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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Soil pollution by heavy metals such as copper (Cu) and zinc (Zn) has deserved special attention as it may represent risks to the quality of the environment. In Brazil particularly in the state of Rio Grande do Sul, the application of high doses of pig slurry in soil as nutrient source to plants and the continued application of copper-based fungicides in vineyards are two activities that are alarming due to the addition of high amounts of Cu and Zn in the soil. For this reason continued application of copper-based fungicides and pig slurry along the years has caused great increment in Cu and Zn contents, mainly in the superficial layers, thus increasing bioavailability of these metals which can cause phytotoxicity to the plants. The objectives of this paper were to infer the possibility of phytotoxicity of Cu and Zn to plants grown in soils submitted to successive applications of pig slurry and in soils collected from vineyards with a long history of copper-based fungicide applications of the Serra Gaúcha and Campanha Gaúcha regions, as well as to evaluate bioavailability of accumulated Cu in soils collected from vineyards of the aforementioned regions. To develop this work was carried out three studies. In first study was grown corn until 25 days after plant emergence in a greenhouse using deformed and undeformed soil samples collected in 0 - 20 cm depth was setup where 19 successive pig slurry applications of 0, 20, 40 and 80 m3 ha-1 were done for the period of seven years. A second study which composes this work was done with soils collected from vineyards of the Serra Gaúcha and Campanha Gaúcha regions. In March 2009, soil samples were collected in soil depths of 0 - 20 and 0 - 5, 5 - 10, 10 - 15, 15 - 20, 20 - 25, 25 - 30, 30 - 40 cm in three vineyards and native forest from the Serra Gaúcha region and in two vineyards and native land of the Campanha Gaúcha region. Soil samples of the 0 20 cm depth were dried, grounded and later used for the cultivation of black oat in a greenhouse for period of 40 days after plant emergence the plants. In both studies, enzymatic biochemical parameters linked to oxidative stress in the aerial part of corn and black oat plants such as lipid peroxidation, H2O2 concentration, superoxide dismutase enzyme (SOD) activity, catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) were evaluated. Further, non-enzymatic parameters linked to oxidative stress in the aerial part of corn and black oat plants such as ascorbic acid and non-protein thiol group concentrations were also evaluated. The third study was conducted with vineyard soils, which assessed the bioavailability of Cu in soils. The total content of Cu, pseudo-total content (extraction using the EPA 3050B method), available content (extraction with HCl 0.1 mol L-1 and EDTA), as well the chemical fractionation of Cu through sequential extraction were determined. Overall, the biochemical parameters were not intensely altered in the corn plants, thus indicating that the 19 pig slurry applications did not cause excessive accumulation of copper and zinc in soil. On the other hand, Haplumbrept soil from vineyards of the Serra Gaúcha region and the Typic Hapludalf soil from the vineyards of the Campanha Gaúcha region with a long history of cupric fungicide application caused great oxidative stress and the antioxidant system of the black oat plants was not effective enough to reverse the stress condition, indicating that these soils present toxic levels of copper to the black oat plants. Lastly, it was observed that a high concentration of Cu in black oat roots may be an indicator of bioavailability of Cu in soil, but it is not an indicator to evaluate phytotoxicity to the plants. In addition, copper added to the soil via foliar application in grapevines accumulates mainly in the superficial layers of soil predominately in bioavailable forms, especially those linked to the