixa azul, foi recolhido em balão volumétrico de 50mL.
Completou-se o volume com água deionizada e os teores de elementos traço determinados por
ICP-OES.
2.2.6 Estatística
Os dados obtidos foram submetidos às analises de variância e de regressão usando o
programa SAS, versão 6.11. As equações de regressão foram ajustadas considerando a
significância, o coeficiente de determinação e o comportamento dos pontos na escolha das
equações.
2.3 Resultados e Discussão
2.3.1 Caracterização do solo.
A analise química das amostras de solo utilizadas no estudo revelaram que estes não
apresentavam limitações quanto à fertilidade (Tabela 1), revelando acidez fraca, teores adequados
de macronutrientes e saturação por bases acima de 50%, exceto para o L1(solo mais distante da
fonte poluidora) (RAIJ et al., 1996). Entretanto, este solo apresentou teores disponíveis elevados
de Cu, Fe, Mn, Zn e Pb. Segundo Raij et al. (1996) são considerados teores altos de Cu, Fe, Mn e
36
Zn em DTPA valores acima de 0,8, 12, 5 e 1,2 mg dm
-3
, respectivamente. Observa-se que no
solo, os teores disponíveis de Cd variam de 0,0 – 0,6 mg dm
-3
, Cu de 9,3 – 77 mg dm
-3
, Fe de 9,9
– 17,4 mg dm
-3
, Mn de 38,6 – 83,7 mg dm
-3
, Pb de 8,6 – 73,1 mg dm
-3
e Zn de 3,5 – 255,8 mg
dm
-3
. Para o Zn verificou-se gradiente, que aumenta do L1 (solo mais distante da fonte poluidora)
para o L7 (solo mais próximo da fonte poluidora). O Cu, Fe, Mn e Pb apresentaram baixa
variação entre os pontos amostrados, enquanto que o Cd foi detectado apenas em alguns pontos.
Este solo mostrou teores totais elevados pelo extrator “água régia” (HCl /HNO
3
3:1) de Cd
(20 – 27 mg kg
-1
), Cu (120 - 272 mg kg
-1
), Mn (535 – 719 mg kg
-1
), Pb (173 – 332 mg kg
-1
) e Zn
(101 – 553 mg kg
-1
). Os teores de Cd em todos os pontos e de Cu, Pb e Zn, em alguns destes
pontos, estão acima dos teores permissíveis para área agrícola conforme a Cetesb (2005) que
seriam Cd 3 mg kg
-1
, Cu 200 mg kg
-1
, Pb 180 mg kg
-1
e Zn 450 mg kg
-1
.
2.3.2 Capacidade de absorção e acúmulo de elementos traço em plantas
2.3.2.1 Sintomas de toxidez
Durante o cultivo, as culturas apresentaram desenvolvimento e reações diferenciadas, em
resposta às elevadas concentrações de elementos traço presentes no solo.
Agarwala; Bisht e Sharma, (1977) e Soares et al., (2001) observaram que o excesso de Zn
reduziu a translocação de Fe para as partes aéreas. A presença de Zn inibe o metabolismo do Fe,
daí o aparecimento de sintomas de deficiência induzida de Fe, que se caracteriza por, em casos de
severidade, na queda dos níveis de clorofila, deixando as folhas totalmente cloróticas, e mais
tarde esbranquiçadas, caracterizando acentuado atraso no crescimento da planta. O Fe tem
numerosas funções fisiológicas nas plantas, porém, para a expressão de sintomas visuais, seu
envolvimento na formação do cloroplasto e na síntese de porfirina são os processos mais
importantes (RÖMHELD, 2001). O Fe também compete por sítios de absorção na membrana
plasmática com o Cd, ocasionando sintomas de deficiência induzida de Fe nas plantas
(GALLEGO; BENAVIDES; TOMARO, 1996; SIEDLECKA; KRUPA, 1999).
2.3.2.1.1 Arroz
Sintomas progressivos de toxicidade de elementos traço apareceram na parte aérea das
plantas de arroz, em folhas novas, que apresentaram nervuras bem pronunciadas na tonalidade
37
verde, formando nítido contraste com o resto amarelado do limbo. Com a severidade da toxidez,
as folhas tornaram-se totalmente cloróticas, e mais tarde, esbranquiçadas, evoluindo para
secamento (Figura 1). No tratamento L7, com maior teor de elementos traço (Tabela 1),
principalmente o Zn, as plantas de arroz morreram 10 dias após a germinação (Figura 2). Pode-
se observar que altos teores de elementos traço no solo ocasionaram redução no crescimento das
plantas (Figura 3).
Figura 1 – Aspectos típicos da fitotoxidez de elementos traço (Zn) em arroz
De modo geral, a cultura do arroz foi mais sensível aos elevados teores de elementos traço
no solo. Nos solos com teores de 0,2, 18,8, 10,1, 64,6, 17,6 e 62,5 mg dm
-3
, de Cd, Cu, Fe, Mn,
Pb e Zn (Tabela 1), respectivamente, as plantas de arroz completaram o ciclo, enquanto que em
solos com teores de 0,6, 77, 10, 38,6, 73,1 e 255,8 mg dm
-3
de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn as plantas
morreram aos 10 dias após plantio.
38
Figura 2 – Sintomas de fitotoxidez de a para c, evoluindo para morte da plantas aos 10 dias após
plantio
Figura 3 – Plantas de arroz nos solos com diferentes níveis de contaminação, evidenciando
diferença no crescimento já no inicio do ciclo
2.3.2.1.2 Soja
Para a cultura da soja, os sintomas de toxicidade foram caracterizados por clorose
internerval generalizada nas folhas novas com aparecimento de pontuações marrom escuro,
evoluindo para o secamento das folhas (Figura 4). Observou-se redução do crescimento das
plantas (Figura 5), porém a soja foi mais resistente à toxidez dos elementos traço no solo,
(principalmente o Zn) se as compararmos com o arroz (Figura 3). Os sintomas de toxicidade no
arroz se manifestaram já no inicio de desenvolvimento da planta (10 dias após germinação),
enquanto que para a soja os primeiros sintomas apareceram após 30 dias germinação (Figura 6),
indicando ter, a soja, maior resistência ao excesso de Zn.
39
Figura 4 – Aspectos típicos da fitotoxidez de elementos traço em soja (L7) e evolução crescente
dos sintomas em folhas (a, b, c, d, e)
Vários autores encontraram sintomas semelhantes para espécie de eucalipto (SOARES,
1999), espécies arbóreas tropicais (SOARES et al., 2001) e Brassica juncea (RIBEIRO FILHO,
2003) em condições de excesso de elementos traço, dentre eles Pb, Cd e Zn. Salvador; Moreira e
Muraoka (1999) relatam sintomas de deficiência de Fe em goiabeira, semelhantes as encontradas
na soja.
Figura 5 – Diferença no crescimento entre as plantas no solo mais contaminado (L7) e menos
contaminado (L1)
40
De acordo com Malavolta (1980); Mengel e Kirkby (2001) e Marschner (1995) elevadas
concentrações de Cu, Mn e Zn no solo podem induzir a deficiência de Fe em plantas. No presente
estudo, pode-se observar que o Zn, Cu e em menor proporção o Cd (Tabela 1), podem ter
provocado a deficiência induzida do Fe nas plantas.
Figura 6 – Plantas de soja nos solos com diferentes níveis de contaminação, não afetando o
crescimento no inicio do ciclo
2.3.2.2 Avaliação da distribuição dos teores de elementos traço nas plantas
2.3.2.2.1 Arroz
O efeito do cádmio em plantas tem sido investigado em detalhes por alguns pesquisadores,
como Assche e Clijsters (1990), Boussama et al. (1999), Lee e Leustek (1999) e Vitoria; Lea e
Azevedo (2001).
Para Bowen (1979) teores de Cd entre 0,1 e 2,4 mg kg
-1
são considerados normais em
plantas. Do ponto de vista de fitotoxidez, sem especificação de espécies, a concentração de Cd na
planta, considerado excessiva encontra-se na faixa entre 3 a 8 mg kg
-1
(KABATA-PENDIAS;
PENDIAS, 2001).
Levando em consideração esses dados, pode-se observar que todos os tratamentos
apresentam teores fora da faixa de toxicidade, exceto para o L7, ponto este mais próximo da fonte
emissora de poluição (Tabela 4). Pode-se observar também que, no solo com maior contaminação
por Cd (L7), as plantas apresentaram maior teor. Entre os tratamentos, nota-se que houve
diferença estatística entre os pontos mais próximos da fonte poluidora, e conseqüentemente, com
maiores teores de cádmio disponível as plantas. Os pontos mais distantes da fonte poluidora, L4
(400 m), L3 (500 m), L2 (600 m) e L1 (700 m) não deferiram estatisticamente entre si.
41
Quando o Cd encontra-se na forma solúvel no solo, a sua disponibilidade às plantas pode
ser representado por resposta linear até sua concentração na planta atingir níveis fitotóxicos.
O comportamento dos teores na casca e semente de arroz foi diferente das folhas. Não
houve diferença estatística entre os pontos até 500m da fonte poluidora (L3), diferindo apenas do
ponto mais distante (L1). Nas sementes pode-se observar que mesmo a utilizada para o
experimento (S) o teor diferiu apenas da produzida no ponto mais próximo à fonte poluidora
(L7).
De acordo com Berton (1992) a absorção de Cd pode ser restringida pela presença de Zn na
solução do solo.
Tabela 4 – Teores de cádmio em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 0,28 de 0,20 c 0,24 d
L2 0,22 e 0,25 bc 0,29 cd
L3 0,36 d 0,29 abc 0,41 ab
L4 0,25 de 0,28 abc 0,43 ab
L5 0,59 c 0,33 ab 0,44 ab
L6 0,87 b 0,36 a 0,51 a
(2)
L7 4,86 a
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 0,38 bc
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
Segundo Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) teores de Cu em folhas entre 10 e 20 mg kg
-1
são considerados adequados. Para a maior parte das espécies cultivadas, a faixa para o limite de
toxicidade está entre 15 e 30 mg kg
-1
.
A concentração de Cu na planta considerada excessiva, do ponto de vista de fitotoxidez
sem especificação de espécies, apontadas por Kabata-Pendias e Pendias (2001) são de 20–100 mg
kg
-1
.
Considerando a faixa de teor adequada relatada por Malavolta; Vitti e Oliveira (1997), os
teores encontrados na folhas estão acima da faixa adequada, exceto para o tratamento L4, no
entanto, o mesmo encontra-se próximo ao limite de 20 mg kg
-1
(Tabela 5). De acordo com a
faixa de toxicidade relatada por Malavolta; Vitti e Oliveira (1997); Kabata-Pendias e Pendias
42
(2001), em todos os tratamentos observa-se nível baixo de toxicidade, exceto no L7, onde o teor
na folha encontra-se bem acima (316 mg kg
-1
).
Os teores de Cu em folhas diferiram estatisticamente do ponto mais próximo da fonte
poluidora (L7) para o mais distante (L1). No entanto, este não diferiu do ponto L6, a 200 m da
fonte poluidora.
Quanto ao teor na casca verifica-se que nos tratamentos L3, L4, L5 e L6 não houve
diferença estatística, diferindo apenas dos tratamentos L2 e L1. Na semente o teor de Cu foi mais
alto no L6, diferindo estatisticamente dos demais, até mesmo da semente (S). Observa-se que a S
não diferiu dos tratamentos L2 e L1, ponto de coleta de solo mais distantes da fonte poluidora.
Tabela 5 – Teores de cobre em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 24,23 bc 5,31 b 3,23 cd
L2 20,93 cde 5,47 b 3,25 cd
L3 20,59 de 5,77 ab 3,97 bc
L4 18,22 e 5,81 ab 4,21 b
L5 22,19 cd 5,90 ab 4,30 b
L6 26,68 b 6,76 a 5,45 a
(2)
L7 316,59 a
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 2,81 d
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
De acordo com Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) teores de Fe em folhas entre 200 e 300
mg kg
-1
são considerados adequado. Observa-se na Tabela 6 que os teores de Fe encontram-se
abaixo da faixa adequada, podendo onsidera-lo, como deficiente para a cultura, com exceção
dos tratamentos L1 que se encontra dentro da faixa adequada e L7 onde o teor esta muito acima
da faixa, apesar da planta apresentar sintomas de deficiência deste elemento. De modo geral, na
análise foliar faz-se a determinação dos teores totais dos elementos, a amostra sofre digestão,
mineralizando os elementos, que depois são determinados por métodos diversos. Segundo
Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) em folhas de plantas cloróticas os teores de Fe total podem
estar mais alto ou pelo menos igual ao encontrado em folhas normais. Dados como esses sugerem
que nas plantas carentes, parte do Fe encontra-se inativado. Nesse caso é sugerida a determinação
43
do “Fe ativo”, e não “Fe total”, o que não foi possível fazer neste experimento, dado a pouca
quantidade de material produzido no tratamento L7 (100 m).
Os baixos teores de Fe nos demais tratamentos podem ter diversas explicações. O Fe
compete com o Cd por sítios de absorção na membrana plasmática (SIEDLECKA; KRUPA,
1999). O excesso de Zn (Tabela 1 e 9) pode provocar deficiência induzida do Fe. Não se sabe a
causa da deficiência induzida de Fe provocada pelo excesso de Zn, mas a similaridade entre o
raio iônico desses elementos tem sido apontada como mecanismo deste fenômeno
(WOOLHOUSE, 1983). Altos teores de Mn também podem reduzir a absorção de Fe e induzir
sua deficiência. A relação Fe:Mn deve ser mantida entre 1,5 e 2,5 (ADRIANO, 1986), o que não
ocorreu neste caso, onde a relação encontra-se abaixo de 0,5.
Na casca pode-se observar que o maior teor de Fe foi obtido no tratamento onde se coletou
o solo no ponto mais distante da fonte de poluição (L1), diferindo estatisticamente apenas do L6 e
L7, pontos mais próximos à fonte de poluição. O mesmo não foi observado na semente, que
apresentou maior teor de Fe no tratamento L6, que diferiu estatisticamente dos demais
tratamentos estudados e até mesmo da semente inicial. No entanto, não houve diferença da
semente inicial em relação aos tratamentos L1, L2, L3, L4 e L5.
Tabela 6 – Teores de ferro em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 273,76 b 36,41 a 13,17 b
L2 92,60 cd 31,48 ab 13,27 b
L3 93,23 cd 26,32 ab 13,99 b
L4 104,59 c 30,91 ab 14,08 b
L5 82,52 cd 24,52 b 14,92 b
L6 63,68 d 24,13 b 18,59 a
(2)
L7 840,96 a
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 12,55 b
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
De acordo com Borkert; Pavan e Bataglia (2001) teores adequados de Mn em plantas
variam de 70 a 200 mg kg
-1
, e teores acima de 600 mg kg
-1
são tóxicos. Para Malavolta; Vitti e
Oliveira (1997) teores considerados adequado em folhas encontram-se na faixa entre 100 e 150
44
mg kg
-1
. Observa-se que os teores em folhas encontrados estão acima dos considerados
adequados para Borkert; Pavan e Bataglia (2001) e Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) (Tabela 7).
Altos teores de ferro, cobre e zinco no solo podem inibir o aparecimento de toxicidade de
manganês (LUCAS; KNEZEK, 1972). Teores de manganês na planta são maiores com o aumento
da temperatura, mas os sintomas de toxicidade não se manifestam (ROSOLEM, 1989) e
temperaturas acima de 30°C reduzem o efeito e a intensidade da toxicidade de manganês
(HEENAN; CARTER 1977). Em contraste com essa faixa estreita para o limite de deficiência, o
limite para toxicidade varia largamente entre espécies, desde 100 (para feijão, Phaseolus
vulgarisL.) até 5.000 mg kg
-1
para arroz inundado (Oryza sativa L.).
Quanto aos teores na casca e semente pode-se verificar que, em ambos, o tratamento L1
apresentou maiores teores, e o L6 os menores. Alias em todos os órgãos analisados os teores de
Mn são maiores no tratamento L1 (mais distante da fonte emissora de poluição) e menores no L6
(mais próximo à fonte emissora de poluição). A presença de Cd e principalmente Zn disponíveis
no solo, que poderiam estar competindo com o Mn pelos sítios de absorção pela planta, são
menores quando comparados com os demais tratamentos (Tabela 1).
Tabela 7 – Teores de manganês em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 2540,68 a 1383,79 a 360,27 a
L2 1085,79 b 219,64 b 72,25 b
L3 800,49 bc 201,28 b 59,80 bc
L4 342,48 c 242,60 b 65,36 bc
L5 388,95 c 306,84 b 70,61 b
L6 397,78 c 38,48 c 17,22 c
(2)
L7 294,10 c
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 37,97 bc
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
O Pb é o maior poluidor químico do ambiente, sendo altamente tóxico ao homem. Sua
ocorrência em plantas é natural, resulta da captação do elemento do meio ambiente. Afeta as
plantas em pontos onde as concentrações ambientais estejam muito elevadas. Normalmente não é
redistribuído para as sementes, o que é um meio eficiente em se prevenir a toxidade em seres
humanos e em animais (WHO, 1989 apud OLIVEIRA, 2002).
45
De acordo com Mengel e Kirkby (2001) em plantas o teor normal é de 2 a 3 mg kg
-1
. São
consideradas tóxicas concentrações superiores a 10 mg kg
-1
conforme Sauerbeck e Rietz (1983) e
30 mg kg
-1
de acordo com Kabata-Pendias e Pendias (2001).
Considerando tais informações, pode-se observar que os teores de Pb nas folhas (Tabela 8),
em todos os tratamentos, apresentam concentrações tóxicas, segundo Sauerbeck e Rietz (1983).
No entanto, considerando as informações de Kabata-Pendias e Pendias (2001), apenas o
tratamento L7 apresenta concentrações tóxicas.
Tanto na casca quanto na semente, o tratamento L6 apresentou maiores concentrações. Observa-
se que o teor na semente inicial encontra-se abaixo dos encontrados nos tratamentos, não
deferindo apenas do tratamento L4.
Tabela 8 – Teores de chumbo em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 19,50 b 3,22 b 3,75 bc
L2 15,65 cd 3,55 b 4,34 ab
L3 15,66 cd 4,10 b 3,78 bc
L4 13,78 d 4,19 ab 3,36 c
L5 17,37 bc 4,25 ab 3,70 bc
L6 20,10 b 5,34 a 5,27 a
(2)
L7 322,53 a
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 3,03 c
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
Apesar de o Zn ser um micronutriente, este elemento pode afetar o crescimento e
metabolismo normal de espécies vegetais, quando presente em níveis tóxicos no solo.
Segundo Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) teores de Zn em folhas entre 25 e 35 mg kg
-1
são considerados adequados. A concentração crítica para a toxicidade de Zn nas folhas de plantas
cultivadas pode variar de 200 a 500 mg kg
-1
, podendo chegar a 8.000 mg kg
-1
em espécies nativas
tolerantes. De acordo com Kabata-Pendias e Pendias (2001) as concentrações de Zn na planta,
consideradas excessivas, do ponto de vista de fitotoxidez, sem especificação de espécies,
encontram-se na faixa de 70 a 400 mg kg
-1
.
Considerando a faixa de concentração critica em folhas, relatada por Malavolta; Vitti e
Oliveira (1997) observa-se que apenas tratamentos L6 e L7 os teores em folhas apresentaram-se
46
em níveis tóxicos (Tabela 9). Considerando a faixa de concentração excessiva do ponto de vista
de fitotoxidez, relatada por Kabata-Pendias e Pendias (2001), pode-se notar que em todos os
tratamentos os teores em folhas encontram-se em níveis tóxicos, sendo que os tratamentos L6 e
L7, mais próximos à fonte de poluição, os teores estão acima da faixa relatada pelos autores.
Com relação à interação entre os elementos presentes no solo, pode-se destacar a influência
do Zn na absorção do Cd pela planta. Em geral, a quantidade de Zn no solo é muito maior que o
Cd, consequentemente, será absorvido em maiores quantidades, e dessa forma, a sua absorção
excessiva poderá causar fitotoxicidade antes de o Cd ser acumulado nas folhas ou em tecidos de
armazenamentos, em quantidade elevadas (BERTON, 2000).
Para os teores na casca, observa-se que o tratamento L5 apresentou maior concentração, diferindo
estatisticamente dos demais. Na semente também se pode notar que no tratamento L5 foi obtida
maior concentração, no entanto, não diferiu estatisticamente dos tratamentos L4 e L1.
Comparando com a semente inicial (S), os teores obtidos nos tratamentos estudados estão
estatisticamente maiores, revelando ser a folha órgão de acúmulo do elemento.
Tabela 9 – Teores de zinco em folha, casca e semente de arroz
Folha Casca Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 94,26 e 104,08 b 51,35 ab
L2 108,45 de 108,75 b 46,69 b
L3 119,38 de 120,21 b 45,35 b
L4 145,35 d 142,16 b 52,76 ab
L5 386,52 c 185,98 a 59,06 a
L6 543,16 b 124,90 b 47,17 b
(2)
L7 2562,10 a
(3)
---- ----
(1)
S
(4)
-- -- 14,74 c
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
No L7 as plantas de arroz não completaram o ciclo.
(3)
Dado não obtido por falta de material para analise.
(4)
Dado numérico não disponível.
Com exceção das espécies exclusoras, a maioria das espécies vegetais que crescem em
solos contaminados por elementos traço não consegue evitar a absorção, mas somente limitar sua
translocação (BAKER, 1981). Ainda que existam muitas incertezas sobre a especificidade dos
mecanismos de absorção dos elementos traço, sobretudo daqueles não essenciais, geralmente o
teor e o acúmulo do elemento nos tecidos ocorre em função da sua disponibilidade na solução do
47
solo, e os teores nas raízes e parte aérea aumentam com a elevação da concentração de elementos
na solução do solo (GUSSARSSON; ADALSTEINSSON; ASP, 1995).
O arroz acumulou, no geral, mais Cd, Cu, Fe, Mn e Pb na raiz que na parte aérea, enquanto
que o Zn foi acumulado, em maior proporção, na parte aérea do que na raiz (Tabela 10 e Figura
7). Nos tratamentos L6 para o Cd, Cu, Mn e Pb e também o tratamento L1 para o Mn
apresentaram maior acumulo destes elementos na parte aérea do que na raiz. Estes tratamentos
apresentaram maiores concentrações destes elementos disponíveis (extrator DTPA) no solo
(Tabela 1).
O acúmulo total de Cd e Cu foi pouco influenciado pela contaminação do solo (Figura 7)
em comparação a Zn. Uma provável interferência na absorção de Cu foi à elevada contaminação
do solo por Zn, uma vez que altas atividades de Zn
+2
na solução do solo inibe a absorção do Cu
+2
(ALLOWAY, 1995).
Segundo Kahle (1993) o elevado acúmulo de Pb nas raízes pode estar relacionado com a
imobilização desse elemento por meio de polímeros orgânicos insolúveis presentes no tecido.
O Fe foi acumulado na raiz em proporção muito superior ao acumulado na planta. Segundo
Hinsinger (1999) apud Berton (2000) as raízes de gramíneas podem liberar os chamados
“fitosideróforos” que complexam fortemente o Fe.
Desse modo pode-se concluir que para o Cd, Cu, Fe, Mn e Pb as raízes (R) agiram como
mecanismo de impedimento à translocação desses elementos para a parte aérea (PA), em grau
variado.
Tabela 10 – Razão entre os elementos traço na raiz e na parte aérea (R/PA) em plantas de arroz
Tratamentos Cd Cu Fe Mn Pb Zn
L1 8,3 12,0 127,5 0,4 29,6 0,7
L2 10,9 16,2 284,7 1,1 40,5 1,0
L3 10,7 14,8 217,2 1,0 28,7 0,8
L4 7,7 16,3 309,7 2,3 54,0 0,9
L5 8,1 14,0 312,5 2,4 60,7 0,8
L6 0,9 0,4 33,7 0,3 0,7 0,2
A absorção em solo contendo diversos elementos traço pode ser diferente da verificada em
elementos isolados, devido às diversas interações entres esses, que podem ser independentes,
antagonista, aditivas ou sinergísticas e as respostas das espécies ao excesso de elementos traço,
diferenciadas em função da especiação destes no solo. (BARCELÓ; POSCHENRIEDER, 1992).
48
Figura 7 – Quantidade acumulada de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn na parte aérea e raiz das plantas de
arroz
A capacidade de translocação dos elementos traço absorvidos da raiz para a parte aérea é
demonstrada através do índice de translocação (IT), quanto maior o valor deste, maior a
quantidade translocada para a parte aérea.
Na Tabela 11 pode-se verificar que o IT variou com o elemento, sendo que os maiores
índices foram observados para o Mn e Zn, em todos os tratamentos, e para o Cd, Cu e Pb no
tratamento L6 (200 m).
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Cd acumulado (mg vaso
-1
)
0
2
4
6
8
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Cu acumulado (mg vaso
-1
)
0
500
1000
1500
2000
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Fe acumulado (mg vaso
-1
)
0
20
40
60
80
100
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Mn acumulado (mg vaso
-1
)
0
2
4
6
8
10
12
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Pb acumulado (mg vaso
-1
)
Raiz Parte aérea
0
5
10
15
20
25
30
T1 T2 T3 T4 T5 T6
Tratamentos
Zn acumulado (mg vaso
-1
)
Raiz Parte aérea
49
Tabela 11 – Índice de translocação (IT) dos elementos traço da raiz para a parte aérea das plantas
de arroz
Tratamentos Cd Cu Fe Mn Pb Zn
L1 10,7 7,7 0,8 72,7 3,3 58,0
L2 8,4 5,8 0,4 48,6 2,4 50,2
L3 8,6 6,3 0,5 49,0 3,4 55,1
L4 11,5 5,8 0,3 30,1 1,8 52,4
L5 11,0 6,6 0,3 29,6 1,6 54,5
L6 52,8 70,6 2,9 75,7 59,2 85,5
2.3.2.2.2 Soja
De acordo com Kabata-Pendias e Pendias (2001) a concentração excessiva de Cd na planta,
do ponto de vista de fitotoxidez, sem especificação de espécies, encontra-se na faixa entre 3 e 8
mg kg
-1
, para Bowen (1979) teores entre 0,1 e 2,4 mg kg
-1
são considerados normais em plantas.
Observa-se que todos os tratamentos apresentam teores abaixo da faixa de toxicidade
(Tabela 12), e dentro da faixa considerada como normal. No solo com maior contaminação por
Cd (L7), as plantas apresentaram maior concentração, diferindo estatisticamente dos demais
tratamentos.
Verifica-se que na vagem de soja não foi detectada teores de Cd, sendo encontrado apenas
no tratamento L7, consequentemente o tratamento que apresentou maior teor nas folhas, e
subsequentemente, maior teor na semente. Na semente, o L7 diferiu estatisticamente dos demais
tratamentos. Observa-se também que os teores nos tratamentos L1, L2, L3 e L4 não diferiram da
semente inicial.
Tabela 12 – Teores de cádmio em folha, vagem e semente de soja
Folha Vage
m
Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 0,32 bc
(2)
-
0,27 c
L2 0,03 d - 0,28 c
L3 0,36 b - 0,27 c
L4 0,42 b - 0,31 c
L5 0,24 c - 0,41 b
L6 0,22 c - 0,43 b
L7 1,50 a 0,95 0,89 a
(1)
S
(3)
-- -- 0,31 c
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento;
(2)
*Abaixo do limite de detecção de 0,0072 mg L
-1
.
(3)
Dado numérico não disponível.
50
De acordo com compilação feita por Rosolem (1982); Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) a
faixa de teores de Cu adequados para folhas de soja varia de 10 a 30 mg kg
-1
. Segundo Romheld
e Marschner (1991) a concentração critica tolerável de Cu em folhas, para a maioria das culturas,
está entre 15 e 30 mg kg
-1
, apesar de existirem espécies que podem tolerar valores altos como 100
mg kg
-1
.
Observa-se que os teores, em todos os tratamentos, encontram-se abaixo da faixa adequada,
exceto para o tratamento L7 (Tabela 13). Apesar de estarem abaixo do limite mínimo
(10 mg kg
-1
), todos se encontram próximos, em torno de 8 mg kg
-1
.
Uma provável interferência na absorção de Cu pode ter sido devido aos elevados teores de
Zn no solo, uma vez que segundo Alloway (1995) altas atividades de Zn
+2
na solução do solo
promovem inibição competitiva com Cu
+2
.
Quanto à vagem e semente, observa-se a mesma tendência. Maior teor de Cu no tratamento
L7, diferindo estatisticamente dos demais tratamentos.
Tabela 13 – Teores de cobre em folha, vagem e semente de soja
Folha Vagem Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 8,24 b 1,30 d 9,64 b
L2 8,48 b 1,52 d 10,04 b
L3 7,12 b 2,08 cd 10,62 b
L4 7,53 b 3,01 c 10,54 b
L5 8,99 b 4,46 b 10,71 b
L6 9,53 ab 5,25 b 11,58 b
L7 12,15 a 13,20 a 22,45 a
(1)
S
(2)
-- -- 11,24 b
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
Dado numérico não disponível.
Segundo Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) teores Fe em folhas entre 51 e 350 mg kg
-1
são
considerados adequado. De acordo com esses dados observa-se que, exceto no tratamento L6,
todos os demais teores encontram-se abaixo do adequado (Tabela 14). No entanto, apenas o L7
apresentou sintomas visíveis de deficiência.
Os baixos teores de Fe nas plantas podem ter diversas explicações. O Fe compete com o Cd
por sítios de absorção na membrana plasmática (SIEDLECKA; KRUPA, 1999). O excesso de Zn
(Tabela 1) pode provocar deficiência induzido do Fe. A presença de Zn inibe o metabolismo do
51
Fe, daí o aparecimento de sintomas de deficiência induzida pelo Zn, que se caracteriza por, em
casos de severidade, em queda dos níveis de clorofila, deixando as folhas totalmente cloróticas
(RÖMHELD, 2001). Altos teores de Mn também podem reduzir a absorção de Fe e induzir sua
deficiência. A relação Fe:Mn, como discutido para o arroz, deve ser mantida entre 1,5 e 2,5
(ADRIANO, 1986), o que não ocorre neste caso pois a relação encontra-se abaixo de 0,6.
Verifica-se que doses crescentes de Zn no solo (Tabela 1) provocaram aumento na concentração
de Mn nas folhas (Tabela 15) e diminuição de Fe nas folhas.
