Impact of the Application of Landfill Leachate on the Germination of Senna macranthera in Different Substrates

Authors

  • Heider Alves Franco Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - Campus Pinheiral http://orcid.org/0000-0002-8574-5049
  • Sérgio Thode Filho
  • Daniel Vidal Pérez Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Centro Nacional de Pesquisa em Solos.
  • Monica Regina da Costa Marques Universidade do Estado do Rio de Janeiro

DOI:

https://doi.org/10.21664/2238-8869.2020v9i2.p68-76

Keywords:

Phytotoxicity; Germination; Root elongation; Reuse

Abstract

Landfill leachate is a potential environmental pollutant. Physicochemical analyses allow identifying its elements while the use of ecotoxicological tests aims to understand the relation with the environment. The germination assay of Senna macranthera in different substrates (filter paper, commercial-SCM, conventional-SCV and organic-SOR) was performed with different doses of leachate. The objective was to identify the potential impact of leachate by determining the concentration able to cause inhibition in 50% of the seeds (LC50) and the values of the no observable effect concentration (NOEC) and the lowest observed effect concentration (LOEC). The LC50

and LOEC occurred in the treatments with 6.25 while NOEC was with 3.125%. The test in substrates, It was not possible to identify the LC50 in the SCM. For the SCV was with 66 and in SOR with 25%. The NOEC and LOEC for SCM and SCV were 25 and 50% and in SOR with 50 and 100%.

Author Biography

Heider Alves Franco, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - Campus Pinheiral

Professor da área de Engenharia Rural no IFRJ/Campus Nilo Peçanha-Pinheiral. Doutorando em Meio Ambiente - UERJ. Mestre em Agricultura Orgânica e Engenheiro Agrônomo - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Técnico em Agropecuária pelo Colégio Agrícola Nilo Peçanha-UFF/RJ. Revisor Ad-hoc de 5 Periódicos Nacionais. Tem experiência em avaliações de ecotoxicidade aguda e crônica. Autor do Livro didático, Introdução à Fruticultura. Parecerista técnico de livros didáticos na área de Agropecuária. Atuou como Instrutor de Formação Profissional Rural. Atuou como professor Substituto do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, onde ministrou as disciplinas de Olericultura com enfoque em Agroecologia e Grandes Culturas onde caracteriza os cultivos de Mandioca, Milho, Feijão, Cana-de-açúcar e Café; também atuou como coordenador de Unidade Educativa de Produção no setor de Produção de Mudas. Foi Técnico em Agropecuária/Agroecologia do IFRJ/Campus Pinheiral coordenador de Unidade Educativa de Produção Módulo Agroecológico e ministrando as seguintes disciplinas: Construções Rurais, Mecanização Agrícola, Paisagismo, Produção de Mudas, Produção Vegetal e Reflorestamento.

