317Hortic. bras., v. 22, n. 2, abr.-jun. 2004

Detentor da segunda maior reservade xisto conhecido no mundo e, em

função da crise do petróleo nos anos 70,iniciou-se no Brasil um programa deexploração do xisto na jazida de SãoMateus do Sul (PR). A limitação ao de-senvolvimento da indústria do xistodeve-se à deposição do resíduo geradono ambiente (Stark e Redente, 1990). Aalta alcalinidade deste resíduo (xistoretortado), com pH ao redor de 12, im-pede severamente os esforços diretos derevegetação (Reddy e Lindsay, 1986).Ainda, o alto teor de sais dificulta oreaproveitamento do xisto, pois podemmigrar para a superfície do solo ou con-centrar-se na zona radicular, inibindo orestabelecimento das plantas (Franswaye Wagenet, 1981).

Apesar da preocupação com a pre-sença de metais pesados e sais no xisto,observa-se que, dependendo do elemen-to considerado e do método de utiliza-

PEREIRA, H.S.; VITTI, G.C. Efeito do uso do xisto em características químicas do solo e nutrição do tomateiro. Horticultura Brasileira, Brasília, v.22, n.2,p.317-322, abril-junho 2004.

Efeito do uso do xisto em características químicas do solo e nutrição dotomateiroHamilton Seron Pereira1,3; Godofredo César Vitti2

1UFG, 75800-000 Jataí-GO; E-mail: hsp@jatai.ufg.br; 2 USP/ESALQ, Depto. Solos e Nutrição de Plantas, C. Postal 9, 13418-900Piracicaba-SP; E-mail: gcvitti@ciagri.usp.br; 3Bolsista FAPESP

ção, poderá haver contaminação ou não.É evidente que qualquer outro produto,seja corretivo ou fertilizante, quandoaplicado ao solo em quantidades eleva-das, poderá também causar danosirreversíveis ao solo e ao ambiente(Schwab et al., 1983; Stark e Redente,1990).

O xisto retortado tem em sua com-posição considerável teor de matériaorgânica (15%) e elevado teor de silício(52%) dentre outros elementos. Por isso,apresenta potencial para ser aplicado naagricultura, principalmente na recupe-ração de áreas degradadas.

O silício (Si) não é considerado in-tegrante do grupo de elementos essen-ciais ou funcionais para o crescimentodas plantas. No entanto, o crescimentoe a produtividade de muitas gramíneas(arroz, cana-de-açúcar, sorgo, milheto,aveia, trigo, milho, grama kikuyu, gra-ma bermuda, etc.) e algumas espécies

não gramíneas (alfafa, feijão, tomate,alface e repolho) têm mostrado aumen-to de produtividade com a maior dispo-nibilidade de Si para as plantas (Elawade Green, 1979). A sílica dissolvida emsolução na forma de H4SiO4, ocorre emfunção de um equilíbrio entre a fase só-lida e a solução, podendo variar de 1-200 mg dm-3 no solo (Hopps et al.,1977). Devido a esse equilíbrio, a adi-ção de composto solúvel de silício nãoeleva muito a concentração de H4SiO4em solução, já que este passa rapida-mente para a fase sólida (Elgawhary eLindsay, 1972). Os minerais silicatadosestão em equilíbrio com o H4SiO4 emsolução e só se solubilizarão quando aconcentração na solução do solo se re-duzir (Baker e Scrivner, 1985). Destaforma a concentração de sílica em solu-ção será tanto maior quanto for a quan-tidade de sílica que pode ser solubilizadada fase sólida.

