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Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”
Frações de fósforo no solo e aproveitamento de fosfatos pela cana-de-açúcar
Carlos Antonio Costa do Nascimento
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor
em Ciências. Área de concentração: Solos e Nutrição
de Plantas
Piracicaba 2016
Carlos Antonio Costa do Nascimento Engenheiro Agrônomo
Frações de fósforo no solo e aproveitamento de fosfatos pela cana-de-açúcar
versão revisada de acordo com a resolução CoPGr 6018 de 2011
Orientador: Prof. Dr. GODOFREDO CESAR VITTI
Tese apresentada para obtenção do título de Doutor
em Ciências. Área de concentração: Solos e Nutrição
de Plantas
Piracicaba
2016
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação
DIVISÃO DE BIBLIOTECA - DIBD/ESALQ/USP
Nascimento, Carlos Antonio Costa do Frações de fósforo no solo e aproveitamento de fosfatos pela cana-de-açúcar / Carlos
Antonio Costa do Nascimento. - - versão revisada de acordo com a resolução CoPGr 6018 de 2011 - - Piracicaba, 2016.
77 p. : il.
Tese (Doutorado) - - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”.
1. Difusão 2. Efeito residual 3. Estruvita 4. Fosforita 5. Fosfato de Rocha 6. Fracionamento de fosforo 7. Polifosfato 8. Soqueira I. Título
CDD 633.61 N244f
“Permitida a cópia total ou parcial deste documento, desde que citada a fonte – O autor”
3
Dedico,
Aos meus pais,
João e Maria das Graças, pelo amor incondicional, pelos princípios
passados, pela paixão pela minha vida e principalmente, por não
desistirem de mim. Tudo que faço é para honrar vocês!
Aos meus irmãos,
Alison e Everson, pela credibilidade, pelo companheirismo, sobre tudo,
por serem ótimos filhos aos meus pais.
Ao meu complemento,
Marília Souza Ferreira, que é muito mais do que eu mereço, mas
exatamente tudo que eu precisava.... É compreensão, dedicação,
cumplicidade, amor muito além do que eu pensei experimentar um dia.
Te amo!
Ofereço,
À Sociedade, principalmente às crianças de hoje e ás que hão de
nascer!
4
5
AGRADECIMENTOS
Ao meu Senhor e Amigo, Jesus Cristo, por transformar a minha vida, permitindo que
O conhecesse. Por me fazer feliz de verdade, me dar liberdade e me mostrar que nada é
impossível ao que crê! Tudo é dEle, por Ele e para Ele, para sempre! Sei que sem a
comunhão com a Trindade Santa, esta conquista não seria possível. Espírito Santo,
obrigado por sempre falar ao meu coração!
Ao orientador e amigo, Prof. Vitti, pelo estímulo, pelos conhecimentos passados e,
principalmente, me fazer acreditar que é possível ter sucesso sem deixar de ser humano!
Ao orientador, entusiasta e amigo, Dr. Paulo Pagliari, por acreditar em mim, por me
tornar parte de sua família e por fazer o possível para que eu expressasse meu máximo
potencial!
Ao Prof. Dr. Paulo Pavinato, por todo desprendimento em nos ajudar nas fases
cruciais desta pesquisa. Admiro sua humildade!
À Evinha (Letícia), amizade para toda a vida, com toda a certeza, Deus preparou
nossa amizade! Não existem palavras para explicar você e seu cuidado!
Aos doutores e irmãos, Ba-t-ria (Thiago) e Dudú (Eduardo Zavaschi), tão sábios e
tão humildes, muito obrigado por serem muito mais que amigos, e terem levado este
trabalho como se fosse de vocês. Vocês me ensinaram muito!
À Priscila Martins, por ter se tornar uma boa amiga com quem se pode contar, pelas
boas e longas conversas e pela parceria de sempre. Conte comigo!
Aos amigos, Cintia, Edson, Luana e Andréia e Simone Magalhães por serem
companheiros em todos os momentos, vocês são demais!
À Silvia, pela amizade, paciência, carinho e o grandioso apoio em todos os
momentos, você é minha referência de competência e compromisso!
À Marta Sueli de Campos, por estar sempre pronta disposta a ajudar!
Aos meus irmãos, Max, Sidiney e Maicon pela confiança e amizade, e por todas as
palavras de conforto quando mais precisei! Estamos juntos!
A Mariana Durigan, Thalita Abbruzzine, Roberta Santin, Marcos Rodrigues,
Wilfrand Herrera, Ana Paula Teles, Bruna Arruda, Fabio Coutinho, Luiz Francisco, Ítalo
6
Granato, Djalma Schmitt e as dezenas de boas pessoas que tive o prazer de conhecer ao
logo destes anos, pela amizade, apoio, respeito e ótimos momentos vividos!
Aos Vencedores em Cristo e à família Medrano por me receberem tão bem e me
ajudarem a manter a fé!
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq, pela
concessão da bolsa de estudos no exterior.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES, pela
concessão da bolsa de estudos no país.
À Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”- ESALQ/USP, ao
Departamento de Ciência do Solo e ao Programa de Pós-Graduação em Solos e
Nutrição Plantas, pela infraestrutura e oportunidade concedida.
“Ubuntu - Sou quem sou, porque
somos todos nós. ”
Autor desconhecido
7
SUMÁRIO
RESUMO..................................................................................................................... 9
ABSTRACT ............................................................................................................... 11
LISTA DE FIGURAS ................................................................................................. 13
LISTA DE TABELAS ................................................................................................. 15
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17
Referências ............................................................................................................... 20
2 DINÂMICA DO P EM SOLOS TRATADOS COM FOSFATOS DE CÁLCIO,
MAGNÉSIO E AMÔNIO ............................................................................................ 23
Resumo ..................................................................................................................... 23
Abstract ..................................................................................................................... 23
2.1 Introdução ........................................................................................................... 24
2.2 Material e métodos .............................................................................................. 27
2.2.1 Caracterização dos solos ................................................................................. 27
2.2.3 Curva de adsorção de P ................................................................................... 28
2.2.3 Caracterização dos fertilizantes ................................................................ 29
2.2.4 Estudo da mobilidade do P no solo .................................................................. 29
2.2.5 Análise estatística ............................................................................................ 30
2.3 Resultados e Discussão ...................................................................................... 31
2.3.1 Mobilidade de P no solo ................................................................................... 31
2.3.2 O pH do solo .................................................................................................... 37
2.4 Considerações finais ........................................................................................... 44
Referências ............................................................................................................... 45
3 FERTILIZANTES FOSFATADOS NA DINÂMICA DO FÓSFORO NO SOLO E
PRODUTIVIDADE DE CANA-SOCA ......................................................................... 50
Resumo ..................................................................................................................... 50
Abstract ..................................................................................................................... 50
3.1 Introdução ........................................................................................................... 51
8
3.2 Material e métodos .............................................................................................. 54
3.2.1 Caracterização da aérea experimental ............................................................. 54
3.2.2 Amostragem de tecido vegetal e determinação de macro nutrientes ............... 55
3.2.3 Amostragem do solo e fracionamento de fósforo no solo................................. 56
3.2.4 Análises estatísticas ......................................................................................... 57
3.3 Resultados e Discussão ...................................................................................... 57
3.3.1 Frações de P no solo sob cultivo de cana-de-açúcar ....................................... 57
3.3.2 Acúmulo de nutrientes, massa seca e produtividade da cana-de-açúcar ........ 67
3.4 Considerações finais ........................................................................................... 72
Referências ............................................................................................................... 73
9
RESUMO
Frações de fósforo no solo e aproveitamento de fosfatos pela cana-de-açúcar
O fósforo é um dos nutrientes que mais limita o crescimento das plantas, contudo existem controvérsias sobre a resposta das soqueiras de cana-açúcar à adubação fosfatada. Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de compreender a dinâmica do fósforo no solo sob cultivo de cana-de-açúcar RB85 5536, com ênfase na adubação de soqueira, e a fim de estabelecer fontes de fósforo adequadas para este sistema. Um dos experimentos visou compreender as reações ao redor de grânulos de fertilizantes fosfatados, assim como observar a difusão de P a partir destes grânulos. O segundo experimento, objetivou entender a dinâmica do P em solo sob soqueira adubada com fontes de fósforo. Os resultados deste estudo mostram diferenças entre os adubos com respeito à labilidade e à mobilidade de P no solo. A mobilidade foi encontrada intimamente relacionada com o pH do solo, teores de argila e CaCO3 e reações iniciais de precipitação, sendo esta última predominante em torno do grânulo. A taxa à qual P se moveu a partir do grânulo para o solo foi intimamente relacionada com o teor de argila do solo, assim, quanto menor o teor de argila maior é a distância percorrida pelo ânion fosfato. A maior mobilidade P foi encontrada com uso das fontes a base de fosfato monoamônico. Em contraste, os grânulos de Estruvita permaneceram intactos e mostrou-se um P de menor mobilidade. Por meio de estudo de Estruvita sequencial foi investigado a dinâmica do adubo P após mover-se a partir do grânulo para o solo. Em geral, mais de 50% do fertilizante P foi recuperado como P lábil nos primeiros 13,5 mm a partir do local de colocação dos fertilizantes. O revestimento de fosfato monoamônico com enxofre elementar ou ácido húmico não aumentou a labilidade ou a mobilidade a partir desse fertilizante. Reações de protonação e desprotonação de fosfato parecem afetar o pH do solo em torno dos grânulos. As reações envolvendo o N em algumas fontes provaram ser mais atuantes na alteração do pH. Em solo sob cultivo de cana-de-açúcar, as frações de P no solo mais alteradas pela adubação fosfatada foram a de P extraído com resina trocadora de ânions e P extraível com NaOH 0,1 mol L-1, fração lábil e moderadamente lábil, respectivamente. Contudo, esses efeitos foram evidenciados somente após a reaplicação dos fertilizantes fosfatados na segunda safra avaliada, em que também foi evidenciado sinergismo entre essas frações de P. Embora algumas fontes tenham promovido aumento no teor de P disponível no solo, nem segunda ou terceira soqueira de cana-de-açúcar, apresentaram influencia à adubação fosfatada, mesmo com a reaplicação dos fertilizantes na terceira soqueira.
Palavras-chave: Difusão; Efeito residual; Estruvita; Fosforita; Fosfato de Rocha
Fracionamento de fosforo; Polifosfato; Soqueira
10
11
ABSTRACT
Phosphorus fractions in soil and phosphates utilization by sugarcane
Among the nutrients, phosphorus is one of those who limit plant growth, however there are controversies about the response from the phosphate fertilization. Thus, in order to understand the dynamics of phosphorus in soil under cultivation of sugarcane’s ratoon, and also establish more suitable phosphorus sources for that system, two experiments were carried out. The first one, aiming to understand reactions around of the granules of phosphate fertilizers as well as to observe P diffusion. And another experiment aiming understands the dynamics of P in soil under ratoon fertilized with phosphorus sources. The results of this study show differences between fertilizers with respect to lability and mobility of P in the soil. P mobility was found closely related to soil pH, clay and CaCO3 precipitation and initial reactions, the latter in turn are prevalent around the granules. The rate at which P moves from the pellet was closely related to the clay content. The distance traveled decreases as the increase of clay content. The greater P mobility was found where monoammonium phosphates were applied base. In contrast, Struvite granules remain intact and showed lower mobility. A sequential fractionation study was used to investigate the P-fertilizer behavior after moving outward of granules. Overall, more than 50% of P fertilizer was recovered labile P as the first 13,5 mm from fertilizer placement. e monoammonium phosphate coating with elemental sulfur and humic acid, did not improve lability or mobility from that fertilizer. Reactions of phosphate protonation and deprotonation seems to affect the soil pH around the granules. However, reactions involving N fertilizer proved more remarkable. In soil under sugarcane cultivation, the P extracted with anion exchange resin and e P extracted with 0.1 M NaOH were the P fractions most affected by phosphorus fertilization were, labile and moderately labile fractions, respectively. However, these effects were evident only after the reapplication of fertilizers on the second assessed ratoon. In this experiment synergism between these fractions P was also observed. Although some sources increased available P in soil, nor second neither third ratoon of sugarcane, RB85 5536, responded to fertilization, even with the fertilizers re-application in the third ratoon.
Keywords: Diffusion; Phosphorus Fractionation; Phosphorite; Polyphosphate; Ratoon; Residual effect; Rock phosphate; Struvite
12
13
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 − Isotermas de adsorção de fósforo em solo CaCl2 0.01mol L-1 como
solução de fundo para os solos selecionados para este estudo......... 28
Figura 2.2 − Percentagem de P de fertilizantes recuperado a seção central (0 -
7,75 mm) em função do teor de argila do solo após 56 dias de
incubação. P% é mostrado como média de todos os fertilizantes
utilizados neste estudo. ........................................................................ 31
Figura 2.3 − Distribuição percentual de P vindo do fertilizante, entre as seções da
placa de petri e entre frações de P no solo. As barras de erro são
referentes ao erro padrão calculado de quatro repetições através de
análises estatística multivariada. .......................................................... 34
Figura 2.4 − Íons de P comumente encontrados em fertilizantes denominados
polifosfatos. Adaptado de Rashchi e Finch (2000). .............................. 36
Figura 2.5 − Percentagem dissolvida de P adicionado na forma de Estruvita em
função do pH da solução. A quantidade total de P adicionado na
solução foi suficiente para aumentar a concentração de p até 1580 mg
L-1. ........................................................................................................ 37
Figura 2.6 – Espécies iônicas de P em função do pH da solução. Adaptado de
Havlin et al. (2006). .............................................................................. 39
14
15
LISTA DE TABELAS
Tabela 3.1 − Atributos químicos e físicos do solo da área experimental no momento da instalação do experimento ............................................................... 54
Tabela 3.2 – Concentração de nutrientes na palhada (a base seca) presentes sobre o solo no início do experimento............................................................. 54
Tabela 3.3– Frações de fósforo em função de fertilizantes fosfatados nas camadas de solo sob cana-de-açúcar na safra 2012/213. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey a 0.05 de significância. Ausência de letras denota que todas médias são estatisticamente iguais .......................................................................... 58
Tabela 3.4 – Teor de P extraído no solo com resina trocadora de ânions (P-resina) em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais .......................................................................... 60
Tabela 3.5 – Teor de P inorgânico (Bic-Pi) e P orgânico (Bic-Po) extraídos no solo com NaHCO3 0,5 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais .................................................. 63
Tabela 3.6 – Teor de P inorgânico (0,1-NaOH-Pi) e P orgânico (0,1-NaOH-Po) extraídos no solo com NaOH 0,1 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que as médias são iguais .......................................................... 64
Tabela 3.7– Teor de P extraído com HCl 1 mol L-1 (P-HCl) em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/2014. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais ........... 66
Tabela 3.8 – Teor de P inorgânico (0,5-NaOH-Pi) e P orgânico (0,5-NaOH-Po) extraídos com NaOH 0,5 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais ....................................................... 67
Tabela 3.9 – Teores de N, P e K acumulado pela soqueira de cana-de-açúcar em função de fertilizantes fosfatados†, no sétimo mês após a rebrota, safra 2012/13. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% de significância. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais ....................................................... 68
16
Tabela 3.10 – Teores de N, P e K acumulado pela soqueira de cana-de-açúcar em função de fertilizantes fosfatados†, no sétimo mês após a rebrota, safra 2013/2014. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% significância. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais ....................................................... 70
Tabela 3.11 – Produção de colmos industrializáveis (TCH) e teor de P na camada 0-20 cm do solo no final das safras 2012/2013 e 2013/2014. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% significância. Ausência de letras denota que todas............................... 72
17
1 INTRODUÇÃO
O Brasil é o responsável por mais da metade do açúcar comercializado no
mundo, o país deve alcançar taxa média de aumento da produção de 3,25%, até
2018/19, e produzir 47,34 milhões de toneladas do produto/ano, o que corresponde
a um acréscimo de 14,6 milhões de toneladas em relação ao período 2007/2008.
Para as exportações, o volume previsto para 2019 é de 32,6 milhões de toneladas
(BRASIL, 2014). Atualmente, no âmbito externo fica cada vez mais evidente que o
aumento do déficit global do açúcar no ano safra 2015/16 será maior. Em 2015 as
cotações do açúcar aumentaram 27,86% no Brasil e 24,91% no mercado
internacional (Bolsa de Nova Iorque). Devido à situação no preço da gasolina, no
mercado interno os preços médios de outubro do etanol anidro e do hidratado
aumentaram 21,63% e 19,39% respectivamente, em relação aos valores de
setembro/2015 (CONAB, 2015a).