References

Abad M, Noguera P 1998. Substrates. In: avanzado Course producción en rose cultivation sin suelo, IVIA. Summaries ... Valencia: UPV, p. 141-154.
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas 1987. NBR 9897: Planejamento de amostragem de efluentes líquidos e corpos receptores – Procedimento. NBR – 9897/87. Rio de Janeiro, 22p.
Achen CH 1977. "Measuring Representation: Perils of the Correlation Coefficient." Am J of Political Sci, 21: 4:.. 805-815.
Aldrich JH 1995. "Genuine and Spurious Correlations in Pearson and Yule." Stat. Sci, 10,. 4: 364-376.
Almeida C, Ferreira D, Seco F, Iria I, Jesus J 2011. Análise Ecotoxicológica de Águas Residuais de Uma Indústria Metalúrgica. XI CNEA – Congresso Nacional de Engenharia do Ambiente. Lisboa.
Andrade TP, Barros DL, Rabbit EF, Azevedo NF, Cotrim R 2012. Produção de bananeira BRS tropical sob aplicação de ácidos húmicos via fertirrigação. X Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingenieria Agrícola – CLIA
APHA - American Public Health Association 2005. Standard methods for examination of water and wastewater. Washington: American Water Works Association, 21th ed. 1368 p.
Aragão MA, Araújo RPA 2008. Métodos de ensaios de toxicidade com organismos aquáticos. In ZAGATTO, P.A.; BERTOLETTI, E. (Editores). Ecotoxicologia Aquática: Princípios e Aplicações, São Carlos, São Paulo: RIMA. p. 117 – 147.
Ayers RS, Westcot DW 1999. Water quality in agriculture. Campina Grande, UFPB, 153p.
Baldotto MA, Baldotto LEB 2014. Ácidos Húmicos. Rev Ceres, v.61, suppl., pp.856-881. http://dx.doi.org/10.1590/0034-737x201461000011.
Bansal RP, Bhati PR, Sen DN 1980. Specificity Differential inhibition of Indian in water arid zone. Biol. Plant., Praha, v.22, n.5, p.327-331.
Batista LRL, Gonzaga GBM, Farias JJA, Reis LS, Silva JS, Silva RF 2012. Efeito do ácido húmico no desenvolvimento da cultura da alface (Lactuca sativa) irrigada com diferentes níveis de salinidade. In: VII CONNEPI - Congresso Norte Nordeste de Pesquisa e Inovação, Palmas. Anais, IFTO. p.1-7.
Bernstein N, Silk WK, Läuchli A 1995. Growth and Development leaves of sorghum NaCl under conditions of stress: possible role of some mineral elements in growth inhibition. Plant, Heidelberg, v.196, p.699-705.
Bezerra MEJ, Lacerda CF, Sousa GG, Gomes VFF, Mendes Filho PF 2010. Biomassa, atividade microbiana e FMA em rotação cultural de milho/feijão-de-corda utilizando águas Salinas. Rev Ciên Agro, v.41, p.562-570.
Bliss CI 1934a. The method of probits. Sci., New York, v.79, n.2037, p.38-39.
Bliss CI 1934b. The method of probits - the correction. Sci., New York, v.79, n.2053, p.409-410.
Borges EEL, Borges RCG, Paula NFF 1997. Efeito da temperatura e do estresse hídrico na germinação de sementes de fedegoso (Senna macranthera (Collad.) Irwin et Barn. e de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. Rev Bras Sem, vol. 19, nº 2, p. 155-158.
Botelho BA, Perez SCJGA 2001. Estresse hídrico e reguladores de crescimento na germinação de sementes de canafístula. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v. 58, n. 1, p. 43-49, 2001.
Bowers N, Pratt JR, Beeson D, Lewis M 1997. Comparative evaluation of toxicity using lettuce seeds Soil Soil and ciliates. Environ. Toxicol. Chem., Vol. 16, no. 2, p. 207-213.
Brito-Pelegrini NN, Paterniani JES, Brota GA, Santos IN, Silva NB, Pelegrini RT 2006. Ensaios biológicos com sementes para avaliar a redução da toxicidade do chorume tratado por processo fotoquímico. Minerva, v. 6, n. 3, p. 219-228.
Carrijo OA, Liz RS, Makishima N 2002. Fibra da casca de coco verde como substrato agrícola. Hortic Bras, Brasília, v. 20, no. 4 p. 533-535.
