ABSTRACT Lettuce (Lactuca sativa) is the main leafy vegetable produced in Brazil. Since its production is widespread all over the country, lettuce traceability and quality assurance is hampered. In this study, we propose a new method to identify the geographical origin of Brazilian lettuce. The method uses a powerful data mining technique called support vector machines (SVM) applied to elemental composition and soil properties of samples analyzed. We investigated lettuce produced in São Paulo and Pernambuco, two states in the southeastern and northeastern regions in Brazil, respectively. We investigated efficiency of the SVM model by comparing its results with those achieved by traditional linear discriminant analysis (LDA). The SVM models outperformed the LDA models in the two scenarios investigated, achieving an average of 98 % prediction accuracy to discriminate lettuce from both states. A feature evaluation formula, called F–score, was used to measure the discriminative power of the variables analyzed. The soil exchangeable cation capacity, soil contents of low crystalized Al and Zn content in lettuce samples were the most relevant components for differentiation. Our results reinforce the potential of data mining and machine learning techniques to support traceability strategies and authentication of leafy vegetables.

ABSTRACT Due to the large extent of degraded areas in the Amazon, the use of conservation systems is very important to contain the advance of the agricultural frontier, and may favor the availability of nutrients such as phosphorus (P). This study evaluated effect of tillage systems on and cover plants distribution of organic P fractions (Po) in oxisol under soybean and grasses in crop successions. The experimental design was completely randomized with four replicates and five treatments: (i) conventional tillage (CT) with annual soil tillage; (ii) no-till (NT) in succession with Urochloa ruziziensis (NT1); (iii) NT in succession with U. brizantha (NT2); (iv) NT in succession with Panicum maximum (NT3); and (v) a control consisting of a fragment of native vegetation (NV). The Po fractions were quantified at depths of 0-5, 5-10, and 10-20 cm, before and after soybean cultivation and the P fractions were analyzed. The samples at a depth 0-5 and 5-10 cm had increased levels of biomass P in the NT1 and NT2. In addition, at depths of 0-5 and 5-10 cm, the treatments in no-tillage systems accumulated the most of the Po labile fractions. These results showed that conservation systems tend to accumulate most of the P fractions in soil through decomposition of organic residues. Thus, no-tillage system was shown to be important for Po supply, where the use of U. brizantha ‘Piatã’ (NT2) favored higher levels of organic P in labile and moderately labile fractions in soil, which was considered the best alternative for Po supply among the species tested.

ABSTRACT The interaction of Zn with soil compartments influences its bioavailability and uptake by plants. In this study, rice and soybean were cultivated under greenhouse conditions with the aim of evaluating Zn bioavailability and fractionation in a clayey-textured Typic Hapludox as a function of Zn rates (4 or 8 mg kg –1 Zn). The experiment was conducted until grain filling. Two soil subsamples (t 1 and t 2 ) that referred to the seeding and flowering stages, were collected and compared with two single extraction schemes, DTPA (Zn DTPAt1 and Zn DTPAt2 ) and Mehlich-1 (Zn Mt1 and Zn Mt2 ) for Zn available contents. Zn fractionation was carried out with t 2 soil subsamples for the testing of the following fractions: exchangeable Zn (Zn Exc ), Zn bound to carbonates (Zn Carb ), Zn bound to organic matter (Zn OM ), Zn bound to oxides (Zn Oxi ) and residual Zn (Zn res ). Zn applied to soil increased the Zn concentration in labile fractions in decreasing order as follows: Zn Exc > Zn OM > Zn Carb . There was no difference between the lesser or unavailable fractions, Zn Oxi and Zn res, when there was no correlation between the rates either with total accumulated Zn in plants (Zna total ), or the contents extracted by DTPA or Mehlich-1. Total cumulative Zn content in rice and soybean affected by the ZnCl 2 rates applied were positively correlated with Zn content extracted by both solutions. Both extractant solutions presented positive correlation between available contents of Zn with Zn bound to labile fractions.