Na vagem e semente, ao contrário do que ocorreu na folha, o tratamento L7 apresentou as
maiores teores, sugerindo que para o caso do Fe, as folhas não funcionam como filtro, isto é,
restringindo a translocação para órgãos reprodutivos.
Tabela 14 – Teores de ferro em folha, vagem e semente de soja
Folha Vagem Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 38,71 bcd 16,12 d 37,59 e
L2 43,67 abc 20,64 cd 45,56 cde
L3 28,79 d 21,79 bc 46,38 cde
L4 45,09 abc 23,70 bc 51,46 bcd
L5 47,33 ab 25,40 bc 53,05 bc
L6 56,71 a 26,48 b 59,50 b
L7 33,79 cd 89,33 a 76,01 a
(1)
S
(2)
-- -- 41,22 de
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
Dado numérico não disponível.
De acordo com Borkert; Pavan e Bataglia (2001); Malavolta; Vitti e Oliveira (1997) teores
adequados de Mn em plantas variam de 20 a 100 mg kg
-1
, e teores acima de 150 mg kg
-1
são
considerados tóxicos.
Sintomas de fitotoxicidade têm sido associados a teores de manganês nas folhas variando
de 90 a 600 mg kg
-1
(ROSOLEM, 1989). No entanto, de acordo com Rosolem; Quaggio e Silva
(2001), este não é um bom indicativo de toxicidade, uma vez que se tem observado boas
produções de soja mesmo com teores acima de 200 mg kg
-1
. Isso ocorre, pois a manifestação do
sintoma depende de outros fatores, como temperatura, interação com outros elementos no solo e
com a biologia da rizosfera. Teores de manganês na planta são maiores com o aumento da
52
temperatura, mas os sintomas de toxicidade não se manifestam. Segundo Heenan e Carter (1977)
temperaturas acima de 30°C reduzem o efeito e a intensidade da toxicidade de manganês.
Observa-se na Tabela 15 que, apenas nos tratamentos L1, L2, e L5 os teores em folhas
encontram-se acima da faixa adequada, de acordo com Borkert; Pavan e Bataglia (2001);
Malavolta; Vitti e Oliveira (1997). Considerando os teores relatados por Rosolem (1989), apenas
os tratamentos L3, L4 e L6 não apresentariam sintomas de fitoxicidade. No entanto, em nenhum
dos tratamentos as plantas apresentaram sintomas de toxidez de Mn, concordando com os
resultados obtidos por Rosolem; Quaggio e Silva (2001).
Quanto aos teores na vagem e semente pode-se verificar que, em ambos, o tratamento L1
apresentou maiores concentrações, diferindo estatisticamente dos demais. Comparando os teores
na semente obtidas nos tratamentos estudados, com a semente inicial, observa-se que em todos os
tratamentos os teores são maiores que o da semente inicial, no entanto, estatisticamente, não
diferiram dos tratamentos L3, L4, L5 e L6.
Tabela 15 – Teores de manganês em folha, vagem e semente de soja
Folha Vagem Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 327,74 a 423,42 a 277,08 a
L2 105,15 c 59,59 c 62,28 c
L3 73,68 de 48,18 c 42,06 cd
L4 70,79 e 31,52 c 32,91 cd
L5 133,89 b 65,12 c 48,08 cd
L6 86,22 cde 49,40 c 41,37 cd
L7 99,20 cd 193,81 b 101,09 b
(1)
S
(2)
-- -- 21,38 d
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
Dado numérico não disponível.
Teor de Pb normal nas plantas, de acordo com Mengel e Kirkby (2001) é de 2 a 3 mg kg
-1
.
Conforme Sauerbeck e Rietz (1983) são consideradas tóxicas concentrações superiores a 10 mg
kg
-1
, enquanto que para Kabata-Pendias e Pendias (2001) teores acima de 30 mg kg
-1
podem
ocasionar toxicidade em muitas plantas.
Pode-se observar que, os teores de Pb nas folhas (Tabela 16), em todos os tratamentos,
encontram-se acima do teor normal (2 a 3 mg kg
-1
), mas abaixo de 10 mg kg
-1
.
53
Na vagem observa-se teores altos de Pb apenas nos tratamento L5, L6 e L7, pontos mais
próximos à fonte emissora de poluição e consequentemente com teores elevados de Pb no solo
(Tabela 1). Em relação às sementes observa-se que apenas no tratamento L7 o teor de Pb
encontra-se maior que a semente inicial, nos demais tratamentos, os teores foram,
estatisticamente menores, indicando, mais uma vez, a necessidade da análise inicial da semente
para esse tipo de estudo.
Segundo WHO (1989) apud Oliveira (2002) normalmente o Pb não é redistribuído para as
sementes, prevenindo assim a toxidade em seres humanos e em animais.
Tabela 16 – Teores de chumbo em folha, vagem e semente de soja
Folha Vage
m
Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 4,10 d
(2)
-
8,43 c
L2 3,52 d - 6,13 d
L3 3,14 d - 5,67 d
L4 3,89 d - 7,39 cd
L5 5,44 c 0,73 c 7,60 cd
L6 6,48 b 1,39 b 8,23 c
L7 9,46 a 9,06 a 19,58 a
(1)
S
(3)
-- -- 10,82 b
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
Abaixo do limite de detecção de 0,0047 mg L
-1
.
(3)
Dado numérico não disponível.
Os teores de zinco nas folhas, considerados adequados para boas produções, variam de 21 a
50 mg kg
-1
(ROSOLEM, 1982; MALAVOLTA; VITTI; OLIVEIRA, 1997). Borkert; Cox e
Tucker (1998) estimaram o nível critico de toxicidade na soja em 140 mg kg
-1
, porém esses
autores mencionam haver uma amplitude de variação no nível critico devido à diferença de
tolerância entre cultivares de uma mesma espécie.
O Zn é considerado elemento de fitotoxidez baixa a moderada (KABATA-PENDIAS;
PENDIAS, 2001). A maioria das espécies estudadas até o presente são afetadas por
concentrações no tecido que variam de 100 a 400 mg kg
-1
.
Considerando o nível critico em folhas, relatado por Borkert; Cox e Tucker (1998)
observa-se que, apenas nos tratamentos onde se coletou solo nos pontos mais próximos à fonte
emissora de poluição, os teores em folhas apresentam-se em níveis tóxicos (Tabela 17). No
entanto, em todos os tratamentos, os teores de Zn encontram-se acima da faixa adequada.
54
Para vagem e semente, como observado para as folhas, os teores nos tratamentos onde se
coletou solo nos pontos mais próximos à fonte de poluição apresentam-se maiores. Para a
semente, em todos os tratamentos os teores foram estatisticamente maiores quando comparado
com a semente inicial (S). No entanto pode-se notar que as folhas funcionaram como filtro, isto é,
restringiu a translocação de Zn para órgãos reprodutivos.
Tabela 17 – Teores de zinco em folha, vagem e semente de soja
Folha Vagem Semente
Tratamentos
------------------------ mg kg
-1
-------------------------
L1 81,81 c 33,30 c 59,86 c
L2 59,97 c 17,82 d 51,29 d
L3 55,20 c 15,41 d 51,48 d
L4 68,20 c 19,26 d 50,67 d
L5 157,99 b 46,59 b 71,98 b
L6 152,38 b 48,93 b 78,97 b
L7 599,58 a 339,19 a 171,39 a
(1)
S
(2)
-- -- 30,02 e
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey.
(1)
Semente utilizada no experimento.
(2)
Dado numérico não disponível.
Nem todos os elementos traço são igualmente retidos nas raízes das diferentes espécies,
sugerindo que a tolerância de um elemento não necessariamente garante a tolerância a outro
(ANTOSIEWICZ, 1992). Fatores como estádio de desenvolvimento da planta, tempo de
exposição ao elemento e as diferentes espécies químicas dos elementos podem também interferir
nesses aspectos, refletindo nos teores dos elementos nas diferentes partes da planta (ALLOWAY,
1995). A regulação da absorção de elementos traço da rizosfera, o acúmulo desses nas raízes,
preservando sua integridade e funções primárias, e a baixa translocação para a parte aérea são
considerados mecanismos pelos quais o sistema radicular pode contribuir para a tolerância de
espécies a elementos traço (VERKLEIJ; PAREST, 1989; ARDUINI; GODBOLD; ONNIS,
1996).
A soja acumulou, em geral, mais Cd, Cu, Fe e Pb na raiz (R) que na parte aérea (PA),
enquanto que Mn e Zn foram acumulados em maior proporção na parte aérea do que na raiz
(Tabela 18 e Figura 8). No tratamento L6 para o Cd apresentou maior acumulo na parte aérea do
que na raiz.
55
Tabela 18 – Razão entre os elementos traço na raiz e na parte aérea (R/PA) das plantas de soja
Tratamentos Cd Cu Fe Mn Pb Zn
L1 4,3 3,1 36,2 0,2 7,7 0,2
L2 3,5 2,9 23,0 0,7 9,0 0,7
L3 1,5 1,6 7,3 0,3 5,0 0,3
L4 3,5 1,0 2,2 0,4 2,9 0,2
L5 3,0 2,4 20,7 1,0 6,1 0,3
L6 1,0 1,7 9,6 0,7 3,7 0,3
L7 0,2 2,0 4,2 0,3 2,3 0,1
Figura 8 – Quantidade acumulada de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn na parte aérea e raiz das plantas de
soja
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Cd acumulado (mg vaso
-1
)
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Cu acumulado (mg vaso
-1
)
0
50
100
150
200
250
300
350
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Fe acumulado (mg vaso
-1
)
0
6
12
18
24
30
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Mn acumulado (mg vaso
-1
)
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Pb acumulado (mg vaso
-1
)
Raiz Parte aérea
0
2
4
6
8
10
12
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7
Tratamentos
Zn acumulado (mg vaso
-1
)
Raiz Parte aérea
56
O acúmulo total de Cd, Cu e Pb foram pouco influenciados pela contaminação do solo
(Figura 8) em comparação ao Mn e Zn. Como discutido para o arroz, a provável interferência na
absorção de Cu foi à elevada contaminação do solo por Zn, enquanto que o elevado acúmulo de
Pb nas raízes pode estar relacionado com a imobilização desse elemento por meio de polímeros
orgânicos insolúveis presentes no tecido.
O Fe foi acumulado na raiz em proporção muito superior ao acumulado na planta, como
observado também para o arroz.
Pode-se concluir que em plantas de soja as raízes agiram como mecanismo de impedimento
à translocação de Cd, Cu, Fe e Pb para a parte aérea, enquanto que para o Mn e Zn, outro
mecanismo deve estar ligado à limitação na absorção.
A capacidade de translocação dos elementos absorvidos da raiz para a parte aérea é
demonstrada através do índice de translocação (IT), quanto maior o valor deste, maior a
quantidade translocada para a parte aérea.
Na Tabela 19 verifica-se que o IT variou com o elemento, como observado para as plantas
de arroz. Os maiores índices para plantas de soja foram observados para Mn e Zn e
intermediários para Cd e Cu, em todos os tratamentos.
Tabela 19 – Índice de translocação (IT) dos elementos traço da raiz para a parte aérea das plantas
de soja
Tratamentos Cd Cu Fe Mn Pb Zn
L1 18,9 24,3 2,7 83,7 11,6 82,1
L2 22,5 25,8 4,2 59,8 10,0 60,4
L3 39,8 39,2 12,1 77,8 16,6 78,5
L4 22,2 50,6 31,0 69,1 25,4 80,2
L5 24,8 29,5 4,6 51,0 14,1 74,3
L6 49,8 37,7 9,4 58,2 21,5 79,1
L7 83,1 33,4 19,3 79,8 30,7 87,4
2.3.3 Avaliação da possibilidade de “entrada” de elementos traço na cadeia alimentar via
semente
As concentrações dos elementos traço variam nos tecidos da planta, e geralmente, os grãos
contêm concentrações menores do que as partes vegetativas da planta (BERTON, 2000). Com
relação à entrada dos elementos traço na cadeia alimentar, as plantas se comportam tanto como
57
um mecanismo de transferência de contaminantes do solo para níveis mais altos na cadeia trófica,
como importante barreira para essa transferência (CHANEY; OLIVER, 1996).
Na Tabela 18 estão os teores de elementos traço em sementes de arroz. Pode-se observar
que para todos os tratamentos os teores de Cu, Fe, Pb e Zn são maiores que o teor encontrado na
semente (S) utilizada para o experimento, supondo ser esta semente, produzida em condições
ideais de suprimento nutricional. Para o Cd, os tratamentos L1 e L2, e para o Mn o tratamento
L6, apresentaram teores abaixo do encontrado na semente (S).
De acordo com o Decreto Nº 55.871 de 26 de março de 1965 (ANVISA, 1965), ainda em
vigor, o limite máximo de tolerância em alimentos (matéria seca), expresso em mg kg
-1
, para os
elementos Cd, Cu, Pb e Zn são, respectivamente, 1, 30, 50 e 0,5. Segundo a Associação Brasileira
das Indústrias de Alimentação (ABIA, 1985) os limites máximos de Cu, Pb e Zn permitidos em
grãos (matéria seca) são de 30, 8,0 e 50 mg kg
-1
. Nota-se uma grande variação quanto ao limite
de Pb entre ANVISA e ABIA.
Com bases nessas informações observamos que os teores de Cd e Cu, em todos os
tratamentos, encontram-se abaixo do limite máximo de tolerância (LMT). Para o Zn, os
tratamentos L1, L4 e L5 apresentaram teores superiores ao LMT, no entanto pode-se notar que
nos demais tratamentos os teores encontram-se bem próximos ao LMT (50 mg kg
-1
).
Já os teores de Pb na semente, para todos os tratamentos, de acordo com ANVISA, mesmo
a semente utilizada no experimento (S), apresentam-se acima do LMT, que no caso do Pb
(0,5 mg kg
-1
). No entanto se considerarmos o limite máximo estabelecido pela ABIA (8 mg kg
-1
),
os teores de Pb na semente, em todos os tratamentos, encontram-se adequados.
No caso do Mn, Kabata-Pendias e Pendias (2001) estabeleceram como faixa critica para
grãos produzidos em locais contaminados com este elemento, os teores entre 15 e 18 mg kg
-1
.
Verifica-se que, exceto para o tratamento L6, em todos os tratamentos o teor de Mn encontra-se
bem acima do limite superior estabelecido pelos autores, mesmo a semente utilizada no
experimento.
Para o Fe não foram encontrados dados que pudessem ser comparados.
58
Tabela 18 - Teores de elementos traço essenciais e não essenciais em sementes de arroz
Cd Cu Fe Mn Pb Zn
Tratamentos
-------------------------------- mg kg
-1
-----------------------------------
L1 0,24 3,23 13,17 360,27 3,75 51,35
L2 0,29 3,25 13,27 72,25 4,34 46,69
L3 0,41 3,97 13,99 59,80 3,78 45,35
L4 0,43 4,21 14,08 65,36 3,36 52,76
L5 0,44 4,30 14,92 70,61 3,70 59,06
L6 0,51 5,45 18,59 17,22 5,27 47,17
(1)
S
0,38 2,81 12,55 37,97 3,03 14,74
(1)
Semente utilizada no experimento.
Os teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn em sementes de soja estão apresentados na Tabela
19. Nota-se que os teores de Mn e Zn, em todos os tratamentos, são maiores que o teor
encontrado na semente utilizada para o experimento (S), acreditando ser esta semente, como já
citado anteriormente, produzida em condições ideais de suprimento nutricional. Para o Cd, os
tratamentos L5, L6 e L7 apresentaram teores acima do teor obtido para a semente S. Para o Cu,
apenas os tratamentos L6 e L7 e para o Pb apenas o tratamento L7. Já para o Fe, apenas o
tratamento L1 apresentou teor menor que o da semente S.