RESUMOUm dos principais problemas ambientais que ocorre com o pro-

cesso de exploração do xisto é a produção de quantidades maciçasde xisto retortado de alta alcalinidade. Este resíduo, depositado emlarga escala, libera elementos tóxicos no ambiente, poluindo o solo,a água de superfície e até o ar atmosférico. Avaliou-se o efeito doxisto nas características químicas do solo e na nutrição do tomateiroem dois experimentos conduzidos em Argissolos Vermelho Amare-lo, em ambiente protegido. Foram aplicadas e incorporadas ao soloas doses de 0; 3; 6; 9 e 12 t ha-1 de xisto. O delineamento utilizadofoi em blocos ao acaso com quatro repetições. A adição de xistopromoveu aumento significativo nos teores de enxofre e silício nosolo e nas folhas do tomateiro. Não foram verificadas alterações novalor do pH do solo nem nos teores de cátions trocáveis, mas, obser-vou-se aumento na disponibilidade de fósforo. Não se verificou danoao ambiente, por contaminações químicas de metais pesados, nemdiminuição na produtividade do tomate em função da aplicação dostratamentos. O xisto se mostrou apto para ser usado na agricultura,nas doses utilizadas.

Palavras-chave: Lycopersicon esculentum, metais pesados, silício.

ABSTRACTEffect of the use of schist on chemical characteristics of soil

and on tomato nutrition

Among the main environmental problems due to the use of schistis a massive production of highly alkaline schist processing waste.This residue, when deposited in great amounts liberates toxicelements in the atmosphere, polluting the soil, the surface water andthe atmospheric air. The effect of the use of schist in agriculture wasevaluated on the soil chemical attributes and tomato crop nutrition.Two experiments were performed on Typic Eutrustults undergreenhouse conditions. Schist rates of 0; 3; 6; 9 and 12 t ha-1 wereapplied and incorporated in the soil. A randomized block design withfour replications was used. Schist use promoted a significant sulfurand silicon content increase in the soil as well as in the tomato leaves;no soil pH alteration was verified neither the exchangeable cationscapacity, but an increase in the phosphorous availability wasobserved. No environmental damage was verified, such as chemicalcontamination by heavy metals, nor decrease of the tomato yield.The use of schist as a fertilizer in the evaluated doses is viable inagriculture.

Keywords: Lycopersicon esculentum, heavy metals, silicon.

(Recebido para publicação em 25 de outubro de 2002 e aceito em 5 de setembro de 2003)

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Avaliou-se a possibilidade da apli-cação do xisto na agricultura, verifican-do seus efeitos na nutrição do tomateiroe nos atributos químicos do solo.

MATERIAL E MÉTODOS

Para a realização deste trabalho uti-lizou-se duas áreas. O experimento 1 foiinstalado em 1997 no município dePiracicaba (SP) em Argissolo Vermelho-Amarelo Eutrófico abrúptico, �A� mo-derado, textura arenosa/média, com osseguintes atributos químicos: pH(CaCl2) = 5,2, M.O = 15 g kg-1, P (resi-na) = 111 mg dm-3, K+ = 1,7 mmolc dm-3,Ca2+ = 29 mmolc dm-3, Mg2+ = 14 mmolcdm-3, H+Al = 20 mmolc dm-3. O experi-mento 2 foi instalado em 1998 no mu-nicípio de Tabapuã (SP), também emArgissolo Vermelho-Amarelo Eutrófico,�A� moderado, textura arenosa/média,com os seguintes atributos químicos: pH(CaCl2) = 5,0, M.O = 17 g kg-1, P (resi-na) = 90 mg dm-3, K+ = 2,8 mmolc dm-3,Ca2+ = 28 mmolc dm-3, Mg2+ = 9 mmolcdm-3, H+Al = 34 mmolc dm-3.

Os tratamentos constaram de cincodoses: 0; 3; 6; 9 e 12 Mg ha-1 de xistoretortado (pós-processamento de retira-da do óleo, gás e enxofre) provenienteda Petrobrás-SIX, São Mateus do Sul(PR). Esta doses foram definidas bus-cando atingir um máximo economica-mente viável para o uso do xisto umavez que não há dados na literatura paradefini-las. A análise química do xistoresultou: M.O. = 150 g kg-1, Si = 247 gkg-1, P = 1,1 g kg-1, K = 17 g kg-1, Ca =14,5 g kg-1, Mg = 9,6 g kg-1, Al = 24,8 gkg-1, Fe = 46,1 g kg-1, Ti = 457 mg kg-1,Cu = 60 mg kg-1, Zn = 229 mg kg-1, Mn= 434 mg kg-1, Cr = 55 mg kg-1, Mo =79 mg kg-1, Co = 25 mg kg-1, Ni = 57mg kg-1, Pb = 109 mg kg-1, Ba = 204 mgkg-1, Sr = 101 mg kg-1, Cd = 4 mg kg-1,B = 51 mg kg-1 e Va = 152 mg kg-1.