ABSTRACT Plant residues and certain fertilizers accelerate soil acidification and increase the levels of aluminum-Al+3 in soils under no-tillage (NT). Silicates act as acidity amendments and as a source of silicon as in H4SiO4. An increase in the pH of soil solution causes the deprotonation of H4SiO4 and generates the anionic form (H3SiO4−). The aim of this study was to evaluate the ionic speciation of Si, Al, Ca, Mg and K in aqueous extracts by means of a software calculation. Since 2006, a field experiment has been under way on an Oxisol under NT subjected to lime and calcium-magnesium silicate applications under four crop systems. The amendments were applied in Oct 2006 and in Oct 2011, aiming to raise base saturation to 70 %. Soil samples were collected in Oct 2013, at depths of 0-5, 5-10, 10-20, 20-40 and 40-60 cm. Both Ca and Mg formed complexes with dissolved organic carbon (DOC) whereas the same was not observed for potassium. These three basic cations were mostly in their free forms regardless of treatment, while Al was mostly complexed with DOC even at the lowest depths (40-60 cm). The highest value of free Al form was 15 %. Si was almost 100 % as H4SiO4, and its activity was similar to its concentration in solution for all crop systems and at all depths, regardless of amendment applied. The percentages of H3SiO4− and Al-H3SiO42+ were irrelevant, providing more phytoavailable H4SiO4 in soil solution.

Fitotoxicidade e transferência de elementos potencialmente tóxicos como o cádmio (Cd) ou bário (Ba) dependem da disponibilidade desses elementos nos solos e das espécies de plantas expostas a esses. Objetivaram-se, neste trabalho, avaliar o efeito de doses de Cd e Ba na produção de ervilha (Pisum sativum L. ), sorgo (Sorghum bicolor L. ), soja (Glycine max L. ) e milho (Zea mays L.), cultivados em casa de vegetação num Latossolo Vermelho distrófico e num Neossolo Quartzarênico com atributos físicos e químicos contrastantes; e correlacionar a quantidade absorvida pelas plantas com extratores comumente utilizados na análise de solo, além dos coeficientes de transferência (fator de bioconcentração e fator de transferência) de diferentes partes das plantas. As plantas foram colhidas na fase de floração e medidas a produtividade e as concentrações de Cd ou Ba em folhas, caules e raízes. O Cd foi avaliado satisfatoriamente tanto pelo DTPA quanto pelo Mehlich-3 (M-3), em relação à quantidade de Cd acumulado nas plantas. O M-3 não se relacionou com Ba acumulado nas plantas, sugerindo que ele não deve ser usado para prever a disponibilidade de Ba. Os coeficientes de transferência foram específicos para solos e plantas e, portanto, não são recomendados para uso direto em modelos de avaliação de risco, sem considerar as características do solo e do grupo de plantas.

Phytotoxicity and transfer of potentially toxic elements, such as cadmium (Cd) or barium (Ba), depend on the availability of these elements in soils and on the plant species exposed to them. With this study, we aimed to evaluate the effect of Cd and Ba application rates on yields of pea (Pisum sativum L.), sorghum (Sorghum bicolor L.), soybean (Glycine max L.), and maize (Zea mays L.) grown under greenhouse conditions in an Oxisol and an Entisol with contrasting physical and chemical properties, and to correlate the amount taken up by plants with extractants commonly used in routine soil analysis, along with transfer coefficients (Bioconcentration Factor and Transfer Factor) in different parts of the plants. Plants were harvested at flowering stage and measured for yield and Cd or Ba concentrations in leaves, stems, and roots. The amount of Cd accumulated in the plants was satisfactorily evaluated by both DTPA and Mehlich-3 (M-3). Mehlich-3 did not relate to Ba accumulated in plants, suggesting it should not be used to predict Ba availability. The transfer coefficients were specific to soils and plants and are therefore not recommended for direct use in risk assessment models without taking soil properties and group of plants into account.

