Dosagem multielementar em extratos de Mehlich-3, Mehlich-1 e de KCI | Multi-element measurement in Mehlich-3, Mehlich-1 and KCl extractions

O Mehlich-3 tem sido avaliado como uma alternativa à implementação em laboratórios de análise de solo como extrator multielementar na avaliação da fertilidade do solo, principalmente em conjunto com técnicas de dosagem que permitam quantificar em uma única série de análises a maioria dos analitos de interesse no extrato obtido do solo, como a espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido (ICP-OES). Para garantir a confiabilidade nos resultados da análise de solo, todas as operações realizadas nas etapas de coleta e preparo de amostras, extração e dosagem devem ser padronizadas conforme as condições que foram calibradas as tabelas de interpretação das classes de fertilidade. Este trabalho foi desenvolvido sob as hipóteses de ser adequada a dosagem multielementar por ICP-OES nos extratos de Mehlich-1, Mehlich-3 e KCI 1 mol/L, com os objetivos de ajustar e caracterizar as dosagens de P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn e Cu em Mehlich-1, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu e Al em Mehlich-3, Ca“, Mg**, Fe?+, Mn?*, Zn, Cu?+ e AlSt em KCI 1 mol/L por ICP-OES, comparativamente às dosagens por espectrofotometria de absorção molecular (EAM), espectrofotometria de absorção atômica (EAA), fotometria de chama (FCM) e titulação ácido-base (TAB). Objetivou-se também avaliar os efeitos da variação no tempo de contato entre a amostra de solo e o volume de extrator nos resultados analíticos. A pesquisa foi realizada utilizando 28 amostras de solos com ampla variação química e física. Os solos foram agrupados em quatro amostras controle com base na caracterização química, utilizando a técnica de Tocher para de agrupamento por otimização. Os quatro controles foram utilizados no ajuste e caracterização dos métodos de dosagem, e as 28 amostras de solo foram utilizadas na etapa de comparação de métodos. Inicialmente, as curvas de calibração para cada técnica de dosagem foram caracterizadas quanto à sensibilidade aos analitos de interesse considerando a matriz de cada extrator, comparativamente à curvas preparadas em água. Foram determinados para cada método de dosagem os limites de detecção (LID) e quantificação (LIQ) para cada analito de interesse no extrato. Para avaliar o efeito da padronização na etapa de extração, os tratamentos consistiram em um fatorial 4 × 2, com quatro solos controle e dois tempos de contato amostra:extrator, 0 h (filtragem logo após a agitação) e filtragem após 16 h de repouso do extrato, com três repetições, analisados como um delineamento inteiramente casualizado (DIC). A precisão de dosagem em cada série de análise foi avaliada pelo coeficiente de variação da análise de variância para cada analito pelos diferentes métodos de dosagem. A comparação entre os métodos de dosagem foi realizada utilizado os 28 solos coletados. A diferença encontrada entre os valores obtidos por EAM, FCM, EAA e por ICP-OES para cada analito pelos três extratores nos 28 solos analisados foram correlacionadas com os valores de pH, acidez potencial (HAl), soma de bases (SB), CTC efetiva (t), matéria orgânica (MO) e fósforo remanescente (P-rem). Aos dados dos teores obtidos por cada método de dosagem nos 28 solos, variando o tempo de contato entre a amostra e o extrator após a agitação (0 e 16 h), foram ajustados o modelo linear, e os coeficientes testados se diferiam de 0 e 1 para intercepto e inclinação, respectivamente. Todas as técnicas apresentaram bom ajuste quanto às curvas de calibração, com maior efeito de matriz para a dosagem de P por colorimetria, e nas dosagens por ICP-OES em extrato de KCl 1 mol/L. Os valores de LiD e LiQ foram inferiores por ICP-OES para a dosagem de K, Fe, Mn, Zn e Cu, e superiores para P, Ca e Mg. Os métodos de dosagem por ICP-OES, EAM, EAA foram precisos nas matrizes testadas para a maioria dos analitos estudados, a exceção de K por FCM em Mehlich-3, acidez trocável por TAB em KCl 1 mol/L, Fe em KCl 1 mol/L por ICP-OES e Ca2+ e Mg2+ em KCl 1 mol/L (10:100 v/v solo/extrator) por EAA e ICP-OES, cujas variações foram superiores a 10 %. O aumento do tempo de contato entre a amostra de solo e o extrator após a agitação aumentou os teores dos diferentes analitos nos extratos, de forma mais expressiva para Fe e Mn. Exceção ocorreu para P, cujos teores nos extratos de Mehlich-1 e Mehlich-3 diminuíram com o aumento do tempo de contato entre o solo e os extratores, após a agitação. Os métodos de dosagem por EAM, FCM, EAA e TAB diferem do ICP-OES em Mehlich-1, Mehlich-3 e KCl 1 mol/L para todos os analitos avaliados pelo teste de identidade de métodos. O pH em água apresentou maior correlação com a diferença entre as dosagens por EAM, FCM, EAA e TAB em relação ao ICP-OES para a maioria dos analitos, e os valores de t e SB para os cátions Ca2+ e Mg2+. Palavras-chave: Fertilidade do solo. Métodos de dosagem. Análise de solo.

