Potential of organic materials to attenuate copper soil contaminaton

The aggravation of environmental problems has stimulated discussion about new ways of producing in the field. The term alternative agriculture covers non-conventional agricultural systems, such as natural, ecological, biodynamic, permaculture, biological, organic and agroecological systems. In addition to organic inputs for fertilization and soil conditioners, crops grown in alternative systems also require natural products to combat pests and plant diseases. Heavy metals such as arsenic, cobalt, copper, lead, and zinc, which occur as impurities in these products, can reach undesirable levels and cause contamination of soil, water, and sediments. The Bordeaux mixture is a fungicide composed of hydrated copper sulphate (CuSO4.5H2O) and quicklime (CaO) and is legalized for use in alternative agricultural systems, but may increase copper (Cu) contents in the soil and affect soil and water quality. The objective of this work was to evaluate the soil and water contamination potential of copper contained in the Bordeaux mixture; ii) to evaluate the retention of Cu in clay soil fertilized with waste and organic conditioners; and iii) estimate the potential for soil and water contamination. Copper contamination potential was evaluated based on a literature review focused on articles, dissertations and theses published, focusing on alternative agricultural production systems. The retention of Cu and its soil and water contamination potential were evaluated by means of a laboratory test using clay tubes filled with clay soil treated with three types of organic materials (Bokashi, coconut fiber, and leonardite) in three doses of Bordeaux mixture. The test lasted 47 days and regular percolate samplings were performed. At the end of the experiment, the content of Cu retained in the soil was determined. Residues and organic conditioners, in all tested doses, retained more than 55% of the applied Cu, even after extraction with strong acid. Bokashi presented the lowest concentration of Cu in the percolate (0.621 mg L-1) and the lowest concentrations retained in the soil, after extraction with weak acid (68.4% in the lowest dose) and with strong acid (59.9% in the highest dose ). Leonardite showed the highest concentration of Cu in the percolate (1.4% in the highest dose) and the highest concentrations retained in the soil, after extraction with weak acid (98.2% in the medium dose) and with strong acid (94.1% in the lowest dose). It is concluded that leonardite, a material rich in humic substances, has high Cu adsorption capacity and may be useful in organic production systems to mitigate contamination of soils and water with Cu.Não recebi financiamentoO agravamento dos problemas ambientais tem estimulado a discussão sobre novas formas de se produzir no campo. O termo agricultura alternativa abrange sistemas não convencionais de agricultura, tais como sistema natural, ecológico, biodinâmico, permacultura, biológico, orgânico e agroecológico. Além dos insumos orgânicos para fertilização e condicionadores do solo, as culturas produzidas em sistemas alternativos também necessitam de produtos naturais para combate de parasitas e doenças de plantas. Metais pesados como arsênio, cobalto, cobre, chumbo e zinco, que ocorrem como impurezas em nesses produtos, podem alcançar níveis indesejáveis e provocar contaminação de solo, água e sedimentos. A calda bordalesa é um fungicida composto por uma mistura de sulfato de cobre penta hidratado (CuSO4.5H2O) e cal virgem (CaO) e é legalizado para uso em sistemas alternativos de agrícola, mas pode aumentar os teores de cobre (Cu) no solo e afetar a qualidade do solo e da água. Objetivou-se com este trabalho i) avaliar o potencial de contaminação de solo e água por cobre contido em produtos fitossanitários usados em sistemas alternativos; ii) avaliar a retenção de Cu, em solo argiloso adubado com resíduo e condicionadores orgânicos; e iii) estimar o potencial de contaminação de solo e águas. O potencial de contaminação por cobre foi avaliado a partir de uma revisão bibliográfica focada em artigos, dissertações e teses publicados, com foco em sistemas de produção da agricultura alternativa. A retenção de Cu e seu potencial de contaminação de solo e água foram avaliados por meio de ensaio em laboratório, usando tubos de PVC preenchidos com solo argiloso tratados com três tipos de materiais (Bokashi, fibra de coco e leonardita, em três doses de calda bordalesa. O ensaio durou 47 dias e foram realizadas amostragens regulares do percolado. Ao final do experimento, foi determinado o teor de Cu retido no solo. Os resíduos e os condicionadores orgânicos, em todas as doses testadas, retiveram no solo mais de 55% do Cu aplicado, mesmo após extração com ácido forte. O Bokashi apresentou a menor concentração de Cu no percolado (0,621 mg L-1) e as menores concentrações retidas no solo, após extração com ácido fraco (68,4% na menor dose) e com ácido forte (59,9% na maior dose). A leonardita apresentou a maior concentração de Cu no percolado (1,4% na maior dose) e as maiores concentrações retidas no solo, após extração com ácido fraco (98,2% na dose média) e com ácido forte (94,1% na menor dose). Conclui-se que a leonardita, material rico em substâncias húmicas, tem alto poder de adsorção de Cu e pode ser útil em sistemas de produção orgânica para atenuar a contaminação dos solos e da água com Cu