OBJETIVO: Sedimentos artificiais com formulações simples foram utilizados para avaliar a toxicidade do Cr em C. xanthus, D. rerio e P. reticulata. MÉTODOS: Os organismos foram expostos a duas formulações: sem matéria orgânica (S0) e com 1% de matéria orgânica (SIII), contaminadas com Cr nas concentrações de 90; 180; 360; 720 e 1440 mg/kg para os ensaios com C. xanthus e 375; 750; 1500 e 3000 mg/kg para os ensaios com peixes. RESULTADOS: Os resultados dos ensaios agudos demonstraram uma redução de até quatro vezes na toxicidade frente à presença de matéria orgânica detrital biodegradável (MO). C. xanthus apresentou maior sensibilidade ao metal em relação aos peixes. A redução na toxicidade do Cr frente à presença de MO foi verificada nos valores de CL50, que estiveram mais elevados nos em SIII (C. xanthus = 1234,43 mg/kg ; D. rerio = 2263,54 m/kg e P. reticulata = 2244,48 mg/kg) em relação à S0 (C. xanthus = 340,56 mg/kg; D. rerio = 1731,04 mg/kg e P. reticulata = 1733,55 mg/kg). CONCLUSÕES: Os sedimentos artificiais com formulações simples foram satisfatórios na avaliação da toxicidade e asseguram resultados confiáveis em estudos ecotoxicológicos

AIM: Artificial sediments with simple formulations were used to assess the toxicity of Cr to C. xanthus, D. rerio and P. reticulata. METHODS: The organisms were exposed to two sediment formulations: one without organic matter (S0) and one with 1% organic matter (SIII), both contaminated with Cr at concentrations of 90, 180, 360, 720 and 1440 mg/kg for the assays with C. xanthus, and 375, 750, 1500 and 3000 mg/kg for those with the two fish species. Chromium was obtained from the potassium dichromate (K2Cr2O7). RESULTS: The results of the acute toxicity tests demonstrated a reduction of up to four times in toxicity with the presence of OM, consisting of biodegradable detritus, even at the low concentration used (1%), and that C. xanthus was most sensitive to the metal. The reduction in the chromium toxicity was indicated by the LC50 values, which were higher in SIII (1234.43 mg/kg; 2263.54 m/kg; 2244.48 mg/kg) than in S0 (340.56 mg/kg; 1731.04 mg/kg; 1733.55 mg/kg) for C. xanthus, D. rerio and P. reticulata, respectively. CONCLUSIONS: Because of the repeatability of the results obtained, the artificial sediments with simple formulations were satisfactory to assess toxicity and can thus provide reliable results in ecotoxicological studies

A adsorção de metais pesados em solos afeta seu comportamento e biodisponibilidade às plantas. O conhecimento dos mecanismos de adsorção em sistemas competitivos permite uma avaliação mais realista do comportamento dos metais no solo do que estudos com adsorção de cada metal, isoladamente. Os objetivos desse trabalho foram: (i) avaliar a adsorção de Cd, Cu, Ni e Zn em amostras superficiais (0-0,2 m) de 14 solos representativos da região tropical úmida, em sistema competitivo e não-competitivo, e (ii) estabelecer sequências de afinidade metálica para cada solo, com base nos valores de capacidade máxima de adsorção (CMA) dos metais estimados por meio do modelo de Langmuir. O Rhodic Eutrudox, o Kandiudalfic Eutrudox, o Arenic Hapludalf (Alf2), o Arenic Hapludult (Ult2) e o Typic Argiudoll apresentaram elevadas capacidades de adsorção dos metais, ocorrendo o inverso para o Typic Quartzipsamment e para o Arenic Hapludult textura arenosa. No geral, a CMA dos metais aos solos foi menor no sistema competitivo. A sequência de afinidade mais comumente encontrada no sistema não-competitivo foi Cu > Zn > Ni > Cd. No sistema competitivo, a sequência foi Cu > Cd > Zn > Ni. Em geral, o modelo de Langmuir simulou de maneira satisfatória a adsorção dos metais nas amostras de solo.

The adsorption of heavy metals in soils affects their behavior in the environment and their bioavailability to plants. The knowledge of the adsorption mechanisms in competitive systems allows a more realistic evaluation of the metals' behavior in the soil than the single metal adsorption. The objectives of this study were (i) to evaluate Cd, Cu, Ni, and Zn adsorption in 14 surface samples (0-0.2 m) of representative soils of the Brazilian humid-tropical region, in competitive and non-competitive systems, and (ii) to establish metal affinity sequences for each soil, based in the maximum adsorption capacity (MAC) estimated by the Langmuir model. The Rhodic Eutrudox, the Kandiudalf Eutrudox, the Arenic Hapludalf, the Arenic Hapludult and the Typic Argiudoll had the highest metals' adsorption capacity, whereas the Typic Quartzipsamment and the sandy-textured Arenic Hapludult had the lowest values. In general, the MAC values for metals were lower in the competitive than in the non-competitive system. In the non-competitive system, the most common affinity sequence was Cu > Zn > Ni > Cd, whereas the most common sequence was Cu > Cd > Zn > Ni in the competitive system. In general, the Langmuir model fitted well the adsorption data of metals on the studied soils.

O uso agrícola é uma das alternativas eficientes para o manejo de biossólidos. Dependendo, porém, da origem (urbana e, ou, industrial) e do sistema de tratamento, biossólidos podem conter concentrações elevadas de metais pesados, que, por sua vez, podem acumular-se nos solos. O uso de condicionadores químicos pode reduzir a biodisponibilidade e a mobilidade de metais no solo e, conseqüentemente, os riscos ao meio ambiente. Neste estudo, avaliaram-se os efeitos da adição de quatro condicionadores [carbonato de cálcio (CaCO3), sulfato de Ca (CaSO4), fosfato de potássio monobásico (KH2PO4) e hidroxiapatita sintética (HA)] na retenção e distribuição de Zn, Cu e Cd em Latossolos tratados com biossólido. Considerando a baixa solubilidade, a HA foi equilibrada nos valores de pH 4, 5 e 6. Utilizaram-se amostras superficiais (0-0,2 m) de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf) e de um Latossolo Amarelo distrófico (LAd). Dois gramas de terra foram colocados para reagir em câmaras-duplas de difusão com 2 g de biossólidos com teores elevados de metais. Após atingir o equilíbrio (aproximadamente sete dias), a solução foi centrifugada, filtrada e acidificada, e as concentrações de Zn, Cu e Cd foram determinadas. As fases sólidas (solo e biossólido) foram secas por congelamento e, a seguir, procedeu-se à extração seqüencial de Zn, Cu e Cd. Os condicionadores foram eficientes na remoção de Zn, Cd e, em menor proporção, de Cu da solução. Em geral, o CaCO3 foi o mais eficiente na imobilização dos metais seguido da HA (pH 6). A HA equilibrada nos valores de pH 4 e 5 não promoveu imobilização dos metais. Após a introdução dos condicionadores, a quantidade de metais no solo ligados à fração trocável foi reduzida e os teores dos metais ligados à superfície dos óxidos/carbonatos foram aumentados, sobretudo nos tratamentos em que se utilizaram CaCO3 e HA (pH 6).

Land application represents an efficient alternative for disposal of biosolids. However, depending on the origin (urban and/or domestic) and the treatment system, biosolids may contain high amounts of heavy metals, which can gradually build up in the soil. Soil chemical amendments in contaminated areas can reduce the bioavailability and mobility of heavy metals and, consequently, minimize the risks of their adverse effects on the environment. The objective of this study was to evaluate the effects of four chemical amendments [calcium carbonate (CaCO3), calcium sulfate (CaSO4), monobasic potassium phosphate (KH2PO4) and synthetic hydroxyapatite (HA)] on Zn, Cu, and Cd retention and distribution in Oxisols amended with biosolid. Due to the low solubility, HA was equilibrated at pH 4, 5, and 6. Surface soil samples (0-20 cm) of a Rhodic Acrudox (RA) and a Typic Haplorthox (HP) were used. Two grams of each soil sample were equilibrated in a dual- diffusion chamber with 2 g of heavily contaminated with heavy metals. The suspension was constantly stirred for a more uniform mixing of the solutions. When the equilibrium was reached (after approximately seven days), the solution was centrifuged, filtered and acidified. Copper, Zn, and Cd concentrations in solution were determined. The solid phases (soil and biosolid) were freeze-dried and sequential extractions of Zn, Cu and Cd were performed. The chemical amendments were efficient in Zn, Cd and, to a lesser extent, Cu immobilization. Calcium carbonate followed by HA (pH 6) was, in general, the most efficient treatment in reducing metal concentrations in solution. No heavy metal immobilization was obtained by HA equilibrated at pH 4 and 5. Chemical amendments markedly reduced the amounts of metals associated with the exchangeable fraction and increased the surface oxide/carbonate pool, especially in the treatments with CaCO3 and HA (pH 6).

A especiação química da solução do solo é uma importante ferramenta para avaliar a disponibilidade de nutrientes e o potencial fitotóxico do alumínio. As formas em que os elementos ocorrem na solução dos solos sob sistema plantio direto (SPD) ainda são pouco conhecidas, sobretudo em áreas que receberam aplicação de calcário. Avaliou-se a distribuição das espécies químicas de alumínio e nutrientes na solução do solo (extrato aquoso 1:1), cinco anos após a aplicação de calcário, na introdução do SPD em área de pastagem nativa, em Ponta Grossa -PR. Aplicaram-se 4,5 t ha-1 de calcário dolomítico na superfície, em dose única ou parcelada durante três anos, ou com incorporação na camada de 0 - 0,20 m, de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa. As amostras de solo foram coletadas nas profundidades de 0 - 0,05; 0,05 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,4; 0,4 - 0,6 e 0,6 - 0,8 m. O alumínio (Al) ocorreu predominantemente complexado pelo carbono orgânico dissolvido (DOC) e pelo fluoreto, e em baixíssimas proporções na forma livre Al3+, mesmo em condições de alta acidez. Para cálcio (Ca) e magnésio (Mg), as espécies químicas que ocorreram em maiores proporções foram as formas livres (Ca2+ e Mg2+) e complexadas pelo DOC. O fósforo, além das formas livres (H2PO4-, HPO4(2-)), interagiu com alumínio (par iônico Al-HxPO4x), sobretudo até 0,1 m de profundidade. A complexação do alumínio pelo carbono orgânico dissolvido não foi influenciada pela correção da acidez do solo por meio da calagem na superfície ou com incorporação. A aplicação de calcário não alterou a especiação de cálcio e magnésio na solução do solo sob sistema plantio direto. Contudo, a ocorrência das formas livres H2PO4- e HPO4(2-) foi influenciada pela calagem, havendo incremento das formas associadas com cátions.

The chemical speciation of the soil solution is an important tool for evaluating nutrient availability and aluminum phytotoxicity. The effect of liming in the composition of the soil solution under the no-till (NT) system is still not well known. We evaluated the chemical speciation of Al and nutrients in the soil solution (water extract 1:1), five years after liming at the moment of the establishment of NT in a native pasture, in Ponta Grossa, Paraná State, Brazil. Dolomitic lime was applied at a rate of 4.5 t ha-1 (either incorporated or surface-applied), or split in three annual rates of 1.5 t ha-1. Soil samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox were collected at the 0 - 0.05; 0.05 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.4; 0.4 - 0.6; and 0.6 - 0.8 m layers, in May, 2003. Aluminum was mainly complexed to dissolved organic carbon (DOC) and fluoride, while the free form Al3+ was present in fewer amounts even under acidic conditions. Calcium and magnesium were found as free forms (Ca2+, Mg2+) and complexed by organic anions. Phosphorus was found as free forms (HPO4(2-), H2PO4-) and complexed with aluminum (ionic pair Al-HxPO4x) up to 0.1 m. Complexation of Al by DOC was not influenced by surface-applied or incorporated liming. Liming did not change Ca and Mg speciation in the soil solution under NT system. The presence of free forms HPO4(2-) and H2PO4-, however, was influenced by liming, because of the increase in cation associated forms.