mineral fraction of the soil. A poluição do solo por metais pesados como cobre (Cu) e zinco (Zn) tem merecido atenção especial, porque pode representar riscos à qualidade do ambiente. No Brasil, especialmente, no estado do Rio Grande do Sul, a aplicação de altas doses de dejeto de suínos no solo, como fonte de nutrientes às plantas, e a aplicação continuada de fungicidas à base de Cu em vinhedos são duas atividades que preocupam pelo incremento das quantidades de frações de Cu e Zn no solo, principalmente em camadas superficiais, aumentando a biodisponibilidade destes metais, o que pode causar fitotoxidez. O presente trabalho teve por objetivos: (a) inferir sobre a possibilidade de fitotoxidez de Cu e Zn às plantas cultivadas em solos submetidos a aplicações sucessivas de dejeto líquido de suínos e em solos coletados sob vinhedos, com longo histórico com aplicações de fungicidas a base de Cu, da Serra e da Campanha Gaúcha; (b) avaliar a biodisponiblidade do Cu acumulado em solos coletados sob vinhedos da Serra e da Campanha Gaúcha. Para desenvolvimento deste trabalho foram realizados três estudos. No primeiro estudo foi realizado o cultivo de milho em casa de vegetação por um período de 25 dias após amergência das plantas, utilizando-se de amostras de solo deformadas e indeformadas coletadas da camada de 0 - 20 cm de profundidade, onde foram feitas 19 aplicações sucessivas de 0, 20, 40 e 80 m3 ha-1 de dejeto líquido de suínos, durante sete anos. O segundo estudo foi realizado com solos coletados sob vinhedos da Serra e da Campanha Gaúcha. Em março de 2009 foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0 - 20 e de 0 - 5, 5 - 10, 10 - 15, 15 - 20, 20 - 25, 25 - 30, 30 - 40 cm de profundidade, em três vinhedos e mata nativa na Serra Gaúcha e, em dois vinhedos e em campo nativo, na Campanha Gaúcha. Os solos da camada 0 - 20 cm foram secos, moídos e, posteriormente, utilizados para o cultivo com aveia preta em casa de vegetação por um período de 40 dias após a emergência das plantas. Nos dois primeiros estudos foram avaliados parâmetros bioquímicos enzimáticos ligados ao estresse oxidativo na parte aérea das plantas de milho e aveia preta, tais como peroxidação lipídica, concentração de H2O2 e atividade das enzimas superoxido dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbato peroxidase (APX). Além disso, foram avaliados parâmetros não enzimáticos ligados ao estresse oxidativo na parte área das plantas de aveia preta e milho como concentração de ácido ascórbico e de grupos tióis não protéica. O terceiro estudo foi realizado com solos de vinhedos, onde foi avaliado a biodisponibilidade de Cu nos solos. Foram determinados os teores totais de Cu, teores pseudo-totais (extração pelo método 3050B da EPA), teores disponíveis (extração com HCl 0,1 mol L-1 e EDTA), além do fracionamento químico do Cu através da extração sequencial. De forma geral, os parâmetros bioquímicos não foram alterados de forma intensa nas plantas de milho, indicando que o acúmulo de Cu e Zn no solo proporcionado pelas 19 aplicações de dejeto líquido de suínos não causaram impacto negativo sobre as plantas. Por outro lado, os solos Cambissolo Húmico de vinhedos da Serra Gaúcha e os solos Argissolo Vermelho da região da Campanha, com longo histórico de aplicação de fungicidas cúpricos, apresentaram teores de Cu que causaram estresse oxidativo e o sistema antioxidante das plantas de aveia preta não foi suficientemente eficaz para reverter à condição de estresse, indicando que estes solos apresentam teores de cobre tóxicos para as plantas de aveia preta. Em adição, se observou que a concentração de Cu nas raízes da aveia preta pode ser utilizada como indicativo de biodisponiblidade de Cu no solo, mas não é indicador para avaliar fitotoxidez às plantas. Além disso, o cobre adicionado ao solo via aplicação foliar nas videiras acumulou, principalmente, nas camadas superficiais no solo e predominantemente em formas biodisponíveis, especialmente aquelas ligadas à fração mineral do solo.

