Respostas das plantas e modificação de propriedades do solo pela aplicação de escória básica de aciaria

Abstract

As escórias siderúrgicas, resultantes da fabricação de aços, possuem características químicas que indicam um possível uso na agricultura, como corretivos de acidez do solo e fontes de alguns nutrientes para as plantas. Porém, possuem componentes indesejáveis, como metais pesados, que podem provocar situações de risco ambiental. Com o objetivo de avaliar a eficiência agronômica e o aporte de metais pesados ao solo pela aplicação de escória básica de aciaria, foi conduzido um estudo em colunas de solo (Argissolo Vermelho distrófico típico – PVd; volume de 10 dm3/coluna), mantidas a céu aberto, em delineamento completamente casualizado, com quatro repetições. Os tratamentos aplicados ao solo, com base na dose para elevar o pH a 6,5 pelo método SMP, foram: 1 - Testemunha; 2 - CaCO3+MgCO3 (PRNT 100%) 3 - Trat. 2 + adubação NPK; 4 - Escória (partículas < 0,149 mm e PRNT 60%); 5 - Trat. 4 + NPK; 6 - Escória 2 x dose (1/3 partículas < 0,149 mm e 2/3 partículas 0,149 – 0,5 mm) + NPK; 7 - Trat. 4 + N; 8 - Escória 5 x dose (partículas 0,5 – 2,0 mm) + Trat. 3; 9 - Escória 10 x dose (partículas 2,0 – 15,0 mm) + Trat. 3. Foram feitos três cultivos (aveia – Avena sativa/inverno de 2002, aveia/inverno 2003 e milho – Zea mays/verão 2004). Após cada cultivo, foi feita a amostragem do solo (12, 18 e 24 meses após aplicação dos tratamentos). Quando em doses equivalentes, a escória proporcionou aumentos dos valores de pH, CTC efetiva e saturação por bases e teores de Ca e Mg do solo semelhantes ao carbonato. À exceção do Mg, estes atributos foram maiores nos tratamentos com maiores doses e diâmetro de partículas, indicando a reatividade também das frações mais grossas da escória. Tanto para o carbonato como para a escória, a produção de matéria seca das plantas aumentou com a adição de NPK, indicando que o resíduo não supre adequadamente os nutrientes P e K, conforme também demonstrado pelas análises das plantas e do solo. Entre os micronutrientes, apenas o Mn teve aumento de disponibilidade, mas tendeu a diminuir com o aumento do pH do solo. Nos tratamentos com escória, os teores dos metais Cd, Cr, Ni e Pb nas plantas não diferiram da testemunha e, em geral, suas quantidades absorvidas não diferiram do tratamento com carbonato e NPK. Dentre os metais avaliados, somente Mn, Cr e Ni nas maiores doses de escória (2, 5 e 10 X) tiveram acúmulo no solo maior que os tratamentos testemunha e com carbonato. Os resultados indicam que a escória utilizada é eficiente na correção da acidez do solo e que, quando aplicada em dose para elevar o pH até 6,5, em solos com características semelhantes ao estudado, não representa risco de acúmulo excessivo de metais pesados.

The siderurgic slags, byproducts of steel production, have chemical characteristics that indicate a possible use in agriculture, as liming materials and sources of some plant nutrients. However, they may enclose undesired components, like heavy metals, which may result in situations of environmental hazard. In order to evaluate its agronomic efficiency and the heavy metals accumulation in the soil by the application of steel basic slag, an experiment was carried out in soil columns (Typic Paleudult; 10 dm3/column soil volume), under natural rainfall conditions, in a completely randomized design with four replications. Soil treatments based on the liming rate do achieve pH 6,5 by the SMP method were: 1 - Control; 2 - CaCO3+MgCO3 (neutralizing value - NV 100%) 3 - Treat. 2 + NPK fertilizers; 4 - Slag - 1 x rate (particles < 0,149 mm e NV 60%); 5 - Treat. 4 + NPK; 6 – Slag - 2 x rate (1/3 particles < 0,149 mm e 2/3 particles 0,149 – 0,5 mm) + NPK; 7 - Treat. 4 + N fertilizer; 8 – Slag - 5 x rate (particles 0,5 – 2,0 mm) + Treat. 3; 9 – Slag - 10 x rate (particles 2,0 – 15,0 mm) + Treat. 3. Oat plants (Avena sativa) in 2002 and 2003 winters and corn plants (Zea mays) in 2004 summer were grown on the treated soil, which was sampled after each crop (12, 18 and 24 months after treatments application). At equivalent rates both slag and carbonate increased similarly the values of pH, effective CEC and bases saturation and the Ca and Mg contents in the soil. Except for Mg, these attributes were higher for the treatments with slag at higher rates and larger particle size showing the reactivity of the coarse factions. For both carbonate and slag, plant dry matter yield increased only with NPK fertilization, showing that this residue did not supply P and K, as also observed in plants and soil analysis. Among micronutrients only Mn showed increase in availability, but tended to decreased with soil pH rise. In general, there was no significant difference for plant concentration of the metals Cd, Cr, Ni and Pb among slag and control treatments as well as their plant accumulation among slag and carbonate+NPK treatments. Among the analysed metals, only Mn, Cr and Ni at higher slag rates (2, 5 and 10 x) increased in the soil to values significantly higher than control and carbonate treatments. The results show that the used slag is efficient as liming material and that it is not expected to provide excessive heavy metals accumulation when applied at rates to rise pH value up to 6,5 in soils with similar characteristics to the one in this study.