Avaliaram-se os teores de Cu em função da variação do pH e da adição de cama-de-frango de dois solos com elevados teores deste elemento. Foram coletadas amostras da camada superficial (0 a 10 cm) de um typical dystrophic Lithic Udorthent - LU (Neossolo Litólico distrófico típico) e de um Humic Dystrudept - HD (Cambissolo Húmico alumínico típico) da região da Serra do RS, cultivados com parreirais que receberam aplicações sucessivas de produtos à base de Cu. Foram determinados os teores de Cu solúvel em DTPA e pelo método Mehlich III, além do Cu trocável em CaCl2. A disponibilidade de Cu foi afetada principalmente pelo pH do solo. O extrator CaCl2 foi o que melhor se correlacionou com os teores de Cu em solos contaminados em função dos tratamentos aplicados. A adição de cama-de-frango não diminuiu a disponibilidade de Cu destes solos. Os teores de Cu total variaram entre 1.300 e 1.400 mg kg-1 nos dois solos. Considerando os teores totais de Cu nos solos, as frações "disponíveis", extraídas por DTPA, por CaCl2 e por Mehlich III representaram, em média, 35%, 0,20% e 63% do total de Cu presente no solo, respectivamente.

Copper (Cu) concentration was evaluated as a function of pH variation and addition of poultry litter to a Dystrophic Lithic Udorthent and a Humic Dystrudept from the state of Rio Grande do Sul, Brazil, cultivated with vines treated with successive applications of Cu-based product. Samples were collected from the surface layer (0 to 10 cm). Soluble Cu concentration was determined using DTPA and Mehlich III as extractants, and exchangeable Cu was determined in CaCl2. The availability of Cu was mainly affected by the soil pH. CaCl2 extractant had the best correlation with Cu concentration in contaminated soils, according to treatments applied. The addition of poultry litter did not reduce Cu availability in these soils. Total soil Cu content varied between 1,300 and 1,400 mg kg-1 in both soils. Copper available fractions, extracted by DTPA, CaCl2 and Mehlich III, averaged 35, 0.2 and 63%, respectively, of the total Cu present in the soil.

O trabalho teve como objetivo avaliar a distribuição de formas de cobre, em função do pH e da adição de cama-de-frango, em amostras da camada superficial (0 a 10 cm) de um Neossolo Litólico distrófico típico e de um Cambissolo Húmico alumínico típico, da região da Serra Gaúcha, cultivados por mais de 15 anos com parreirais que receberam aplicações sucessivas de produtos fitossanitários à base de cobre. Para avaliar os efeitos da variação do pH e do teor de matéria orgânica do solo nas formas de cobre, cinco doses de HNO3 (50, 100, 200, 300 e 400 mmol kg-1) e quatro doses de cama-de-frango em base seca (10, 20, 40 e 80 t ha-1) foram adicionadas aos solos. As frações observadas foram: trocável; ligada à matéria orgânica; ligada a óxidos de Fe, de Al e de Mn; e fração residual. A maior proporção do cobre dos solos esteve ligada à fração orgânica (entre 70 e 80%). Com a diminuição do pH (de 6,8 para 3,8), os teores de cobre trocável aumentaram, enquanto os teores de cobre ligados às frações matéria orgânica, óxidos e residual diminuíram. A adição de cama-de-frango não afetou significativamente a distribuição das formas de cobre nos solos, com exceção dos teores trocáveis.

The objective of this study was to evaluate the distribution of forms of copper as affected by pH and poultry litter addition in samples of surface layers (0 to 10 cm) of a Dystrophic Lithic Udorthent and a Humic Dystrudept, both from Serra Gaúcha (Rio Grande do Sul highlands), Brazil, cultivated for more than 15 years with vines treated with successive applications of copper-based products. To evaluate the effects of pH variation and soil organic matter content in copper forms, five doses of HNO3 (50, 100, 200, 300 e 400 mmol kg-1) and four doses of poultry litter in dry basis (10, 20, 40 e 80 t ha-1) were added to the soils. The following fractions were evaluated: exchangeable; bound to organic matter; bound to Fe, Al, and Mn oxides; and residual. The largest proportion of copper of the soil was bound to organic matter fraction (from 70 to 80%). As the pH decreased from 6.8 to 3.8, the copper exchangeable contents increased, while copper bound to organic matter, oxides, and residual fractions decreased. The application of poultry litter did not significantly affect the distribution of forms of copper in both soils, except for the exchangeable fraction.