Como observado para as sementes de arroz, as sementes de soja apresentam teores de Cd e
Cu abaixo do limite máximo de tolerância (LMT) adotado pela ANVISA (1965) e ABIA (1985),
que seria de 1 e 30 mg kg
-1
, respectivamente.
O Pb apresentou teores acima do LMT (0,5 mg kg
-1
), mesmo na semente S, como
observado para as sementes de arroz, de acordo com ANVISA (1965). Considerando o limite
máximo estabelecido pela ABIA (1985), de 8 mg kg
-1
na matéria seca, observa-se que os
tratamentos L1, L6 e L7 e mesmo a semente utilizada no experimento, apresentaram teores
superiores.
Para o Zn nota-se que, em todos os tratamentos, os teores nas sementes encontram-se
acima do LMT (50 mg kg
-1
). Apenas a semente utilizada no experimento (S) apresentou teores
abaixo do LMT utilizado pela ANVISA.
Para o Mn pode-se observar, em todos os tratamentos e na semente utilizada no
experimento, teores acima do limite superior, estabelecido por Kabata-Pendias e Pendias (2001)
(15 e 18 mg kg
-1
).
Para o Fe não foram encontrados dados que pudessem ser comparados.
59
Tabela 19 - Teores de elementos traço essenciais e não essenciais em sementes de soja
Cd Cu Fe Mn Pb Zn
Tratamentos
-------------------------------- mg kg
-1
-----------------------------------
L1 0,27 9,64 37,59 277,08 8,43 59,86
L2 0,28 10,04 45,56 62,28 6,13 51,29
L3 0,27 10,62 46,38 42,06 5,67 51,48
L4 0,31 10,54 51,46 32,91 7,39 50,67
L5 0,41 10,71 53,05 48,08 7,60 71,98
L6 0,43 11,58 59,50 41,37 8,23 78,97
L7 0,89 22,45 76,01 101,09 19,58 171,39
(1)
S
0,31 11,24 41,22 21,38 10,82 30,02
(1)
Semente utilizada no experimento.
2.3.4 Fitodisponibilidade de elementos traço através de extratores químicos.
O acúmulo de elementos traço em solos agrícolas é um aspecto de grande preocupação em
relação à segurança ambiental necessária para a viabilização desta prática. Esses elementos
podem expressar seu potencial poluente diretamente nos organismos do solo, pela disponibilidade
às plantas em níveis fitotóxicos, além da possibilidade de transferência para a cadeia alimentar
através das próprias plantas ou pela contaminação das águas de superfície e subsuperficie
(CHANG et al., 1987).
A disponibilidade do elemento pode ser avaliada usando extrator químico, no qual a
quantidade extraída é correlacionada com o acúmulo ou com a concentração do elemento nas
plantas (ABREU; ABREU; BERTON, 2002). A absorção dos elementos traço pela planta é
governada por vários processos. Devido à complexidade pode-se explicar os vários resultados
encontrados por diversos autores em relação à capacidade de alguns extratores químicos de
prever a disponibilidade de elementos traço (GOMES, 1996).
Varias soluções extratoras têm sido testadas para avaliar a disponibilidade de elementos
traço no solo, principalmente aqueles que são utilizados para prever a disponibilidade de
nutrientes as plantas (BATAGLIA; RAIJ, 1989; MULCHI et al., 1991). No entanto, tais estudos
são ainda incipientes, e os resultados encontrados na literatura são bastante controversos.
Mattiazzo; Berton; Cruz (2001) realizaram revisão sobre a eficiência dos extratores utilizados
para estimar a fitodisponibilidade e concluíram que, com exceção de Cu e Zn, ainda não existe
extrator que apresente correlação adequada com os teores de elementos absorvidos pelas plantas.
60
A principal dificuldade na escolha do extrator é a variação de sua eficiência conforme a
quantidade e tipo de elemento presente no lodo de esgoto, o processo de obtenção do resíduo, o
tipo de solo, a presença de outras espécies químicas e a espécie vegetal em questão
(BERTONCINI, 2002).
2.3.4.1 Arroz
Na Tabela 20 pode-se observar os teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn no solo extraídos
pelos diferentes extratores avaliados. Nota-se que o extrator Ácidos Orgânicos extraiu maior
quantidade de Cd, Cu, Fe e Mn disponível no solo nos tratamentos onde o solo se encontrava
mais distante da fonte de poluição, em relação aos outros extratores. Salientando ainda, que para
Fe e Mn, esses valores foram muito mais altos em todos os tratamentos. Segundo Marschner
(1995) ácidos orgânicos de baixo peso molecular, como os utilizados para compor a solução
extratora, presentes na rizosfera são efetivos na solubilização de elementos ligados à fração sólida
do solo.
Para Pb e Zn, em praticamente todos os tratamentos, o extrator Mehlich-1 foi o que mais
extraiu. Pode-se observar também que no tratamento mais próximo à fonte de poluição, e
consequentemente, o mais contaminado, exceto para Fe e Mn, os extratores que mais extraíram
foram o Mehlich-1 seguido do HCl. Os extratores ácidos extraem os elementos, principalmente,
pela dissolução seletiva dos minerais de argila, sendo a quantidade dependente da concentração
do ácido, do tempo de extração e da relação solo/solução. Os extratores ácidos extraem
quantidades próximas do total devido ao seu poder de dissolver, mesmo que parcialmente, as
estruturas minerais que retêm elementos traço no solo. Apesar disso, muitas vezes as quantidades
extraídas correlacionam-se com as absorvidas pelas plantas (TAYLOR et al., 1993; ROCCA;
POMARES, 1991).
É interessante observar que o comportamento diferencial dos extratores DTPA e Mehlich-
1, usados para avaliar a disponibilidade de Zn às plantas. Verifica-se que o Mehlich-1 apresentou
maior capacidade de extração em relação ao DTPA (Tabela 20). A maior extração do Mehlich-1
deve-se à sua elevada acidez que, provavelmente, solubilizou parte do Zn adsorvido aos óxidos,
enquanto o DTPA, por ser extrator alcalino, não consegue extrair o Zn ligado a óxidos, resultados
semelhantes foram observados por Ribeiro-Filho et al. (1999).
61
Tabela 20 - Teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn no solo, em mg dm
-3
, extraídos pelos métodos
Mehlich-1, DTPA, Ácidos Organicos (A.O.) e HCl 0,1 mol L
-1
nos diferentes
tratamentos, após a cultura do arroz
(1)
Tratamentos
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
Extratores
---------------------------------------- mg dm
-3
--------------------------------------
Cádmio (Cd)
Mehlich-1 0,04 0,06 0,03 0,07 0,16 0,21 0,83
DTPA 0,02 0,02 0,05 0,03 0,07 0,15 0,61
A.O. 0,12 0,08 0,13 0,08 0,38 0,13 0,35
HCl
(2)
- - 0,01 0,04 0,07 0,16 0,77
Cobre (Cu)
Mehlich-1 14,07 14,81 12,24 9,04 11,20 18,85 100,19
DTPA 11,83 12,10 11,00 8,14 9,43 15,76 73,99
A.O. 20,84 25,42 21,77 18,04 26,07 31,77 81,57
HCl 10,59 12,21 9,15 6,71 8,75 14,94 86,26
Ferro (Fe)
Mehlich-1 138,66 37,85 36,68 31,76 35,42 29,38 36,60
DTPA 44,53 12,43 12,09 10,60 13,38 10,04 8,73
A.O. 1073,83 886,40 901,51 841,20 1803,59 672,60 862,05
HCl 28,20 6,21 4,89 4,86 6,56 5,23 8,30
Manganês (Mn)
Mehlich-1 97,35 105,98 103,31 89,25 90,73 101,16 86,48
DTPA 49,28 41,62 36,20 28,43 30,47 34,51 22,10
A.O. 171,40 244,52 207,49 161,51 439,43 134,85 158,37
HCl 55,57 46,14 36,43 34,99 38,82 44,56 35,87
Chumbo (Pb)
Mehlich-1 12,90 13,80 11,81 7,77 9,88 17,13 93,54
DTPA 11,09 11,25 10,01 7,46 8,70 14,89 64,26
A.O. 10,78 12,80 11,37 8,83 24,11 13,93 47,19
HCl 9,81 11,34 8,29 5,60 7,44 12,72 74,92
Zinco (Zn)
Mehlich-1 6,48 11,89 17,64 23,23 34,80 87,10 360,23
DTPA 2,74 5,38 7,50 11,43 19,12 53,42 241,79
A.O. 4,05 8,32 9,86 14,88 68,11 44,86 141,14
HCl 4,65 9,31 10,95 18,65 29,12 68,83 261,32
(1)
Média de quatro repetições;
(2)
Abaixo do limite de detecção de 0,0030 mg L
-1
para Cd com o extrator HCl.
62
A eficiência do extrator em avaliar os teores fitodisponíveis nos tratamentos avaliados foi
constatada pela significância das correlações. Na Figura 9 e 10 encontram-se as correlações para
Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn entre os extratores avaliados e os teores na folha diagnóstico do arroz.
Os teores extraídos por DTPA, HCl e Mehlich-1 apresentaram correlação significativa com
os teores de Cd, Cu e Fe na planta, exceto o extrator Ácidos Orgânicos. Sendo que para Cd e Fe
todos os extratores apresentaram nível de significância a 1% (p < 0,01) e para Cu o nível de
significância foi de 5% (p < 0,05).
O Mn apresentou coeficiente de correlação significativo apenas para os extratores DTPA e
HCl, à 1 e 5%, respectivamente. Os extratores Mehlich-1 e Ácidos Orgânicos não apresentaram
correlação significativa.
Para Zn todos os extratores avaliados apresentaram correlação significativa a 1% com o
teor na planta. Resultado semelhante foi relatado por Accioly (1996) em experimento com pó-de-
aciaria em plantas de milho e alface. No entanto para Pb, nenhum extrator correlacionou
significativamente com o teor na folha diagnóstico.
Accioly (1996) ao avaliar o efeito da aplicação de pó-de-aciaria ao solo, constatou que os
extratores Mehlich-1 e DTPA não foram eficientes em extrair Pb e Cd do solo, sendo apenas para
Zn. Santos et al. (2002) utilizando os mesmos extratores verificaram que nenhum deles foi
eficiente em avaliar a disponibilidade de Pb, Cd, Cr e Ni para plantas de milho.
Os dados obtidos concordam em parte, pois Cd apresentou correlação significativa com o
extrator DTPA. A falta de correlação significativa para Pb pode ser decorrente da pequena
variação dos teores do elemento no solo e na planta. Resultados semelhantes foram relatados por
Abreu et al. (1995) ao avaliar a eficiência dos métodos DTPA e Mehlich-1 para elementos traço.
O extrator Ácidos Orgânicos, apesar de ter extraído maior quantidade de Cd, Cu, Fe e Mn
nos tratamentos, não apresentou correlação com os teores na planta. Apresentou correlação
significativa apenas para os teores de Zn na planta, ao nível de 5%. Pires; Mattiazzo e Berton
(2004) obtiveram correlação significativa para este método ao avaliarem Cu, Ni, Pb e Zn em
folhas de bananeira, pupunheira e café. No entanto, pode-se ressaltar que estes elementos traço
avaliados no solo, foram adicionados através do lodo de esgoto, rico em material orgânico. Esta
seria uma provável explicação quanto ao fato de o extrator não ter sido eficiente, dado que o solo
deste experimento apresentou teor de matéria orgânica ao redor de 35 g dm
-3
, enquanto que o solo
referente aos estudos de Pires; Mattiazzo e Berton (2004) foi adicionado lodo de esgoto, material
63
este rico em matéria orgânica. Outra hipótese seria que os ácidos orgânicos utilizados nesta
solução não foram eficientes para solubilizar os elementos traço disponíveis para o arroz. Pires
(2003) para determinar os tipos de ácidos orgânicos e suas concentrações, para elaborar o
extrator, utilizou culturas como cana-de-açúcar, braquiária e milho, culturas estas pertencente à
família Poaceae como o arroz.
Também foram correlacionados os teores extraídos pelos extratores e os teores na folha de
arroz no final do ciclo (Figura 11 e 12). Observam-se algumas poucas diferenças quando
comparadas às correlações com a folha diagnóstico. Para Cd, os extratores DTPA, HCL e
Mehlich-1 apresentaram correlação significativa a 1% de probabilidade, enquanto que Cu, Pb e
Zn, todos extratores se correlacionaram com o teor na folha em final de ciclo (p<0,01). No caso
do Mn, apenas os extratores HCl e DTPA apresentaram correlação, ao nível de 1 e 5%,
respectivamente. Já para o Fe não houve correlação com nenhum extrator.
Quando se correlacionou os teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn extraídos pelos extratores
DTPA, Mehlich-1, Ácidos Orgânicos e HCl com os teores em sementes de arroz (Figuras 13 e
14) verificou-se correlação apenas para Pb, nos extratores DTPA e HCl, ao nível de 1 e 5%,
respectivamente.
Para alguns elementos traço ainda não há definição clara de pesquisa sobre quais métodos
utilizar. No Brasil, os resultados obtidos relativo ao emprego de diferentes extratores de
elementos traço do solo são bastante contraditórios, em especial, aqueles referentes à
disponibilidade de Pb e Cd (ABREU et al., 1995).
