Avaliação da capacidade de troca de cátions (CTC) em pó de rocha e solo que recebeu aplicação

Autor: Roseclênia Alves Santos
Přispěvatelé: Antonio Carlos de Azevedo, Marcelo Eduardo Alves, Maria Leonor Ribeiro Casimiro Lopes Assad, Diego Barcellos
Rok vydání: 2020
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
DOI: 10.11606/d.91.2020.tde-10032020-144802
Popis: O uso de remineralizadores de solo (pó de rocha) está regulamentado pela Legislação Federal. Compreende insumos de origem mineral obtidos por processos mecânicos e que ao serem aplicados ao solo proporcionem melhorias em suas propriedades. Em alguns trabalhos que avaliaram a disponibilidade de nutrientes por esses materiais, tem-se relatado aumento na capacidade de troca de cátions (CTC) do solo, porém não foram investigadas as causas que originaram esses resultados. Dada a importância da CTC para o comportamento eletroquímico do solo e a relevância atual das pesquisas com uso de pó de rocha, é importante compreender como esses materiais podem afetar as cargas elétricas do solo. O objetivo deste trabalho foi investigar as causas de aumento da CTC do solo após aplicação de pó de rocha considerando as seguintes hipóteses: H1) é um artefato do método utilizado para sua determinação; H2) ocorre devido à criação de sítios de carga na superfície e bordas dos grãos do pó de rocha durante a dissolução mineral; H3) ocorre pela rápida formação de minerais secundários como produto das reações de dissolução/precipitação dos minerais primários. Para testar as hipóteses foram desenvolvidos estudo de laboratório e de campo com avaliação da CTC por diferentes metodologias. O material utilizado apresenta teor de 18% de MgO, 9% de CaO e 55% de SiO2, é composto por vermiculita, muscovita, talco, quartzo, dolomita, anfibólio, serpentina e um plagioclásio, ocorrendo segregação de minerais e teores de elementos nas classes de tamanho de partículas. No estudo em laboratório, as frações areia grossa (AG), média (AM) e fina (AF) foram submetidas à dissolução em um reator de fluxo contínuo por 22 horas. Após início da dissolução, o pH tamponou-se em torno de 7,5 em todas as frações e a liberação de cálcio, magnésio e silício diminuiu com o avanço da dissolução. A fração AG é responsável pela maior liberação de cálcio e magnésio no início da dissolução, mas é superada pela fração AF após 1 h de dissolução. Enquanto isso, a liberação de silício é superior na fração AF desde o início do período de dissolução. Altos valores de CTC foram observados para as frações AG e AM determinados pelo método da resina trocadora de íons. A CTC na fração AF determinada pela resina são similares aos resultados referentes aos métodos da troca compulsiva e adsorção de césio, estas duas últimas metodologias também apresentaram entre si valores semelhantes nas demais frações. Em campo, os efeitos do pó de rocha em atributos químicos e mineralógicos do solo foram avaliados por meio de dois experimentos. O experimento 1, foi implantado em sistema agroecológico com a cultura do alho-poró, onde foram aplicadas doses crescentes (0,0; 2,0; 4,0; 8,0 e 16,0 Mg ha-1) do pó de rocha em delineamento com blocos casualisados e cinco repetições. Avaliações da fertilidade do solo, análises mineralógicas e determinação da CTC pelas metodologias da resina trocadora de íons, troca compulsiva, adsorção de césio e pelo extrator KCl 1 mol L-1 foram feitas após 60, 120 e 180 dias da aplicação. Essas avaliações também foram realizadas no experimento 2, instalado há sete anos com o mesmo pó de rocha na dose de 4,5 Mg ha-1, em cultivo de cana. No solo do experimento 1, aumento nos teores de Ca, Mg, soma de bases (SB), CTC e pH; e redução da acidez potencial (H+Al) ocorreram quando se utilizou a metodologia da resina trocadora de íons para a determinação. Os valores de CTC determinados por essa metodologia foram de grandeza superior e significativamente mais elevados que nas demais metodologias. No experimento 2, a aplicação do pó de rocha aumentou os teores de Ca, Mg e SB e reduziu o Al trocável determinados pela resina trocadora de íons, entretanto nesse experimento não houve efeito na CTC em nenhuma das metodologias utilizadas para sua determinação. Não foram verificadas alterações mineralógicas durante o período avaliado nos dois experimentos. Artefato metodológico decorrente do procedimento analítico deve ser o responsável pelo aumento de CTC observado nesse trabalho e possivelmente em outros trabalhos relatados anteriormente. The use of remineralizers (rock powder) is regulated by the Federal Law. Theses materials are mineral origin obtained by mechanical processes, when applied to the soil provide improvements in their properties. In some studies increase in the cation exchange capacity (CEC) of the soil has been reported, but the causes have not been investigated. The objective of this work was to investigate theses causes through the hypotheses: H1) is an artifact of the method used; H2) occurs due to the creation of loading sites on the surface and edges of the remineralizer grains during mineral dissolution; H3) occurs by the fast formation of secondary minerals as a product of dissolution/precipitation of primary minerals. To test the hypotheses were developed laboratory and field study. The material used has MgO content two to three times higher than CaO, and 45-50% SiO2, is composed of vermiculite, muscovite, talc, quartz, dolomite, amphibole, serpentine and plagioclase. In the laboratory study, the coarse sand (SC), medium (SM) and fine (SF) fractions were dissolved in a continuous flow reactor for 22 hours. The pH buffered around 7.5 in all fractions. The release of calcium, magnesium and silicon decreases as dissolution progresses. The SC fraction is responsible for the greater release of calcium and magnesium at the beginning of dissolution, but is exceeded by the SF fraction after 1 h of dissolution. Silicon release is higher in the SF fraction since the beginning of the dissolution period. High CEC values were observed for the SC and SM fractions determined by the ion exchange resin method. The CEC in the AF fraction determined by the resin are similar to the results related to compulsive exchange and cesium adsorption methods, which also presented similar values among in the other fractions. In the field, two experiments were evaluated. Experiment 1 was implemented in an agroecological system with the leek culture and experiment 2 was installed seven years ago in sugarcane. Soil fertility evaluations, mineralogical analyzes and CEC determination by ion exchange resin, compulsive exchange, cesium adsorption and KN 1 mol L-1 extractor were done in both experiments. In the soil of experiment 1, increase in Ca, Mg, base sum (SB), CEC and pH; and potential acidity reduction (H + Al) occurred when the ion exchange resin methodology was used for the determination. The CEC values determined by this methodology were superior and significantly higher than the other methodologies. In experiment 2, the application of rock dust increased the levels of Ca, Mg and SB and exchangeable Al reduction determined by the ion exchange resin, however in this experiment there was no effect on CEC in any of the methodologies used for its determination. There were no mineralogical changes during the period evaluated in both experiments. Methodological artifact resulting from the analytical procedure should be responsible for the increase in CEC observed in this study and possibly in other previously reported studies.
Databáze: OpenAIRE
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