Carvalho NM, Nakagawa J 2000. Sementes: ciência, tecnologia e produção. 4.ed. Jaboticabal: FUNEP, 588p.
Cavalcante LF, Vieira MS, Santos AF, Oliveira WM, Birth JAM 2010. Água salina e esterco bovino líquido na formação de mudas de goiabeira cultivar Paluma. Rev Bras Frutic, v.32, n.1, p. 251-261.
Cheng CY, Chu LM 2007. Phytotoxicity date safeguard the performance of the recipient plants in leachate irrigation. Environ. Pollut., V. 145, p. 195-202, Issue 1.
CONAMA – Conelho Nacional de Meio Ambiente. Resolução No: 430/2011 of 13/05/2011. [updated 2011; cited 2015 Sep 10]Available from: http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=646.
Costa CR, Olivi P, Botta CM, Espindola ELG 2008. A toxicidade em ambientes aquáticos: discussão e métodos de avaliação. Quim. Nova. 31 : 1820-1830.
Cromer RN 1980. Irrigation of radiata pine with wastewater: A Review of the potential for water tree growth and renewal. Aust. For., V. 43, p. 87-100.
EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária 1997. Manual de Métodos de Análise de Solos. Rio de Janeiro: EMBRAPA-CNPS. 212p.
Figliolia MB, Oliveira EC, Piña-Rodrigues FCM 1993. Análise de sementes. In: AGUIAR, IB; PIÑARODRIGUES, FCM; Figliolia, MB (Ed.). Sementes Florestais Tropicais. Brasília, DF: ABRATES. p.37- 74.
Flohr L, Brentano MD, Oak-Pinto CRS, Machado SG, Matias WG 2005. Classificação de resíduos sólidos industriais com base em testes ecotoxicológicos utilizando Daphnia magna: Uma alternativa. Biotemas, 18: 7-18.
Fonseca SLC, Perez CJGA 2001. Germinação de sementes de olho-de-dragão (Adenanthera pavoniana L.): ação de poliaminas na atenuação do estresse salino. Rev Bras Sem, Brasilia v. 23, no. 2, p. 14-20.
Franco HA, Silva MERV, Silveira MF, Marques MRC, Thode-Filho, S 2017. Impact of landfill leachete on the germination of cucumber (cucumis sativus). Eletronic J. of Manag., Edu. and Enviroment. Technol., Special Edition, v. 21, p. 32-44.
Freire MBGS, Freire FJ 2007. Fertilidade do solo e seu manejo em solos afetados por sais. In: Novais, RF; Alvarez V., VH; Barros, NF; Sources, RLF; Cantarutti, RB; Neves, JCL (ed.). Fertilidade do Solo. Viçosa: SBCS, cap.16, p.929-954.
Guedes RS, Alves US, Galindo EA, Barrozo LM 2011. Estresse salino e temperaturas na germinação e vigor de sementes de Chorisia glaziovii O.Kuntze. Rev Bras Sem, 33: 279-288.
Hespanhol I 2008. Potencial de reúso de água no Brasil - agricultura, indústria, municípios, recarga de aqüíferos. In: MANCUSO, C. S. A .; SANTOS, H. F. (Eds.). Reúso de água. Barueri: Manole. P.37-95.
Kalcikova G, Zagorc-Koncan J, Gotvajn AZ 2011. Evaluation of landfill leachate quality with battery of biotests. Acta Envir Univ, v.19, Supplement, p. 145-150.
Kouraa A, Fethi F, Lahlou A, Ouazzanii N 2002. Reuse of urban wastewater by combined stabilization pond system en Benslimane (Marocco). Urban Water, v.4, p.373-378.
Kurniawan RT, Lo W, Chan G, Sillanpaa MET 2010. Biological processes for treatment of landfill leachate. J. of Environ. Monit., V. 12, p. 2032-2047. [updated 2010; cited 2017 Apr. 14]. Available at: <http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2010/em/c0em00076k#!divAbstract>.
Lacerda CF, Cambraia J, Cano MAO, Ruiz HA, Prisco JT 2003. During solute accumulation and distribution shoot and leaf development in two sorghum genotypes under salt stress. Environ. and Exp. Bot., Amsterdam, v. 49, p.107-120.
Landgraf MD, Alves MR, Silva SC, Rezende LOO 1999. Caracterização de ácidos húmicos de vermicomposto de esterco bovino compostado durante 3 e 6 meses. Quim Nova, vol. 22(4).
Lemos Filho JP, Guerra STM, Lovato MB, Scotti MRMML 1997. Germinação de sementes de Senna macranthera, Senna multijuga e Stryphnodendron polyphyllum. Pesq agropec bras, v. 32, n. 4, p. 357-361.
Lima KL, Cavalcante LF, Feitosa Filho JC 2001. Efeitos de fontes e níveis de salinidade da água de irrigação sobre a germinação e o crescimento da pinheira. Eng agríc, Jaboticabal, v. 21, n. 2, p. 135-144.
Linder G, Greene J, Ratsch H, Nwosu J, Smith S, Wilborn D 1989. Seed germination and root elongation toxicity tests in hazardous waste site evaluation: Methods and applications development. US Environmental Protection Agency, Washington, DC, EPA / 600 / D-89/109 (PB90113184 NTIS).
Lopes PRM, Montagnolli RN, Domingues RF, Bidoia ED 2010. Toxicity and biodegradation in sandy soil contaminated by lubricant oils. Bull. Environ. Contam.Toxicol. 84 (4), 454-458.
Malavolta E 1980. Elementos de nutrição mineral de plantas. São Paulo, Ceres. 251p.
MAPA – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento 2013. BRASIL. Instruções para Análise de Sementes de Espécies Florestais. Brasília.
Martin-Neto L, Andriulo AE, Traghetta D 1994. Effects of cultivation on ESR spectra of organic matter from the soil size fractions of Mollisol. Soil Sci, 157:. 365-372, 1994.
Mondo VHV, Brancalion PHS, Cicero SM, Novembre ADLC, Neto DD 2008. Teste de germinação de sementes de Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan (FABACEAE). Rev Bras Sem, vol. 30, nº 2, p.177-183.
Montemurro F, Ferri D, Tittarelli F, Canali' S, Vitti C 2010. Anaerobic digestate and on-farm compost application: Effects on lettuce (Lactuca sativa L.) crop production and soil properties. Compost Science & Utilization, v.18, p.184-193.
Munns R 2002. Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell and Environ., Logan, v.25, p.239-250.
Nobre RG, Gheyi HR, Soares FAL, Andrade LO, Nascimento ECS 2010. Produção do girassol sob diferentes lâminas com efluentes domésticos e adubação orgânica. Rev bras eng agríc ambient, v. 14, p. 747-754, 2010. ISSN 1415-4366. [updated 2010; cited 2016 Jul 25]. Available from: < http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1415-43662010000700010&nrm=iso>.
Njoku KL, Akinola MO, Taiwo BG 2009. Effects of gasoline diesel fuel mixture on the germination and the growth of Vigna unguiculata (Cowpea). Afr J Environ Sci Technol, v. 3(12), pp. 466-471.
Nunes AS, Lourenção ALF, Pezarico CR, Scalon SPQ, Gonçalves MC 2009. Fontes e níveis de salinidade na germinação de sementes de Crotalaria juncea L. Ciên e Agrotec, 33(3), 753-757, 2009. https://dx.doi.org/10.1590/S1413-70542009000300013
Oliveira EL (Ed.) 2012. Manual de Utilização de Águas Residuárias em Irrigação. 1ª Botucatu: FEPAF, 192 p.
Oliveira MKT, Oliveira FA, Medeiros JF, Lima CJGS, Guimarães IP 2006. Efeito de diferentes teores de esterco bovino e níveis de salinidade no crescimento inicial da mamoneira (Ricinus communis L.). Rev Verde (Mossoró – RN – Brasil), v.1, n.1, p.47-53.
Oliveira PM, Blank AF, Pereira AJ, Lima LA 1998. Efeito da salinidade da água sobre a germinação de cultivares de melão. Rev bras eng agríc ambient, Campina Grande, v. 2, n. 2, p. 235-238.
OECD - Organization for Economic Cooperation and Development 2003 - Terrestrial Plant Test: 208: Seedling Emergence and Seedling Growth Test. Guideline for the Testing of Chemicals Proposal for Updating Guideline 208.
Ould Ahmed BA, Moritani MIS 2010. Effect of saline irrigation water and manure application on the available water content, soil salinity, and growth of wheat. Agric. Water Manag., V.97, p.165-170.
Parizotto C, Pandolfo CM 2009. Produção orgânica de alface e atributos de solo pela aplicação de composto de dejetos de suínos. Rev Bras Agroecol, v.4, p.195-199.
