Avaliação da potencialidade de duas rochas vulcânicas do estado do Rio Grande do Sul como remineralizador de solos em cultivo de aveia preta, milho e eucalipto

Abstract

Os métodos de remineralização incluem a aplicação de pó de rocha. Neste contexto, a presente tese investigou o uso de duas fontes de pó de rocha ( andesito e dacito), incluindo estudos de caracterização dos materiais, ensaios cinéticos de liberação de nutrientes e elementos potencialmente tóxicos e cultivos agronômicos. A rocha dacito é proveniente de uma mineradora localizada no Distrito Mineiro do município de Nova Prata, no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O andesito é oriundo de uma mineradora localizada no município de Estância Velha, no mesmo estado. Para a caracterização das amostras, foi realizada a descrição petrográfica, distribuição granulométrica, identificação das fases mineralógicas, composição química elementar e geoquímica. Nos estudos cinéticos, os pós de rocha foram expostos, por um período de até 5760 h, a água Milli-Q em faixa de pH entre 7,4 e 8,8, em solução aquosa de ácido cítrico 0,1 mol L-1 na faixa de pH entre 2,1 e 3,3 e em solução aquosa de ácido acético 0,5 mol L−1 na faixa de pH entre 5,0 e 5,8. Os resultados mostraram, para ambas as rochas, bom índices de dissolução dos elementos Ca, Si, Mg, Fe, Al e K com a seguinte sequência: solução de ácido cítrico > ácido acético > água pura. A aveia preta (Avena strigosa) e, na sequência, o milho (Zea mays) foram cultivados em casa de vegetação em vasos com solo agrícola natural, tratado com o pó de rocha de dacito e com esse pó de rocha misturado com lodo de laticínios. Esse experimento foi realizado para determinar liberação de macronutrientes no solo, e nutrir as duas cultivares. Houve um acréscimo significativo (p <0,05) em todos os parâmetros analisados em uma dose de 7.251 kg ha-1 de pó de rocha e 20.594 kg ha-1 de lodo de laticínio. Em comparação com o controle, ambas as safras cresceram melhor em altura e massa seca. Um aumento linear significativo (p<0,01) em Ca, K, Mg e P foram observadas nas folhas de aveia preta e milho onde foi realizado a aplicação das doses mais altas de misturas dos subprodutos. Os elementos potencialmente tóxicos em ambos os subprodutos foram irrelevantes, sugerindo que a mistura de pó de rocha dacito junto com lodo de laticínio pode ser um fonte potencial de Ca, K, Mg e P na agricultura sem representar risco de contaminação para o ambiente. Em paralelo, conduziu-se um experimento de cultivo agronômico a campo com duração de nove meses com a rocha andesito para avaliar o desempenho de eucalipto (Eucalyptus saligna Smith) cultivado em um argissolo. Foram utilizadas quatro doses diferentes (tratamento Tl = controle, tratamento T2 = fertilizante de nitrogênio, fósforo e potássio 100%, tratamento, T3 = pó de rocha 100% e tratamento T4 = pó de rocha 50% e fertilizante de nitrogênio, fósforo e potássio 50%). Constaram-se que os tratamentos T2 e T4 apresentaram o melhor desenvolvimento, situações onde o nível de K e P no solo foram maiores. Pode-se concluir que a utilização dos minerais das rochas dacito e andesito são uma alternativa para reduzir a utilização de fertilizantes altamente solúveis, reduzindo os possiveis impactos ambientais e aumentando a produtividade agrícola. Além disso, os estudos desenvolvidos contribuem para uma agricultura de tecnologia agrícola mais limpa e regenerativa e auxiliam na gestão dos resíduos no setor mineral.

Remineralization methods include the application of rock dust. In this context, this thesis investigated the use of two sources of rock dust (andesite and dacite), including material characterization studies, kinetic tests for the release of nutrients and potentially toxic elements and agronomic crops. The dacite rock comes from a mining company located in the Mining District of the municipality of Nova Prata, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. The andesite comes from a mining company located in the municipality of Estância Velha, in the same state. To characterize the samples, petrographic description, particle size distribution, identification of mineralogical phases, elementary chemical and geochemical composition were carried out. In kinetic studies, the rock powders were exposed, for a period of up to 5760 h, to Milli-Q water in a pH range between 7.4 and 8.8, in an aqueous solution of citric acid 0.1 mol L-1 in the pH range between 2.1 and 3.3 and 0.5 mol L−1 aqueous acetic acid solution in the pH range between 5.0 and 5.8. The results showed, for both rocks, good dissolution rates for the elements Ca, Si, Mg, Fe, Al and K with the following sequence: citric acid solution > acetic acid > pure water. Black oats (Avena strigosa) and, subsequently, corn (Zea mays) were grown in a greenhouse in pots with natural agricultural soil, treated with dacite rock powder and this rock powder mixed with dairy sludge . This experiment was conducted to determine the release of macronutrients in the soil, and nourish the two cultivars. There was a significant increase (p <0.05) was observed in all parameters analyzed at a dose of 7,251 kg ha-1 of rock dust and 20,594 kg ha-1 of dairy sludge. Compared to the control, both crops grew better in height and dry mass. A significant linear increase (p<0.01) in Ca, K, Mg and P were observed in black oat and corn leaves where the highest doses of mixtures of by-products were applied. The potentially toxic elements in both by-products were irrelevant, suggesting that the mixture of dacite rock powder together with dairy sludge can be a potential source of Ca, K, Mg and P in agriculture without posing a risk of contamination to the environment. In parallel, an agronomic field cultivation experiment lasting nine months was conducted with andesite rock to evaluate the performance of eucalyptus (Eucalyptus saligna Smith) grown in an argisol. Four different doses were used (treatment Tl = control, treatment T2 = 100% nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer, treatment T3 = 100% rock dust and treatment T4 = 50% rock dust and nitrogen, phosphorus and potassium fertilizer 50%). It was found that treatments T2 and T4 showed the best development, situations where the level of K and P in the soil were higher. It can be concluded that the use of minerals from dacite and andesite rocks is an alternative to reduce the use of highly soluble fertilizers, reducing possible environmental impacts and increasing agricultural productivity. Furthermore, the studies developed contribute to cleaner and more regenerative agricultural technology and assist in waste management in the mineral sector.