Mehlich-3 has been evaluated as an alternative to implement in soil analysis laboratories as a multi-element extractant to assess soil fertilty, mainly with measurement techniques that allow to quantify most analytes in a single series of analyzes in the soil extraction solution, such as inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES). To guarantee the reliability in the soil analysis results, all operations performed in the steps of collecting and preparing samples, extraction and measurement must be standardized according to the conditions that have been calibrated in fertility class interpretation tables. This work was developed assuming that ICP-OES is suitable for multi-element measurements in Menhlich-1, Mehlich-3 and KCI 1 mol/L extractions, purposing to adjust and characterize the measurements of P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn and Cu in Mehlich-1; P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu and Alin Mehlich-3; Ca“, Mg**, Fe**, Mn, Znº+, Cu“ and AlS* in KCI 1 mol/L with ICP-OES, compared to measurements with molecular absorption spectrometry (MAS), atomic absorption spectroscopy (AAS), flame photometry (FP) and acid-base titration (ABT). The objective was also to evaluate the effects of the variation in contact time between the soil sample and the extractant volume on the analytical results. This research was carried out using 28 soil samples with a wide chemical and physical variation. Soils were grouped into four control samples based on chemical characterization, using Tocher's technique for grouping by optimization. The four control samples were used to adjust and characterize the measurement methods, and the 28 soil samples were used in the method comparison stage. Initially, calibration curves for each measurement technique were characterized in terms of sensitivity to the analytes of interest considering the matrix of each extractant, compared to the curves prepared in water. Limits of detection (LID) and quantification (LIQ) for each analyte of interest in the extracts were determined for each measurement method. To evaluate the effect of standardization in the extraction stage, treatments were arranged in a factorial scheme (4 x 2), combining the four control soils and two soil:extractant contact times: O h (filter extracis after shaking) and filter after 16 h that the extracts rest, with three replications, and analyzed as a completely randomized design (CRD). The measurement precision in each series of analysis was evaluated by the coefficient of variation of the analysis of variance for each analyte by the different measurement methods. The comparison between measuring methods was performed using the 28 soils collected. The difference found between the values obtained with MAS, FP, AAS and ICP-OES for each analyte by the three extractants in the 28 soils analyzed were correlated with the values of pH, potential acidity (PA), sum of base cations (SBC), effective cation exchange capacity (ECEC), organic matter (OM) and remaining P in solution (Rem-P). Linear models were adjusted with the analyte concentration data obtained with each measuring method in the 28 soils, varying the contact time (O and 16 h) between soil and extractants after shaking, and the models coefficients were tested to see if they differed from O and 1 for intercept and slope, respectively. All techniques showed good adjustment in terms of calibration curves, with a greater matrix effect for the measurement of P by colorimetry, and in the measurements by ICP-OES in 1 mol/L KCl extractant. LID and LIQ values were lower with ICP-OES for the measurement of K, Fe, Mn, Zn and Cu, and higher for P, Ca and Mg. Measuring methods with ICP-OES, MAS, AAS were accurate in the tested matrices for most of the studied analytes, with the exception of K with FP in Mehlich-3, exchangeable acidity with ABT in KCI 1 mol/L, Fe in KCI 1 mol/L with ICP-OES and Ca“ and Mg* in KCI 1 mol/L (10:100 v/v soil/extractant) with AAS and ICP-OES, whose variations were greater than 10 %. The increase in the contact time between the soil and the extractant after shaking increased the levels of different analytes in the extracis, more significantly for Fe and Mn. Exception occurred for P, whose contents in Mehlich-1 and Mehlich-3 extracts decreased with the increase in the contact time between the soil and the extractants, after shaking. The measuring methods with MAS, FP, AAS and ABT differed from ICP-OES in Mehlich-1, Mehlich-3 and KCI 1 mol/L for all analytes evaluated by the identity test method. The pH in water showed a higher correlation with the difference between the measurements done with MAS, FP, AAS and ABT in relation to those made with ICP-OES for most analytes, and the values f ECEC and SBC for Ca2+ and Mg2+ cations. Keywords: Soil fertilty. Measurement methods. Soil analysis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES)