Modification of chemical properties of an ultisol fertilized with sewage sludge and development and acumulation of nutrients in maise plants

Este estudo teve o objetivo de (a) verificar os efeitos da aplicação de doses de lodo de esgoto sobre as propriedades químicas de um ARGISSOLO VERMELHO AMARELO, (b) avaliar o efeito de doses do resíduo, combinadas ou não com adubação mineral contendo P, K e PK, no acúmulo de nutrientes e na produção de matéria seca da parte aérea de plantas de milho e (c) comparar extratores para avaliar a disponibilidade de metais pesados às plantas de milho. O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação do Departamento de Solos e Nutrição de Plantas da ESALQ/USP, seguindo delineamento inteiramente casualizado. Amostras de 3 kg de terra da camada de 0-20 cm foram transferidas para vasos e tratadas com doses equivalentes a 0, 10, 20, 30, 40 e 50 Mg ha-1 (base seca) de lodo de esgoto e uma mistura de CaCO3 e MgCO3 p.a. (proporção 4 partes de Ca + 1 parte de Mg) para elevar a saturação por bases a 70%. Após 30 dias de incubação, retiraram-se amostras de cada vaso que foram analisadas quanto ao pH em CaCl2, MO, N, P, SO4, K, Ca, Mg, Na Al, H+Al, SB, CTC ao pH 7,0, V% e m%. Também foram determinados os teores dos metais metais Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr e Pb extraídos por HCl 0,1 mol L-1, Mehlich-3 e DTPA a pH 7,3. Após incubação das amostras, realizou-se a aplicação de duas doses de fósforo mineral (0 e 100 mg kg-1 de P) e duas doses de potássio mineral (0 e 100 mg kg-1), resultando um fatorial de 6x2x2 com 24 tratamentos e 4 repetições. Foram cultivadas cinco plantas de milho (Zea mays L.) por vaso durante 50 dias, após o que foi coletada a parte aérea (folhas + colmos) para a quantificação da produção de matéria seca e análises de P, K, Ca, Mg, SO4, Fe, Mn, Zn, Cu Cd, Cr, Ni e Pb. A aplicação de doses de lodo de esgoto elevou os teores de matéria orgânica e os valores de CTC e SB. Para o pH, constataram-se decréscimos de 0,4 unidade com a adição do resíduo, e conseqüente acréscimo nos teores de Al e H+Al e no valor de m%. Os teores das formas disponíveis de P, SO4, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn no solo aumentaram com a aplicação do resíduo, resultando em aumento do acúmulo desses elementos pelas plantas. A produção de matéria seca da parte aérea das plantas aumentou com o aumento da dose do lodo. A complementação do resíduo com potássio mineral aumentou a produção de matéria seca da parte aérea das plantas, porém, a complementação com fósforo não alterou a produção de matéria seca. As soluções ácidas (HCl 0,01 mol L-1 e Mehlich-3) apresentaram maior capacidade de extração de Fe, Cu, Mn e Zn em relação à solução de DTPA. Todas as três soluções extratoras foram eficientes para a predição da fitodisponibilidade de Zn. Para o Mn, os mais eficientes foram o HCl 0,01 mol L-1 e o Mehlich-3. Para os demais metais, há necessidade de se definir um extrator mais adequado.This study aimed to (a) verify the effects of application of sewage sludge on chemical properties of an Red-Yellow Pozolic soil (Ultisol), (b) evaluate the effect of this residue application, combined or not with mineral fertilizer containing P, K and PK, on the nutrient accumulation and yield of dry matter of maize plant tops and (c) compare extractors for the evaluation of heavy metal availability to maize plants. The experiment was conducted in the greenhouse of the Soil Science & Plant Nutrition Department of the ESALQ/USP, Brazil, following a completely randomized block design. Soil samples of 3 kg, collected from the 0-20 cm soil layer were placed in pots and treated with 0, 10, 20, 30, 40 and 50 Mg ha-1 (dry-basis) sewage sludge and a mixture of CaCO3 and MgC03 (4 parts of Ca + 1 part of Mg) to increase base saturation to 70%. Thirty days after incubation, samples were taken from each pot and analyzed for pH CaCl2 organic matter, N, P, SO4, K, Ca, Mg, Na, AI, H+Al, SB, CEC at pH 7, V% and m%. Contents of Fe, Mn, Cu, Zn, Cd, Ni, Cr and Pb, extracted by HCI 0,1 mol L-1, Mehlich-3 and DTP A of pH 7,3 were also determined. After incubation, two doses of mineral phosphate were applied (0 and 100 Mg ha-1 P) as well as two doses of mineral potassium (0 and 100 Mg ha-1 K), resulting in a factorial 6x2x2 arrangement with 24 treatments and 4 replicates. Five maize plants were grown in each pot for 50 days, after which the tops (leaves + stems) were collected, dryed, weighted and subjected to determination of P, K Ca, Mg, SO4, Fe, Mn, Zn, Cu, Cd, Cr, Ni and Pb. The application of sewage sludge increased the organic matter content as well as CEC and base saturation. Soil pH decreased 0, 4 units after application of the residue, whereas the Al and H+ Al contents increased. Available forms of P, S, Mn, Cu and Zn increased with the residue application, determining increases in the accumulation of these elements by plants. Dry matter yield also increased with residue application. The addition of mineral potassium to the residue increased the yield of dry matter, but the addition of mineral had no influence on the yield. Acid solutions (HCl 0,01 mol L-1 and Mehlich-3) showed higher extraction capacity for Fe, Cu, Mn and Zn when compared to DTPA solution. All three solutions were efficient for prediction of Zn availability to plants. The HCl 0, 1 mol L-1 and Mehlich-3 were the most efficient solutions for Mn. For the other metais, a more efficient extractor has to be found