Com relação a área de cana-de-açúcar, estima-se que o Brasil terá um
acréscimo de apenas 65,9 mil hectares na temporada 2015/16, atingindo o total de
9.070,4 mil hectares no fim da safra. Esse acréscimo equivale a 0,7% em relação à
safra 2014/15. O acréscimo é reflexo do aumento de 0,5% (38,1 mil hectares) na
área da Região Centro-Sul e de 2,7% (27,8 mil hectares) na área da Região
Norte/Nordeste. Nos Estados do Rio Grande do Norte, Paraíba, Espírito Santo, Rio
de Janeiro, Paraná e Rio Grande do Sul deverão ter decréscimo na área plantada
(CONAB, 2015b).
Para atender a demanda mundial pelos produtos da indústria sucro
energética, que tende a crescer nos próximos anos, é necessário aumentar a
produção de cana-de-açúcar, seja pela ampliação das áreas cultivadas ou pelo
aumento da produtividade, sendo esse último a melhor opção, pois, a expansão dos
canaviais, além de ser custosa, sofre retaliação tanto por parte da ordem mundial de
preservação ambiental, quanto da demanda áreas para o cultivo de outras culturas
(NASCIMENTO, 2012).
Dados relativos à safra 2014/15, mostram o decréscimo de produtividade das
soqueiras de cana-de-açúcar na ordem de 35 t ha-1 quando comparada as
produtividades entre primeiro e o sexto corte (CONAB, 2015b). O aumento da
longevidade e a elevação da produtividade dos canaviais têm sido alcançados
através do manejo adequado no que se refere à: época de plantio e colheita,
18
emprego de cultivares em função dos ambientes de produção e as correções e
adubações (VITTI et al., 2007; ZAMBROSI, 2012).
Demattê (2005) considerando uma produção, ao longo de cinco colheitas, de
400 toneladas de cana-de-açúcar, fez um cálculo sobre o balanço de P (fósforo) no
solo, utilizando uma dose de 150 kg ha-1 de P2O5 no plantio, e determinou uma
extração de 0,43 kg de P por tonelada de massa verde e fixação de 30%. Nesse
balanço constatou-se déficit de P, que deveria ser reposto nas soqueiras.
Colaborando com cerca de 0,2 % do peso seco das plantas, o P, depois do
nitrogênio (N), é o macronutriente mais limitante no início do desenvolvimento da
cultura, relacionado ao desenvolvimento da raiz, particularmente na formação de
proteínas, processo de divisão celular, fotossíntese, armazenamento de energia,
desdobramento de açúcares, respiração e fornecimento de energia a partir do ATP
(ALEXANDER, 1973).
Nas adubações, o P é considerado um nutriente de baixo aproveitamento
pelas plantas. É comum observar-se aproveitamento por culturas anuais da ordem
de 10% do P aplicado como fertilizante. As quantidades aplicadas em geral superam
muito a extração pelas culturas, diferindo, neste aspecto, do N e K (RAIJ, 1991).
Diante da possibilidade do esgotamento das jazidas de rochas fosfáticas é preciso
redesenhar as estratégias de utilização desse recurso nas áreas de produção
agrícola (ABELSON, 1999).
A ausência de adubação fosfatada em soqueiras é justificada devido à
algumas vezes não haver resposta da cultura, e isso por sua vez, é explicado por
um possível efeito residual da adubação fosfatada feita no plantio (KORNDORFER;
ALCARDE,1992). Contudo, mesmo que as doses de P utilizadas no plantio sejam
suficientes para atender as exigências da cultura durante vários ciclos de
crescimento, a disponibilidade do nutriente é significativamente diminuída ao longo
do tempo (KORNDORFER; MELO, 2009). Assim, é provável que os níveis de P no
solo não sejam suficientes para atender a demanda da cana-de-açúcar, limitando
assim a expressão do máximo potencial produtivo em cortes subsequentes
(ZAMBROSI, 2012).
O P é o elemento que mais limita a produtividade da maioria das culturas nos
solos intemperizados (TIESSEN; MOIR, 1993). Nesses solos há predomínio das
formas inorgânicas de P ligadas à fração mineral com alta energia e formas
orgânicas estabilizadas física e quimicamente (RHEINHEIMER; ANGHINONI, 2001).
19
Dessa maneira, somente uma pequena fração desse nutriente no solo estaria
disponível para as plantas (CONTE et al., 2003) e uma boa parte do P adicionado
pelos fertilizantes deixa de ser útil ao crescimento imediato da planta (NOVAIS;
SMYTH, 1999).
A necessidade de fontes que promovam o aumento da eficiência de uso de
fertilizantes fosfatados pelas plantas é cada vez mais evidente, principalmente em
soqueiras. Deve se considerar que a alta capacidade que os solos intemperizados
têm de tornar o P indisponível às plantas, aliado ao fato que, quando realizada, a
adubação fosfatada em soqueiras é aplicada em doses relativamente baixas, não
mais que 45 kg ha-1; agravando ainda mais o problema, pois a adsorção de P no
solo é fortemente influenciada pela concentração desse elemento no solo
(ZAMBROSI, 2012; MCLAUGHLIN, 2011; ZAVASCHI, 2014).
Com base no exposto acima, existe a necessidade de compreensão da
dinâmica do P no solo sob cultivo de cana-de-açúcar colhida sem queima previa da
palha, com ênfase na adubação de soqueira, além do estabelecimento de fontes
adequadas para este sistema. Com a finalidade de atender estas demandas foram
elaboradas as seguintes hipóteses:
No capítulo 2: H1: O uso de fertilizantes contendo polifosfato aumenta a
difusão de fósforo no solo; H2: Fosfato monoamônico granulado revestido com
enxofre elementar ou ácido húmico aumentam a labilidade do P no solo em relação
a grânulos não revestidos; H3: A aplicação do P como fosfatos de cálcio promove
menor movimento de P no solo quando comparada a aplicação de fosfatos de
amônio; H4: A capacidade máxima de adsorção de P no solo não influencia
diretamente na mobilidade do P, quando se compara solos calcários e não calcários;
H5: A mobilidade de P no solo é dirigida pelos cátions acompanhantes do ânion
fosfato presentes na formulação do fertilizante.
No capítulo 3: H1: A aplicação de fertilizantes fosfatados na soqueira de
cana-de-açúcar implica em maior produtividade de colmos industrializáveis; H2: Para
que cana-de-açúcar responda à adubação fosfatada é necessário se fazer
anualmente a adubação fosfatada; H3: A adição de substâncias como ácido húmico
e enxofre elementar ao MAP tradicional, irá promover mudanças positivas na
dinâmica do P no solo e incrementar a produção de cana-de-açúcar; H4: O uso de
polifosfato com fonte de fosforo promove efeito residual da adubação com fosfato
solúvel.
20
Referências
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Atividades da Conab: outubro 2015. Brasília, 2015. Disponível em: <
http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/15_12_01_11_01_57_relatorio
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DEMATTÊ, J. L. I. Recuperação e manutenção da fertilidade dos solos. Informações Agronômicas, Piracicaba, n. 111, p.1-25, 2005.
NASCIMENTO, C. A. C. Ureia recoberta com So, Cu e B em soca de cana-de-açúcar colhida sem queima. 2012. 71 p. Dissertação (Mestrado) - Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz, ”, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2012.
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KORNDÖRFER, G. H.; MELO, S. P. de. Fontes de fósforo (fluida ou sólida) na produtividade agrícola e industrial da cana-de-açúcar. Ciência e Agrotecnologia, Lavras, v. 33, n. 1, p. 92–97, 2009.
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21
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22
23
2 DINÂMICA DO P EM SOLOS TRATADOS COM FOSFATOS DE CÁLCIO,
MAGNÉSIO E AMÔNIO
Resumo
Ao longo das últimas décadas foram desenvolvidos inúmeros tipos de fertilizantes (P) contendo fósforo, com o objetivo de melhorar a eficiência do uso do P. No entanto, pouco se conhece sobre o comportamento de P a partir de muitas das novas formulações de fertilizantes nos solos. Esta investigação foi desenvolvida para estudar a mobilidade P a partir de diferentes formulações de fertilizantes e também para investigar os efeitos das diferentes formulações nos diferentes compartimentos de P no solo. Foram utilizados nesse estudo: Três Chernossolos dos EUA e um Argissolo do Brasil, e seis fontes de fertilizantes, fosfato monoamônico (MAP); MAP revestido com enxofre elementar; MAP revestido com ácido húmico; fosfato de cálcio na forma de superfosfato triplo; polifosfato como polifosfato de amônio e potássio; fosfato de amónio magnésio conhecido como Estruvita. Os resultados deste estudo mostraram diferenças entre os adubos com respeito à labilidade e à mobilidade de P no solo. A taxa à qual P se moveu a partir do grânulo para o solo está intimamente relacionado com o conteúdo de argila, quanto maior o teor de argila menor é a distância percorrida pelos ânions fosfato. Em termos de mobilidade P em função da fonte de P, a maior mobilidade P foi encontrada para as fontes de fosfato monoamônico. Em contraste, os grânulos de Estruvita permaneceram intactos e mostrou menor labilidade e mobilidade. Um estudo de Estruvita sequencial foi utilizado para investigar o comportamento do adubo P após mover-se a partir do grânulo para o solo. Em geral, mais de 50% do fertilizante P foi recuperado, como P lábil, nos primeiros 13,5 mm a partir do local de aplicação do fertilizante. O revestimento de fosfato monoamônico com enxofre elementar ou ácido húmico não melhorou labilidade nem a mobilidade a partir do fertilizante. A mobilidade foi encontrada intimamente relacionado com o pH do solo, teores de argila e CaCO3 e reações iniciais de precipitação, esta última por sua vez, são predominantes em torno do grânulo. Distribuição do P-fertilizante dentro P-frações foi influenciada pela concentração de P no solo. Reações de protonação e desprotonação de fosfato afetam o pH do solo em torno dos grânulos. No entanto, reações envolvendo o N dos fertilizantes provaram ser mais importantes.
Palavras-chave: Difusão; Estruvita; Polifosfato; Fracionamento
Abstract
Over the last several decades innumerous types of phosphorus (P) fertilizer
have been developed, with the goal of improving P use efficiency. However, little is known about the behavior of P from many of the new fertilizer formulations in soils. This research was developed to study the P mobility from various fertilizer formulations and also to investigate the effects of the different formulations on the different P pools in the soil. Three Mollisols from the USA and one Ultisol from Brazil, and six fertilizer sources, monoammonium phosphate (MAP); sulfur coated MAP; humic acid coated MAP; calcium phosphate as triple superphosphate; polyphosphate as ammonium potassium polyphosphate; and a magnesium ammonium phosphate commonly known as struvite, were used in this study. The results of this study
24
showed differences between fertilizers with respect to lability and mobility of P in soil. The rate at which P moved from the granule towards the soil was closely related to clay content, as the higher the clay content the lower the distance traveled by phosphate ions. In terms P of mobility as a function of P source, the greatest P mobility was found for the monoammonium phosphate sources. In contrast, struvite granules remained intact and showed the least lability and mobility. A sequential fractionation study was used to investigate the behavior of the fertilizer P after it moved from the granule into the soil. Overall, more than 50% of the fertilizer P was recovered as labile P in the first 13.5 mm from the fertilizer placement. The monoammonium phosphate coating with elemental sulfur or organic acids neither improves lability nor the mobility from the fertilizer. Mobility was found closely related to soil pH, clay and CaCO3; precipitation reactions are prevalent around the granule. P-fertilizer distribution in P-fractions was influenced by the concentration of P in soil. Phosphate protonation and deprotonation reactions to affect the pH of the soil around the granules. However, reactions involving N fertilizers have proven to be most important.
Keywords: Diffusion; Struvite; Polyphosphate; fractionation
2.1 Introdução
Em apenas alguns dias após a aplicação de fertilizantes, parte significativa,
por vezes, mais da metade, do fósforo (P) solúvel do fertilizante torna-se fixado ao
solo em formas que não disponíveis à absorção pelas plantas (KHASAWNEH;
HASHIMOTO; SAMPLE, 1979; RAJPUT et al., 2014). Isto implica que a mobilidade
do P no solo é severamente reduzida, e esta redução está normalmente associada a
propriedades do solo (SAMPLE; KHASAWNEH; HASHIMOTO, 1979; LOMBI et al.,
2006; MONTALVO; DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014).
Tem-se concordado que os principais fatores que controlam a solubilidade e a
mobilidade do P nos solos são: cátions acompanhando o ânion fosfato no fertilizante
(por exemplo, Ca-fosfato, NH4+-Mg-fosfato), teor de matéria orgânica do solo, o
conteúdo e o tipo de minerais de argila, a capacidade de troca catiônica, o pH do
solo, concentrações de fósforo, cálcio, ferro e alumínio e a umidade do solo
(PARFITT, 1979; SAMPLE; KHASAWNEH; HASHIMOTO, 1979; ALVAREZ et al.,
2004; HETTIARACHCHI et al., 2006). Portanto, a seleção e efetividade de uma
tecnologia para usar como auxílio na melhoria da eficiência de uso de P pelas
plantas é difícil (HEDLEY; MCLAUGHLIN, 2005; MCLAUGHLIN et al., 2011).
Em solos ácidos e neutros, a concentração de Al3+ e Fe3+ é fator chave no
controle da solubilidade de fertilizantes contendo P, por causa da zona saturada que
se forma em torno dos grânulos de fertilizante, uma vez que ele se dissolve
25
(HEDLEY; MCLAUGHLIN, 2005). A adsorção de P em superfícies de óxido de Fe e
Al também é importante para as reações de P, mas a reação de adsorção a qual
gera ligações mais fortes ocorre lentamente e sob baixa concentração de íons
fosfato (PARFITT, 1979). Embora o papel do Al e Fe seja muito importante nas
reações com o P em solos ácidos, grandes quantidades de P ligados com cálcio (P-
Ca) também podem ser encontradas (BUEHLER et al., 2002). Em contraste, em
solos calcários alcalinos o Ca+2 trocável é sem dúvida o principal participante nas
reações com íons fosfato (TUNESI; POGGI; GESSA, 1999). Em solos calcários,
fosfato de cálcio hidratado (CaHPO4 • 2H2O) é o principal mineral que se forma em
torno do grânulo de fertilizante fosfatado, a média que grânulo dissolve (LOMBI et
al., 2006). No entanto, com o tempo, há mudança para estrutura de mineral mais
favorável para persistir em solos calcários. Os solos com altas concentrações de P
favorece a formação de fosfato octocalcico (Ca8H2(PO4)6·5H2O), como o mineral de
P mais estável, enquanto em solos com baixas concentrações de P, hidroxiapatite
(Ca10 (PO4) 6 (OH) 2) é o mais estável mineral formado (YANG; POST, 2011).
Várias abordagens têm sido desenvolvidas na tentativa de melhorar a
eficiência de uso de adubos de fosfato por meio da manipulação do grânulo de
fertilizante. Algumas dessas abordagens incluem: adição de substâncias húmicas
(GIOVANNINI et al., 2013), a adição de enxofre elementar (FRIESEN; SALE; BLAIR,
1987), revestimento com polímeros (KARAMANOS; PUURVEEN, 2011), e uso de
fertilizantes de liberação lenta (CHANDRA; GHOSH; VARADACHARI, 2009;
RAHMAN et al., 2014).
O uso de Estruvita tem sido visto como alternativa para reduzir a dependência
de rocha fosfática para a formação de fertilizantes, minimizar eutrofização de lagos,
e aumentar a eficiência do uso de fertilizantes fosfatados (SPEECE, 1996; RAHMAN
et al., 2014). A Estruvita é um fosfato de magnésio e amónio que se forma a partir da
precipitação de Mg2 +, NH4+ e PO4
3- livres em solução sob condições alcalinas,
processo que é bem típico do tratamento de águas residuais (ESCUDERO et al.,
2015). Já o enxofre elementar (Sº) tem sido utilizado durante a produção de
fertilizante contendo N e P com o fim de aumentar a eficiência da utilização destes
fertilizantes (MCLAUGHLIN et al., 2011). O uso So na produção de fertilizantes
fosfatados é para causar redução do pH em torno do grânulo do fertilizante pela
oxidação de So, consequentemente, solubilizando P-Ca (ARIA et al., 2010). Por
outro lado, o uso de substâncias húmicas se baseia na ação destas como um agente
26
quelante em que os cátions de Ca, Mg, Fe e Al seriam complexados, por
conseguinte, reduzindo a possibilidade desses em reagir com os ânions fosfato
(GIOVANNINI et al., 2013).