64
Mehlich-1
y = 3,251x + 0,114
r = 0,919*
Ácidos Orgânicos
y = 0,906x + 0,290
r = 0,413
ns
HCl
y = 3,874x + 0,25
r = 0,950*
DTPA
y = 5,039x + 0,152
r = 0,980*
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,460x + 11,111
r = 0,748
ns
Mehlich-1
y = 0,754x + 12,062
r = 0,859**
HCl
y = 0,841x + 13,404
r = 0,818**
DTPA
y = 0,966x + 11,156
r = 0,850**
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30 35
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 1,786x + 26,185
r = 0,987*
HCl
y = 8,161x + 42,294
r = 0,979*
DTPA
y = 5,654x + 21,275
r = 0,984*
Ácidos Orgânicos
y = 0,010x + 107,91
r = 0,053
ns
0
50
100
150
200
250
300
0 400 800 1200 1600 2000
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 9 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe na folha diagnóstico de arroz e
teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e HCl
(* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
65
DTPA
y = 103,48x - 2876,9
r = 0,942*
HCl
y = 94,052x - 3095,1
r = 0,856**
Mehlich-1
y = 29,809x - 1994,2
r = 0,241
ns
Ácidos Orgânicos
y = -1,811x + 1336,3
r = 0,239
ns
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 100 200 300 400 500
Mn disponível no solo (mg dm
-3
)
Mn na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 0,548x + 10,311
r = 0,727
ns
Ácidos Orgânicos
y = 0,118x + 15,406
r = 0,261
ns
HCl
y = 0,634x + 11,181
r = 0,678
ns
DTPA
y = 0,725x + 9,355
r = 0,760
ns
10
12
14
16
18
20
22
0 5 10 15 20 25 30
Pb disponível no solo(mg dm
-3
)
Pb na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
DTPA
y = 9,284x + 78,785
r = 0,939*
Ácidos Orgânicos
y = 6,170x + 78,532
r = 0,847**
HCl
y = 7,491x + 56,173
r = 0,951*
Mehlich-1
y = 5,951x + 53,191
r = 0,939*
0
100
200
300
400
500
600
020406080100
Zn disponível no solo(mg dm
-3
)
Zn na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 10 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn na folha diagnóstico de arroz
e teores extraídos no solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e HCl
(* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
66
Mehlich-1
y = 5,809x + 0,070
r = 0,982*
Ácidos Orgânicos
y = 6,969x - 0,02
r = 0,535
ns
HCl
y = 5,996x + 0,349
r = 0,988*
DTPA
y = 7,787x + 0,198
r = 0,989*
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
DTPA
y = 4,968x - 47,743
r = 0,997*
Ácidos Orgânicos
y = 5,253x - 115,98
r = 0,984*
HCl
y = 4,106x - 33,951
r = 0,998*
Mehlich-1
y = 3,587x - 39,218
r = 0,997*
0
50
100
150
200
250
300
350
0 20 40 60 80 100 120
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = -0,546x + 282,87
r = 0,084
ns
HCl
y = 0,507x + 251,18
r = 0,017
ns
DTPA
y = -3,931x + 318,61
r = 0,193
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,180x + 436,61
r = 0,258
ns
0
200
400
600
800
1000
0 400 800 1200 1600 2000
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 11 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe nas folhas em final de ciclo
do arroz e teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos
Orgânicos e HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não
significativo)
67
DTPA
y = 52,586x - 1289,5
r = 0,787**
HCl
y = 70,292x - 2403,1
r = 0,881*
Mehlich-1
y = 14,096x - 824,79
r = 0,179
ns
Ácidos Orgânicos
y = -1,123x + 776,48
r = 0,197
ns
0
400
800
1200
1600
2000
0 100 200 300 400 500
Mn disponível no solo (mg dm
-3
)
Mn na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 3,880x - 42,395
r = 0,997*
Ácidos Orgânicos
y = 8,209x - 101,21
r = 0,930*
DTPA
y = 5,855x - 56,714
r = 0,995*
HCl
y = 4,801x - 39,165
r = 0,997*
0
75
150
225
300
375
0 20 40 60 80 100
Pb disponível no solo (mg dm
-3
)
Pb na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 6,966x + 81,923
r = 0,997*
DTPA
y = 10,229x + 121,84
r = 0,996*
HCl
y = 9,631x + 66,441
r = 0,998*
Ácidos Orgânicos
y = 16,613x - 70,504
r = 0,927*
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 100 200 300 400
Zn disponível no solo (mg dm
-3
)
Zn na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 12 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn nas folhas em final do ciclo
do arroz e teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos
Orgânicos e HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não
significativo)
68
Mehlich-1
y = 1,012x + 0,290
r = 0,710
ns
Ácidos Orgânicos
y = 0,269x + 0,347
r = 0,304
ns
DTPA
y = 1,645x + 0,298
r = 0,794
ns
HCl
y = 1,323x + 0,327
r = 0,805
ns
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
DTPA
y = 0,122x + 2,676
r = 0,391
ns
HCl
y = 0,092x + 3,113
r = 0,324
ns
Mehlich-1
y = 0,084x + 2,952
r = 0,345
ns
Ácidos Orgânicos
y = 0,103x + 1,598
r = 0,608
ns
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30 35
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = -0,020x + 15,689
r = 0,417
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,001x + 15,798
r = 0,217
ns
HCl
y = -0,081x + 15,429
r = 0,373
ns
DTPA
y = -0,062x + 15,731
r = 0,411
ns
10
12
14
16
18
20
0 400 800 1200 1600 2000
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
HCl
A.O.
Figura 13 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe em sementes de arroz e
teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e
HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
69
DTPA
y = 12,919x - 367,19
r = 0,790
ns
HCl
y = 12,661x - 433,71
r = 0,775
ns
Mehlich-1
y = -1,493x + 253,85
r = 0,081
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,170x + 146,14
r = 0,151
ns
0
75
150
225
300
375
450
0 100 200 300 400 500
Mn disponível no solo (mg dm
-3
)
Mn na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
HCl
y = 0,236x + 1,857
r = 0,905**
Ácidos Orgânicos
y = 0,008x + 3,923
r = 0,064
ns
DTPA
y = 0,252x + 1,374
r = 0,944*
Mehlich-1
y = 0,195x + 1,646
r = 0,926*
2
3
4
5
6
0 5 10 15 20 25 30
Pb disponível no solo (mg dm
-3
)
Pb na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,122x + 47,338
r = 0,613
ns
DTPA
y = -0,019x + 50,721
r = 0,072
ns
HCl
y = -0,004x + 50,49
r = 0,017
ns
Mehlich-1
y = -0,012x + 50,754
r = 0,069
ns
40
45
50
55
60
65
0 20 40 60 80 100
Zn disponível no solo (mg dm
-3
)
Zn na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 14 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn em sementes de arroz e
teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e
HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
70
2.3.4.2 Soja
Na Tabela 21 pode-se observar os teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn no solo extraídos
pelos diferentes extratores avaliados após a cultura da soja. Nota-se que o extrator Ácidos
Orgânicos extraiu maior quantidade de Cu, Fe, Mn e Pb disponível no solo nos tratamentos onde
o solo se encontrava mais distante da fonte de poluição, em relação aos outros extratores. Do
mesmo modo, como ocorreu com o arroz para Fe e Mn, esses valores foram maiores em todos os
tratamentos.
Para Zn o extrator Mehlich-1 foi o que mais extraiu, seguido pelo HCl, ambos extratores
ácidos. Pode-se observar também que no tratamento mais próximo à fonte de poluição, e
consequentemente, o mais contaminado, exceto para Fe e Mn, os extratores que mais extraíram
foram o Mehlich-1 seguido do HCl.
Como foi observado por Paula et al. (1991) tanto em condições de campo como também de
casa de vegetação, extratores de ácidos diluídos como o Mehlich-1 e HCl 0,1 mol L
-1
extrairam
mais elementos do solo que os agentes quelantes, no caso o DTPA. Segundo Martens et al.
(1966) por reduzir o pH do extrato em torno de 2,5, os extratores ácidos possivelmente
solubilizem compostos não dissolvidos por agentes quelantes.
71
Tabela 21 - Teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn no solo, em mg dm
-3
, extraídos pelos métodos
Mehlich-1, DTPA, Ácidos Organicos (A.O.) e HCl 0,1 mol L
-1
nos diferentes
tratamentos, após a cultura da soja
(1)
Tratamentos
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
Extratores
---------------------------------------- mg dm
-3
--------------------------------------
Cádmio (Cd)
Mehlich-1 0,03 0,05 0,08 0,11 0,15 0,23 0,86
DTPA 0,03 0,04 0,03 0,04 0,09 0,15 0,60
A.O. 0,13 0,08 0,13 0,11 0,12 0,18 0,43
HCl 0,01 0,01 0,03 0,05 0,10 0,15 0,75
Cobre (Cu)
Mehlich-1 11,62 15,51 12,86 9,62 11,38 18,71 101,55
DTPA 10,78 11,37 10,47 8,58 9,48 16,22 71,64
A.O. 21,35 26,23 22,42 17,31 20,27 34,81 91,98
HCl 8,93 12,08 9,30 6,50 9,03 14,55 86,12
Ferro (Fe)
Mehlich-1 43,25 40,63 38,28 37,21 35,70 32,57 31,95
DTPA 19,22 13,20 13,44 13,41 13,76 13,88 12,57
A.O. 1043,36 957,43 971,29 937,91 867,12 869,56 983,26
HCl 10,52 6,93 6,09 5,71 8,77 7,17 8,30
Manganês (Mn)
Mehlich-1 88,92 116,15 102,20 97,25 95,57 105,60 89,94
DTPA 73,98 55,78 43,22 42,41 42,24 47,01 24,55
A.O. 197,12 248,49 201,71 197,90 190,73 177,07 175,22
HCl 54,64 63,12 45,23 41,12 57,97 51,90 37,27
Chumbo (Pb)
Mehlich-1 10,51 14,04 11,53 8,41 10,10 16,71 92,59
DTPA 10,12 10,83 10,04 8,22 9,09 15,69 64,49
A.O. 11,66 14,07 12,51 10,03 11,53 19,10 51,18
HCl 7,79 10,45 7,92 5,41 7,69 12,37 74,21
Zinco (Zn)
Mehlich-1 7,05 11,73 15,58 25,39 36,65 79,93 362,70
DTPA 3,49 5,64 7,90 13,75 23,57 57,16 259,12
A.O. 5,38 7,82 10,62 16,44 27,34 64,64 176,19
HCl 5,53 9,40 12,04 18,05 32,00 65,97 255,92
(1)
Média de quatro repetições.
72
Nas Figuras 15 e 16 encontram-se as correlações para Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn entre os
extratores avaliados e os teores na folha diagnóstico da soja. Observa-se que para os elementos
Cd, Cu, Pb e Zn todos os extratores avaliados apresentaram correlação significativa à 1% (p <
0,01) com os teores na folhas diagnóstico.
Resultados semelhantes foram relatados por Ribeiro-Filho et al. (2001), trabalhando com as
soluções de DTPA e Mehlich-1, onde ambas foram adequadas para avaliar a disponibilidade de
Cd, Ni, Zn e Pb e por Abreu; Abreu e Andrade (1998) para Pb extraído com DTPA e Mehlich-3.
Para Mn apenas o extrator DTPA apresentou correlação significativa (p < 0,05), enquanto
que para Fe nenhum dos extratores foi eficiente. Uma explicação possível para o Fe seria sua
competição com Cd por sítios de absorção na membrana plasmática (SIEDLECKA; KRUPA,
1999), como também devido à similaridade entre o raio iônico do Fe e Zn (WOOLHOUSE,
1983), o excesso de Zn inibiria a absorção de Fe, levando a deficiência na planta mesmo tendo Fe
disponível na solução do solo.
O extrator Ácidos Orgânicos, ao contrario do que ocorreu com o arroz, apresentou
correlação significativa com o teor de Cd, Cu, Pb e Zn na folha diagnóstico, concordando com
resultados obtidos por Pires, Mattiazzo e Berton (2004). Esses resultados descartam a suposição
de que este extrator seria eficiente apenas para solos com alto teor de matéria orgânica, dado que
foi utilizado o mesmo solo para as duas culturas. Porém ressalta a possibilidade de que esta
mistura de ácidos orgânicos talvez não pudesse ser utilizada para qualquer cultura, necessitando
de mais estudos.
Nas Figuras 17 e 18 pode-se observar as correlações entre os teores extraídos pelos
extratores e os teores na folha de arroz no final do ciclo. Os resultados obtidos foram semelhantes
quando se correlacionou com a folha diagnóstico, para os elementos Cd, Cu, Pb e Zn todos os
extratores avaliados apresentaram correlação significativa (p < 0,01), enquanto que o Mn apenas
o DTPA apresentou resultado satisfatório (p < 0,05), e para o Fe nenhum extrator apresentou
correlação.
Quando se correlacionou os teores de Cd, Cu, Fe, Mn, Pb e Zn extraídos pelos extratores
DTPA, Mehlich-1, Ácidos Orgânicos e HCl com os teores em sementes de soja (Figuras 19 e 20),
os elementos Cd, Cu, Pb e Zn apresentaram correlação significativa a 1% com todos os extratores
estudados, enquanto que para o Fe e Mn nenhum extrator foi eficiente.
73
Mehlich-1
y = 1,571x + 0,102
r = 0,943*
Ácidos Orgânicos
y = 3,823x - 0,203
r = 0,951*
HCl
y = 1,730x + 0,170
r = 0,946*
DTPA
y = 2,174x + 0,133
r = 0,933*
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,058x + 6,919
r = 0,921*
Mehlich-1
y = 0,045x + 7,710
r = 0,895*
DTPA
y = 0,065x + 7,571
r = 0,901*
HCl
y = 0,052x + 7,777
r = 0,899*
5
7
9
11
13
15
0 20 40 60 80 100 120
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
HCl
y = -0,145x + 43,123
r = 0,026
ns
Mehlich-1
y = -0,611x + 64,657
r = 0,271
ns
DTPA
y = -0,142x + 44,025
r = 0,035
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,106x + 142,12
r = 0,722
ns
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 15 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe na folha diagnóstico de soja e
teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e HCl
(* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
74
Mehlich-1
y = -4,609x + 586,09
r = 0,485
ns
HCl
y = 3,298x - 37,392
R
2
= 0,340
ns
DTPA
y = 4,590x - 87,753
r = 0,765**
Ácidos Orgânicos
y = -0,011x + 130,23
r = 0,003
ns
0
50
100
150
200
250
300
350
0 50 100 150 200 250 300
Mn disponível no solo (mg dm
-3
)
Mn na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 0,063x + 3,663
r = 0,871*
Ácidos Orgânicos
y = 0,137x + 2,605
r = 0,901*
DTPA
y = 0,096x + 3,377
r = 0,887*
HCl
y = 0,078x + 3,741
r = 0,874*
0
2
4
6
8
10
12
0 20406080100
Pb disponível no solo (mg dm
-3
)
Pb na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 1,505x + 51,947
r = 0,990*
DTPA
y = 2,083x + 57,576
r = 0,991*
Ácidos Orgânicos
y = 3,092x + 31,659
r = 0,978*
HCl
y = 2,144x + 45,669
r = 0,991*
0
100
200
300
400
500
600
700
0 100 200 300 400
Zn disponível no solo (mg dm
-3
)
Zn na folha diagnóstico (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 16 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn na folha diagnóstico de soja
e teores extraídos no solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e
HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
75
Mehlich-1
y = 2,029x + 0,110
r= 0,978*
Ácidos Orgânicos
y = 4,953x - 0,287
r = 0,990*
HCl
y = 2,233x + 0,198
r = 0,981*
DTPA
y = 2,860x + 0,142
r = 0,985*
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,191x + 6,969
r = 0,928*
Mehlich-1
y = 0,150x + 9,485
r = 0,924*
DTPA
y = 0,219x + 9,042
r = 0,925*
HCl
y = 0,173x + 9,741
r = 0,920*
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
HCl
y = -343,46x + 3466,3
r = 0,730
ns
Mehlich-1
y = 0,248x + 833,01
r = 0,001
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,400x + 1221,4
r = 0,032
ns
DTPA
y = -91,449x + 2141,9
r = 0,261
ns
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 200 400 600 800 1000 1200
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 17 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe nas folhas em final de ciclo
da soja e teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos
Orgânicos e HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não
significativo)
76
HCl
y = 10,003x - 236,81
r = 0,340
ns
DTPA
y = 15,22x - 450,67
r = 0,840**
Mehlich-1
y = -11,804x + 1438,1
r = 0,411
ns
Ácidos Orgânicos
y = 0,505x + 164,87
r = 0,045
ns
0
200
400
600
800
1000
0 50 100 150 200 250 300
Mn disponível no solo(mg dm
-3
)
Mn na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,349x + 1,170
r = 0,957*
DTPA
y = 0,248x + 3,104
r = 0,950*
HCl
y = 0,202x + 4,037
r = 0,938*
Mehlich-1
y = 0,164x + 3,816
r = 0,940*
0
5
10
15
20
25
020406080100
Pb disponível no solo (mg dm
-3
)
Pb na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 1,845x + 108,95
r = 0,986*
DTPA
y = 2,557x + 115,68
r = 0,987*
Ácidos Orgânicos
y = 3,865x + 80,76
r = 0,993*
HCl
y = 2,642x + 100,5
r = 0,991*
0
150
300
450
600
750
900
0 100 200 300 400
Zn disponível no solo (mg dm
-3
)
Zn na folha (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 18 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn nas folhas em final do ciclo
da soja e teores extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos
Orgânicos e HCl (* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não
significativo)
77
Mehlich-1
y = 0,764x + 0,245
r = 0,973*
Ácidos Orgânicos
y = 1,810x + 0,104
r = 0,983*
HCl
y = 0,839x + 0,278
r = 0,983*
DTPA
y = 1,071x + 0,258
r = 0,981*
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Cd disponível no solo (mg dm
-3
)
Cd na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,170x + 6,545
r = 0,985*
Mehlich-1
y = 0,135x + 8,732
r = 0,993*
DTPA
y = 0,197x + 8,334
r = 0,994*
HCl
y = 0,156x + 8,951
r = 0,993*
5
10
15
20
25
0 20 40 60 80 100 120
Cu disponível no solo (mg dm
-3
)
Cu na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
HCl
y = -0,807x + 58,959
r = 0,110
ns
Mehlich-1
y = -2,751x + 154,83
r = 0,915
ns
DTPA
y = -3,401x + 101,13
r = 0,621
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,058x + 107,88
r = 0,297
ns
30
40
50
60
70
80
0 200 400 600 800 1000 1200
Fe disponível no solo (mg dm
-3
)
Fe na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 19 – Correlações lineares entre concentração de Cd, Cu e Fe em sementes de soja e teores
extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e HCl
(* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
78
HCl
y = 1,292x + 21,563
r = 0,014
ns
DTPA
y = 3,802x - 92,4
r = 0,659
ns
Mehlich-1
y = -4,918x + 575,11
r = 0,539
ns
Ácidos Orgânicos
y = -0,184x + 123,01
r = 0,052
ns
0
50
100
150
200
250
300
0 50 100 150 200 250 300
Mn disponível no solo (mg dm
-3
)
Mn na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Ácidos Orgânicos
y = 0,314x + 3,172
r = 0,964*
DTPA
y = 0,228x + 4,824
r = 0,977*
HCl
y = 0,187x + 5,645
r = 0,974*
Mehlich-1
y = 0,152x + 5,453
r = 0,973*
0
5
10
15
20
25
0 20406080100
Pb disponível no solo (mg dm
-3
)
Pb na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Mehlich-1
y = 0,334x + 50,829
r = 0,990*
DTPA
y = 0,462x + 52,053
r = 0,991*
Ácidos Orgânicos
y = 0,690x + 46,11
r = 0,994*
HCl
y = 0,476x + 49,39
r = 0,991*
40
80
120
160
200
0 100 200 300 400
Zn disponível no solo (mg dm
-3
)
Zn na semente (mg kg
-1
)
Mehlich-1
DTPA
A.O.
