Bioavailability of cadmium and lead in a soil amended with phosphorus fertilizers

Abstract

Phosphorus fertilizers are essential to obtain high productivity, however, they contain heavy metals that can contaminate the soil and threat the health of animals and humans. The present study focused the determination of Cd and Pb concentrations in different phosphorus fertilizers as well as the absorption of these heavy metals by velvet green bean grown on soil amended with such fertilizers. The experiment was set up as a completely randomized design in a factorial scheme. The factors were four phosphorus sources (triple superphosphate-TS, Yorin thermophosphate-YT, Araxa rock phosphate-AP, and Gafsa rock phosphate-GP) applied at five rates (0, 92, 183, 275, and 366 kg ha -1 of P 2 O 5 ). The data obtained were submitted to variance and regression analysis. Lead availability to velvet bean was not altered as a result of fertilizer application. On the other hand, Cd uptake was significantly increased with addition of the tested fertilizers. Such an increase was a function of the rate. The highest Cd contents in shoots was reached by YT and TS applications, whereas the lowest one resulted from rock phosphate treatments. All the phosphorus sources tested increased Cd uptake in the first harvest. For the second harvest, Cd content in the shoot was detected only in plants grown on TS and GP amended soils. Key words: heavy metals, phytoextraction BIODISPONIBILIDADE DE CÁDMIO E CHUMBO EM UM SOLO ADUBADO COM DIFERENTES FONTES DE FÓSFORORESUMO: Fertilizantes fosfatados são essenciais para obtenção de altas produtividades, entretanto, eles podem conter metais pesados que podem contaminar o solo e ameaçar a saúde humana e animal. Este trabalho objetivou a determinação da concentração de Cd e Pb em diferentes fertilizantes fosfatados, bem como a absorção desses metais por plantas de mucuna preta cultivadas em casa-de-vegetação em solo submetido a diferentes doses desses fertilizantes. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 4 × 5, dispostos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com três repetições, sendo os fatores quatro fontes de P (superfosfato triplo-ST, termofosfato de Yorin-TY, fosfato de Araxá-FA e fosfato de Gafsa-FG) e cinco doses de P 2 O 5 (0, 92, 183, 275 e 366 kg ha -1 ). Os dados foram submetidos à análise de variância e equações de regressão foram ajustadas. A disponibilidade de Pb para mucuna preta nos solos não foi alterada pela aplicação de nenhum dos fertilizantes testados. No entanto, a absorção de Cd pelas plantas foi significativamente aumentada pela aplicação de qualquer um dos fertilizantes, sendo esta absorção proporcional às doses aplicadas. O TY e o ST foram responsáveis pelas maiores concentrações de Cd na parte aérea das plantas, enquanto as menores foram observadas com a aplicação dos fosfatos naturais. Todas as fontes de fósforo disponibilizaram Cd para as plantas no primeiro cultivo. Entretanto, a absorção de Cd só foi detectada no segundo cultivo para os fertilizantes ST e FG. Palavras-chave: metais pesados, fitoextração

Heavy metal contents in Latosols cultivated with vegetable crops1

“…Moreover, the fact that the Ni content was always higher in forest areas than in cultivated soil reinforces the natural origin of the element. Decreased Ni levels may occur in cultivated areas due to Ni removal by crops, uptake via agricultural inputs or leaching into deeper soil layers (Mendes et al 2006, Antoniadis & Tsadilas 2007. In addition, Ni exhibits greater affinity to soil organic matter (Senesi et al 1989), which is found in higher concentrations in soils under natural vegetation (Table 2), and may reduce Ni losses in the system.…”

“…Only in the upper section of the cultivated areas, regardless of depth, the Cd levels were slightly higher than the quality reference value, which is 0.5 mg kg -1 (Pernambuco 2014). In the upper section, the Cd enrichment in the soil generally results from fertilizers, particularly phosphate fertilizers (Mendes et al 2006, Freitas et al 2009). …”

“…Under normal conditions, heavy metals are not found in soils at concentrations that represent a risk to the environment or human health. On the other hand, activities such as mining, waste disposal, atmospheric deposition and intense farming activity may increase heavy metal contents in the soil (Mendes et al 2006, Peris et al 2007.…”

“…As such, phosphate fertilizer has been considered an important source of heavy metal contamination in many parts of the world (Micó et al 2006, Sun et al 2013, Kelepertzis 2014. Increased Cd content due to phosphate fertilizer in muskmelon crops was reported by Mendes et al (2006). Freitas et al (2009) assessed the availability of Cd and Pb in phosphate-fertilized soil and observed increased levels proportional to the doses applied in the soil and in maize plants.…”

Dessorção e lixiviação de chumbo em espodossolo tratado com agentes quelantes

“…A poluição do solo com esses agentes decorre, principalmente, da mineração, indústria metalúrgica, disposição de resíduos tóxicos e práticas agrícolas, como aplicação de lodos e fertilizantes inorgânicos (Camelo et al, 1997;Chen et al, 2004;Mendes et al, 2006). A acumulação desses elementos em solos pode conduzir não apenas à diminuição da produtividade das culturas em decorrência de seus efeitos fitotóxicos, mas também a efeitos deletérios à saúde humana e animal.…”