A mudança na forma química ou física de um fertilizante pode melhorar a sua
solubilidade e mobilidade sob uma condição, não mudar sob outra, ou em alguns
casos a solubilidade e mobilidade poderiam realmente diminuir (MCLAUGHLIN et al.,
2011). Por exemplo, Holloway et al. (2001) relataram aumento da eficiência de
utilização de fertilizantes fosfatados quando aplicados em forma fluida em solos
calcários. Em contraste, Montalvo et al. (2014) relataram que, embora houvesse
aumento da taxa de difusão do P como resultado da adição de fertilizante fluido, não
houve alteração na labilidade do P quando comparada com a adição de fertilizantes
sólidos.
Este estudo foi desenvolvido com fim de implementar conhecimentos sobre a
mobilidade de P no solo a partir de diferentes formulações de fertilizantes e também
para investigar os efeitos destas nos diferentes compartimentos de P do solo. Quatro
solos foram usados neste estudo, sendo três dos EUA e um do Brasil. Para atender
as demandas supracitadas, foram elaboradas as seguintes hipóteses:
H1: O uso de fertilizantes contendo polifosfato aumenta a difusão de fósforo
no solo;
H2: Fosfato monoamônico granulado revestido com enxofre elementar ou
ácido húmico aumentam a labilidade do P no solo em relação a grânulos não
revestidos;
H3: A aplicação do P como fosfatos de cálcio promove menor movimento de
P no solo quando comparada a aplicação de fosfatos de amônio.
H4: A capacidade máxima de adsorção de P no solo não influencia
diretamente na mobilidade do P, quando se compara solos calcários e não calcários.
H5: A mobilidade de P no solo é dirigida pelos cátions acompanhantes do
ânion fosfato presentes na formulação do fertilizante.
27
2.2 Material e métodos
2.2.1 Caracterização dos solos
O estudo foi conduzido no laboratório de análises de solo do Southwest
Research and Outreach Center pertencente a Universidade de Minnesota. Foram
utilizados neste estudo, três amostras de Chernossolo de diferentes áreas dos EUA
e uma amostra de Argissolo do Brasil, cujas características químicas estão descritas
na tabela 2.1.
Tabela 2.1 – Alguns atributos químicos e propriedades físicas dos solos utilizados neste estudo
Propriedades do solo Normania Brasil Barnes Hubbard
Ordem do solo Chernossolo Argissolo Chernossolo Chernossolo
pH (água) 5.5 6.6 8.0 5.3
Argila g kg-1
224 200 309 118
Materia orgância g kg-1
55 28 44 13
CaCO3, g kg-1
a.l.b.† a.l.b. 200 a.l.b.
CMAP‡, mg kg
-1 448 350 384 200
P total ( mg kg -1
) 527 255 680 248
† a.l.b.: abaixo do limite de detecção. ‡ CMAP: Capacidade máxima de adsorção de fósforo.
Depois da coleta, as amostras de solo foram peneiradas (2 mm), secas ao ar
e armazenadas à temperatura ambiente (25 ° C) até a análise. O uso de solos que
abrangem grande variedade de origens, texturas e composições químicas devem
permitir inferência mais ampla na solubilidade e mobilidade do P a partir de grânulos
de fertilizante. O conteúdo de matéria orgânica do solo (MOS) foi medido através de
perda por combustão a 360 ° C, e as análises de tamanho de partícula foram
realizadas utilizando o método do densímetro (BOUYOUCOS, 1962). O conteúdo de
carbonato foi determinado conforme o método monométrico (MARTIN; REEVE,
1955).
28
2.2.3 Curva de adsorção de P
As curvas de adsorção de fósforo no solo apresentadas na figura 1, foram
construídas de modo a determinar os coeficientes de adsorção máxima e força de
sorção de acordo com Nair et al. (1984).
Figura 2.1 − Isotermas de adsorção de fósforo em solo CaCl2 0.01mol L-1 como solução de fundo para os solos selecionados para este estudo
Resumidamente, 1 g de solo seco foi equilibrado com 25 ml de solução de
KH2PO4 em concentrações crescentes de P, variando de 0 a 100 mg kg-1 de P em
solução de CaCl2 0,01 mol L-1 como fundo. A suspensão do solo foi agitada durante
16 h, em seguida, centrifugada durante 5 min a 3562 x g e o sobrenadante foi
transferido para um tubo de centrífuga. A concentração de fósforo no sobrenadante
foi determinada por espectrómetro de emissão de plasma indutivamente acoplado-
óptico (ICP-OES, PerkinElmer, Optima 8x00, Norwalk, CT). O modelo de adsorção
de Langmuir foi usado para ajustar os dados e modelar os parâmetros de sorção,
adsorção máxima e força de sorção, de acordo com a equação 1:
Q=bkC
1+ kC
æ
èç
ö
ø÷ [1]
Onde, b é o máximo de adsorção, k é a força de adsorção, e C é P na solução
de equilíbrio.
29
2.2.3 Caracterização dos fertilizantes
Os fertilizantes avaliados neste estudo foram: fosfato monoamônico (MAP:
22% P e 10% N); fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar (MAPS:
19% P, N 9%, 16% S); ácido húmico monoamônico fosfato revestido (MAPH: 22% P,
10% N, 0,3% ácido húmico); fosfato de cálcio na forma de superfosfato triplo (TSP,
20% P, 12% Ca); polifosfato de potássio e amónio (AKPP; 21% N, 3% P e 12% K);
fosfato de magnésio e amónio (Estruvita: 6% N, 12% de P e 10% de Mg). Todos os
fertilizantes utilizados estavam na forma granular.
2.2.4 Estudo da mobilidade do P no solo
A mobilidade do fósforo a partir dos grânulos de fertilizantes foi avaliada em
placas de Petri de plástico (8,6 cm de diâmetro e 1,1 cm de altura) contendo 85 g de
solo seco. Esta metodologia tem sido amplamente utilizada a fim de avaliar a
mobilidade de nutrientes e as reações destes em torno do grânulo de fertilizante
(HETTIARACHCHI et al., 2006; MONTALVO; DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014).
Uma vez nas placas de Petri, os solos foram umedecidos com água deionizada
suficiente para elevar o conteúdo de água no solo até 60% da capacidade de
campo. Depois disso, as placas de Petri foram fechadas, seladas com filme plástico
e incubadas durante a noite de modo que o conteúdo de agua entrasse em equilíbrio
no volume de solo. No dia após a adição de água, as placas de Petri foram abertas e
os grânulos de fertilizantes foram colocados no centro das placas a 3 mm de
profundidade. A massa de fertilizante utilizada foi o suficiente para aplicar de forma
consistente 8,8 mg P por placa de Petri.
Cada placa de Petri recebeu um único grânulo de fertilizante, exceto para os
tratamentos com Estruvita, cujos grânulos eram demasiadamente pequenos,
tornando impossível encontrar grânulos com pesos que fornecessem a quantidade
necessária de P estipulado no protocolo do estudo. Assim, três grânulos de Estruvita
foram usados por placa. Após a adição dos grânulos de fertilizante, as placas de
Petri foram seladas com filme plástico, envolvidas em folha de alumínio e incubadas
a 23 ± 2 ° C durante 56 dias.
No final do período de incubação, o solo em cada placa de Petri foi coletado
utilizando cilindros de plástico de quatro raios diferentes (primeira secção: 0 a 7,75;
segunda seção: 7,75 a 13,5; terceira: 13,5 a 25,5 e quarta 25,5 a 43 mm a partir do
30
lugar de depósito do grânulo). Quando presente, o restante dos grânulos de
fertilizante não dissolvidos durante o período de incubação foi moído com a amostra
de solo recolhida na primeira secção (0-7,75 mm) em cada placa individual. É
importante salientar que todos os fertilizantes foram totalmente dissolvidos durante o
período de incubação, exceto a Estruvita.
A mobilidade e labilidade do fósforo vindo do fertilizante foram determinadas
por análise de sub amostras de cada amostra usando digestão ácida (BROOKES;
POWLSON; JENKINSON, 1982) e pelo método de Estruvita sequencial de Condron;
Goh; Newman, (1985). Resumidamente, 0,5 g de solo seco passou pelo processo de
extração sequencialmente por resina de troca ânions, NaHCO3 0,5 mol L-1, NaOH
0,1 mol L-1e HCl 1 mol L-1. O P inorgânico foi a única forma de P determinada nos
extratos de resina (P-resina); o P inorgânico (Pi) e o P orgânico (Po) foram
determinados nos extratos de NaHCO3 0,5 mol L-1(P-Bic); assim como nos extratos
de NaOH 0,1 mol L-1 (P-NaOH). Nos extratos de HCl 1 mol L-1 (P- HCl) foi
determinado apenas o Pi. O P inorgânico nos extratos foi determinado de acordo
com o método de Murphy; Riley, (1962), exceto para NaOH-Pi, o qual foi
determinado de acordo com He; Honeycutt (2005). O P total em cada fração foi
determinado diretamente por ICP-OES, já o P orgânico foi determinado pela
diferença entre o P total e Pi em cada extrato.
A percentagem de P do fertilizante em cada secção (% Pf Si1-4) foi calculada
conforme a equação a seguir:
%Pf Si = [(Pf)Si x Wi] / ∑i= 1–4 [(Pf)Si x Wi] [2]
Onde, i é a secção do solo (1-4), (Pf)Si e Wi são a concentração de P vindo do
fertilizante e o peso do solo de cada secção, respectivamente. (Pf)Si é calculado
subtraindo a concentração de P do solo não adubado da concentração do solo
adubado (Lombi et al., 2005). Além disso, o pH foi aferido no solo de cada secção
utilizando a relação 1: 5 (solo: água deionizada).
2.2.5 Análise estatística
Os efeitos da seção, solo e fertilizantes bem como suas interações, quando
aquedadas, foram avaliadas por meio de análises de medidas repetidas com Proc
GLIMMIX em SAS 9.3 (2010). O critério de informação do valor Akaike (AIC) foi
utilizada como critério de seleção do modelo para determinar o melhor modelo de
31
covariância para a variável repetida. A significância das diferenças entre as
amostras (p <0,05) foi determinada por separação média utilizando o teste de menor
diferença significativa de Fisher (LSD). A análise de regressão e análise de
correlação foram realizadas utilizando R (2007). Todas as análises de dados foram
realizadas em replicata, ao passo que os resultados são apresentados como a
média das quatro réplicas. O conjunto de dados foi analisado para a presença de
“outliers” antes de qualquer teste estatístico realizado.
2.3 Resultados e Discussão
2.3.1 Mobilidade de P no solo
A mobilidade do P foi maior no solo Hubbard e mais baixa no Barnes, e
seguindo nesta ordem: Hubbard> Brasil> Normania> Barnes (Figura 2.2). Calculado
independentemente do tipo de fertilizante, a quantidade de P aplicada recuperada na
primeira seção foi de 50, 61, 68 e 78% para o solo Hubbard, Brasil, Normania e
Barnes, respectivamente.
Figura 2.2 − Percentagem de P de fertilizantes recuperado na seção central (0 - 7,75 mm) em função do teor de argila do solo após 56 dias de incubação. P% é mostrado como média de todos os fertilizantes utilizados neste estudo
A quantidade de P-fertilizante que foi recuperada na primeira seção deste
estudo foram semelhantes aos valores relatados por outros pesquisadores (LOMBI
et al., 2004; MONTALVO; DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014). Houve relação linear (Y
32
= 33,23 + 0.1494x, R2 = 0,98, P < 0,05) entre a quantidade de P-fertilizante
remanescente na primeira secção e o teor de argila do solo, como indicado na figura
2.2.
A mobilidade do fósforo no solo está fortemente relacionada com as reações
de adsorção e precipitação que ocorrem logo após a dissolução do fertilizante no
solo (MCLAUGHLIN et al., 2011). Estas reações são regidas por, entre outros
fatores, tipo de fertilizante, conteúdo e tipo de argila, teores extraíveis de Fe, Al, e
Ca e o pH do solo (HETTIARACHCHI et al., 2006). Por exemplo, a mobilidade do P
em solos altamente intemperizados foi relatada como correlacionada com Fe + Al
extraídos por oxalato (SHAILAJA; SAHRAWAT, 1990; MONTALVO; DEGRYSE;
MCLAUGHLIN, 2014).
Em contraste, em solos calcários, a mobilidade do P tem apresentado baixa
correlação com o teor de argila e Al + Fe extraídos por oxalato (MONTALVO;
DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014). Em solos calcários, o Ca trocável é mais
importante no processo de retenção de fósforo (TUNESI; POGGI; GESSA, 1999). Os
carbonatos desempenham papel significativo na retenção de P nos solos calcários,
somente sob altas concentrações de P; considerando que, em baixa concentração
de P, partículas de argilas não carbonatadas são responsáveis pelas reações de
sorção (WANDRUSZKA, 2006). É bem sabido que os solos com alto teor de argila
tendem a reter mais fósforo que solos com baixo teor de argila; no entanto, em solos
calcários muitas vezes essa relação não se evidencia (ERIKSSON; GUSTAFSSON;
HESTERBERG, 2015).
Foram encontradas diferenças significativas (P < 0,05) entre as recuperação
de P-fertilizante na primeira seção entre as diferentes fontes do MAP (MAP, MAPS e
MAPH) (Fig. 2.3). A recuperação de P-fertilizante foi 8% maior com MAPH do que
com MAPS (no solo Brasil) e MAP (no solo Hubbard). A menor mobilidade do P
observada com MAPH comparado à MAPS e MAP pode ser resultado de reações
químicas de complexação entre íons fosfato com Fe e Al estruturalmente ligados aos
ácidos húmicos (GERKE; HERMANN, 1992). Segundo Gerke e Hermann (1992), a
adsorção de P em Fe de substâncias húmicas aumenta após a elevação do pH da
solução de 5,2 para 6,2. Os autores sugerem que o aumento do pH da solução
promove o aumento da área superficial do ácido húmico criando novos locais de
adsorção, o que leva à maior adsorção de fosfato nos ácidos húmicos através de
pontes de Fe.
33
Gerke e Hermann, (1992) relataram que a adsorção P em substâncias
húmicas também é influenciada pela presença de Ca2 + em solução; pois o Ca2 +
adsorvido em grupos com carga negativa reduz a repulsão eletrostática dos ânions
fosfato e, por conseguinte, a adsorção de P é aumentada.
A percentagem de P do fertilizante (Pf%) recuperado na primeira secção com
os diferentes fosfatos monoamônicos foi menor do que aquela recuperada com os
outros fertilizantes, indicando maior mobilidade do P a partir dos fosfatos
monoamônicos (Fig. 2.3). Em geral, a mobilidade do P a partir dos adubos a base de
fosfato monoamônico, seguiu a ordem descrita a seguir, sendo que o número dentro
dos parênteses representa o percentual recuperado na primeira seção: Hubbard
(37%)> a Brasil (47%)> Normania (61%)> Barnes (73%). Em contraste para o AKPP
seguiu a ordem: Hubbard (57%)> Normania (61%)> Brasil (75%)> Barnes (83%);
para Estruvita seguiu a ordem: Hubbard (83%)> Normania (92%)> Barnes (96%)>
Brasil (97%); e para o TSP seguiu a ordem: Hubbard (53%)> Brasil (57%)>
Normania (63%)> Barnes (75%) (Fig. 2.3).
Em geral, a quantidade de P-fertilizante recuperada diminuiu com o aumento
da distância do local de aplicação (Figura 2.3). A porcentagem de P do fertilizante
(Pf%) recuperado na primeira camada com polifosfato de amónio e potássio (AKPP)
foi maior do que aqueles recuperados nos fertilizantes à base de fosfato
monoamônico e do TSP em todos os solos, exceto no solo Hubbard (Fig. 2.3). As
percentagens de P recuperadas com o AKPP e TSP no solo Hubbard não foram
significativamente diferentes (Fig. 2.3). Khasawneh, Hashimoto e Sample (1979)
relataram maior recuperação de P em solo argilo-arenoso, uma semana após a
aplicação do fertilizante, encontrada nas distâncias de 8 e 13 mm, com a APP e
DAP, respectivamente. No entanto, 4 semanas após o início do estudo, a mobilidade
do P a partir do APP (polifosfato de amônio) e DAP (fosfato diamônico) foi
ligeiramente diferente (KHASAWNEH; SAMPLE; HASHIMOTO, 1974).
34
Figura 2.3− Distribuição percentual de P vindo do fertilizante, entre as seções da placa de Petri e entre frações de P no solo. As barras de erro são referentes ao erro padrão calculado de quatro repetições através de análises estatística multivariada
35
O fósforo do fertilizante recuperado na segunda (7,5 - 13,5 mm) e terceira
seções (13,5 - 25,5 mm) em todos os solos foi maior para as fontes de fosfato
monoamônico (Fig. 2.3). Na última secção (25,5 - 43 mm) o Pf% foi maior no TSP do
que todas as outras fontes, exceto no solo Barnes, onde não foi observada nenhuma
recuperação de P-fertilizante na quarta secção (Fig. 2.3). Lombi et al. (2005)
investigaram movimento P de APP (polifosfato de amônio) líquido e MAP em três
solos, e verificaram que a recuperação de Pf%, na primeira seção (0 - 7,5 mm) foi
até 15% mais elevada com APP, do que com o MAP. Montalvo et al., 2014 também
investigando movimento P a partir de APP líquido e MAP em 6 solos calcários e não
calcários, relataram diferenças na dinâmica de fertilizantes fosfatados, como função
das propriedades do solo e dos fertilizantes.
Uma vez no solo, o APP tende a precipitar na forma de minerais que são
menos solúveis do que o polifosfato de amônio, o que impede o movimento do P a
partir da área onde o fertilizante foi aplicado (KHASAWNEH; HASHIMOTO;
SAMPLE, 1979). Quando o fertilizante é aplicado sólido, a mobilidade do P no solo é
ainda mais restringida devido a cátions tais como, K+, Ca+2, Mg+2 e Al+3, que tendem
a mover-se em direção ao grânulo por fluxo de massa. Como resultado, as grandes
quantidades de cátions que se deslocam para o grânulo de fertilizante tendem a
aumentar a precipitação do P, logo que o grânulo começa a dissolver-se
(HETTIARACHCHI et al., 2006).
As diferenças no comportamento entre fertilizantes a base de ortofosfato e
polifosfato podem ser explicadas pela diferença na taxa de precipitação entre as
duas formas de fosfato. Khasawneh e Hashimoto, Sample (1979) observaram que o
polifosfato e pirofosfato atingiram completa precipitação na primeira semana após
aplicados ao solo, enquanto que as reações de precipitação de ortofosfato no solo
continuaram mesmo após a quarta semana. Os íons que compõem a maioria dos
fertilizantes que contem polifosfato é mostrado na figura 2.4.
36
Figura 2.4 − Íons de P comumente encontrados em fertilizantes denominados polifosfatos. Adaptado de Rashchi e Finch (2000)
Nesse estudo, a mobilidade do P foi severamente restringida quando a
Estruvita foi aplicada como fonte de fósforo em comparação com outros fertilizantes
(Fig. 2.3). Nesse tratamento, em média, 90% do P aplicado via fertilizante foi
recuperado na primeira secção, independentemente do tipo de solo. A solubilidade
da Estruvita foi tão limitada que, mesmo após 56 dias de incubação os grânulos de
Estruvita foram encontrados intactos. A Estruvita tem seis moléculas de água em
sua estrutura química (MgNH4PO4 • 6H2O); como resultado, estas moléculas fazem
dela um fertilizante com baixíssima higroscopicidade, assim, o fluxo de água
transportando cátions em direção ao grânulo de fertilizante quase não ocorre.
A Estruvita é pouco solúvel em condições neutras e alcalinas, mas, é
altamente solúvel em ambientes ácidos. Como mostrado na figura 2.5, a Estruvita
utilizada neste estudo é de 100% solúvel em soluções com pH inferior a 4,0 e
relativamente insolúvel em soluções com pH acima de 6,0. Outros pesquisadores
relataram que a solubilidade da Estruvita foi de 0,18 g L-1 em água, 0,33 g L-1 em
HCl 0,001 mol L-1 e 1,78 g L-1 em HCl 0,01 mol L-1 (LE CORRE et al., 2009). A baixa
solubilidade de Estruvita ajuda a compreender a limitada mobilidade de P a partir
dos grânulos desse fertilizante, haja vista que os valores de pH iniciais dos solos
utilizados neste estudo variaram entre de 5,3 (Hubbard) a 8,0 (Barnes).
37
Figura 2.5 − Percentagem dissolvida de P adicionado na forma de Estruvita em função do pH da solução. A quantidade total de P adicionado na solução foi suficiente para aumentar a concentração de P até 1580 mg L-1
2.3.2 O pH do solo
A adição de fertilizantes levou a mudanças significativas no pH do solo, e a
maioria dos resultados foram dependentes do pH inicial do solo (pHi), com exceção
dos solos tratados com Estruvita (Tabela 2.2). Os resultados observados para o pH
do solo estão de acordo com diversos outros pesquisadores que também relataram
mudanças no pH do solo em torno de grânulos de fertilizantes (LOMBI et al., 2005;
MONTALVO; DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014).
Para o solo com pH superior a 6, como Brasil e Barnes, o pH do solo
aumentou com a distância a partir do local de colocação do fertilizante, e a
magnitude do aumento foi em função do pHi. No solo do Brasil, que tinha pHi 6,6 a
variação do pH foi de 0,3 (MAPH) a 0,6 (TSP); enquanto no solo Barnes, pHi 8,0, o
pH variou de 0,7 (MAP) a 1,1 (AKPP), conforme tabela 2.2. Em contraste, nos solos
Normania e Hubbard cujos valores do pHi foram abaixo 6; o pH do solo reduziu com
o aumento da distância do local de colocação grânulo de fertilizante (Tabela 2.2).
Para o solo Normania com pHi 5,5, as diferenças entre os valores de pH variaram de
0 (TSP) a 0,6 (AKPP); enquanto para o solo Hubbard com pHi de 5,2, a diferença no
valor do pH variou de 0 (TSP) a 1,4 (AKPP).
38
Tabela 2.2 − pH do solo em função da seção de solo, fontes† e séries de solo. Médias seguidas pela mesma letra maiúscula na coluna ou minúsculas dentro de linha para cada tipo de solo são significativamente diferentes (P <0,05). Ausências de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais
Seção
‡ MAPH MAP MAPS AKPP Estruvita TSP
Normania (5.5)
¥
1ª 5,5 A bc 5,6 A bc 5,4 A c 5,7 A b 7,3 A a 5,4
c
2ª 5,3 BC bc 5,3 B bc 5,2 BC c 5,3 B b 5,5 B a 5,4 ab
3ª 5,2 C b 5,2 C b 5,1 C b 5,2 C b 5,4 B a 5,3 a
4ª 5,3 B b 5,3 B b 5,2 B b 5,1 D c 5,4 B a 5,3 a
Brasil (6.7)
1ª 6,5 B b 6,4 B b 6,4 B b 6,0 A c 7,7 A a 6,1 D c
2ª 6,6 B b 6,5 B b 6,5 B b 5,4 C c 6,7 C a 6,5 C b
3ª 6,7 A a 6,7 A a 6,7 A a 5,8 B c 6,8 B a 6,6 A b
4ª 6,8 A a 6,8 A a 6,7 A a 5,9 AB b 6,8 BC a 6,7 A a
Hubbard (5.2)
1ª 5,9 A bc 6,1 A bc 5,9 A c 6,2 A b 7,4 A a 5,0
d
2ª 5,7 B ab 5,8 A a 5,8 A a 5,6 B bc 5,5 B c 5,2 d
3ª 5,3 C a 5,2 B a 5,3 B a 5,0 C b 5,2 C a 5,2 ab
4ª 5,2 C a 5,1 B b 5,3 B a 4,8 D c 5,2 C a 5,1 b
Barnes (8.1)
1ª 6,9 D bc 6,8 C bc 6,8 D c 7,0 C b 7,9 D a 7,1 C b
2ª 7,4 C e 7,4 B e 7,2 C d 7,4 B c 8,1 B a 7,8 B b
3ª 7,8 B c 7,9 A b 7,8 B c 7,7 A c 8,2 A a 8,2 A a
4ª 8,0 A bc 8,0 A bc 7,9 A c 7,7 A d 8,2 A a 8,2 A a
† MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS: fosfato monoamônico revestido com
enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato
fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ 1ª: 0 a 7,75 mm; 2ª: 7,75 a 13,5 mm;
3ª: 13,5 a 25,5 mm; 4ª: 25,5 a 43 mm a partir do ponto de colocação do grânulo de fertilizante. ¥ pH
do solo nos tratamentos que não receberam fertilizante.
A Estruvita e AKPP foram os fertilizantes que mais alteraram o pH do solo,
principalmente na primeira secção, isso foi resultado da menor mobilidade do P a
partir desses fertilizantes (Tabela 2.2). Após o fim do período de incubação, o solo e
o fertilizante remanescente na primeira secção foram moídos em conjunto. Por ser a
Estruvita fertilizante alcalino e não ter se dissolvido, causou elevação do pH do solo
na primeira secção deixando-o próximo do pH dos grânulos. Em contraste, crê-se
que as alterações no pH do solo tratado com AKPP foi devido ao elevado teor de N
(21%) do presente fertilizante. A quantidade de N em AKPP é 11% maior do que no
MAP (N 10%). Embora, os fosfatos monoamônicos também tenham promovido a
diminuição do pH do solo, esta foi menos expressiva do que a observada com AKPP
(Tabela 2.2).
Para os fertilizantes a base de fosfato monoamônico, a dinâmica do pH do
solo foi similar com todas as três fontes, MAP, MAPH e MAPS (Tabela 2.2). Embora
o MAPS tenha 16% de enxofre elementar (So), o efeito no pH do solo não foi claro,
mesmo após 56 dias de incubação. Era esperado que, se isso pudesse causar
39
mudança no pH do solo, esta seria maior do que a promovida pelo o MAP; no
entanto, isto não foi observado no presente estudo. Esse resultado encontrado é
devido ao fato de que a oxidação Sº nos solos depende de grande número de
fatores, não só do tempo(GERMIDA; JANZEN, 1993), mas principalmente da
superfície de contato do fertilizantes com o solo.
A relação entre pH inicial e final do solo em torno dos grânulos de fertilizante
é importante na determinação do equilíbrio entre as espécies fosfato presentes na
solução. Íons fosfato tem 3 constantes de protonação (pKa) com valores de pH 2,1,
7,2 e 12,6 (HAVLIN et al., 2006). Por exemplo, à pH 7,2, a concentração de H2PO4-
está em equilíbrio com a concentração HPO42-. Quando é adicionado H2PO4
- em
solos com pH inferior a 7,2, há uma tendência do ânion fosfato remover o H + na
solução conduzindo ao aumento no pH do solo. Em contraste, quando é adicionado
H2PO4- a solos com pH superior a 7,2, há uma tendência para o ânion de fosfato
doar H+ para a solução conduzindo à diminuição do pH do solo, conforme mostrado
na figura 2.6 (HAVLIN et al., 2006).
Figura 2.6 – Espécies iônicas de P em função do pH da solução. Adaptado de Havlin et al. (2006)
Outro fator que poderia levar a mudança significativa no pH do solo é a
nitrificação do NH4+ presente nos adubos MAP e AKPP, uma vez que sob condições
alcalinas, a produção de NO3- é realçada e o pH ideal é normalmente entre 7,0 e 8.
Sample, Soper e Racz (1980) atribuíram as alterações de pH do solo em torno de
grânulos de fertilizantes às características ácidas e básicas inerentes de cada
fertilizante. As alterações no pH do solo, como resultado da adição de fertilizantes
têm sido atribuídos aos fatores acima descritos, somados ao deslocamento de H+ da
40
CTC do solo por cátions introduzidas junto com o fertilizante (MONTALVO;
DEGRYSE; MCLAUGHLIN, 2014).
2.3.3 Fósforo do fertilizante nas frações de P do solo de primeira seção
A contribuição do P vindo do fertilizante para o fósforo orgânico (Po) do solo
foi muito pequena, assim, os dados relacionados as frações P-Bic, P-NaOH foram
discutidos considerando o total determinado pelo ICP-OES. Estudos realizados com
P33 também confirmaram que a aplicação de adubo mineral em solos altamente
intemperizados com baixo nível de P (BUEHLER et al., 2002) e moderadamente
intemperizados com alto nível de P (DAROUB; PIERCE; ELLIS, 2000), não afetam o
Po. Dados compilados pelo Negassa; Leinweber, (2009) a partir de vários estudos
de fracionamento mostram efeitos reduzidos da adubação mineral sobre a
concentração Po do solo. O cálculo de P-fertilizante recuperado por processo de
fracionamento foi realizado por balanço de massa usando a equação 1. No geral,
95% de P-fertilizante foram recuperados nas frações: resina de troca de aníons (P-
resina), NaHCO3 0,5 mol L-1 (P-BIC), NaOH 0,1 mol L-1 (P-NaOH) e HCl 1 mol L-1.
Para facilitar a discussão e a compreensão dos dados, a soma de P-resina e P-Bic
será chamada de P lábil (NEGASSA; LEINWEBER, 2009).
Em geral, 57% do P total do fertilizante foi recuperado como P lábil no solo
Normania, e foi significativamente menor do que o P lábil recuperado nos solos
Barnes, Brasil e Hubbard, nos quais o P lábil representou 65% do P total (Tabela
2.3). Isso era esperado pois a capacidade de adsorção de P mais elevada foi
observada no Normania (Fig.2.1). Entre os fertilizantes, a maior percentagem de P
lábil foi observada nos tratamentos com Estruvita, onde em média 90% do total P
adicionado foi recuperado como P lábil (Tabela 2.3). Mesmo a Estruvita
apresentando baixa solubilidade em água, pode ser que a presença da resina
trocadora de aníons no primeiro passo de processo de fracionamento tenha afetado
a sua solubilidade.
41
Tabela 2.3 − P do fertilizante em frações do solo P conteúdo interno da primeira seção (0 -7,75 mm) em função de fontes† e solos. Médias seguidas de letra diferente na linha são significativamente diferentes (P <0,05)
Solos
Frações de P‡
MAPH MAP MAPS AKPP Estruvita TSP
------------------------------------------P (mg) --------------------------------------------
Barnes
P lábil 59 B 62 B 61 B 51 C 92 A 63 B
P-NaOH 35 A 28 B 34 AB 10 D 5 D 19 C
P-HCl 6 CD 10 C 6 CD 39 A 2 D 17 B
Brazil
P lábil 60 C 67 BC 64 BC 53 D 89 A 69 B
P-NaOH 31 BC 28 BC 33 AB 27 C 10 D 36 A
P-HCl 3 B 2 B 3 B 21 A 1 B 4 B
Hubbard
P lábil 57 C 66 B 63 BC 50 D 94 A 69 B
P-NaOH 28 B 26 B 26 B 25 B 4 C 39 A
P-HCl 6 BC 11 B 5 BC 18 A 2 C 11 B
Normania
P lábil 48 DC 54 BC 52 BC 44 D 88 A 58 B
P-NaOH 34 AB 33 AB 33 AB 28 B 12 C 38 A
P-HCl 14 B 10 B 13 B 28 A 1 C 15 B
† MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS: fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ P lábil: Soma de P-resina e Bic-P (fósforo total extraído por 0,5 M de NaHCO3 0,5 mol L
-1); P-NaOH: fósforo total extraído por NaOH 0,1
mol L-1
; P-HCl: fósforo total extraído por HCl 1 mol L-1
.
Nos tratamentos com AKPP, em média, 50% de P adicionado permaneceu
lábil, este foi o mais baixo conteúdo de P lábil observado entre os fertilizantes
independentemente do tipo de solo (Tabela 2.3). O maior P lábil com AKPP foi
encontrado no Hubbard, 57%, e a mais baixa foi de 44% no Normania. O menor teor
de P lábil observado quando AKPP foi aplicado é devido a formação de precipitados
entre polifosfato e cátions durante o período de incubação. Precipitados de fósforo
são esperados após a aplicação APPK no solo, especialmente com Ca 2+ e Mg 2+,
em solos calcários como Barnes, e Fe+3 e Al+3, em solos não calcários (SAMPLE;
KHASAWNEH; HASHIMOTO, 1979). Em solos calcários, a reação dominante em
torno de fertilizante granulado é a precipitação na forma de dihidrato de fosfato
dicálcico (CaHPO4.2H2O) por rearranjo de superfície do fosfato amorfo ( FREEMAN;
ROWELL 1981;TUNESI; POGGI; GESSA, 1999).
Não foram observadas diferenças no P lábil entre MAP, MAPS e MAPH,
exceto em Hubbard onde o teor de P lábil foi significativamente maior quando MAP
foi aplicado. Contrastando o fosfato de cálcio (TSP) e fosfatos monoamônicos só foi
encontrado diferenças entre TSP e MAPH nos solos Brasil, Hubbard e Normania
onde o P lábil foi maior nos tratamentos com TSP (Tabela 2.3). Mesmo no solo
Barnes, não foram observadas diferenças entre fosfatos cálcio e monoamônicos,
42
mesmo quando o MAPS foi aplicado o que indica nenhum efeito de enxofre
elementar no processo de solubilização de fosfato, o que é suportado pelo resultado
do pH que é mostrado na tabela 2.2. Resultados semelhantes são descritos por
Montalvo, Degryse e Mclaughlin (2014), também comparando fosfatos de cálcio e
fosfatos de amônio, mas em suas pesquisas, diferente dos nossos resultados, não
foram encontradas diferenças entre estes adubos relativas à mobilidade do P no
solo calcário.
A fração P-NaOH é relacionado ao P ligado a óxidos e hidróxidos de Fe + Al,
e tem sido identificada como moderadamente lábil (NEGASSA; LEINWEBER, 2009;
MCLAUGHLIN et al., 2011). Surpreendentemente, mesmo no solo Barnes, teor
consistente de P-NaOH, foi encontrado, na qual o MAPH, MAP e MAPS promoveram
maiores valores, que foram 35, 28 e 34%, respectivamente. Nos tratamentos com
TSP, o P-NaOH, representou 19% (Tabela 3). A diferença no teor de P-NaOH, entre
TSP e fosfatos de monoamônico parece ter sido gerado pela pequena diferença no
pH (Tabela 2.2). O menor teor de P-NaOH em Barnes foi observado em tratamentos
AKPP e Estruvita, devido à solubilidade dessas fontes. No caso de o AKPP, a
solubilidade aumenta com a diminuição do pH, de modo que os polifosfatos
precipitados formados durante o período de incubação o que levou à redução do
efeito sobre o pH no solo Barnes que foi reduzido a 7,0.
No solo Hubbard, o P-NaOH nos tratamentos TSP representaram 39% contra
a média de 26% em fosfatos monoamônico e tratamentos de polifosfatos. Isto
corrobora que o pH é importante na dinâmica do fósforo no solo, uma vez que no
solo Hubbard o pH foi aumentado para 6,9 e 6,2, respectivamente, onde foram
aplicados os fosfatos monoamônicos e AKPP; enquanto com TSP o valor de pH foi
mantido como no início da incubação (5,2) (Tabela 2.2). No estudo realizado por
Mcbeath et al., (2007) os dados mostram que quando o pH da solução foi elevado
de 5,8 a 6,4, a hidrólise do polifosfato para ortofosfato aumentou cerca de 10% a
25ºC. No solo do Brasil, foram observadas pequenas diferenças (cerca de 5%) entre
os teores de P-NaOH observados com o fosfato de cálcio e fosfatos monoamônico;
e estes adubos não foram significativamente diferentes no solo Normania. É
importante notar que no Normania, o pH do solo permaneceu quase inalterado
(Tabela 2.2).
O pHi se mostrou importante no P-NaOH neste estudo, o que pode ser devido
a presença de minerais de carga variável nos solos; nestes minerais as cargas de
43
superfície são dependentes do pH, ou seja, a alteração na carga de superfície entre
positiva e negativa ocorre com as mudanças de pH. Portanto, no solo, onde o pH foi
reduzido tornou-se possível a protonação da superfície do mineral e aumentar a
capacidade de troca de ânions, levando a adsorção de P em grupos de hidróxido de
Fe e Al (WISAWAPIPAT et al., 2009).
A percentagem de P-HCl foi significativamente (P < 0,001) maior quando
AKPP foi aplicado para todos os solos, seguindo a ordem: Barnes> Normania>
Brasil> Hubbard (Tabela 2.3). Na revisão de Negassa e Leinweber, (2009) inúmeros
autores sugerem P-HCl como resultado da extração dos compostos de fosfato de
cálcio mais estáveis. No entanto, nesse estudo foi clara a contribuição do polifosfato
presente no AKPP, devido à baixa solubilidade do polifosfato em pH acima de 6, ou
seja, o P determinado em HCl 1 mol L-1 é a soma dos polifosfatos e dos fosfatos de
cálcio presentes no solo (MCBEATH et al., 2007). Isto foi suportado pelo teor de P-
HCl extraído nos solos Brasil, Normania e Hubbard, mesmo sendo estes solos não
calcários (Tabela 2.1). No processo de Estruvita, a primeira solução é água
deionizada (pH ~ neutro), nesta solução o polifosfato manteve-se estável, mesmo na
presença de resina de troca de ânions, o que pode ser devido à formação de
precipitados de relativa estabilidade com cátions do solo. A próxima solução utilizada
é NaHCO3 0,5 mol L-1 (pH = 8,5) e depois NaOH 0,1 mol L-1 (pH = 13), nesse ponto
da extração sequencial, a hidrólise do polifosfato é ainda mais difícil. O último passo
é a extração com solução de HCl 1 M (pH ~ 0), que possibilitou a hidrólise
polifosfato. Isto é ratificado pelos resultados de McBeath et al. (2007), que mostram
a hidrólise total do polifosfato a ortofosfato quando o pH da solução era de 2,4 a
25ºC.
No que diz respeito à labilidade P como função da distância de colocação do
fertilizante, não foi observada redução do teor de P lábil com o aumento da distância
(Fig. 2.3). Mesmo no solo Barnes, onde a difusão de P a partir dos grânulos de
fertilizante foi bastante restrita, mais de 50% do P permaneceu como lábil a terceira
secção (13,5 - 25,5 mm) e a outra parte foi recuperado P como moderadamente lábil
(P-NaOH ) e P-Ca mais estável (P-HCl) (Fig. 2.3). O que pode ser devido ao fato de
que a concentração de P na solução do solo ao redor do fertilizante foi maior do que
a necessária para a reação mais forte com do P com minerais do solo.
Reações de precipitação P (compostos mais lábeis) são predominantes em
solução solo saturado de P, e reações adsorção (compostos menos lábeis) são
44
predominantes na solução pouco concentrada em P (TUNESI; POGGI; GESSA,
1999; HEDLEY; MCLAUGHLIN, 2005; MCLAUGHLIN et al., 2011). Tunesi et al.
(1999) relataram que a adsorção de P ocorre predominantemente em baixas
concentrações (abaixo de 0,5 µM) em solo calcário. Além disso, nos trabalhos de
Sample, Khasawneh e Hashimoto, (1979), Lombi et al. (2006) e Montalvo et al.
(2014), é possível verificar redução no labilidade do P com aumento distância de
colocação de fertilizantes.
Em relação a AKPP na primeira seção, em média, 45% do P-fertilizante foi
recuperado como P lábil nos solos Barnes, Brasil e Hubbard e 30% no solo
Normania (Tabela 2.3). Por outro lado, fora da primeira seção o P lábil representou
em média 60% do total de P-ferttilizante recuperado (Figura 2.3). A diferença no
comportamento do P entre as seções é devida a parte do P-fertilizante aplicado
como AKPP ter permanecido como polifosfato na primeira seção, enquanto outra
parte do P-fertilizante foi difundindo para as próximas seções como ortofosfato.
Porcentagens de P-fertilizantes na fração P-HCl na primeira seção foi maior com
AKPP do que com todos os outros fertilizantes. Mesmo no Argissolo (Brasil) que
geralmente tem baixa quantidade de Ca, além do fato de o AKPP não ter Ca em sua
formulação. A quantidade determinada de P nas outras frações pode ser
principalmente do ortofosfato presentes em AKPP, isto porque os fertilizantes de
polifosfato apresentam de 30 e 40% de ortofosfato (SAMPLE; KHASAWNEH;
HASHIMOTO, 1979).
2.4 Considerações finais
O método de fracionamento de Condron; Goh; Newman, (1985), foi técnica
valiosa e simples para entender a reação P em torno do grânulo de fertilizante. No
entanto, foi necessário conhecer a natureza dos fertilizantes para correta
interpretação dos resultados de cada passo de extração.
O revestimento do fosfato monoamônico com enxofre elementar ou ácido
húmico não melhorou a labilidade do P nem a sua mobilidade a partir do grânulo de
fertilizante. A mobilidade foi encontrada intimamente relacionado com teores de
argila e CaCO3 e reações iniciais de precipitação, esta última por sua vez,
predominante em torno do grânulo.
Distribuição do P-fertilizante dentro das frações de P foi influenciada pela
concentração de P no solo. Reações de protonação e desprotonação de fosfato
45
afetam o pH do solo em torno dos grânulos. No entanto, reações envolvendo o N
dos fertilizantes provaram ser mais marcantes.
O comportamento de fósforo em torno do grânulo de fertilizante foi
influenciado pelo pH, mesmo em Chernossolos que geralmente apresentam baixa
quantidade de minerais de carga variável.
O fertilizante granulado polifosfato reduziu a labilidade e mobilidade do P em
um solo calcário e três não calcários.
A Estruvita embora tenha potencial para reduzir a dependência dos
fertilizantes à base de fosfatos de rocha, apresenta mobilidade e solubilidade
praticamente nula em solos com pH adequado para a maioria das culturas.
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50
3 FERTILIZANTES FOSFATADOS NA DINÂMICA DO FÓSFORO NO SOLO E
PRODUTIVIDADE DE CANA-SOCA
Resumo
Para obtenção de produtividades adequadas de cana-de-açúcar é necessário que haja fornecimento de P, o que na maioria das vezes é feito via fertilizantes minerais. Nas soqueiras a incorporação do fertilizante é bastante difícil, aliado ao fato de o fósforo ser móvel no solo, portanto, existem dúvidas sobre o efetivo uso do fertilizante fosfatados pelas plantas. Assim, este experimento foi conduzido visando investigar tanto os efeitos da adubação fosfatada na soqueira de cana-de-açúcar, como as implicações do uso de fontes fosfatadas diferenciadas sobre a dinâmica do fósforo no solo. Duas soqueiras sucessivas foram avaliadas, 2ª e 3ª soqueira, nas safras 2012/13 e 2013/14, respectivamente, avaliando-se o efeito do fosfato monoamônico, superfosfato triplo, fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar, fosfato monoamônico revestido com ácido húmico, polifosfato de amônio e potássio e fosforita compostada. As frações de fósforo no solo mais alteradas pela adubação fosfatada são a de P extraído com resina trocadora de ânions e P extraível com NaOH 0,1 mol L-1, que são frações lábeis e moderadamente lábeis. Contudo, esses efeitos foram evidenciados somente após a reaplicação dos fertilizantes fosfatados na segunda safra avaliada. Neste experimento também foi evidenciado sinergismo entre estas frações. Embora algumas fontes tenham promovido aumento no teor de P disponível no solo, nem a segunda nem a terceira soqueira de cana-de-açúcar, cultivar RB85 5536, responderam à adubação fosfatada, mesmo com a reaplicação dos fertilizantes na terceira soqueira.
Palavras-chave: Hedley; Labilidade; Composto orgânico; Fosfato de rocha
Abstract
In order to obtain adequate sugarcane yields, P must be supplied, which is performed mainly in the form of inorganic. In the ratoon of sugarcane, the incorporation of fertilizers is too hard, combined with low phosphorus diffusion. This raises doubt about the effective use of fertilizer by plants. Thus, this experiment was carried out aiming to investigate both, the effects of phosphate fertilizer in ratoon of sugarcane, as the implications of adding substances to fertilizers on the dynamics of phosphorus in soil. Two successive ratoon were evaluated, 2nd and 3rd ratoon, the harvests 2012/2013 and 2013/2014 respectively. Evaluating the effect of monoammonium phosphate, triple superphosphate, monoammonium phosphate coated with elemental sulfur, monoammonium phosphate coated with humic acid, ammonium polyphosphate and potassium and composted phosphorite. The fractions of phosphorus in the soil changed over by phosphate fertilizers are the anion exchange resin extractable P and 0.1 M NaOH P extractable, which are labile and moderately labile fractions, respectively. However, these effects were evident only after the application of phosphate fertilizers in the second assessed crop. This experiment was also demonstrated synergism between those fractions. Although some sources have increased the available P, neither the second nor the third ratoon
51
of sugarcane, cultivar RB85 5536, responded to phosphate fertilizer, even with the re-application of fertilizers in the third ratoon.
Keywords: Compost; Hedley; Lability; Phosphate rock
3.1 Introdução
Para obtenção de produtividades adequadas nos cultivos é necessário que
haja fornecimento de P, o que na maioria das vezes é feito via fertilizantes
inorgânicos (OWEN et al., 2015). Contudo, em apenas alguns dias após a
dissolução do fertilizante no solo, mais da metade do P vindo do fertilizante é
convertido a formas menos solúveis, se tornando cada vez menos disponível às
plantas com o passar do tempo, assim muito pouco do P aplicado é efetivamente
absorvido no mesmo ano em que foi aplicado (LOMBI et al., 2004; JALALI;
RANJBAR, 2010; YANG et al., 2012).
A nutrição fosfatada da cana-de-açúcar influencia até na qualidade final do
açúcar, pois segundo Korndörfer (2004), os caldos com baixo teor de P são de difícil
floculação, prejudicado a decantação das impurezas, gerando açúcar com baixa
qualidade e menor valor econômico. Além disso, Demattê (2005) considerando
produção, ao longo de cinco colheitas, de 400 toneladas de cana-de-açúcar, fez
cálculo sobre o balanço de P no solo, utilizando dose de 150 kg ha-1 de P2O5 no
plantio, e determinou extração de 0,43 kg de P por tonelada de massa verde e
fixação de 30%. Nesse balanço constatou-se déficit de fósforo, que deveria ser
reposto nas soqueiras.
Experimentos realizados por Weber et al. (2001) em um Latossolo Roxo,
mostraram aumento de 40 a 70% na produtividade através da adubação N-P-K de
soqueiras que não haviam sido adubadas nos cortes anteriores, demonstrando
assim, a capacidade de recuperação da produtividade propiciada pela adubação. É
válido ressaltar que esse trabalho mostrou que a presença de fósforo na fórmula
promoveu o incremento na produtividade de 5 a 13% em relação às fórmulas com
somente N e K2O. Contudo, ainda existem controvérsias sobre a eficiência da
adubação fosfatada nas soqueiras. Nas soqueiras a incorporação do fertilizante é
bastante difícil, aliado ao fato de que o fósforo se desloca poucos centímetros no
solo (ROSSETTO; DIAS; VITTI, 2008). Nas adubações, o fósforo é considerado
nutriente de baixo aproveitamento pelas plantas. É comum observar-se
aproveitamento por culturas anuais na ordem de 10% do P aplicado como
52
fertilizante. As quantidades aplicadas em geral superam muito a extração pelas
culturas, diferindo, neste aspecto, do nitrogênio e do potássio (RAIJ, 1991).
Em solos tropicais como Latossolos e Argissolos, um fator que leva a redução
da disponibilidade do P às plantas é a precipitação do P com Fe e/ou Al na solução
do solo, principalmente na zona adjacente ao grânulo de fertilizantes onde a solução
de P é saturada (HEDLEY; MCLAUGHLIN, 2005). Porém a adsorção na superfície
dos óxidos hidróxidos de Fe e Al, é a maior responsável pela indisponibilidade de P
nesses solos, devido ao fato destas ligações entre o P e estes minerais serem de
alta energia, processo de adsorção específica, o que as tornam mais difíceis de
serem quebradas, principalmente em baixas concentrações de P, o que diminui
ainda mais a eficiência dos fertilizantes fosfatados mesmo a longo prazo (Parfit,
1979). Apesar da importância dos óxidos de Al e Fe nas reações com P em solos
tropicais, também podem ser encontradas grandes quantidades de P ligado a Ca
(GALVANI et al., 2008).
Várias substâncias têm sido adicionadas aos fertilizantes fosfatados com o
objetivo de aumentar sua eficiência de uso, agindo através de distintos mecanismos,
tais como a promoção da liberação lenta do P para solução do solo, complexação do
P ou dos potenciais cátions complexantes de P através do uso de substâncias
húmicas, ou ainda aumento da velocidade de solubilização de fertilizantes fosfatados
de baixa solubilidade. A adição de substâncias húmicas aos grânulos de fertilizante
fosfatados com o objetivo de aumentar a eficiência de uso do P através da
complexação de íons de Ca, Mg, Al e Fe presentes nos solos, reduzindo assim a
reação destes com os íons fosfato, também vem sendo bastante empregada nas
últimas décadas (GARCIA et al., 1997; GIOVANNINI et al., 2013).
No caso dos fertilizantes fosfatados com enxofre elementar, baseia-se na
teoria de que a acidificação causada pela oxidação da Sº pode promover redução do
pH entorno do grânulo e minimizar a precipitação de P-Ca ou ainda promover a
solubilidade de fosfato de rocha (ARIA et al., 2010). Fertilizantes com P na forma de
polifosfato têm sido bastante estudas nos últimas décadas, contudo a maioria dos
estudos têm focado no comportamento das fontes em forma fluida e em solos
calcários. Portando, tem-se poucas informações sobre a dinâmica do P-fertilizante
aplicado como polifosfato em solos altamente intemperizados como os presentes no
Brasil (KHASAWNEH; SAMPLE; HASHIMOTO, 1974; HOLLOWAY et al., 2001;
LOMBI et al., 2006; MCLAUGHLIN et al., 2011).
53
Conhecer a dinâmica do P-fertilizante no solo é importante para um melhor
entendimento da disponibilidade de diferentes frações P, permitindo a melhor
aplicação de técnicas para o aumento da eficiência de fertilizantes fosfatados (Yang
et al., 2012). As frações em que o P é armazenado no solo interferem na sua
mobilidade no solo e disponibilidade às plantas, sendo que a predominância de uma
fração ou outra dentro da quantidade de P total do solo, principalmente é
determinada pela formulação do fertilizante, pelas propriedades do solo e pelo
manejo da cultura (HOLLOWAY et al., 2001; HEDLEY; MCLAUGHLIN, 2005;
MONTELAVO et al., 2014).
Desta forma, visando investigar tanto os efeitos da adubação fosfata na
soqueira de cana-de-açúcar, como as implicações do uso de fertilizantes fosfatados
diferenciados na dinâmica do fosforo no solo, estabeleceu-se a seguintes hipóteses:
H1: A aplicação de fertilizantes fosfatados na soqueira de cana-de-açúcar
implica em maior produtividade de colmos industrializáveis.
H2: Para que cana-de-açúcar responda à adubação fosfatada é necessário se
fazer anualmente a adubação fosfatada.
H3: A adição de substâncias como ácido húmico e enxofre elementar ao MAP
tradicional, irá promover mudanças positivas na dinâmica do P no solo e incrementar
a produção de cana-de-açúcar.
H4: O uso de polifosfato com fonte de fosforo promove efeito residual da
adubação com fosfato solúvel.
54
3.2 Material e métodos
3.2.1 Caracterização da aérea experimental
O experimento foi conduzido na fazenda São José pertencente ao Grupo
Campanelli, localizada na região de Bebedouro - SP (20°46'06.6"S 48°44'52.4"W,
em um Argissolo Vermelho Amarelo, cujo propriedades químicas e físicas estão
descritos na tabela 3.1.
Tabela 3.1 – Propriedades químicas† e físicas do solo da área experimental no momento da instalação do experimento
Profundidade pH P S-
SO4
K Ca Mg H+Al SB CTC V
cm ---mg kg-1--- --------------------mmolc dm-3------------------------ %
00-10 4,9 12 17 3,6 23 8 22 34,3 56,7 60
10-20 5,0 13 13 3,4 23 8 18 64,6 82,8 78
20-40 5,1 18 14 2,6 22 8 20 32,9 53,1 62
Argila Silte Areia Classe textural
--------------------------g kg-1----------------------------
00-20 201 18 782 Média-arenosa
20-40 225 19 756 Média-arenosa
40-60 301 17 683 Média-argilosa
60-80 338 23 639 Média-argilosa
80-100 364 22 614 Argilosa
† pH: 0,01 M CaCl2; P, K, Ca, Mg = extração pela resina trocadora de cátions; H+Al= método pH SMP
O experimento foi instalado em 04/10/2012 na segunda soqueira cana-de-
açúcar RB85 5536, colhida sem queima prévia, apresentando 10 T ha-1 de palha
sobre o solo, cujas as concentrações de nutrientes são apresentadas na tabela 3.2.
Tabela 3.2 – Concentração de nutrientes na palhada (a base seca) presentes sobre o solo no início do experimento
N P K Ca Mg S
--------------------------------------------------------- g kg-1
-------------------------------------------------------------
5,6 0,31 2,4 4,0 1,0 0,6
Duas soqueiras sucessivas foram avaliadas, 2ª e 3ª soqueira, nas safras
2012/13 e 2013/14, respectivamente. O experimento constou de 6 tratamentos e um
controle (sem adubação fosfatada), com 4 repetições, em delineamento
experimental em blocos ao acaso, perfazendo total de 28 parcelas. Cada unidade
experimental foi composta de parcelas com 8 linhas de cana-de-açúcar
(espaçamento 1,4 m entre linhas) com 10 metros de comprimento cada, sendo as 4
linhas centrais consideradas úteis no primeiro ano, já no segundo ano, as parcelas
foram subdivididas em duas partes, em uma delas foi reaplicado a fonte de fósforo e
na outra não houve reaplicação, com objetivo de verificar efeito residual dos
55
fertilizantes, sendo que cada sub parcela foi composta por 4 linhas de 10 m, das
quais as duas linhas centrais foram avaliadas.
Os tratamentos constaram da aplicação 45 kg ha-1 de P2O5 na forma de MAP-
fosfato monoamônico (48% de P2O5 e 9% de N), superfosfato triplo (41% de P2O5 e
12% de Ca), fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar (43% de P2O5,
9% de N e 16 % S), fosfato monoamônico revestido com ácido húmico (43% de P2O5
e 9% de N), polifosfato (21% de N, 7% de P2O5 e 14% K2O) e fosforita compostada
(3% de P2O5 e 5,1% K2O). Com fim de equalizar os teores de N e K entre os
tratamentos, todos estes receberam 120 kg ha-1 e 100 kg ha-1 de K2O, de maneira
complementar ou total, sob as formas de ureia e KCl, respectivamente. Todas fontes
foram aplicadas em superfície.
3.2.2 Amostragem de tecido vegetal e determinação de macro
nutrientes
Em ambas as safras, sete meses após a instalação do experimento, o qual se
deu poucos dias após as rebrotação da soqueira, foram coletadas amostras de
ponteiro, colmo, raiz e rizoma.
Para amostragem da parte subterrânea (rizoma + raiz) foi retirado um cubo de
solo com 1 m de comprimento, 0,3 m de profundidade e 0,4 m de largura. Depois de
coletadas, as amostras foram lavadas, secas em estufa a 65º C, depois separadas
em raiz e rizoma, tiveram suas massas determinadas, após isso as amostras foram
trituradas em moinho tipo Willey, em seguida determinou-se nitrogênio, por digestão
sulfúrica e destilação; fósforo e potássio por digestão nitroperclórica (MALAVOLTA;
VITTI; OLIVEIRA, 1997). Já para a parte aérea foram coletados 10 plantas, estes
foram separado em ponteiro e colmo, os quais tiveram suas massas frescas
determinadas ainda no campo, após isso foram triturados em picadora de forragem,
procedendo-se então com a sub amostragem, onde foi coletado aproximadamente
0,3 kg de material fresco, após isso, as amostras foram submetidas aos mesmo
processo de preparo de amostra e determinação de nutrientes pelo qual as raiz e
rizomas passaram.
Para estimar o acúmulo de massa seca de colmo por hectare, procedeu-se a
contagem do número de colmos em 6 metros lineares não contínuos. O acúmulo de
nutrientes foi obtido multiplicando-se a concentração de nutrientes nos diferentes
tecidos vegetais pela massa dos mesmos.
56
A colheita no primeiro ano do experimento foi feita no dia 26 de setembro de
2013, sendo colhidas a 4 linhas centrais de cada parcela de forma manual e a
pesagem foi feita com auxílio de garra. Já no segundo ano, a colheita foi 30 de
setembro de 2014, colhendo-se dois linhas centrais das sub parcelas (compostas
por um total de 4 linhas de 10 m). No momento da colheita foi realizada amostragem
do solo, na camada de 0-20 cm de profundidade, visando determinar os teores de
fósforo do solo. A amostragem de solo foi realizada na faixa de adubação (20 cm da
linha da cultura), com trado holandês, coletando-se aleatoriamente 3 amostras
simples, para formar uma composta. O fósforo foi determinado pelo método da
resina (RAIJ et al., 2001).
3.2.3 Amostragem do solo e fracionamento de fósforo no solo
Para o fracionamento de fósforo foram retiradas 6 amostras simples para
formar uma composta, nas profundidades de 0 a 5, 5 a 10 e 10-20 cm. Os pontos
amostrados estavam localizados na linha de aplicação dos fertilizantes (20 cm à
direita da linha da soqueira).
A extração sequencial ou fracionamento de fósforo no solo foi baseada no
método proposto por Hedley, Stewart e Chauan (1982) com modificações de
Codron, Goh e Newman (1985), o qual pode ser visto em detalhe em Gatiboni
(2003) e Rodrigues (2014).
Para realizar a extração sequencial de fósforo inorgânico e orgânico (Pi e Po)
pesou-se 0,5 g de solo (seco em estufa a 65° C) no qual adicionou-se 10 ml da
solução extratora, mantendo a proporção 1:20 (solo:solução). Os extratores em
ordem sequencial de extração foram: Resina trocadora de ânion (PRTA); NaHCO3 0,5
mol l-1 (Bic-P); NaOH 0,1 mol l-1 (0,1-NaOH-P); HCl 1,0 mol l-1 (P-HCl); NaOH 0,5 mol
l-1 (0,5-NaOH-P).
A primeira fração de fósforo no solo obtida foi o fósforo inorgânico (Pi).
Nos extratos alcalinos (Bic-P, 0,1-NaOH-P e 0,5-NaOH-P) foi determinado o fósforo
total (Pt) por digestão com persulfato de amônio + ácido sulfúrico em autoclave
(USEPA, 1971), sendo o fósforo orgânico (Po) obtido pela diferença entre fósforo
total (Pt) e fósforo inorgânico (Pi).
O fósforo inorgânico dos extratos Bic-P, 0,1-NaOH-P e 0,5-NaOH-P foi
analisado pelo método de Dick e Tabatabai (1977). O fósforo dos extratos ácidos
57
(Extrato P-resina e P-HCl) além das digestões totais de Bic-P, 0,1-NaOH-P e 0,5-
NaOH-P foi determinado segundo a metodologia de Murphy e Riley (1962).
3.2.4 Análises estatísticas
Todos os tratamentos foram comparados entre sim pelo teste de Tukey a 5%
de significância. Na segunda safra o fator “Reaplicação” foi adicionado ao esquema
estatístico, gerando a interação “Fonte x Reaplicação”, que quando significativa foi
desdobrada tanto o fator fonte, quanto o fator reaplicação. As análises estatísticas
foram realizadas com o auxílio do software estatístico Sisvar 4.6.
3.3 Resultados e Discussão
3.3.1 Frações de P no solo sob cultivo de cana-de-açúcar
Os resultados do fracionamento de fósforo no solo sob soqueira de cana-de-
açúcar na safra do 2013/14 são mostrados na tabela na tabela 3.3.
Com relação as frações de fósforo no solo nessa safra, somente foram
observados efeitos das fontes nos teores de P extraídos com resina na camada 0-5
cm de profundidade. Esta fração junta com a P-Bic formam a fração de P lábil do
solo, ou seja, aquele facilmente disponível as plantas (RHEINHEIMER; ANGHINONI;
KAMINSKI, 2000). Neste quesito, os maiores teores, em média 10 mg kg -1, foram
encontrados com os fertilizantes a base fosfato monoamônico (MAP, MAPH e
MAPS), todos eles foram estatisticamente diferentes do tratamento controle (Tabela
3.3). Estes resultados corroboram com os relatos descritos no primeiro capítulo,
onde credita-se isto ao fato de que o cátion acompanhante dos fosfatos presentes
no MAP, MAPH e MAPS é o NH4+, diferente do TSP e da PCOM (fosforita
compostada) que apresentam Ca2+ como cátion acompanhante dos fosfatos, pois a
força de ligação em sais de cálcio é maior do que em sais de amônio.
Com relação a baixa disponibilidade de P disponível onde foi aplicada a
fosforita, mesmo após o processo de compostagem, pode ser devido a ausência ou
insuficiência de microrganismo capazes de decompor compostos de fósforo mais
estáveis durante o processo de compostagem. Durante o processo de compostagem
na ausência de bactérias solubilizadoras de fósforo a tendência do fosfato de rocha
é ficar estável; haja vista que o pH da pilha de compostagem tende a subir ao logo
do período de maturação do composto orgânico, considerando que fosfatos de rocha
tem baixíssima solubilidade em pH maior que 5,5 – 6,0 (KHASAWNEH; DOLL,
58
1978). Pois, ao longo do processo de compostagem os ácidos orgânicos presentes
no resíduo no início do processo de compostagem são metabolizados, provocando
aumento no valor de pH (JAHNEL; MELLONI; CARDOSO, 1999).
Tabela 3.3– Frações de fósforo em função de fertilizantes fosfatados† nas camadas de solo sob cana-de-açúcar na safra 2012/213. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey a 0.05 de significância. Ausência de letras denota que todas médias são estatisticamente iguais
Fração de P no solo
‡
Camada (cm)
Controle PCOM MAP MAPH MAPS TSP AKPP CV (%)
------------------------------------- P (mg kg -1
) --------------------------------------
P-resina
0-5 3 D 4 CD 8 ABC 10 AB 11 A 6 BCD 6 BCD 26
5-10 3 3
5
5
3
6
4
43
10-20 2 2 3 2 2 2 2 28
Bic-Pi
0-5 18 22
26
24
25
33
24
43
5-10 16 16
20
20
16
26
20
30
10-20 14 12 16 18 29 13 16 14
Bic-Po
0-5 18 22
40
32
33
27
25
42
5-10 19 16
23
23
20
22
16
35
10-20 16 17 19 14 11 19 11 41
NaOH0,1-Pi
0-5 27 23
39
30
33
34
32
29
5-10 23 23
28
27
23
28
23
28
10-20 20 20 23 20 19 19 17 22
NaOH0,1-Po
0-5 77 64
75
68
71
74
59
12
5-10 76 87
104
113
68
95
95
9
10-20 83 78 121 87 76 91 89 12
P-HCl
0-5 8 13
16
20
17
9
18
55
5-10 12 3
19
8
6
12
13
54
10-20 4 4 5 5 5 6 6 26
NaOH0,5-Pi
0-5 27 27
37
32
31
39
30
16
5-10 25 30
29
24
26
36
27
32
10-20 26 26 30 27 24 24 24 16
NaOH0,5-Po
0-5 40 52
59
46
55
58
60
20
5-10 72 65
70
63
67
84
101
42
10-20 40 56 44 59 63 64 51 39
† MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS: fosfato monoamônico revestido com
enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ P-resina: P extraído por resina de troca de ânions Bic-Pi: P inorgânico extraído com NaHCO3 0,5 mol L
-1; Bic-Po: P orgânico extraído com
NaHCO3 0,5 mol L-1
; 0,1-NaOH-Pi: P inorgânico extraído com solução NaOH 0,1 mol L-1
; 0,1-NaOH-Po: P orgânico extraído com NaOH 0,1 mol L
-1; P-HCl: P extraído com solução de HCl 1 mol L
-1. 0,5-
NaOH-Pi: P inorgânico extraído com solução NaOH 0,5 mol L-1
; 0,5-NaOH-Po: P orgânico extraído com NaOH 0,5 mol L
-1.
Com relação as outras frações de P no solo, não foram observadas
diferenças significativas entre as fontes estudadas (Tabela 3.3). Embora as fontes
sejam de natureza química diferentes, essas diferenças não são tão complexas ao
59
ponto de promover diferenças nas demais frações de P no solo, o que por sua vez,
pode ter sido agravado pela variação dos dados em função do método de
amostragem e do próprio processo de fracionamento de P no solo.