HCl
Figura 20 – Correlações lineares entre concentração de Mn, Pb e Zn em sementes de soja e teores
extraídos do solo pelos extratores Mehlich-1, DTPA, Ácidos Orgânicos e HCl
(* - significativo à 1%; ** - significativo à 5%;
ns
– não significativo)
79
2.3.5 Fracionamento dos teores totais de elementos traço no solo
A avaliação exata da distribuição de espécies químicas de um determinado elemento é
muito difícil, uma vez que envolve vários equilíbrios acoplados e necessitaria de técnicas muito
avançadas. O que se tem tentado fazer é uma avaliação aproximada de técnica de extração
(EGREJA FILHO, 1993). Em sistemas contaminados por elementos traço, os métodos de
extração seqüencial têm sido utilizados para identificar as formas químicas nas quais esses
elementos se encontram ou predominam associados (AMARAL SOBRINHO; VELLOSO;
OLIVEIRA, 1997). O uso desses métodos, apesar do maior tempo despendido nas analises,
permite inferências sobre a origem, forma de ocorrência, biodisponibilidade, fluxos, mobilidade e
transporte de elementos traço (TESSIER; CAMPBEL; BISSON, 1979). Nessas extrações pode-se
observar a presença de elementos nas formas químicas mais lábeis: solúvel, trocável e ligada a
carbonatos, ou mais estáveis e de menor mobilidade e/ou biodisponibilidade: ligados a óxidos de
Fe ou de Mn, ligados à matéria orgânica e residual do solo (SILVA, 1999a).
2.3.5.1 Cádmio (Cd)
A distribuição do Cd nas diversas formas químicas não apresentou grandes variações entre
os tratamentos (locais) no solo inicial, no entanto observa-se que após os cultivos de arroz e soja
houve variação entre os tratamentos (Figura 21).
É evidente a menor distribuição de Cd nas frações solúvel + trocável e ligada à matéria
orgânica em todos os tratamentos no solo inicial. No solo após o cultivo de arroz e soja observa-
se ligeiro aumento da porcentagem de Cd nestas frações, sendo mais evidente para o solo após a
cultura do arroz. Estas formas encontram-se ligada por forças eletrostática nas cargas negativas
da argila e da matéria orgânica do solo.
Quantidades consideráveis foram extraídas pelas frações ligadas à óxidos de Fe e Al e
residual em todos os tratamentos, demonstrando a importante participação dos óxidos de Fe na
adsorção desse elemento em solos com baixo teor de matéria orgânica. Após a cultura do arroz
observa-se que houve aumento na porcentagem de Cd ligada a óxidos de Fe do T1 para o T7, do
local mais distante para o mais próximo à fonte de poluição, sendo que o T5 foi o que apresentou
maior porcentagem. Nos solos sob clima tropical, os óxidos de Fe e Al exercem importante papel
no comportamento dos elementos traço. A adsorção desses elementos aos óxidos de Al pode
80
ocorrer por meio da formação de ligações covalentes com o OH e/ou O na superfície desses
colóides (HSU, 1989). Em menores valores de pH pode haver maior oxidação da matéria
orgânica, liberando o Fe complexado (BERTONI, 2003). Esse fato poderia justificar o aumento
do Cd na fração óxidos de Fe no solo após cultivo. Vários estudos têm mostrado que aplicação de
óxidos de Fe e Mn reduz significativamente a solubilidade de Cd por aumentar sua retenção nos
solos (MENCH et al., 1994; CHEN; LEE; LIU, 2000).
Na Tabela 22 encontram-se os teores de Cd extraído nas frações do solo para o solo inicial
e após o cultivo de arroz e soja. Observa-se que não houve grandes diferenças estatísticas na
fração solúvel + trocável (F1) entre os tratamentos no solo antes e após as culturas. O mesmo
ocorrendo para a fração ligada a matéria orgânica (F2), no entanto pode-se notar que nesta fração
aumento no teor de Cd ligado a matéria orgânica do T1 para o T7, tanto no solo inicial quanto no
solo após as culturas.
Na fração ligada a óxidos de Fe e Al (F3) apenas após o cultivo houve diferença entre os
tratamentos, verifica-se que o solo mais contaminado (T7) apresentou maior teor ligado a óxidos
apenas após o cultivo do arroz, porém não houve diferença estatística entre o tratamento com
menor contaminação por Cd (T1) e o de maior contaminação. Na fração residual (F4) observa-se
tendência em diminuir o teor de Cd nesta fração do T1 para o T7, para o solo inicial e após o
cultivo do arroz.
81
Figura 21 – Distribuição percentual de Cd em relação ao somatório da quantidade extraída em
cada fração de amostra de solo contaminado, após o procedimento de fracionamento,
para os tratamentos antes e após cultivo de arroz e soja. Letras compararam as
frações em cada tratamento, pelo teste de Tukey a 5%
Solo inicial (T5)
29,6% b
66,8% a
0,5% d 3,1% c
Solo após arroz (T5)
43,5% b
50,9% a
0,0% d
5,6% c
Solo após soja (T5)
57,0% a
37,7% b
0,4% d
4,9% c
Solo inicial (T1)
2,6% c
0,0% d
75,6% a
21,8% b
Solo inicial (T2)
21,0% b
76,5% a
0,0% d
2,5% c
Solo inicial (T3)
73,9% a
22,7% b
0,4% d
3,0% c
Solo inicial (T4)
24,8% b
72,6% a
0,4% d
2,2% c
Solo inicial (T6)
68,3% a
27,8% b
3,2% c
0,7% d
Solo inicial (T7)
72,5% a
23,7% b
1,3% c
2,5% c
Solo após arroz (T1)
0,0% d
3,9% c
38,8% b
57,3% a
Solo após arroz (T2)
61,5% a
34,6% b
3,9% c
0,0% d
Solo após arroz (T3)
57,1% a
37,9% b
0,0% d
5,0% c
Solo após arroz (T4)
48,8% a
46,4% a
0,0% c
4,8% b
Solo após arroz (T6)
52,0% a
42,8% b
0,0% d
5,2% c
Solo após soja (T1)
4,3% c
0,0% d
38,4% b
57,3% a
Solo após soja (T2)
57,9% a
37,9% b
3,8% c0,4% c
Solo após soja (T3)
54,7% a
41,4% b
0,4% c
3,5% c
Solo após soja (T4)
62,4% a
33,8% b
2,9% c
0,9% c
Solo após soja (T6)
58,8% a
36,8% b
1,2% c
3,2% c
Solo após soja (T7)
63,5% a
30,2% b
1,9% c
4,4% c
Solo após arroz (T7)
4,7% b
2,0% b
45,6% a
47,7% a
F1 F2 F3 F4
82
Tabela 22 – Teores de Cd, em mg kg
-1
, extraído em cada fração de amostra de solo contaminado,
antes e após cultivo de arroz e soja, para cada tratamento
Frações Tratamentos Solo Inicial Arroz Soja
1 0,69 ab 0,68 b 0,81 ab
2 0,69 ab 0,64 b 0,66 bc
3 0,80 a 0,88 a 0,66 bc
4 0,51 b 0,64 b 0,54 c
5 0,63 ab 0,67 b 0,80 ab
6 0,74 a 0,75 ab 0,54 c
1
7 0,62 ab 0,79 ab 0,85 a
1
(1)
- - -
2 - - 0,06 c
3 0,10 c - 0,08 c
4 0,08 c - 0,17 b
5 0,10 c - 0,07 c
6 0,17 b - 0,20 b
2
7 0,32 a 0,33 0,36 a
1 5,82 a 6,78 ab 7,23 ab
2 5,87 a 5,78 c 6,56 abc
3 5,97 a 6,64 bc 7,73 a
4 5,79 a 6,18 bc 6,42 abc
5 6,04 a 6,18 bc 6,08 bc
6 6,48 a 6,20 bc 6,17 bc
3
7 5,86 a 7,65 a 5,80 c
1 20,17 b 9,99 a 10,79 abc
2 21,32 a 10,29 a 10,01 c
3 19,45 c 9,99 a 10,22 bc
4 16,96 e 6,50 c 11,85 ab
5 13,67 g 5,29 d 9,20 c
6 15,89 f 7,51 bc 9,88 c
4
7 17,92 d 8,00 b 12,19 a
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey;
(1)
Abaixo do limite de detecção de 0,0035 mg L
-1
2.3.5.2 Cobre (Cu)
A porcentagem de Cu nas diversas frações químicas variou no T7 e entre o solo inicial e
após o cultivo de arroz e soja (Figura 22). A participação da forma solúvel + trocável foi
significativamente menor em todos os tratamentos. Com relação à fração ligada à matéria
orgânica observa-se afinidade do Cu. Schnitzer (1969) apud Gomes et al (1997) verificou reação
deste elemento com os grupos COOH e OH – fenólicos, simultaneamente, formando complexos
83
altamente estáveis. Embora a associação do Cu com a matéria orgânica seja amplamente relatada
na literatura (ALLOWAY, 1995, McBRIDE; SAUVÉ; HENDERSHOT, 1997), no presente
estudo verificou-se que a sua participação na retenção do Cu foi pequena (<10%), ao contrário do
encontrado por Illera et al. (2000), que relatam retenção de cerca de 40% do Cu pela matéria
orgânica.
A maior parte do Cu foi encontrada associada às formas ligadas a óxidos de Fe e Al e
principalmente à fração residual. Apenas no T7 a porcentagem de Cu na fração ligada a óxidos de
Fe e Al foi significativamente maior que a fração residual. A afinidade de Cu por óxidos de Fe,
segundo McKenzie (1980), é bem documentada na literatura.
Elementos presente na fração residual são aqueles ligados aos silicatos, óxidos de Fe bem
cristalizados e outros minerais mais resistentes, os quais não foram solubilizados nas extrações
anteriores (BERTONI, 2003). Segundo Kabata-Pendias e Pendias (2001) as maiores
concentrações de Cu em solos, encontram-se adsorvidas nos óxidos de Fe e Mn bem cristalizados
(hematita, goethita e burnessita) e argilominerais, os quais são os componentes básicos da fração
residual. Alguns autores consideram que a fração residual não é muito significativa, sendo
importante apenas para completar o calculo de balanço de massas dos elementos no solo
(WASAY, BARRINGTON; TOKUNAGA, 1998). No entanto, esta consideração deve ser
importante para solos mais recentemente contaminados, para os quais não houve tempo ou
condições termodinâmicas suficiente para a incorporação na rede cristalina dos argilominerais
(BERTONI, 2003).
Observando o solo inicial e após o cultivos de arroz e soja nos tratamentos pode-se notar
que houve ligeiro aumento na porcentagem do Cu ligados à óxidos de Fe e Al juntamente com a
diminuição do residual, sendo mais evidente a partir do T5, e mais pronunciado no T7.
Na Tabela 23 encontram-se os teores de Cu extraído nas frações do solo para o solo antes e
após o cultivo de arroz e soja. Na fração solúvel + trocável obteve-se maior extração no
tratamento T7 para o solo inicial e após o cultivo da soja, enquanto que após o cultivo do arroz, a
maior extração foi observada para o T1. Para a fração ligada à matéria orgânica nota-se que tanto
para o solo inicial quanto para o solo após o cultivo do arroz e soja, houve uma maior extração
para o T7, seguindo tendência em diminuição na extração do T7 para o T1.
84
Figura 22 – Distribuição percentual de Cu em relação ao somatório da quantidade extraída em
cada fração de amostra de solo contaminado, após o procedimento de
fracionamento, para os tratamentos antes e após cultivo de arroz e soja. Letras
compararam as frações em cada tratamento, pelo teste de Tukey a 5%
Solo inicial (T1)
0,5% d
3,3% c
26,0% b
70,2% a
Solo inicial (T2)
3,4% c 0,5% d
27,5% b
68,6% a
Solo inicial (T3)
67,9% a
27,5% b
0,6% d
4,0% c
Solo inicial (T4)
70,8% a
23,4% b
5,0% c
0,8% d
Solo inicial (T5)
71,0% a
22,4% b
5,9% c
0,7% d
Solo inicial (T6)
69,5% a
24,4% b
5,5% c
0,6% d
Solo inicial (T7)
44,8% b
49,2% a
0,4% d
5,6% c
Solo após arroz (T1)
0,7% d
4,1% c
29,5% b
65,7% a
Solo após arroz (T2)
65,2% a
30,7% b
0,6% d
3,5% c
Solo após arroz (T3)
63,5% a
31,1% b
0,6% d4,8% c
Solo após arroz (T4)
57,8% a
33,7% b
8,0% c
0,4% d
Solo após arroz (T5)
54,1% a
35,4% b
9,9% c
0,6% d
Solo após arroz (T6)
51,0% a
35,4% b
13,3% c
0,3% d
Solo após arroz (T7)
0,2% d
12,1% c
29,9% b
57,8% a
F1 F2 F3 F4
Solo após soja (T1)
0,3% c
5,8% c
35,9% b
58,0% a
Solo após soja (T1)
57,4% a
36,3% b
0,2% d
6,1% c
Solo após soja (T3)
60,3% a
32,7% b
6,7% c
0,3% d
Solo após soja (T4)
61,6% a
28,7% b
9,4% c
0,3% d
Solo após soja (T5)
59,7% a
27,7% b
12,2% c
0,4% d
Solo após soja (T6)
63,4% a
26,1% b
10,3% c
0,2% d
Solo após soja (T7)
0,3% c
11,1% c
55,8% a
32,8% b
85
Observando a fração ligada a óxidos de Fe e Al verifica-se que a extração de Cu foi maior
no T7 seguido, em ordem decrescente, do T2, T1, T3, T6, T4 e T5 para o solo antes e após o
cultivo de arroz e soja. Na fração residual obtiveram-se maiores no T7 para o solo inicial que
diferiu estatisticamente dos demais tratamentos, no T1 e T2 para o solo após cultivo do arroz, e
para o T2 para o solo após o cultivo da soja.
Tabela 23 – Teores de Cu, em mg kg
-1
, extraído em cada fração de amostra de solo contaminado,
antes e após cultivo de arroz e soja, para cada tratamento
Frações Tratamentos Solo Inicial Arroz Soja
1 0,78 c 0,97 a 0,40 b
2 0,76 c 0,83
b
0,29 c
3 0,84
b
c0,79c 0,28c
4 0,91 ab 0,37 e 0,28 c
5 0,80
b
c0,44d 0,31c
6 0,85
b
c0,31f 0,28c
1
7 0,98 a 0,45 d 0,56 a
1 5,05 d 5,78 e 6,95 de
2 5,60 d 5,00 e 8,04 de
3 5,80 cd 5,94 de 6,74 e
4 6,08 cd 6,76 cd 8,17 d
5 6,83
b
c7,30c 9,80c
6 7,76
b
12,36
b
11,96
b
2
7 15,31 a 28,78 a 23,16 a
1 39,93 c 41,13 c 43,42
b
c
2 45,68
b
44,40
b
47,96
b
3 39,65 c 38,82 d 32,78
b
c
4 28,17 e 28,43 f 25,07 c
5 25,75 e 26,05 g 22,25 c
6 34,34 d 32,82 e 30,40
b
c
3
7 133,98 a 138,38 a 116,35 a
1 107,58 c 91,59 a 70,09 ab
2 114,07
b
94,41 a 75,91 a
3 97,81 e 79,15
b
60,32 c
4 85,45 f 48,77 c 53,82 d
5 81,62 g 39,89 c 47,85 d
6 97,82 d 47,30 c 73,71 ab
4
7 121,87 a 71,66
b
68,42
b
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey;
86
2.3.5.3 Manganês (Mn)
Os processos químicos mais importantes que influenciam o comportamento do Mn no solo
e sua disponibilidade para as plantas são os que se relacionam com sua adsorção no solo,
aceitando-se, geralmente que as concentrações na solução do solo, e consequentemente, a
disponibilidade para as plantas é controlada por reações de sorção-dessorção (HOGG;
McLAREN; SWIFT, 1993). O pH do solo, na maioria dos casos, é o mais importante fator de
controle de disponibilidade, além da oxi-redução.
A distribuição do Mn nas diversas formas químicas apresentou variações entre os
tratamentos no solo após o cultivo de arroz. Para o solo inicial e após o cultivo da soja houve
pouca variação das frações entre os tratamentos (Figura 23). Observa-se menor distribuição de
Mn nas frações solúvel + trocável e ligada à matéria orgânica em todos os tratamentos. Segundo
McBride (1994) os complexos orgânicos formados com o Mn são de pouca estabilidade, uma vez
que o complexo formado com o ácido húmico tem caráter inteiramente eletrostático e os ácidos
fúlvicos apresentam limitado número de sítios de complexação específicos para o elemento.
Quantidades consideráveis foram extraídas pelas frações ligadas à óxidos de Fe e Al e
residual em todos os tratamentos, demonstrando a importante participação dos óxidos de Fe na
adsorção desse elemento. A associação dos elementos traço aos óxidos ocorre preferencialmente
por adsorção específica (SCHWERTMANN; TAYLOR, 1989).
Na Tabela 24 encontram-se os teores de Mn extraído nas frações do solo, no solo antes e
após o cultivo de arroz e soja. Observa-se na fração solúvel + trocável que o T2 apresentou maior
teor de Mn extraído no solo inicial e após o cultivo de arroz e soja, no entanto no solo após
cultivo da soja, não houve diferença estatística entre os tratamentos T2, T3, T4, T5 e T6.
Na fração ligada à matéria orgânica as maiores extrações foram observadas para o T2, no
solo inicial e após cultivo da soja, e para o T6 no solo após cultivo do arroz, sendo que este não
diferiu estatisticamente dos tratamentos T4, T5 e T2. Resultados semelhantes foram observados
na fração ligada à óxidos onde, para o solo inicial e após cultivo da soja, o T2 foi o que
apresentou maior teor extraído, diferindo dos demais tratamentos ao nível de probabilidade de
5%. Já para o solo após cultivo do arroz, o tratamento T7 foi o que apresentou maior teor
extraído.
87
Figura 23 – Distribuição percentual de Mn em relação ao somatório da quantidade extraída em
cada fração de amostra de solo contaminado, após o procedimento de fracionamento,
para os tratamentos antes e após cultivo de arroz e soja. Letras compararam as
frações em cada tratamento, pelo teste de Tukey a 5%
Solo inicial (T1)
67,0% a
23,9% b
2,2% d
6,9% c
Solo inicial (T2)
65,1% a
22,8% b
3,9% d
8,2% c
Solo inicial (T3)
6,4% c
3,4% d
21,8% b
68,4% a
Solo inicial (T4)
66,9% a
22,7% b
3,4% d
7,0% c
Solo inicial (T5)
63,0% a
23,9% b
33,9% d
9,2% c
Solo inicial (T6)
70,5% a
20,2% b
2,4% d
6,8% c
Solo inicial (T7)
66,9% a
26,2% b
1,5% d
5,4% c
Solo após arroz (T1)
63,3% a
28,2% b
2,8% c
5,7% c
Solo após arroz (T2)
65,4% a
24,2% b
4,2% c
6,2% c
Solo após arroz (T3)
5,1% c
3,1% c
22,7% b
69,1% a
Solo após arroz (T4)
46,5% a
37,6% b
8,9% c
7,0% c
Solo após arroz (T5)
45,1% a
37,7% b
9,3% c
7,9% c
Solo após arroz (T6)
40,7% b
44,3% a
8,7% c
6,3% d
Solo após arroz (T7)
34,5% b
5,3% c
4,2% c
56,0% a
F1 F2 F3 F4
Solo após soja (T1)
8,3% c
4,4% d
46,5% a
40,8% b
Solo após soja (T2)
45,1% a
8,7% c
10,7% c
35,5% b
Solo após soja (T3)
38,7% a
41,9% a
6,9% c
12,5% b
Solo após soja (T4)
40,1% a
40,5% a
8,2% b
11,2% b
Solo após soja (T5)
37,7% b
41,9% a
8,5% c
11,9% c
Solo após soja (T6)
41,9% a
38,5% a
6,4% c
13,2% b
Solo após soja (T7)
42,4% a
47,8% a
3,3% b
6,5% b
88
Para a fração residual verifica-se que no solo inicial o tratamento que apresentou maior teor
foi o T2, diferindo dos demais. Para o solo após cultivo do arroz, os maiores teores foram para o
T3 e T2, e após o cultivo da soja para os tratamentos T1, T7 e T2.
Tabela 24 – Teores de Mn, em mg kg
-1
, extraído em cada fração de amostra de solo contaminado,
antes e após cultivo de arroz e soja, para cada tratamento
Frações Tratamentos Solo Inicial Arroz Soja
1 39,38 de 29,21 c 40,23 b
2 58,94 a 44,12 a 58,23 a
3 42,84 c 35,13
b
55,73 a
4 40,75 cd 24,88 cd 49,26 ab
5 49,26
b
26,53 cd 49,40 ab
6 38,11 e 23,62 d 51,49 a
1
7 29,26 f 25,19 cd 30,27 c
1 12,34 cd 14,19 c 21,18 e
2 28,18 a 29,93 ab 47,18 a
3 22,58
b
22,16
b
c 30,99 c
4 19,85
b
31,49 a 35,98
b
5 20,90
b
31,35 a 35,38
b
6 13,75 c 32,83 a 25,10 d
2
7 8,34 d 20,23 c 15,36 f
1 136,41
b
cd 143,38 cd 224,87 ab
2 163,85 a 172,48
b
244,07 a
3 145,16
b
160,07
b
c 186,96
b
cd
4 132,39 cd 132,63 d 177,83 cd
5 127,77 d 126,59 d 173,91 d
6 113,79 e 167,23
b
149,38 d
3
7 141,06
b
c 268,16 a 220,63 abc
1 382,32 e 321,84
b
197,48 a
2 468,24 a 465,16 a 192,18 ab
3 453,78
b
486,47 a 173,03
b
c
4 389,74 d 164,05 c 176,36 abc
5 337,70 g 151,74 c 156,58 c
6 397,04 c 153,26 c 163,27 c
4
7 360,96 f 165,48 c 196,07 ab
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey;
2.3.5.4 Chumbo (Pb)
A distribuição do Pb nas diversas formas químicas não apresentou grandes variações entre
os tratamentos (Figura 24). Observa-se uma predominância de Pb ligado a óxidos de Fe e Al,
89
sendo superior, estatisticamente, às demais frações, exceto no T1 e T2 no solo inicial. Bertoni
(2003) relatou que 54% do Pb presente nos Latossolos estavam associados à fração óxidos de Fe,
enquanto Gomes et al (1997) reportam valores em torno de 23%. Os dados obtidos neste trabalho
não diferem dos citados, variando de 32 a 40% da soma de todas as frações, dependendo do grau
de contaminação, chegando até 51% no T7 após o cultivo do arroz. Os óxidos de Fe e Mn são os
principais adsorvedores de Pb nos solos (SHEPPARD; THIBAULT, 1992). Segundo McBride
(1994) a retenção de Pb aos óxidos de Fe é altamente específica (quimissorção) e o processo
resulta na formação de complexos de esfera interna. Isto faz com que este elemento seja pouco
móvel nos solos, uma vez que as reações de quimissorção são menos reversíveis que as de troca
iônica.
Observando o solo inicial e após o cultivo de arroz e soja nos tratamentos pode-se notar
que houve ligeiro aumento na porcentagem do Pb ligados à óxidos de Fe e Al, semelhante ao que
foi observado por Santos (2005), no entanto em condições diferentes. O autor observou aumento
no teor de Pb na fração óxido à medida que o pH do solo aumentou o que ocasionaria uma
desprotonação, liberando sítios para adsorção de Pb nos óxidos de Al, explicando assim a maior
retenção nesta fração. Neste trabalho, o pH do solo não aumentou, pelo contrário, devido à
interação das raízes com o solo, ocorreu leve acidificação do solo. Oliveira (2002) relatou que
estudos com 17 Latossolos brasileiros revelaram que estes possuem grande capacidade de
retenção de Pb, sendo que as quantidades adsorvidas dependem do pH. Cabe salientar que,
segundo Pierangeli et al (2001a e b), considerável fração de Pb permanece adsorvida mesmo em
pH 4,5 mostrando que em valores de pH mais baixos a disponibilidade de Pb em Latossolos pode
ser reduzida.
Nota-se também que o Pb na fração trocável manteve-se constante, enquanto que na fração
ligada à matéria orgânica, ocorreu pequeno aumento após os cultivos. O Pb na forma trocável
aumenta o risco de contaminação. Existem evidencias que a matéria orgânica do solo forma
quelatos de baixa solubilidade com o Pb (OLIVEIRA, 2002).
Na Tabela 25 pode-se observar os teores de Pb extraído das frações do solo, no solo antes e
após o cultivo de arroz e soja. Verifica-se que na fração solúvel + trocável não houve diferença
entre os tratamentos no solo inicial. No solo após cultivo pode-se verificar tendência, do maior
para o menor teor extraído, do T1 para o T7, sendo mais pronunciado no solo após cultivo da
soja.
90
Figura 24 – Distribuição percentual de Pb em relação ao somatório da quantidade extraída em
cada fração de amostra de solo contaminado, após o procedimento de
fracionamento, para os tratamentos antes e após cultivo de arroz e soja. Letras
compararam as frações em cada tratamento, pelo teste de Tukey a 5%
Solo inicial (T1)
40,1% a
32,4% b
6,0% d
21,5% c
Solo inicial (T2)
20,1% c
6,5% d
33,7% b
39,7% a
Solo inicial (T3)
34,7% b
36,0% a
7,4% d
21,9% c
Solo inicial (T4)
24,3% c
8,5% d
35,1% a
32,1% b
Solo inicial (T5)
28,5% b
9,4% d
38,9% a
23,2% c
Solo inicial (T6)
23,1% c
7,7% d
36,2% a
33,0% b
Solo inicial (T7)
14,7% c
8,4% d
42,7% a
34,2% b
Solo após arroz (T1)
32,0% b
22,3% c
7,8% d
37,9% a
Solo após arroz (T2)
20,8% b
8,2% c
36,0% a
35,0% a
Solo após arroz (T3)
22,4% c
9,8% d
39,1% a
28,7% b
Solo após arroz (T4)
24,0% c
11,4% d
37,0% a
27,6% b
Solo após arroz (T5)
27,4% b
12,1% d
41,9% a
18,8% c
Solo após arroz (T6)
22,2% c
11,2% d
39,7% a
26,9% b
Solo após arroz (T7)
24,2% b
51,4% a
10,5% d
13,9% c
F1 F2 F3 F4
Solo após soja (T1)
20,7% c
7,3% d
41,3% a
30,7% b
Solo após soja (T2)
19,1%c
8,0% d
40,7% a
32,2% b
Solo após soja (T3)
38,9% a
32,7% b
8,1% d
20,3% c
Solo após soja (T4)
23,4% b
9,6% c
42,6% a
24,4% b
Solo após soja (T5)
26,0% b
11,9% c
48,7% a
13,4% c
Solo após soja (T6)
21,7% c
10,7% d
43,4% a
24,2% b
Solo após soja (T7)
13,7% c
9,1% c
44,6% a
32,6% b
91
Já para a fração ligada à matéria orgânica e a fração ligada aos óxidos de Fe e Al, observa-
se tendência contrária, ou seja, aumento no teor extraído do T7 para o T1 nos três casos
avaliados. Na fração residual os maiores teores extraídos foram obtidos no tratamento T7 para o
solo inicial e após cultivo da soja e T2 e T7 para o solo após o cultivo do arroz.