Os experimentos foram instaladossob cultivo protegido de estrutura me-tálica na forma de arco com 7 m de lar-gura por 60 m de comprimento e alturado vão central com 4,5 m. A coberturafoi com plástico transparente de 150 mme as laterais foram fechadas com tela desombrite preto a 30%. A irrigação utili-zada foi do tipo gotejamento com injetorde fertilizante tipo �venturi� para se pro-ceder à fertirrigação com N e K.

Após o preparo do solo foi realiza-do o transplante das mudas em linhasduplas com espaçamento de 0,5 m en-tre plantas, 0,5 m na linha dupla e 1,25m entre as linhas duplas de plantio. Odelineamento utilizado foi blocos aoacaso com quatro repetições. Cada par-cela constou de uma linha dupla de 6 mde comprimento, perfazendo uma áreade 10,5 m2. A adubação básica de plan-tio foi feita em área total, com 450 kgha-1 de P2O5 na forma de superfosfatotriplo, antes do plantio e após a aplica-ção do resíduo, incorporando-se comenxada rotativa a 15 cm. A adubaçãoNK, foi aplicada via fertirrigação, cons-tando de 250 kg ha-1 de N (uréia) e 300kg ha-1 de K2O (KCl), segundo Raij etal. (1992). A fertirrigação teve iníciouma semana após o transplante, proce-dendo-se sua aplicação três vezes porsemana até o final do experimento.

Além das adubações NPK, foramfeitas, semanalmente, após o início dafrutificação, adubações foliares com Ca(1,5 g dm-3 de CaCl2), Mg (0,5 g dm-3 deMg quelatizado), B (0,7 g dm-3 de ácidobórico), e Mn (0,5 g dm-3 de Mnquelatizado). No experimento 1, as apli-cações de Mg e Mn iniciaram-se após oinício da colheita, quando se verificouem algumas plantas, sintomas de defi-ciência destes nutrientes. No experimen-to 2 estas aplicações ocorreram desde oinício das pulverizações.

No período do aparecimento do pri-meiro fruto maduro, foram realizadasamostragens de folhas para a determi-nação dos teores de macro emicronutrientes (Malavolta et al., 1997).O silício foi determinado conformemétodo descrito por Furlani et al.(1978), o qual consiste da extração doSi no material vegetal por fusão daamostra em cadinho de níquel esolubilização com hidróxido de sódio.A determinação foi feita pela formaçãodo complexo BETA-molibdosilicato,reduzido pelo ácido ascórbico ou �azul-de-molibdênio�, procedendo-se leiturano colorímetro a 810 nm (Kilmer, 1965).Também foram realizadas análises demetais pesados nos tecidos vegetais (Ni,Cd, Cr, Pb, Co, Ti, Ba, V e Cu). O Motambém foi analisado. A determinaçãofoi feita em espectrômetro de emissãoatômica com plasma de argônio, obten-

do-se o extrato com digestão nítrico-perclórica de 1 g do material vegetal ediluindo-se o extrato em 25 cm3

(Malavolta et al., 1997).Após a última colheita (19 semanas

após o transplante), procedeu-se àamostragem de solo na profundidade de0-10 cm, retirando-se as amostras naslinhas de plantio com o amostrador desolo do tipo �sonda�. As amostras desolo foram analisadas quimicamentepara os atributos pHCaCl2, P, K+, Ca2+,Mg2+, H+Al conforme metodologia deRaij e Quaggio (1983); S-SO4 confor-me Vitti (1989); B pelo método da águaquente (Berger e Truog, 1939); e Cu, Fe,Mn e Zn, pelo método DTPA (Lindsaye Morvell, 1978). A análise do silíciofoi efetuada extraindo-se o elementocom oxalato de amônio 0,2 mol dm-3 apH 3,0 conforme metodologia descritapor Smith (1984). A determinação foifeita pela formação do complexo BETA-molibdosilicato reduzido pelo ácidoascórbico ou �azul-de-molibdênio�, pro-cedendo-se leitura no colorímetro a 810nm (Kilmer, 1965).