Surpreendentemente, mesmo nas parcelas nas quais o fósforo foi aplicado na
forma de PCOM, não foi observado grande incremente no P-HCl em relação aos
demais tratamentos. A surpresa é devida ao fato que nesta fração são extraídas
formas de fósforo não lábil ligados a Ca, e essa fonte possuir fosfato de rocha em
sua composição. Rheinheimer e Kaminskii (2008), estudando efeito de modos de
aplicação com diferentes fertilizantes fosfatos, também não observaram grande
incremento na fração P-HCl no solo que recebeu rocha fosfática em relação ao solo
que recebeu superfosfato triplo.
Mesmo nas frações orgânicas extraídas por NaHCO3 0,5 mol L-1 e NaOH 0,1
mol L-1 não foram encontrados incrementos com o uso de PCOM. Matos et al.,
(2006) estudando adubação fosfatada de milho consorciada com feijão num
Argissolo Vermelho Amarelo, aplicando 40 m3 ha -1 de compostos, verificaram que a
aplicação de composto orgânico, contribuiu para que ocorresse aumento de P
inorgânico, fazendo com que os percentuais de P orgânico lábil diminuíssem em
relação ao P total lábil.
Com relação a profundidade, não foram observadas alterações nas frações
de P do solo em função das fontes, isso devido à baixa mobilidade do P, como é
mostrado no primeiro capítulo. O fósforo no solo move-se apenas alguns milímetros
após a dissolução do fertilizante (LOMBI et al., 2006). O movimento de P no solo é
dependente de tempo, teor de matéria orgânica, teor de cátions, teor e tipo de argila
e principalmente concentração de P no volume de solo a ser transposto (LOMBI et
al., 2006).
Considerando que a dose de fósforo utilizada neste estudo foi relativamente
baixa, 45 kg ha-1 de P2O5, esta não seria suficiente para aumentar a velocidade de
difusão do P no solo a ao ponto que em 7 meses (tempo entre a aplicação e a
amostragem) o fosforo chegasse a camada subsequente em concentração suficiente
para ser detectada pela análise estatística. Isto levando em conta a grande
quantidade de raízes de cana-de-açúcar presentes nos primeiros centímetros de
solo (VASCONCELOS et al., 2003), sendo então responsáveis pela absorção do P
que foi aplicado em superfície, o que faria com que a concentração na primeira
camada fosse ainda mais reduzida. Faria e Pereira (1993) em ensaio de laboratório
60
com cinco tipos de solo, verificaram que o fósforo se movimentou até as camadas 4-
6 e 6-8 cm de profundidade no solo mais argiloso, 40% de argila, com as aplicações
de doses equivalentes a 150 e 300 kg ha-1 de P2O5, respectivamente.
Os dados relativos a fração de fósforo extraída por resina trocadora de ânions
(P-resina) em três camadas de solo coletadas sob soqueira de cana-de-açúcar na
safra 2013/14 são apresentados na Tabela 3.4.
Tabela 3.4 – Teor de P extraído no solo com resina trocadora de ânions (P-resina) em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais
Profundidade
Fontes† 0 - 5 cm 5 – 10 cm 10 -20 cm
Não‡ Sim Não Sim Não Sim
-----------------------------------------P mg kg -1-----------------------------------------
CTRL 6 B 6 B 5 A 4 B 2 3 B
PCOM 7 AB 7 B 5 AB 6 B 3 b 8 Aa
MAP 16 A 17 A 11 A 13 A 4
4 B
MAPH 10 AB 14 AB 6 AB 5 B 4
4 B
MAPS 11 AB 17 A 6 AB 5 B 3 b 6 Aba
TSP 14 AB 11 AB 9 AB 7 AB 4
4 B
AKPP 10 AB 12 AB 7 AB 7 AB 5
5 AB
CV % 37 40 33
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com
ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim e
Não, diz respeito a reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14.
Na safra 2013/14, igualmente ao ocorrido na safra 2012/13, os maiores teores
de P-resina na camada 0-5 cm foram observados com fertilizantes a base de fosfato
monoamônico, independente se houve ou não reaplicação dos fertilizantes (Tabela
3.4). Quando os fertilizantes foram reaplicados, apenas o MAP e MAPS diferiram
significativamente (P < 0,05) do controle, contudo, quando não houve reaplicação,
apenas o MAP diferenciou-se significativamente do tratamento controle, embora
todas as outras fontes tenham apresentado numericamente valores superiores ao
observado no tratamento controle. Com relação a reaplicação dos fertilizantes,
apenas o MAPS afetou o teor do P-resina em função deste fator, sendo que quando
do houve a reaplicação o teor de P-resina foi superior.
Com relação ao AKPP que apresentou teor de P-resina na camada 0-5 igual a
12, quando reaplicado, e 10 mg kg-1 quando não houve reaplicação, foi observado
61
pequeno incremento em relação ao controle (6 mg kg-1), mesmo na parcela onde
não foi feita a reaplicação (Tabela 3.4). Isso sugere efeito residual deste fertilizante,
haja vista que na safra 2012/13, os valores de P-resina (6 mg kg-1) providos por esta
fonte foram bem próximos em relação ao controle (3 mg kg-1). É válido ressaltar que
o TSP teve efeito semelhante a AKPP, porém provendo maior teor de P-resina, 14
mg kg-1, provavelmente devido ao o TSP ter em sua formulação P-Ca. A hipótese é
que o polifosfato forme precipitados com cátions presentes no solo, estes
precipitados iriam sendo lentamente dissolvidos liberando assim o P para a planta, o
que ocorreria quando o pH do meio se tornasse ácido o suficiente, haja vista que o
polifosfatos tem baixa solubilidade em pH acima de 5.5 (MCBEATH et al., 2007).
Porém, é importante ressaltar que o teor de P no solo foi maior nas parcelas onde foi
aplicado MAP do que nas parcelas onde foram aplicados AKPP e TSP, tanto com
quanto sem a reaplicação das fontes.
Diferente do ocorrido na safra 2012/2013, foi verificada efeito das fontes sobre
os teores de P-resina na camada 5-10 cm; vale ressaltar que isso foi observado
quando houve ou não reaplicação dos fertilizantes, contudo o efeito foi observado
com maior intensidade onde a reaplicação foi realizada (Tabela 3.4). Tanto com ou
sem reaplicação das fontes, os maiores teores de P-resina foram observados
quando MAP foi aplicado, a saber, 13 e 11 mg kg-1, com e sem reaplicação,
respectivamente. Já no tratamento controle esses valores foram 4 e 5 mg kg-1,
respectivamente, com e sem reaplicação, em ambos os casos sendo que, MAP foi a
única fonte a diferenciar-se significativamente do tratamento controle (P < 0,05).
Nessa camada, a reaplicação dos fertilizantes não fez com que nenhuma fonte se
diferenciasse de sim mesma (P > 0,05) no tocante ao teor de P-resina no solo.
Com respeito à camada 10-20 cm, a aplicação de PCOM (fosforita
compostada) promoveu maiores teores de P-resina, 8 mg kg-1, sendo
significativamente superior a todos os outros tratamentos (P > 0,05), exceto de
MAPS no qual foi observado P-resina igual a 6 mg kg-1 (Tabela 3.4). O incremento
de P-resina nessa camada com a aplicação de PCOM, pode ser devido a atuação
compostos orgânicos sobre os sítios de adsorção de P no solo, permitindo que ele
se movimentasse no perfil, o que é ratificado pelo fato que essa fonte só se
diferenciou das demais apenas nas parcelas que receberam a reaplicação de
fertilizantes, promovendo maior aporte de substâncias húmicas no solo. A aplicação
de fertilizantes fosfatados no solo sob videiras aumentou os teores de P até uma
62
profundidade de 40 cm, especialmente nas frações menos lábeis, mas esse
aumento foi também perceptível nas frações mais lábeis (BRUNETTO et al., 2013).
A eficiência dos ácidos orgânicos em bloquear sítios de adsorção do P não
se deve exclusivamente à adsorção em grupos carboxílicos, e pode ser causada
também pelo grande poder de complexação dos ácidos húmicos sobre o Fe e o Al
na solução do solo, reduzindo a adsorção/precipitação de fosfato (PAVINATO;
ROSOLEM, 2008). Estudando o movimento de P em solos calcários, Du et al.,
(2013) observaram que o uso combinado de ácidos orgânicos e de fertilizantes
fosfatados em solos calcários aumentou a distância do movimento do P e a
concentração de P extraíveis com água e Olsen no solo, o que sugere que o ácido
húmico poderia causar o transporte de P do fertilizante por distância maior e, assim,
aumentar a disponibilidade de P para as plantas. Hua et al., (2008) verificaram
incremento do teor de P disponível em Latossolo Vermelho Escuro com aplicação de
ácidos húmicos.
Sobre o efeito do MAPS no teor de P-resina na camada 10-20 cm, pode ser
explicado pelo efeito do aníon SO42- resultante da oxidação do enxofre elementar
presente na nessa fonte. Embora a adsorção do fosfato seja pouco afetada pela
presença do sulfato em condições de igualdade de concentração e pH acima de 6,
em condições de mais baixo pH, por exemplo, 4 a presença de sulfato na solução
pode reduzir em até 30 vezes a adsorção de fosfato em superfícies de minerais com
alta capacidade de adsorção com a goetita (GEELHOED; HIEMSTRA; RIEMSDIJK,
1997). Ambiente de baixo pH poderia ser gerado em pontos de alta concentração de
enxofre elementar, haja vista que há produção de ácido sulfúrico em seu processo
de oxidação. O efeito pode ter sido atenuado no primeiro ano devido ao tempo
necessário para oxidação. Horowitz e Meurer (2007) verificaram incrementos
significativos de S-SO4-2 após o 22° dia após a aplicação do Sº, contudo, Germida e
Janzen (1993) afirmam que a oxidação do Sº no solo depende de inúmeros fatores,
além do tempo.
Como relação a P extraído com NaHCO3 0,5 mol l-1, não foi observado efeito
dos fertilizantes nos teores de fósforo inorgânico (Bic-Pi) e orgânico (Bic-Po)
extraídos com essa solução nem no solo proveniente da camada 0-5 nem da 5-10
cm (Tabela 3.5).
63
Tabela 3.5 – Teor de P inorgânico (Bic-Pi) e P orgânico (Bic-Po) extraídos no solo com NaHCO3 0,5 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais
Fonte†
Profundidade (cm)
0 - 5 5 - 10 10 -20 0 - 5 5 - 10 10 -20
Não‡ Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim
--------------------- Pi (mg kg -1
) ---------------------- --------------------- Po mg kg
-1 -------------------
CTRL 6
9
4
AB 7
11
A 6
12
9
16
10
14
11
PCOM 5
11
4
A 8
1
B 9
11
11
12
16
11
12
MAP 8
20
8 AB
12
6 AB
10
13
8
13
13
11
14 MAP
H 15
16
12 A
10
8 AB
4
8
9
9
12
10
14 MAP
S 15
15
8 AB
6
7 AB
6
10
11
16
15
13
13 TSP 15
16
9
AB 11
6
AB 7
13
13
10
10
12
17
AKPP 10 13 6
AB 9 4
AB 7 11 11 14 11 14 14
CV % 41 42 64 34 31 41
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com
ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim e
Não, diz respeito a reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14.
A influência da adubação fosfata sobre a fração de P extraída com NaHCO3
0,5 mol L-1 vem sendo relatada como pequena ou não facilmente detectável. Yang et
al., (2012) estudando influência da adição de fertilizante na distribuição das frações
de P em solos fertilizados e não fertilizado, mostrou que a adição de fertilizante no
solo apenas aumentou o acúmulo na fração Bic-Pi de 2,6 para 5,6% do P total
recuperado no solo. Brunneto et al., (2013) estudando acúmulo de P no solo sob
videiras, mostram que a fração que menos acumulou P foram as Bic-Pi e Bic-Po, as
vezes sendo até menores que os de P extraído com resina, mesmo após 40 anos de
sucessivas adubações. Estes dados sugerem que as frações Pi e Po extraídos com
NaHCO3 0,5 mol L-1 são fases intermediarias de suprimento tanto para a fração de P
extraível por resina quanto para a de P moderadamente lábil extraível com NaOH
0,1 mol L-1, resultando assim em baixo acúmulo em relação as demais frações.
A fração de Pi do solo extraída com NaOH 0,1 mol L-1 na camada 0-5 cm foi
fortemente influenciada pelos fertilizantes, principalmente onde houve a reaplicação
das fontes. Essa fração é tida como a que contém o P moderadamente lábil que fica
adsorvido com força moderada na superfície dos óxidos de Fe e Al (Tabela 3.6). Nas
64
parcelas onde houve a reaplicação, os maiores teores de 0,1-NaOH-Pi foram
encontrados onde aplicou-se fertilizantes a base de fosfato de amônio, sendo que
apenas o MAPH e MAPS diferiram do controle. Onde não houve a reaplicação das
fontes o maior teor de 0,1-NaOH-Pi foi encontrado com o MAP (55 mg kg-1), seguido
por AKPP (52 mg kg-1) e TSP (50 mg kg -1), os menores valores foram encontrados
com PCOM, MAPS e MAPH, ou seja, 37, 33 e 30 mg kg-1 de P. É importante
salientar que nestes tratamentos o teor de P resina seguiu ordem semelhante,
guardando as devidas proporções (Tabela 3.4). Por exemplo, onde não foram
reaplicados os fertilizantes, o teor de P-resina nos tratamentos MAP, AKPP, MAPS e
MAPH foram: 16, 14,11 e 10. Estes dados apontam um intima ligação entre a fração
P-resina e 0,1-NaOH-Pi.
Tabela 3.6 – Teor de P inorgânico (0,1-NaOH-Pi) e P orgânico (0,1-NaOH-Po) extraídos no solo com NaOH 0,1 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que as médias são iguais
Profundidade (cm)
Fonte†
0 - 5 5 - 10 10 - 20 0 - 5 5 - 10 10 - 20
Não‡ Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim
--------------------- Pi (mg kg -1
) -------------------- -------------------- Po mg kg -1
-------------------
CTRL 39 AB
26 B
46 a
26 b
47 A
24
81 AB
43
93
55
125 Aa
65 b
PCOM 37 AB
34 AB
44 a
29 b
36 AB
31
103 A
48
78
57
83 ABCa
57 b
MAP 55 A
42 AB
42
34
36 AB
29
57 AB
38
77
39
88 ABC
59
MAPH 30 Bb
51 Aa
34
44
22 B
34
43 B
70
76
67
54 Bb
102 a
MAPS 33 ABb
52 Aa
31
34
23 B
40
42 B
76 a
58
93
57 BCb
96 a
TSP 50 AB
33 AB
48 a
31 b
37 AB
22
73 AB
55
82
43
98 ABCa
51 b
AKPP 52 AB
38 AB
48 a
33 b
41 A
28 69 Aba
34 b
134 53 113 Aba
63 b
CV % 26 22 25 38 55 33
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim e Não, diz respeito a reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14.
Estes maiores acúmulos foram influenciados pelas fontes, mas de maneira
diferente. No caso do compartimento de P extraível pela resina, as fontes
influenciam diretamente através de sua dissolução e consequente fornecimento de P
solúvel a este compartimento, que o armazena em formas de P mais disponíveis. Já
no caso do compartimento de Pi extraível por NaOH 0,1 mol L-1, é mantido ou pouco
alterado, pelo fato de já haver P disponível suficiente para manter o equilíbrio entre
as frações de P lábil (P-resina + Bic-Pi + Po) e as fração de P moderadamente lábil
65
(0,1-NaOH-Pi). O fósforo extraído por NaOH 0,1 mol L-1 corresponde a Pi ligado a
óxidos e argilas de silicato com energia de ligação intermédia e Po de frações
moderadamente lábil, que só são absorvidos pelas plantas quando pouco P lábil
está disponível (GATIBONI et al., 2007).
Como relação ao P orgânico extraído por NaOH 0,1 mol L-1 (0,1-NaOH-Po),
não foram encontradas diferenças entre os fertilizantes em nenhuma das camadas
amostradas quando houve reaplicação das fontes (Tabela 3.6). Onde não houve
reaplicação, o maior teor de 0,1-NaOH-Po na camada 0-5 cm foi encontrado com
PCOM, sendo significativamente diferente (P< 0,05) dos tratamentos onde foram
aplicados MAPH e MAPS. Isso é devido ao aporte de material orgânico gerado pela
aplicação do PCOM que é um composto orgânico, o que corrobora Lopes (2014)
que relata grande acúmulo de P nas frações NaOH 0,1 mol L-1 em amostras de
compostos com rocha fosfática. Essa fração correspondente a fosfatos monoesteres
(inositol), gerados pela decomposição microbiana (GATIBONI, 2003). Nessa fração,
o efeito da reaplicação dos fertilizantes, variou bastante entre as fontes, tornando
realmente difícil inferir a influência destas sobre o 0,1-NaOH-Po, contudo como é
mostrado na tabela 3.6, já era de se esperar, devido à complexidade que envolve as
frações orgânicas de P no solo.