Pimentel MF, Silva Júnior FCG, Santaella ST, Lotufo LVC 2011. O uso de Artemia sp. como organismo-teste para avaliação da toxicidade das águas residuárias do beneficiamento da castanha de caju antes e após tratamento em reator biológico experimental. Rev Soc Bras Ecotoxicol, v. 6, n. 1, p. 15-22.
Renou S, Givaudan JG, Poulain S, Dirassouyan F, Moulin P 2008. Landfill leachate treatment: Review and opportunity. J. of Hazard. Mater., 150, 468-493.
Ribeiro Júnior IR 2001. Análises Estatísticas no SAEG. Viçosa: UFV. 301p.
Richards LA 1980. Diagnóstico y reabilitación de suelos salinos y sódicos. México: Editorial Limusa, 172p.
Ronco A, Baez MCD, Granados YP 2004. Ensayos Toxicológicos y Métodos de Evaluación de Calidad de Aguas - Estandarización, Intercalibración, Resultados y Aplicaciones; Morales, G. C., ed.; Centro Internacional de Investigaciones para el Desarrollo: Ottawa, 2004, cap. 1.
Salem Y, Hamouri K, Djemaa R, Alois K 2008. Evaluation of landfill leachate pollution and treatment. Desalination 220, 108–114.
Santos PR, Ruiz HA, Neves JCL, Almeida PE, Freire MBGS, Freire FJ 2009. Germinação, vigor e crescimento de cultivares de feijoeiro em soluções salinas. Rev bras eng agríc ambient, v.13, (Suplemento), p.882–889.
Santos VLM, Calil AC, Ruiz HA, Alvarenga MS, Santos CM 1992. Efeito do estresse salino e hídrico na germinação e vigor de sementes de soja. Rev Bras Sem. Pelotas, v. 14, n.2, p.189-194.
Schwarzenbach RP, Stierli R, Lanz K, Zeyer J 1990. Quinone and iron porphyrin mediated reduction of nitroaromatic compounds in homogeneous aqueous solution. Environ. Sci & Technol., 24:. 1566-1574.
Silva RN, Lopes NF, Moraes DM, Pereira AL, Duarte GL 2007. Physiological quality of barley seeds submitted to saline stress. Braz. J. of seeds, v.29, n.1, p.40-44.
Sivritepe N, Sivritepe HO, Eris A 2003. The effect of NaCl on salt tolerance in priming melon seedling grown under saline conditions. Sci. Hortic., Georgia, vol. 97, no. 1, p. 229-237.
Sobrero MC, Ronco A 2004. Ensayo de toxicidad aguda con semillas de lechuga (Lactuca sativa L.). In: Morales, G. C. Ensayos toxicológicos y métodos de evaluación de calidad de águas: Estandarización, Intercalibración, resultados e ya aplicaciones, IMTA, p. 63-72.
Tamada IS, Montagnolli RN, Lopes PRM, Bidoia ED 2012. Toxicological evaluation of vegetable oils and biodiesel in soil During the biodegradation process. Braz. J. of Microbiol. p. 1576-1581.
Tester M, Davenport R 2003. Na+ tolerance and Na+ transport in higher plants. Annals of Botany, V.91, n.3, p. 503-527.
Ulrich B, Sumner ME 1991. Soil acidity. Springer-Verlag: Berlin. 224p.
USEPA - United States Environmental Protection Agency 1996 - Seed Germination / Root Elongation Toxicity Tests. Ecological Effects, Tests Guidelines.
USEPA - United States Environmental Protection Agency 1998. SW-846 EPA Method 3051A. Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils and oils. Test Methods for Evaluating Solid Waste. 3rd Update. Washington, DC.
Varnero MT, Rojas C, Orellana R 2007. Indices of phytotoxicity of organic residues during composting. J. Soil Sci Plant Nutr, 7 (1), 28 - 37.
Vwioko DE, Fashemi DS 2005. Growth response of Ricinus cummunis L. (castor oil) in spent lubricating oil polluted soil. J Appl Sci Environ Manag, 9(2): 73-79.

Downloads

Published

2020-08-31

How to Cite

FRANCO, Heider Alves; FILHO, Sérgio Thode; PÉREZ, Daniel Vidal; MARQUES, Monica Regina da Costa. Impact of the Application of Landfill Leachate on the Germination of Senna macranthera in Different Substrates. Fronteiras - Journal of Social, Technological and Environmental Science, [S. l.], v. 9, n. 2, p. 68–76, 2020. DOI: 10.21664/2238-8869.2020v9i2.p68-76. Disponível em: https://revistas2.unievangelica.edu.br/index.php/fronteiras/article/view/2956. Acesso em: 24 nov. 2024.