Elementos terras raras e tório nas raízes de cafeeiro em solos com aplicação de fosfogesso

Abstract

O fosfogesso é um sub-produto da indústria de fertilizantes fosfatados, produzido durante a obtenção do ácido fosfórico. É também conhecido como gesso agrícola, utilizado como um condicionar de solo que promove o aprofundamento do sistema radicular, em razão da correção da deficiência de Ca e excesso de Al em sub-superfície, aumentando a tolerância das culturas à estiagem. Não obstante, o fosfogesso pode conter pequenas quantidades de elementos terras-raras (ETR’s) e tório (Th), que podem se acumular nos solos agrícolas. A utilização de grandes quantidades de fosfogesso na cafeicultura, principalmente em áreas próximas as indústrias de fertilizantes, pode possibilitar absorção de quantidades significativas destes elementos pelas plantas, com consequências ainda pouco conhecidas na fisiologia e rendimento do café. Além disso, ainda são escassos os estudos sobre fatores que possam influenciar na absorção destes elementos em condição de campo. Desta forma, este trabalho teve por objetivo avaliar o acúmulo de ETR’s e Th em raízes de cafeeiro em função da dose e do tempo de exposição das plantas ao fosfogesso, em condições de campo. Foram coletadas raízes de plantas de café (Coffea arabica L) cultivadas em um Latossolo Vermelho distrófico que recebeu no transplantio das mudas, uma dose de fosfogesso de Araxá em faixas de 0,3 m. As coletas foram realizadas na profundidade de 0 a 60 cm, em trincheiras a 20 cm do colo das plantas. Após a coleta, as raízes foram lavadas em água Milli-q, sendo posteriormente, secadas a 60 °C. Após secagem, as raízes foram trituradas e submetidas à digestão nítrico-perclórica. Os teores de ETR’s e Th nos extratos foram quantificados por espectrometria de massa com fonte de plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os resultados obtidos permitiram concluir que: (i) Os ETR's e Th presentes no fosfogesso podem ser absorvidos pelas plantas de café, com acúmulo preferencial de ETRL em relação ao ETRP; (ii) O acúmulo de ETR’s e Th nas raízes do cafeeiro varia em função do tempo de exposição das plantas ao fosfogesso, porém, o efeito do tempo não é uniforme para todos os elementos; (iii) A taxa de recuperação dos ETR's e Th pelas raízes do cafeeiro foi muito baixa, sendo inversamente proporcional ao raio iónico do elemento, independentemente do teor adicionado ao solo e do tempo de exposição das plantas ao fosfogesso; (iv) A taxa de recuperação apresentou uma tendência de redução com aumento da dose, havendo um aumento desta taxa com o aumento do tempo de exposição.

Phosphogypsum is a by-product of the phosphate fertilizer industry that is produced due to the phosphoric acid production. It is also known as agricultural gypsum, used as a soil conditioning that promotes the deepening of the root system by correcting the calcium deficiency and excess of aluminum in subsurface. Consequently it increases the tolerance of the crops to drought. The use of phosphogypsum at very high rates is a practice that is becoming common in coffee crops, mainly in areas closer to phosphate fertilizer industries. Nevertheless, in addition to nutrients, the phosphogypsum may contain small amounts of rare earth elements and thorium, which may accumulate in agricultural soils. The use of high amounts of phosphogypsum enables the absorption significant amounts of these elements by plants, but the consequences of this absorption on coffee physiology and yield are still poorly understood. Further, the studies about factors which can influence the absorption of these elements in field conditions are scarce. Thus, the objective of this search was to evaluate the absorption of REE’s and Th by coffee as a function of the dose and the time of exposure of plants to phosphogypsum under field conditions. Coffee plants were harvested in a dystrophic Oxisol, which received Araxá phosphogypsum at the transplanting of seedlings. The samples were collected from of 0 to 60 cm depth in trenches at 20 cm of the stems. After collection, roots were washed in Milli-q water, and subsequently dried at 60 °C. After drying, the roots were ground and submitted to nitric-perchloric diggestion. REE's and Th contents were quantified in the extracts by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The results allowed to conclude that: (i) The REE’s and Th present in the phosphogypsum, can be absorbed by the coffee plants, with a preferential accumulation of LREE in relation to the HREE; (ii) The accumulation of REE's and Th in the roots of the coffee plants varies according to the time of exposure of the plants to phosphogypsum, however, the effect of time isn’t uniform for all elements; (iii) The recovery rate of the REE's and the roots of the coffee plants was very low, being inversely proportional to the ionic radius of the element, independently of the content added to the soil and the time of exposure to the plants to phosphogypsum; (iv) The recovery rate presented a tendency to decrease with increasing dose, there being an increasing this rate with the increasing of the time of exposure.