This study reports long- and medium-term effects of the application of up to 12 Mg ha-1 of phosphogypsum (PG) as soil conditioner and source of Ca and S, in two field trials, conducted under no-till systems. One field trial was located in Ponta Grossa, state of Paraná (PR), Brazil, on a loamy Oxisol, which received lime and PG applications in 1993. Another area of study was located in Guarapuava (PR), on a clayey Oxisol,which received PG in 2005. After thirteen years of surface-applied lime on the loamy Oxisol, we observed soil acidity reduction up to 80 cm depth, while PG effects Ca²+ and S-SO4(2-)contents were more pronounced at deeper soil layers. Sulfate distribution in soil profiles was mostly correlated with Fe d and Fe d-Fe o. However, there was no long-term effect of lime and PG additions on no-till maize (Zea mays) and wheat (Triticum aestivum) yields. An appreciable movement of SO4(2-)-S to the subsoil was observed in soil samples from the clayey Oxisol after surface-applied PG. This was observed even in the medium term (3.5 years) and despite the higher adsorption capacity of sulfate. In this case, PG addition had positive benefits on maize and triticale (X Triticosecale) yields due to the supply of Ca²+ and SO4-2-S to the plants.

O herbicida imazaquin apresenta um grupo funcional ionizável ácido e um básico, e seu comportamento no solo é dependente do pH, do conteúdo de carbono orgânico (CO) e dos teores de óxidos, principalmente em solos com carga variável. A energia livre (DG) da reacão de sorção de moléculas de 14C-imazaquin foi estudada em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), de um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e de um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef), em quatro valores de pH. A equação de Freundlich foi ajustada aos resultados para determinação do coeficiente de sorção. Independentemente da profundidade de coleta das amostras, a estabilidade das formas sorvidas do imazaquin ao solo diminuiu com a elevação do pH. A sorção diminuiu, ou seja, a quantidade de moléculas remanescentes na solução do solo após o equilíbrio aumentou à medida que ocorreu a elevação do pH. Para todas as amostras, DG aumentou de forma mais abrupta nos valores de pH entre o valor da constante de dissociacão da molécula (pKa = 3,8) e pKa + 2 (= 5,8). Nesta faixa, a percentagem de moléculas aniônicas de imazaquin aumentou, favorecendo, desse modo, o aumento da repulsão eletrostática e da solubilidade da molécula em água. Dentre as amostras superficiais, o NVef apresentou maior quantidade de imazaquin sorvido, em razão da maior quantidade de CO e de argila, apresentando, conseqüentemente, menor valor de DG nos diferentes valores de pH. Entretanto, praticamente não ocorreu diferença entre as amostras subsuperficiais dos solos. Os resultados do DG de sorção evidenciaram a importância do pKa do pesticida, do potencial elétrico e da quantidade de óxidos na camada subsuperficial do solo para explicar o comportamento sortivo de herbicidas em solos tropicais altamente intemperizados.

The herbicide imazaquin has an acid and a basic ionizable functional group, and its behavior in soil depends on the pH and organic carbon (OC) and oxide contents, mainly in soils with variable charges. The free energy (DG) of 14C-imazaquin molecule sorption was evaluated in surface and subsurface samples of an Anionic "Rhodic" Acrudox (RA), an Anionic "Xanthic" Acrudox (XA), and a Rhodic Kandiudalf (RK), at four different pH levels. The Freundlich equation was fitted to the resulting data to determine the sorption coefficient. Independently of the sampling depth, the stability of the sorbed forms of imazaquin decreased as the pH increased. In other words, imazaquin sorption decreased, i.e., its remaining concentration in the soil solution after the equilibrium increased as the pH increased. For all samples, DG increased abruptly in the pH range that lies between the molecule dissociation constant value (pKa = 3.8) and pKa + 2 (= 5.8). Within this pH range, the percentage of anionic imazaquin forms increased, which entails electrostatic repulsion and water solubility. Among the surface samples, the RK soil showed higher sorption of imazaquin, probably due to its higher OC and clay contents, consequently presenting lower DG values at the different pH levels. However, there was practically no difference among the subsurface samples. DG values emphasized the importance of pesticide pKa, electric potential, and oxide contents in the subsurface soil layer for the understanding of the sorption behavior of ionizable herbicides in highly weathered tropical soils.