Tabela 25 – Teores de Pb, em mg kg
-1
, extraído em cada fração de amostra de solo contaminado,
antes e após cultivo de arroz e soja, para cada tratamento
Frações Tratamentos Solo Inicial Arroz Soja
1 49,23 a 50,24 a 47,27 a
2 48,87 a 49,55 a 46,47 ab
3 49,60 a 49,13 a 45,82
b
c
4 48,32 a 47,12
b
46,35 ab
5 49,52 a 47,35
b
45,09 c
6 47,98 a 45,87
b
45,02 c
1
7 48,99 a 46,17
b
45,48
b
c
1 13,70 c 17,48 e 16,63 e
2 15,95
b
19,58 d 19,44 cd
3 16,66
b
21,50
b
c 18,17 de
4 16,77
b
22,37
b
c 18,93 cd
5 16,26
b
20,88 cd 20,61
b
c
6 16,07
b
23,05
b
22,28
b
2
7 28,12 a 34,70 a 30,29 a
1 74,10 cd 85,20
b
94,36
b
2 82,32
b
85,62
b
99,37
b
3 81,33
b
c86,11
b
73,72
b
4 69,72 d 72,72 c 84,49
b
5 67,43 d 72,31 c 84,33
b
6 75,19
b
cd 82,19
b
90,07
b
3
7 141,96 a 170,61 a 148,47 a
1 91,59 c 72,11
b
70,18 c
2 97,00
b
83,30 a 78,43
b
c
3 78,54 d 62,98 c 87,61
b
4 63,59 f 54,35 d 48,27 d
5 40,31 g 32,46 e 23,17 e
6 68,72 e 55,63 d 50,29 d
4
7 113,79 a 80,47 a 108,40 A
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey;
92
2.3.5.5 Zinco (Zn)
A porcentagem de Zn nas diversas frações químicas apresentou variação, sendo esta mais
evidente no T7, tanto no solo inicial quanto após o cultivo de arroz e soja (Figura 25). Em todos
os tratamento o Zn esteve mais associado às formas ligadas à óxidos de Fe e residual. Shuman
(1985) estudando os efeitos das propriedades do solo na adsorção de Zn verificou que os solos
com elevados teores de argila silicatada possuem maior capacidade de adsorção de Zn do que
solos arenosos. Kabata-Pendias e Pendias (2001) e Bertoni (2003) relatam que 14 a 38% do Zn
presente no solo está associado com óxidos de Fe e Al. No presente trabalho a variação ficou
entre 12 e 24% no solo inicial, 15 e 52% no solo após cultivo do arroz e 22 e 45% no solo após
cultivo da soja. Segundo Kabata-Pendias e Pendias (2001) elementos traço de origem
antropogênica são potencialmente mais móveis que aqueles inerentes ao material geológico
componente da matriz do solo. Nyamangara (1998) também observou em seus trabalhos que 53%
do Zn nativo estava presente na fração residual.
Muitos estudos referentes a adsorção e retenção de Zn revelam que minerais de argila e a
matéria orgânica presente no solo são capazes de reter esse elemento muito fortemente
(LINDSAY, 1972), enquanto outros relatam pequena participação do Zn na fração trocável
(OLIVEIRA; AMARAL SOBRINHO; MAZUR, 2003). A matéria orgânica é um constituinte do
solo que apresenta íntima relação com elementos traço. Estima-se que aproximadamente 1,5 a
2,3% do Zn presente nos solos esteja associado à matéria orgânica (KABATA-PENDIAS;
PENDIAS, 2001). No presente estudo foi obtido uma grande variação na participação da matéria
orgânica na retenção do Zn, variou de 0,8 à 14% no solo inicial, 0 à 18% no solo após cultivo do
arroz e de 0 à 13% no solo após cultivo da soja. Observa-se que o aumento na fração ligada à
matéria orgânica se deu do T1 para o T7, tanto no solo inicial quanto após os cultivos, no entanto
o teor de matéria orgânica no solo em todos os tratamento manteve-se praticamente constante
(Tabela 1 e Anexo A e B). Uma explicação para tal resultado poderia ser pelo fato de que os
mecanismos de adsorção e retenção de elementos traço, em solos contaminados com vários
elementos, é extremamente competitivo e os elementos com maior afinidade pela matéria
orgânica podem ter deslocado o Zn dos sítios de adsorção. Os teores de Zn no solo são menores
no T1 aumentando gradualmente até o T7, tanto no solo inicial (Tabela 1) quanto no solo após os
cultivos (Tabelas 20 e 21), enquanto que elementos como o Cu, que tem alta afinidade com a
matéria orgânica, mantêm-se alto em todos os tratamentos.
93
A participação da forma solúvel + trocável foi significativamente menor em todos os
tratamentos, no entanto observa-se que aumento na sua participação do T1 para o T7.
Observando o solo inicial e após o cultivos de arroz e soja nos tratamentos pode-se notar
que houve ligeiro aumento na porcentagem do Zn ligados à óxidos de Fe e Al, sendo mais
evidente do T4 ao T7. O mesmo foi observado para o Zn trocável + solúvel e ligado à matéria
orgânica, consequentemente houve diminuição do Zn residual. A relação entre pH e a
disponibilidade do Zn é bem enfatizada por McBride (1994) e Chlopecka et al (1996). A
diferença de pH entre o solo inicial e após o cultivo, que pode ser justificado pela reação das
raízes com o solo, influenciou os teores de Zn disponível. Segundo Planquart et al., (1990) o
decréscimo de uma unidade de pH aumenta a solubilidade dos elementos traço em dez vezes.
Na Tabela 26 observa-se os teores de Zn extraídos das frações do solo, no solo antes e após
o cultivo de arroz e soja. Verifica-se que para as frações solúvel + trocável, ligada à matéria
orgânica e ligada a óxidos de Fe e Al apresentou maior extração no T7, tratamento este com
maior grau de contaminação por Zn, diminuindo estatisticamente do T7 para o T1, conforme
diminui a contaminação (Tabelas 1, 20 e 21).
A mesma tendência não foi observada na fração residual, apesar de a maior extração ter
sido verificado também para o T7.
94
Figura 25 – Distribuição percentual de Zn em relação ao somatório da quantidade extraída em
cada fração de amostra de solo contaminado, após o procedimento de fracionamento,
para os tratamentos antes e após cultivo de arroz e soja. Letras compararam as
frações em cada tratamento, pelo teste de Tukey a 5%
Solo inicial (T1)
85,3% a
12,1% b
1,8% c
0,8% c
Solo inicial (T4)
75,4% a
19,1% b
1,6% c
3,9% c
Solo inicial (T5)
68,2% a
21,3% b
6,1% c
4,4% c
Solo inicial (T6)
66,1% a
22,1% b
8,5% c
3,3% d
Solo inicial (T7)
51,7% a
24,6% b
13,9% c
9,8% d
Solo após arroz (T1)
82,5% a
15,1% b
2,4% c
0,0% d
Solo após arroz (T3)
78,4% a
19,4% b
0,6% c
1,6% c
Solo após arroz (T4)
60,9% a
31,1% b
3,6% c
4,4% c
Solo após arroz (T5)
55,1% a
30,5% b
6,9% c
7,5% c
Solo após arroz (T6)
37,2% b
45,0% a
13,1% c
4,7% d
Solo após arroz (T7)
52,8% a
17,9% b
10,2% c
19,1% b
F1 F2 F3 F4
Solo após soja (T1)
74,3% a
22,2% b
3,5% c
0,0% d
Solo após soja (T4)
56,2% a
35,5% b
4,5% c
3,8% c
Solo após soja (T5)
43,8% a
39,4% a
8,3% b
8,5% b
Solo após soja (T6)
33,9% b
45,5% a
11,4% c
9,2% c
Solo após soja (T7)
13,3% b
22,3% b
22,2% b
42,2% a
Solo após arroz (T2)
80,8% a
16,9% b
1,7% c
0,6% c
Solo inicial (T3)
1,0% c
1,9% c
17,6% b
79,5% a
Solo após soja (T3)
64,6% a
31,0% b
2,6% c1,8% c
Solo após soja (T2)
69,6% a
26,3% b
2,4% c
1,7% c
Solo inicial (T2)
81,8% a
15,7% b
1,6% c
0,9% c
95
Tabela 26 – Teores de Zn, em mg kg
-1
, extraído em cada fração de amostra de solo contaminado,
antes e após cultivo de arroz e soja, para cada tratamento
Frações Tratamentos Solo Inicial Arroz Soja
1 1,89 cd 2,49 bc 3,03 c
2 1,02 d 1,75 c 2,16 c
3 1,08 d 1,71 c 2,18 c
4 1,64 cd 2,52 bc 3,42 c
5 4,92 bc 6,08 bc 8,31 bc
6 6,15 b 7,25 b 14,39 b
1
7 54,30 a 54,26 a 106,21 a
1 0,82 f
(1)
- -
2 1,66 ef 0,66 e 1,52 d
3 1,99 e 0,63 e 1,49 d
4 4,10 d 2,97 d 4,02 cd
5 6,92 c 5,62 c 8,11 c
6 16,23 b 19,95 b 17,81 b
2
7 76,81 a 95,19 a 63,65 a
1 12,27 f 15,32 d 19,35 c
2 16,97 e 17,71 d 23,94 c
3 18,54 de 20,29 cd 26,32 bc
4 20,18 d 21,52 cd 31,99 bc
5 24,01 c 24,68 c 38,43 bc
6 41,62 b 68,98 b 70,88 b
3
7 136,13 a 281,65 a 201,42 a
1 87,00 d 83,91 b 64,85 b
2 88,35 c 84,49 b 63,34 bc
3 84,02 e 81,92 b 54,91 cd
4 79,77 f 42,07 d 50,54 de
5 76,91 g 44,53 d 42,68 e
6 124,71 b 57,06 c 52,90 d
4
7 286,38 a 101,82 a 105,90 a
Nota: Médias seguidas por letras iguais na coluna não diferem entre si ao nível de 5% pelo teste de Tukey;
(1)
Abaixo do limite de detecção de 0,0410 mg L
-1
96
3 CONCLUSÕES
• A soja e o arroz foram sensíveis aos níveis de elementos traço, essenciais e não essenciais
disponíveis no solo, exibindo sintomas de fitotoxidez, principalmente pelo Zn manifestados
como clorose e inibição do crescimento das plantas.
• O arroz mostrou-se mais sensível do que a soja à presença de elevados teores de elementos
traço, essenciais e não essenciais, no solo.
• As plantas de arroz e soja agiram como barreira para a transferência de Cd e Cu do solo para
a semente, limitando a entrada destes elementos traço na cadeia alimentar. Para o Mn e Zn as
plantas de arroz e soja se comportam como um mecanismo de transferência do solo para as
sementes, podendo atingir a cadeia trófica.
• Todas as soluções extratoras, Mehlich-1, HCl 0,1 mol L
-1
, DTPA e Ácidos Orgânicos foram
eficientes para predição da fitodisponibilidade de elementos traço essenciais e não essenciais
em solo com elevados teores. Para soja, os quatro extratores foram eficientes para Cd, Cu, Pb e
Zn, tanto ao correlacioná-los com teor na folha diagnóstico quanto na folha no final do ciclo
enquanto que para o arroz, os mais eficientes foram o Mehlich-1, HCl 0,1 mol L
-1
e o DTPA
para o Cd, Cu, Fe e Zn. O extrator Ácidos Orgânicos foi eficiente na avaliação da
fitodisponibilidade de Cd, Cu, Pb e Zn para soja. Para o Mn apenas o DTPA foi mais eficiente.
Para o Fe os extratores se mostraram pouco eficientes.
• Os maiores teores de Cd, Cu, Mn e Zn no solo encontram-se nas frações com ligações
químicas mais estáveis (ligados a óxidos e residual) sendo as frações trocável + solúvel e
orgânica de menor representatividade, em relação ao total encontrado.
• O Pb, apesar de predominar nas frações ligadas a óxidos e residual, oferece grande potencial
de contaminação ambiental por também apresentar-se nas frações trocável + solúvel e orgânica
em teores consideráveis. O mesmo ocorrendo para o Zn, onde os teores totais foram mais
elevados.
• É fundamental, em estudos que visam avaliar a possível transferência de elementos traço do
solo para a cadeia alimentar, caracterizar o teor desses elementos nas sementes originais.
97
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110
ANEXOS
111
Anexo A - Análise química solo após cultivo do arroz.
Valor
Determinação Unidade
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
(1,2)
pH CaCl
2
4,1 4,7 4,8 5,0 4,6 5,0 5,1
(1,3)
Matéria orgânica g dm
-3
26,5 26,3 27,7 26,0 25,1 29,1 25,1
(1,4)
Fósforo g dm
-3
19,9 21,0 18,0 17,2 46,2 31,1 57,5
(1,4)
Potássio mmol
c
dm
-3
3,4 5,3 5,1 5,2 3,6 9,2 15,3
(1,4)
Cálcio mmol
c
dm
-3
8,5 19,5 19,5 22,3 24,8 28,8 36,8
(1,4)
Magnésio mmol
c
dm
-3
2,0 7,5 8,8 10,0 9,0 12,5 6,0
(1,5)
Al mmol
c
dm
-3
8,5 1,4 1,0 1,1 1,5 1,1 1,0
(1,6)
H + Al. mmol
c
dm
-3
36,4 25,2 24,4 47,4 31,0 21,0 21,7
SB mmol
c
dm
-3
13,9 32,3 33,4 37,4 37,4 50,5 58,1
T mmol
c
dm
-3
50,3 57,5 57,8 84,9 68,4 71,5 79,8
V % 27,6 56,2 57,8 44,2 54,7 70,6 72,8
m % 37,9 4,2 2,9 2,8 3,9 2,1 1,7
(1)
Raij et al. (2001);
(2)
pH em cloreto de cálcio;
(3)
método colorimétrico;
(4)
resina trocadora de íons;
(5)
cloreto de potássio 1 mol L
-1
;
(6)
acetato de cálcio 1 mol L
-1
.
112
Anexo B - Análise química solo após cultivo da soja.
Valor
Determinação Unidade
L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
(1,2)
pH CaCl
2
4,1 4,9 5,0 5,2 5,0 5,3 5,6
(1,3)
Matéria orgânica g dm
-3
29,8 29,5 28,8 29,8 30,2 28,8 25,1
(1,4)
Fósforo g dm
-3
19,6 17,3 17,7 19,6 44,1 31,2 66,7
(1,4)
Potássio mmol
c
dm
-3
2,1 3,4 2,9 4,2 2,8 11,2 14,6
(1,4)
Cálcio mmol
c
dm
-3
7,8 20,5 25,8 28,5 28,0 34,3 52,3
(1,4)
Magnésio mmol
c
dm
-3
2,0 7,5 10,5 13,0 10,3 17,0 8,0
(1,5)
Al mmol
c
dm
-3
5,5 1,2 1,2 1,3 1,3 1,4 1,3
(1,6)
H + Al. mmol
c
dm
-3
38,7 23,0 21,6 20,3 23,5 17,6 16,0
SB mmol
c
dm
-3
11,9 31,4 39,2 45,7 41,1 62,5 74,9
T mmol
c
dm
-3
50,6 54,4 60,8 66,0 64,6 80,1 90,9
V % 23,5 57,7 64,5 69,2 63,6 78,0 82,4
m % 31,6 3,7 3,0 2,8 3,1 2,2 1,7
(1)
Raij et al. (2001);
(2)
pH em cloreto de cálcio;
(3)
método colorimétrico;
(4)
resina trocadora de íons;
(5)
cloreto de potássio 1 mol L
-1
;
(6)
acetato de cálcio 1 mol L
-1
.
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