Nas amostras de solo também efe-tuou-se a análise de Mo e dos metaispesados (Ni, Cd, Cr, Pb, Co, Ti, Ba, V eCu), buscando verificar se o xisto apli-cado nas doses usadas causariam algu-ma alteração na quantidade destes me-tais. A análise foi realizada porespectrometria de emissão atômica complasma de argônio e o extrato foi obtidoutilizando-se como extrator o MehlichIII (Mehlich, 1984).

A colheita dos frutos iniciou-se porvolta da 11a semana após o transplantee procedeu-se duas vezes por semana atéa oitava penca de tomate (8 a 9 semanasapós o início da colheita). Após a ob-tenção dos resultados, precedeu-se asanálises estatísticas de variância dosexperimentos com aplicação do teste Fseguida de regressão para avaliar os efei-tos das doses de xisto.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Atributos químicos do soloOs dados referentes a pH, M.O., Si,

P, S, K, Ca, Mg, soma de bases, CTC,saturação de bases, B, Cu, Fe, Mn e Zndo solo estão contidos na Tabela 1. Ve-rifica-se que o xisto não influenciou no

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pH do solo, mesmo nas doses mais ele-vadas. As baixas concentrações de Ca eMg do xisto mostram que há poucossilicatos associados a estes elementos,que por sua vez indica a pouca ação doxisto na reação do solo. Uma elevaçãonos teores de fósforo em função dos tra-tamentos foi observada, mas não foi sig-nificativa. Essa variação pode ter ocor-rido devido à ação dos silicatos conti-dos no xisto, pois o fosfato e a sílicacompetem diretamente pelos mesmossítios de adsorção, embora a força deadsorção do fosfato seja maior que a doH4SiO4 em pH ácido (Reifenberg e

Buckwold, 1954), por isso não se devedestacar que o efeito de outros compo-nentes do xisto também estejam agin-do. Outros autores (Obihara e Russel,1972; Smyth e Sanches, 1980) tambémcomentam que a disponibilidade de fós-foro pode ser aumentada pela adição desilicatos e obtiveram resultados semelhan-tes com a adição de escória de siderurgia,devendo-se considerar que este aumentopode ter ocorrido devido à correção do pHdo solo promovido por esta fonte.

Os tratamentos com xisto promove-ram aumentos significativos no enxofredo solo, permitindo ajustar as equações:

y = 7,89x + 11,9 (r2 = 0,83) para o expe-rimento 1 e y = -0,55x2 + 8,88x + 5,7 (r2

= 0,99) para o experimento 2. A eleva-ção na concentração de enxofre no solo,em função das doses de xisto éjustificada pela sua concentração e dis-ponibilidade elevada no resíduo na for-ma de pirita (Grossi Sad et al., 1984).

Pequenos aumentos nos teores decálcio e magnésio, refletiram num au-mento significativo da soma de bases doexperimento 2. Não se verificaram al-terações significativas na matéria orgâ-nica do solo, embora o xisto contenha,em sua composição, quantidade ex-

Efeito do uso do xisto em características químicas do solo e nutrição do tomateiro

Tabela 1. Atributos químicos do solo na camada de 0-10 cm ao final do cultivo do tomateiro (20 semanas após a aplicação do xisto) (metaispesados e Mo - extrator Mehlich III, Si - extraído por oxalato). Piracicaba, ESALQ, 1997.

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pressiva de matéria orgânica. Tambémnão se verificaram alterações nos teo-res dos micronutrientes.

Embora o xisto retortado tenha emsua composição silicatos de baixa solu-bilidade, sua aplicação proporcionouelevação do teor de silício no solo doexperimento 2 com o aumento das do-ses, representada pela equação y = 1,78x+ 87,4 (r2 = 0,86).

Na Tabela 1 também, encontram-seos resultados de analise de metais pesa-dos (Ni, Cd, Cu, Cr, Pb, Ba, V, Co e Ti)e do Mo no solo. Verifica-se, pelos re-sultados, que não houve aumento signi-ficativo nos teores dos elementos anali-

sados em todos os tratamentos, com ex-ceção do molibdênio no experimento 1,onde a utilização de xisto proporcionouelevação significativa nos teores desseelemento. Este aumento era esperado,pois conforme demonstrado por Stark eRedente (1990), nas áreas onde era de-positado o xisto retortado as forragensapresentavam alta concentração de Mo.A baixa concentração de metais pesadosno xisto, promove a ele condições de serusado sem causar danos à natureza. En-tretanto trabalhos com doses crescentesdevem ser conduzidos com o objetivo dese verificar até que ponto pode ser utili-zado sem problemas para o meio.

Avaliação nutricional do tomateiroNa Tabela 2 são apresentados os teo-

res de macro, micronutrientes, silício,Mo e metais pesados no limbo foliar dasplantas de tomateiro. Observa-se quenão houve alterações significativas nosteores foliares de fósforo, potássio, cál-cio, magnésio e dos micronutrientes emfunção dos tratamentos.

Para o nitrogênio, observou-se redu-ção nos teores foliar em função das do-ses de xisto no experimento 2. Os teo-res de enxofre nas folhas aumentaramsignificativamente em função das dosesde xisto nos dois experimentos, permi-

Tabela 2. Teores de macro, micronutrientes, silício, Mo e metais pesados no limbo foliar do tomateiro. Piracicaba, ESALQ, 1997.

H. S. Pereira e G. C. Vitti

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tindo ajustar as equações: y = 0,13x +6,9 (r2 = 0,98) para o experimento 1 e y= 0,15x + 6,34 (r2 = 0,90) para o experi-mento 2. Sendo reflexo de sua maiordisponibilidade no solo.

Os resultados analíticos de silícionas amostras de folha, revelam que asaplicações de xisto aumentaram sig-nificativamente o teor deste elementonas folhas, sendo que as doses maiselevadas de xisto foram as que apre-sentaram maiores teores, principal-mente no experimento 2 (Tabela 2), re-presentadas pelas equações y = 0,03x+ 1,28 (r2 = 0,85) para o experimento1 e y = 0,12x + 1,87 (r2 = 0,86) para oexperimento 2. SegundoPonnamperuma (1972), a disponibili-dade de Si para as plantas decorre dasua dissolução no solo e a concentra-ção de ácido silícico na solução dosolo depende da reação de adsorçãodos sesquióxidos que pode ser afeta-do pelo pH. Dessa forma, a maior con-centração de silicatos solúveis no solodeslocou o equilíbrio, aumentando aconcentração de H4SiO4 em solução e,conseqüentemente, na planta.

Quanto aos metais pesados, a princi-pal alteração verificada foi o aumentosignificativo no teor de titânio, no expe-rimento 1, em função das doses de xisto.Pequenos decréscimos ocorridos nos teo-res de bário em relação à testemunha(Tabela 2) foram, provavelmente, devi-do à complexação deste metal pelo sul-fato encontrado no xisto, conforme co-mentado por Chaudry et al. (1977). Paraos demais elementos não se encontraramvariações significativas, demonstrandopouca influência do xisto na absorção demetais pela planta do tomateiro.

A análise dos dados obtidos na co-lheita de tomate (Tabela 3), demonstrouque não houve diferenças significativas

entre os tratamentos para nenhum dosparâmetros analisados nos dois experi-mentos. Os resultados indicam que oxisto, nas doses utilizadas, apresentapotencial para uso na agricultura.

LITERATURA CITADA

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