O baixo teor de Ca e a toxicidade por Al são importantes limitações à produtividade das culturas em solos ácidos brasileiros. É possível aumentar o teor de Ca e reduzir a toxicidade por Al por meio da aplicação de gesso agrícola. No entanto, é importante melhor compreensão dos efeitos do gesso na especiação iônica da solução do solo. Avaliou-se a especiação iônica da solução do solo (extrato aquoso 1:1) de amostras de um Latossolo Vermelho distrófico textura argilosa, sob sistema plantio direto, cinco anos após a aplicação superficial de 3, 6 e 9t ha-1 de gesso agrícola. A especiação foi realizada com auxílio do programa computacional Visual Minteq em amostras coletadas nas profundidades de 0-0,05; 0,05-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Para o Al, as principais espécies químicas foram os complexos com carbono orgânico dissolvido (Al-COD) e com F (Al-F), enquanto o par iônico AlSO4+ ocorreu em pequena proporção. O COD foi o principal ligante para Mg e Ca, mas em muito maior magnitude para este último, refletindo importante participação dos ânions orgânicos na dinâmica desses nutrientes. Em relação ao sulfato, apesar da formação dos pares iônicos com Ca, Mg e Al (CaSO4(0), MgSO4(0) e AlSO4+), houve a predominância da forma livre S-SO4-2, enquanto o fosfato apresentou forte interação com o Al em solução, formando a espécie química Al-HxPO4x.

Low Ca content and Al toxicity are important limitations for yield crops in Brazilian acids soils. Gypsum application may increase Ca contents and decrease Al toxicity. However, a better knowledge of the effects of gypsum on the ionic speciation of soil solution is very important. The ionic speciation of the soil solution (water extract 1:1) was evaluated in samples from a dystrophic clayey Rhodic Hapludox under no-till system, 5 years after surface application of gypsum (3; 6 and 9t ha-1). The ionic speciation was performed by using the Visual Minteq program in samples collected at the following depths: 0-0.05; 0.05-0.1; 0.1-0.2 and 0.2-0.4m. The main Al complexing agents in solution were with dissolved organic carbon (Al-DOC) and F (Al-F), while the ionic par AlSO4+ occurred in small proportion. Ca and Mg were complexed by DOC, and the effect was more pronounced for Ca, reinforcing the important participation the organic anions in the dynamic of these nutrients. Although sulphate had formed ionic pairs with Ca, Mg and Al (CaSO4(0), MgSO4(0) and AlSO4+), the free form (S-SO4-2) predominated; while phosphate strongly interacted with Al in solution, forming the chemical specie Al-HxPO4x.

O sistema plantio direto (SPD) contribui para o incremento dos teores de matéria orgânica (MO) no solo, o que pode alterar as relações entre os teores de alumínio (Al) trocável e não trocável, devido à complexação desse cátion. Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito da calagem e da gessagem nos teores de Al trocável (Al-KCl), Al trocável + não trocável (Al-CuCl2) e Al não trocável em amostras de Latossolo Vermelho cultivado há 55 meses no SPD, no município de Ponta Grossa (PR). Na implantação do sistema sobre uma pastagem nativa, entre os meses de julho e outubro de 1998, foram aplicadas 4,5 t ha-1 de calcário em superfície, em única aplicação, ou parceladas em três aplicações anuais de 1,5 t ha-1, ou ainda em uma aplicação, sendo o corretivo incorporado a 20 cm de profundidade. Nas subparcelas, foram aplicadas três doses de gesso: 3, 6 e 9 t ha-1. A calagem reduziu os teores de Al-KCl, Al-CuCl2 e de Al não trocável, que se relacionaram negativamente com o pH do solo. Mesmo em condições de elevada acidez, os teores de Al trocável foram baixos, predominando no solo o Al não trocável, que representou 98%, 95%, 91% e 89% do Al extraído nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm respectivamente. Não foi detectado efeito do gesso nos teores de nenhuma das formas de Al.