The application of pig slurry in agricultural soils can be an efficient form of nutrients cilcle and one of the best alternative for discard and minimizing his pollutant potential. However, the differences between his composition and the needs of the plants, especially of trace elements, it hinders her more rational use. The composition of the pig slurry is reflex of the feeding type offered to the animals, which usually contains larger amounts of nutrients than the required for the animals. That fact, associate to systematic applications of pig slurry in the soils can cart in accumulations, becoming pollution source not punctual in the environment. The present work was elaborated with the objective in identifying the possible sources of contamination of the soils with trace elements, to esteem the capacity of the soils in receiving successive applications of metals and also verify if the soils that receive systematic applications of pig slurry with high tenors of metals can in a small space of time resent problems of environmental contamination. Three studies were conduced in the watersheed Rio Coruja/Bonito and Lajeado Fragosos in Santa Catarina state. In the study 1 it was looked for to evaluate the sources of entrance of trace elements in the environment. In the study 2 it was looked for to evaluate the current state of trace elements in the soils under application and the main attributes of the soils that influence in her retention. In the study 3 it was looked for to evaluate the maximum capacities of retention of trace elements of the soils and the interaction degree with the soils. In the first samples of feeds and pig slurry were collected in 12 properties of each one of the watersheeds and the total amounts of the elements of the feeds were analyzed. In the second study collections of soils were accomplished in the 12 properties, representative of the three main classes of soils of watersheeds, the total and available amounts of trace elements were analyzed in the soils, the mineralogy and the organic matter of the soils. And in the third study they were applied doses of trace elements to the soils to esteem the retention capacity for the elements considered pollutants, it was also esteemed the capacity of liberation of the elements retained starting from a disturbance. The obtained results show that it is made a super-dosage of trace elements to the swine in the feeds and these are transferred to the pig slurry, that, allied the great applied amounts elevate the levels in soils. The attributes of the soils responsible for the retention of the trace elements are not capable to the systematic reception of the pig slurry, and, the annually applied amounts don't reflect the amounts found on the soils. The soils of watersheeds didn't reach his maximum capacity of retention for the elements of larger addition to the soils, even if being these lowers. Therefore, practice that propitiate to the soils improvement of the attributes responsible for the retention of the trace elements are pressing to reduce the probability of environmental contaminations. A aplicação de dejetos líquidos de suínos em solos agrícolas pode ser uma eficiente forma de ciclagem de nutrientes e uma das melhores alternativas para seu descarte minimizando seu potencial poluente. Contudo, as diferenças entre a sua composição e as necessidades das plantas, especialmente de metais pesados, dificulta seu uso mais racional. A composição dos dejetos é reflexo do tipo de alimentação oferecida aos animais, a qual normalmente contém quantidades maiores do que o requerimento dos animais. Esse fato, associado à aplicações sistemáticas de dejetos líquidos de suínos nos solos pode acarretar em acúmulos, tornando-se fonte de poluição não pontual no ambiente. O presente trabalho foi elaborado com o objetivo de identificar as possíveis fontes de contaminação dos solos com metais pesados, estimar a capacidade dos solos em receber aplicações sucessivas de metais e ainda verificar se os solos que recebem aplicações sistemáticas de dejetos com altos teores de metais pesados podem em um pequeno espaço de tempo apresentar problemas de contaminação ambiental. Foram conduzidos três estudos nas microbacias hidrográficas Rio Coruja/Bonito e Lajeado Fragosos em Santa Catarina. No estudo 1 buscou-se avaliar as fontes de entrada de metais pesados no ambiente. No estudo 2 buscou-se avaliar o estado atual de metais pesados nos solos sob aplicação e os principais atributos dos solos que influenciam na sua retenção. No estudo 3 buscou-se avaliar as capacidades máximas de retenção de metais pesados dos solos e o grau de interação com os solos. No primeiro foram coletadas amostras de rações e dejetos em 12 propriedades de cada uma das microbacias hidrográficas e foram analisados os teores totais dos elementos das rações. No segundo estudo foram realizadas coletas de solos nas 12 propriedades, representativas das três principais classes de solos das MBH s, foram analisados os teores totais e disponíveis dos metais pesados nos solos, a mineralogia e a matéria orgânica dos solos. E no terceiro estudo foram aplicadas doses de metais pesados aos solos para estimar a capacidade de retenção para os elementos considerados contaminantes, foi estimada também a capacidade de liberação dos elementos retidos a partir de um distúrbio. Os resultados obtidos mostram que é feita uma superdosagem de metais pesados aos suínos nas rações e estas são transferidas aos dejetos, que, aliada as grandes quantidades aplicadas eleva os teores nos solos. Os atributos dos solos responsáveis pela retenção dos metais pesados não encontram-se aptos ao recebimento sistemático dos dejetos líquidos de suínos, e, as quantidades aplicadas anualmente não refletem os teores dos solos. Os solos das MBH s não atingiram a sua capacidade máxima de retenção para os elementos de maior adição aos solos, mesmo que sendo estas baixas. Portanto, práticas que propiciem aos solos melhoria dos atributos responsáveis pela retenção dos metais pesados são prementes para diminuir a probabilidade de contaminações ambientais.