0rganic matter decomposition of different wastes and effects on some chemical and physical properties of two soils

Este trabalho teve como objetivo estudar a decomposição de diferentes resíduos orgânicos aplicados em dois solos e os efeitos desta adição em atributos químicos e físicos destes, com ênfase para pH, CTC, fitodisponibilidade de metais pesados e capacidade de retenção de água. Estudo prévio foi desenvolvido visando eleger um sistema para determinação de perdas de carbono do solo na forma de CO2. A partir deste, optou-se pelo uso de câmaras sem circulação forçada de ar, pela sua equivalência com o sistema dinâmico, desde que se empregasse intervalos adequados de abertura para aeração. Uma vez definido o sistema de respirometria, incubaram-se torta de filtro, composto de lixo, lodo proveniente do tratamento de efluentes petroquímicos e lodo de esgoto, com amostras de dois solos, a saber: Latossolo Vermelho-escuro, LE, (Typic Haplorthox) e Areia Quartzosa distrófica, AQ, (Typic Quartzipsament). As doses empregadas foram correspondentes a 0, 50 e 100 Mg. ha-1 de torta de filtro e, para os demais resíduos, quantidades equivalentes a esta em carbono. O período de incubação teve a duração de 60 dias. Finda esta fase foram separadas amostras de terra para análises diversas e para a implantação do estudo de fitodisponibilidade de metais pesados, conduzido com plantas de arroz (Oriza sativa, L.). Os dados de remoção de metais pelas plantas foram comparados com extrações feitas com soluções de DTPA 0,05M, HCl 0,1M e Ca(NO3)2 0,05M. Os resultados obtidos mostraram que a velocidade de decomposição dos resíduos, nos dois solos, apresentou-se na seguinte ordem: torta de filtro > lodo de esgoto ≅ composto de lixo > lodo petroquímico. O aumento das doses provocou o decréscimo das taxas de decomposição dos materiais nos solos. A adição dos resíduos provocou elevação do pH e condutividade elétrica, bem como aumentos nos teores de nutrientes e na saturação por bases dos solos. Quanto a alterações da CTC a pH7, observou-se que estas ocorreram, principalmente, em função de mudanças no pH do solo. Para a CTC determinada com soluções não tamponadas, observaram-se diferenças apenas no solo arenoso. Na avaliação da metais pesados, as soluções de fitodisponibilidade de DTPA 0,05M e HCl 0,1M mostraram-se eficientes, com relação a cádmio, níquel, crômio, e cobre, não mostrando eficiência quanto ao zinco. O Ca(NO3)2 não extraiu metais em quantidades detectáveis. Os metais Cd, Ni e Cr mostraram fitodisponibilidade a partir de concentrações, no solo, de respectivamente, 0,15, 2,97 e 4,29 mg.kg-1 no LE e, na AQ, a partir de 0,12, 2,33 e 3,35 mg.kg-1. A capacidade de retenção determinada a tensões variando de 1 a 15 kPa de água, (0,1 a 1,5 m H2O), mostrou que a adição de resíduos orgânicos promoveu o seu aumento no solo argiloso. Já no solo arenoso, este efeito não ficou evidente.The objective of this work was to study the decomposition of different organic wastes applied to two soils and the effects of this addition on soil chemical and physical properties, specifically pH, CEC, phytoavailability of heavy metals, and water retention capacity. A previous work was carried out to select a system to determine carbon losses from soil as C02. This test led to use chambers without forced air circulation provided that the openings of chambers for aeration were adequate. After the definition of the respirometry system, filter cake, compost of municipal solid waste, sludge from petrochemical effluent treatments, and sewage sludge were incubated with samples of two soils: Typic Haplorthox and Typic Quartzipsament. The doses used were 0, 50, and 100 Mg.ha-1 for the filter cake and the equivalent carbon quantities for the other wastes. The incubation period lasted 60 days. After that period soil samples were collected for several analyses and the set up of an experiment on phytoavailability of heavy metals to be conducted with rice (Oriza sativa, L.). Data of metals uptake by plants were compared to the extractions made with solutions of DTPA 0.05M, HCl 0.1M, and Ca(NO3)2 0.05M. The results showed that the rate of wastes decomposition in both soils was in the following order: filter cake > sewage sludge ≅ urban waste compost > petrochemical sludge. The increase of doses led to a decrease in the rates of decomposition in the soils. The addition of wastes caused increase of pH, electrical conductivity, nutrient contents and base saturation of soils. CEC changes at pH7 were observed to occur, mainly due to pH changes of the soil. For CEC determined with non-buffered solutions, differences occurred only in the sandy soil. ln the phytoavailability evaluations of heavy metals, DTPA 0.05M and HC1 0.1M solutions proved to be efficient for the detection of cadmium, nickel, chromium, and copper, but not eff icient for zinc. Ca(NO3)2 did not extract metals in detectable amounts. Cd, Ni, and Cr showed phytoavailability from concentrations in the soil of 0.15, 2.97, and 4.29 mg.kg-1 , respectively, in Haplorthox and from 0.12, 2.33, and 3.35 mg.kg-1, in Quartzipsament. The water retention capacity, was determined for tensions ranging from 1 to 15 kPa ( 0.1 to 1.5 m H2O). Results showed that it is increased with the addition of organic wastes in clay soil. Such effect was not evident in sandy soil