As interações dos ânions fosfato e sulfato com os colóides do solo são expressivas, principalmente com óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio, cujas cargas elétricas de superfície variam com o pH e com a força iônica do meio. O objetivo deste trabalho foi estudar a adsorção de fosfato e de sulfato em amostras superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho acriférrico (LVwf), um Latossolo Amarelo ácrico (LAw) e um Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef) da região norte do estado de São Paulo, Brasil. A isoterma de Langmuir foi utilizada para obter a adsorção máxima de fosfato e sulfato pelos solos. Para simular a adsorção, utilizou-se o modelo tetraplanar. As adsorções dos ânions foram superiores nas amostras de subsuperfície, cujos teores de matéria orgânica eram menores. As adsorções máximas foram menores no LAw, que apresentou as menores concentrações de óxidos de Fe e Al. A adsorção de fosfato diminuiu com a elevação do pH até 5 ou 6; no entanto, em pH acima de 6 a adsorção aumentou. Para o sulfato, a adsorção diminuiu com a elevação do pH em toda a faixa estudada. Os potenciais elétricos superficiais obtidos pelo modelo tetraplanar não foram realísticos, embora ele tenha se mostrado abrangente quanto ao entendimento dos efeitos do pH e das concentrações de fosfato e sulfato em relação às variações dos potenciais, além de ser eficiente na simulação da adsorção dos ânions.

Interactions between P and S anions and soil colloids are significant, mainly those rich in iron and aluminum oxides, whose electric surface charges vary according to the pH and ionic strength of the solution. The objective of this study was the evaluation of phosphate and sulfate adsorption on surface and subsoil samples of a clayey Anionic Acrudox, a medium-textured Anionic Acrudox and a clayey Rhodic Kandiudalf from the northern region of the State of São Paulo, Brazil. Maximum phosphate and sulfate adsorption was determined by the isotherm of Langmuir, and the four layer model used for adsorption simulation. Phosphate and sulfate adsorption were superior on the subsoil, where organic matter contents were lower. On LAw samples, which presented lowest iron and aluminum oxide concentrations, maximum adsorption was smaller. Phosphate adsorption decreased when pH values were elevated up to 5 or 6, but pH above 6 provided higher adsorption rates. Sulfate adsorption decreased with pH elevation. Values obtained for the electric surface potential by the four layer model were not realistic, although the model was efficient for the simulation of anion adsorption and provides a comprehensive understanding of pH, and phosphate and sulfate concentration effects on surface potential variations.

O cádmio pode ser adicionado ao solo por meio de resíduos de pneus, óleos, lixo urbano, lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. É facilmente absorvido e translocado nas plantas e tem potencial de entrar na cadeia alimentar humana, causando sérios problemas de saúde. Os objetivos deste trabalho foram estudar a adsorção de cádmio em camadas superficiais e subsuperficiais de dois Latossolos ácricos de diferentes texturas, com balanço positivo de cargas em profundidade, bem como comparar os resultados com os obtidos para o Nitossolo Vermelho eutroférrico (NVef), todos localizados no norte do estado de São Paulo. Valores de adsorção máxima (b) e de afinidade do solo ao íon cádmio (K), obtidos pela equação de Langmuir, foram correlacionados com atributos químicos e mineralógicos dos solos. Com a elevação do pH, houve expressivo aumento na adsorção de cádmio para todas as amostras. Os horizontes superficiais adsorveram maiores quantidades de cádmio em relação aos horizontes B, graças ao maior teor de matéria orgânica nesta camada. O NVef adsorveu maiores quantidades de cádmio do que os Latossolos. Os parâmetros K e b de Langmuir foram positivamente correlacionados com carbono orgânico, capacidade de troca de cátions, retenção de cátions, superfície específica, teor de argila, quantidade de cargas negativas variáveis e permanentes. A capacidade de troca de cátions e o pH foram os fatores preponderantes no controle da adsorção de cádmio nos solos estudados.