No-tillage (NT) system contributes for the increase of soil organic matter (OM) contents, changing the ratio between exchangeable and non-exchangeable Al due to cation complexation. This study was carried out to evaluate the effect of lime and gypsum application in the contents of exchangeable aluminum (Al-KCl), exchangeable + non-exchangeable aluminum (Al-CuCl2), and non-exchangeable Al from samples of a dystrophic clayey Rhodic Hapludox under NT for 55 months, in Ponta Grossa - PR. The NT system was implemented on a native pasture between July and October of 1998. Three methods of lime application were evaluated: a single application of 4.5 t ha-1, either incorporated down to 20 cm or surface applied, and 1.5 t ha-1 applied in each of three years. In the subplots, 3, 6 or 9 t ha-1 of gypsum were applied. The liming decreased contents of Al-KCl, Al-CuCl2 and non-exchangeable Al. Both Al forms related negatively with soil pH. Even with large soil acidity, exchangeable Al contents were low, and non-exchangeable Al was the predominant form, representing 98, 95, 91, and 89 % of total Al, at 0-0.05; 0.05-0.1; 0.1-0.2, and 0.2-0.4 m, respectively. Gypsum application did not affected Al-KCl, Al-CuCl2 and non-exchangeable contents.

As propriedades eletroquímicas dos solos tropicais são muito importantes para entendimento dos fenômenos físico-químicos que afetam a fertilidade do solo e a disponibilidade dos nutrientes das plantas. Essa revisão destaca os atributos eletroquímicos de solos e o comportamento e a disponibilidade de nutrientes, elementos tóxicos e metais pesados no solo, especialmente aqueles com predominância de minerais com cargas variáveis. A disponibilidade dos elementos é relacionada com a troca iônica, especiação da solução e propriedades adsortivas eletrostáticas e específicas do solo. Modelos empíricos e de complexação de superfície são brevemente descritos, e são apresentados resultados de sua aplicação em solos tropicais. É necessário um melhor entendimento do papel da dupla camada difusa de cargas e da CTC na disponibildade de nutrientes em solos altamente intemperizados, assim como uma melhor compreensão dos modelos de complexação de superfície, a fim de melhorar o entendimento do comportamento dos ânions no solo. Mais estudos devem ser conduzidos para gerar resultados que tornem possível o uso de conceitos de especiação química e o cálculo de diversas constantes usadas em modelos de complexação, especialmente para solos altamente intemperizados do trópico úmido. Deve haver um contínuo desenvolvimento de programas computacionais que já tenham incorporado os conceitos de especiação e modelos de adsorção no estudo da disponibilidade de nutrientes, elementos tóxicos e metais pesados no sistema solo-planta.

Electrochemical properties of soils are very important for the understanding of the physico-chemical phenomena which affect soil fertility and the availability of nutrients for plants. This review highlights the electrochemical properties of tropical soils, the behavior and the availability of nutrients, toxic elements and heavy metals in the soil, especially for soils with predominant variable charge minerals. Availability of the elements is related to ionic exchange, solution speciation, and electrostatic and specific adsorptive soil properties. Empirical and surface complexation models are briefly described, and some results of their application in tropical soils are presented. A better understanding of the role of the double diffuse layer of charges and CEC on nutrient cation availability for highly weathered soils is required, as well as a solid comprehension of surface complexation models, in order to improve the knowledge regarding the behavior of anions in soils. More studies have to be conducted to generate results that enable the use of chemical speciation concepts and calculation of several constants used in surface complexation models, especially for highly weathered soils from the humid tropics. There has to be a continuing development and use of computer softwares that have already incorporated the concepts of chemical speciation and adsorption models in the study of nutrients, toxic elements and heavy metal availability in the soil-plant system.