Cadmium may be added to the soils through tire residues, oils, urban waste, sewage sludge and phosphated fertilizers. It is easily absorbed and translocated by plants and can potentially harm human health. The objectives of this work were to study cadmium adsorption in surface and subsurface horizons of two highly weathered soils with different textures: Anionic "Rhodic" Acrudox (RA) and Anionic "Xanthic" Acrudox (XA), representing extreme conditions in the scale of weathering and exhibiting a predominant balance of positive charge in the deeper soil layers. Results from these soils were compared with the amount of Cd adsorbed in a Rhodic Kandiudalf (RK), whose electrochemical behavior is the opposite, exhibiting a balance of predominant negative charge along the profile. All soils were collected from the Northern State of São Paulo, Brazil. The maximum adsorption (b) and the affinity constant (K) of Langmuir's equation were obtained from the soil pH and correlated with the chemical, physical and mineralogical soil attributes. Cadmium adsorption in the soils revealed strong pH dependence, increasing with pH. Surface horizons adsorbed greater amounts of cadmium in relation to the subsurface horizons, reinforcing the fact that organic matter has an important role in Cd adsorption. RK adsorbed greater amounts of cadmium, probably due to the negative net charge along the profile. Organic carbon, cation exchange capacity, cation retention, specific surface, clay content, variable negative charge and permanent negative charge were positively correlated to Langmuir's K and b parameters. CEC and pH were the most important factors controlling adsorption of cadmium in the soils.

O herbicida imazaquin é uma molécula orgânica com grupos funcionais ionizáveis, sendo sua sorção dependente do pH e da carga elétrica líquida do solo. Neste trabalho, foi estudada a sorção do imazaquin nas camadas superficiais e subsuperficiais de um Latossolo Vermelho Acriférrico típico textura muito argilosa, considerando quatro diferentes valores de pH. Com uso de moléculas radiomarcadas com carbono-14, determinou-se a quantidade sorvida pela diferença entre a quantidade aplicada e a remanescente em solução. Os resultados foram ajustados à equação de Freundlich, para determinação do coeficiente de sorção (Kf). De maneira geral, o herbicida apresentou baixa sorção no solo. Nas amostras coletadas nas duas profundidades, a sorção diminuiu com a elevação do pH. Para um mesmo valor de pH, a sorção foi maior no horizonte subsuperficial do que no superficial, sendo a carga líquida positiva resultante do baixo teor de matéria orgânica e dos elevados conteúdos de óxidos de ferro e de alumínio. Quando a carga elétrica líquida do solo foi positiva, não foi possível predizer a sorção de imazaquin, considerando apenas a especiação da molécula e a sua partição na fração orgânica do solo.

Imazaquin herbicide is an organic molecule presenting ionizable functional groups, with its sorption depending on soil pH and electrical charges. In this research, sorption of imazaquin was evaluated on an Anionic Acrudox at different soil depths and pH values. Radiolabelled (14C) molecules were employed to study imazaquin sorption, which was estimated by the difference between applied concentration and that remaining in solution. The sorption data were fitted to Freundlich equation to determine the sorption coefficient values (Kf), which were, overall, low in the studied soil. At both soil depths, sorption decreased as pH increased. However, at a similar pH value, sorption was higher on the subsurface than on the surface sample, probably due to the positive charges resulting from the low organic matter and high Al and Fe oxide contents. When the soil surface charges were positive it was not possible to predict imazaquin sorption only from molecule speciation and its hydrophobic partition into soil organic fractions.