Na fração de P extraída com HCl 1 mol L-1 (P-HCl), somente foram
encontradas diferenças entre as fontes na camada 5 - 10 cm, onde o maior valor, 34
mg kg-1, foi verificado na parcela que recebeu a reaplicação de P na forma de TSP,
este tratamento foi o único que diferiu significativamente do tratamento controle,
onde o valor de P-HCl foi igual a 12 mg kg-1 (Tabela 3.7). Isto é devido ao fato de o
TSP ser um fosfato de cálcio, haja vista que essa fração de P corresponde as
frações de P ligados a cálcio(YANG et al., 2012).
Embora a pouca importância dada as reações entre P e Ca gerando
compostos mais estáveis em solos intemperizados típicos do Brasil, como o
Argissolo Vermelho Amarelo presente na área experimental, o manejo com
preservação da palhada tem contribuído para o incremento dessa fração no solo
(BUSATO; CANELLAS; VELLOSO, 2005). Solos sob sistema de cultivo de cana-de-
açúcar colhida sem queima apresentam maiores teores de cálcio (CANELLAS et al.,
2003). O aporte maior no teor de P-HCl é devido à maior quantidade de Ca
66
introduzida pelas adições de calcário na superfície ao longo do período de cultivo
(TOKURA et al., 2002).
Tabela 3.7– Teor de P extraído com HCl 1 mol L-1 (P-HCl) em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/2014. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que todas as médias são estatisticamente iguais
Profundidade (cm)
Fonte† 0 - 5 5 - 10 10 -20
Não‡ Sim Não Sim Não Sim
------------------------------------------- P mg kg -1---------------------------------------------
CTRL 40 15 23 AB 12 B 10 14
PCOM 28
32
17 B 16 AB 9
18 MAP 52 a 24 b 41 A 26 AB 27
14
MAPH 26
39 a 14 B 26 AB 9
12 MAPS 20 b 28 a 14 B 14 AB 9
18
TSP 35 b 44 a 23 AB 34 A 14
19 AKPP 25
27
15 B 19 AB 10 11
CV % 41 47 87
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim e Não, diz respeito a reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14.
Quanto as formas de P inorgânico extraíveis com NaOH 0,5 mol L-1, não
houve diferença significativa nem entre as fontes, nem dentro da mesma fonte
variando em função da reaplicação (Tabela 3.8). Isso já era esperado, haja vista que
essa fração, é aquela protegida fisicamente no interior dos agregados (CROSS;
SCHLESINGER, 1995), e é consideradas não lábil, logo dificilmente seria alterada
pela adubação fosfata em curto prazo de tempo. As diferenças encontradas na
fração orgânica de P extraída com NaOH 0,5 mol L-1, provavelmente são devidas
variações inerentes ao processo de determinação, haja vista que esta é uma fração
de elevada recalcitrância, portanto, leva tempo para ser formada e, dificilmente seria
afeta pela adubação em tão curto prazo. Tanto essa fração como o P residual,
parecem ser mais fortemente alterados por mudanças de sistemas de manejo. Esse
último compartimento representa o P ocluso retido por minerais estruturalmente,
formas mais estáveis de P orgânico e formas insolúveis de P inorgânico (GATIBONI,
2003). Outros trabalhos também revelaram maior mudança no P residual em em
função de manejos de solos (BUSATO; CANELLAS; VELLOSO, 2005; GATIBONI et
al., 2007).
67
Tabela 3.8 – Teor de P inorgânico (0,5-NaOH-Pi) e P orgânico (0,5-NaOH-Po) extraídos com NaOH 0,5 mol L-1 em função de fertilizantes fosfatados na safra 2013/14. Letras maiúsculas na coluna, e minúsculas na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5%. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais
Fonte
†
Profundidade (cm)
0 - 5 5 - 10 10 - 20 0 - 5 5 - 10 10 - 20
Não‡ Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não Sim
------------------ Pi (mg kg
-1) ---------------- -------------------------- Po mg kg
-1 -------------------------------
CTRL 44
37
41
32
39
35
49 BCa
21
141 a
20 b
254 AB
16
PCOM 37
46
31
39
35
44
159 Aba
31 b
128 a
15 b
80 BC
12
MAP 35
49
44
37
40
34
225 Aa
11 b
195 a
19 b
100 ABC
16
MAPH 43
46
40
41
37
47
8 Bb
118 a
60
39
14 B
128
MAPS 36
42
38
36
34
45
19 Bb
80 a
34
49
20 B
59
TSP 40
39
40
37
35
36
119 ABCa
20 b
190 a
22 b
262 A
16
AKPP 42 44 36 40 38 41 197 Aa
27 b
178 a
25 b
266 A
13
CV % 25 22 24 15 94 90
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS: fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim e Não, diz respeito a reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14.
3.3.2 Acúmulo de nutrientes, massa seca e produtividade da cana-de-
açúcar
Os resultados concernentes a alocação e acúmulo de nutrientes nas partes
das plantas na soqueira de cana-de-açúcar, safra 2012/13, são mostrados na tabela
3.9. Alocação de nutrientes nas partes da planta, independente do tratamento,
seguiu a seguinte ordem decrescente: Colmo> Ponteiro> Rizoma> Raiz (Tabela 3.9).
Como relação ao acúmulo de nutrientes pela soqueira, foi apenas verificada
diferença entre as fontes para o acúmulo de K (potássio) na raiz e o no ponteiro,
ambos valores foram verificados quando se aplicou MAP, diferindo
significativamente do AKPP e do MAPH, contudo, não foi verificada diferença
significativa em relação ao tratamento controle. Zavashi (2014), estudando
adubação fosfatada, aplicando dose de 45 kg ha-1 de P2O5 em soqueira, não
encontrou efeito positivo da adubação fosfatada sobre o acúmulo de K no ponteiro
da cana-de-açúcar. Zambrosi (2012) observou efeito negativo da adubação
fosfatada sobre os teores de K acumulados no colmo da cana-de-açúcar, contudo,
salientou que os teores foliares estavam dentro do limite adequado. O mesmo autor
ainda relata que a eficiência de uso de fertilizante nitrogenado e potássico para a
produção de colmos na cana-soca foi afetada pela fertilização com P, nessa
68
ocasião, foram aplicadas doses equivalentes à 45 e 90 kg ha-1 de P2O5 sobre a
soqueira de cana-de-açúcar (ZAMBROSI, 2012).
Tabela 3.9 – Teores de N, P e K acumulado pela soqueira de cana-de-açúcar em função de fertilizantes fosfatados†, no sétimo mês após a rebrota, safra 2012/13. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% de significância. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais
Partes da Planta
CTRL PCOM MAP MAPH MAPS TSP AKPP CV
N ( kg ha-1
) (%)
Ponteiro 73 58 73 76 62 75 67 21
Colmo 168 148 162
178
159
175
166
14
Rizoma 44 40 55
41
46
47
44
27
Raiz 9 7 11
7
6
6
8
35
P ( kg ha-1
)
Ponteiro 13.1 9.9 13.6
11.6
11.2
11.8
12.0
18
Colmo 16.8 14.5 17.0
19.0
20.5
19.8
19.0
30
Rizoma 4.5 4.0 5.8
4.8
6.0
5.3
5.0
40
Raiz 0.8 0.6 1.1
0.8
0.6
0.6
1.1
38
K (kg ha-1
)
Ponteiro 137 AB 123 AB 158 A 106 B 125 AB 118 AB 109 B 16
Colmo 220 195
214
210
279
215
196
27
Rizoma 54 54
72
58
76
59
54
51
Raiz 4 AB 4 AB 6 A 4 AB 4 AB 3 B 4 AB 26
Massa Seca (Mg ha-1
)
Ponteiro 7.6 6.7
8.0
6.9
6.6
7.8
7.0
13
Colmo 26 23
27
28
26
28
26
8
Rizoma 6.8 6.3
9.2
7.3
6.8
7.5
6.8
28
Raiz 1.5 1.2 1.8 1.3 1.2 1.0 1.3 30
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada.
A redução no acúmulo de K no colmo e aumento do acúmulo de K nas
ponteiros e raízes pode ser devido ao fato de que o K atua no transporte de malato,
ácido orgânico produzido por plantas C4 como a cana-de-açúcar, através da
formação do complexo malato-K, contudo, este composto é sintetizado na parte
aérea da planta pelo processo de fotossíntese, mas é utilizado na raiz onde é
respirado (ZIONI; VAADIA; LIPS, 1971; TAIZ; ZEIGER, 2013). Como o teor de P na
folha influencia positivamente a fotossíntese (ALEXANDER, 1973), e quanto maiores
as taxas de fotossíntese, maior produção de malato, tem-se maior necessidade de K
para atuar como transportador desse composto, fazendo o teor de potássio
aumentar nas regiões de recepção e entrega de malato, que neste caso são o
69
ponteiro e a raiz, respectivamente. Os maiores teores de P no ponteiro, observados
no MAP, corroboram esta hipótese.
Quanto a produção de massa seca, não houve efeito significativo da adição
de fosforo em nenhuma das partes da planta (Tabela 3.9). Zavaschi (2014) também
não observou respostas no acúmulo de massa seca no ponteiro à adubação
fosfatada na soqueira.
Os resultados relativos ao acúmulo de nutrientes e massa seca na cana-de-
açúcar até o sétimo mês após a rebrota da soqueira, safra 2013/14, são mostrados
na tabela 3.10. Não houve interação entre o fator reaplicação e fator fontes (P >
0,05), sendo apresentados os valores médios entre reaplicado e não reaplicado para
cada fonte (Tabela 3.4).
Não foram observadas diferenças significativas entres os fertilizantes para
nenhumas das variáveis avaliadas no sétimo mês após a brotação da soqueira na
safra 2013/14. Entretanto, foram verificados efeitos positivo da reaplicação dos
fertilizantes, independente do tipo, para boa parte das variáveis analisadas (Tabela
3.10). O grupo das variáveis relacionadas à raiz, foi o único que não teve nenhuma
variável afetada pela reaplicação dos fertilizantes. Dados relacionados a raiz
costumam apresentar elevada variação, conforme descrito por Faroni (2004).
Foram verificados acúmulos de N, P e K no colmo, respectivamente na ordem
de 45, 30 e 12%, quando foi realizada a reaplicação dos fertilizantes fosfatados,
onde também verifica-se acúmulo de massa seca no colmo 35% superior. Dentre os
nutrientes, o acúmulo de N foi o mais afetado pela reaplicação dos fertilizantes
(Tabela 3.10). Zambrosi (2012) verificou que a aplicação de 45 kg ha -1 de P2O5
aumentou os teores de N acumulado no colmo em 20% comparado ao controle.
Além disso, foi observada correlação positiva entre N e P, indicando aumentos
concomitantes dos seus teores nas folhas, e a influência da disponibilidade de P
sobre o estado nutricional em N da cana-soca, o que poderia ser justificado pela
ação do P sobre a absorção e o transporte de nitrato para na planta, bem como pelo
aumento do sistema radicular (JESCHKE et al., 1997).
Diferente do encontrado na safra 2012/13, a maior disponibilidade de P não
afetou negativamente o acúmulo de K no colmo, porém continuou incrementando o
teor desse nutriente no ponteiro. O ponteiro e rizoma seguiram mesma tendência do
colmo, apresentando menores valores onde não houve a reaplicação de fertilizante.
70
Apesar da reaplicação das fontes resultar em ganhos em acúmulo de massa
e nutrientes pela soqueira, estranhamente não foram observadas diferenças entre as
fontes e o tratamento controle, mesmo no segundo ano consecutivo sem receber
adubação fosfatada. Diversos fatores podem ser responsáveis por isso, pois a
absorção de nutrientes pelas plantas, como a cana-de-açúcar, é limitada por fatores
de solo, temperatura, radiação e precipitação (OLIVEIRA et al., 2011).
Tabela 3.10 – Teores de N, P e K acumulado pela soqueira de cana-de-açúcar em função de fertilizantes fosfatados†, no sétimo mês após a rebrota, safra 2013/2014. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% significância. Ausência de letras denota que as médias são estatisticamente iguais
Partes da
planta
Reaplicação‡ CV
CTRL PCOM MAP MAPH MAPS TSP AKPP Não Sim %
N( kg ha-1)
Ponteiro 50 40 46 43 46 44 48 42 B 48 A 25
Colmo 75 58 72 66 67 67 69 55 B 80 A 27
Rizoma 47 35 35 40 40 37 40 31 B 47 A 40
Raíz 17 12 14 19 18 11 20 16
16 46
P ( kg ha-1)
Ponteiro 4.8 4.4 4.8 4.3 5.0 4.4 4.8 4.4
4.9
35
Colmo 6.3 5.0 5.9 5.4 6.3 6.5 6.4 5.2 B 6.7 A 28
Rizoma 4.3 3.0 3.0 3.4 3.6 4.1 3.6 5.2 B 6.7 A 50
Raíz 1.8 1.4 1.5 1.9 1.6 1.3 2.1 1.8 1.5 48
K (kg ha-1)
Ponteiro 50 41 44 44 46 45 50 41 B 50 A 22
Colmo 108 87 89 93 88 107 102 91 102
29
Rizoma 80 56 47 61 54 73 60 54 69
58
Raíz 10 7 8 10 9 7 11 8.1 9.5 48
Massa Seca (Mg ha-1)
Ponteiro 3.6 3.0 3.4 3.1 3.4 3.1 3.7 3.0 B 3.6 A 25
Colmo 10.4 10.0 11.7 11.2 12.6 12.5 11.4 9.7 B 13.1 A 25
Rizoma 8.2 6.1 5.6 7.2 6.9 6.1 6.5 5.5 B 7.8 A 25
Raíz 2.7 2.0 2.1 2.9 2.9 1.8 3.2 2.6 2.4 41
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com
ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim:
média de todos tratamentos onde houve reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14; Não:
média todos os tratamentos onde houve apenas uma aplicação, a qual ocorreu na safra 2012/13.
Os valores de massa seca acumulada na safra 2013/14 representam
aproximadamente a metade quando comparados com os observados na safra
anterior, 2012/13, isso foi devido ao grande período de estiagem durante a 2013/14.
Considerando que o cultivar de cana-de-açúcar utilizado neste estudo, RB85 5536,
71
tem como restrição a fácil perda de massa durante a safra. Contudo, os tratamentos
que receberam reaplicação dos fertilizantes apresentaram maior acumulo de massa
no colmo, isso é devido ao fato de que plantas melhor nutridas em P apresentam
maior desempenho em situação de estresse hídrico, devido a maior produção de
raízes como resultado do maior suprimento de P (Raíj, 1991). Nesse trabalho não se
verificou efeito da reaplicação de P sobre de raízes, o que pode ser devido ao
período de estiagem ocorrido na safra 2013/14, levando as raízes a se acumularem
em regiões mais profundas do que a amostrada.
Os resultados concernentes à produção de colmos industrializáveis, bem
como no teor de P na camada 0-20 do solo no final de ambas as safras avaliadas
neste estudo estão dispostos na tabela 3.11. Embora o teor de P de na camada 0-20
cm no fim das safras tenha sido maior que o valor observado no controle em pelo
menos umas das fontes, isso não foi refletido em diferença na produção de colmos
industrializáveis (TCH) na primeira safra, nem na segunda, nem mesmo com a
reaplicação dos fertilizantes. Zavaschi (2014) não observou efeito da aplicação
adubação fosfatada na produtividade de colmos industrializáveis e o acúmulo de
massa seca no colmo aos dez meses após o primeiro corte. Já Penatti (1984) e
Zambrosi (2012) relataram que a adubação fosfatada na soqueira da cana-de-
açúcar melhora o estado nutricional da cultura em P e proporciona ganhos de
produtividade em solo com baixo teor disponível do nutriente.
Existem controvérsias sobre a eficiência da adubação fosfatada nas soqueiras
(ROSSETTO; DIAS; VITTI, 2008). Experimentos realizados por Weber et al., (2001)
em um Latossolo Roxo, mostraram aumento de 40 a 70% na produtividade com
adubação N-P-K de soqueiras que não haviam sido adubadas nos cortes anteriores,
demonstrando assim, a capacidade de recuperação da produtividade propiciada pela
adubação. A ausência de resposta à adubação fosfatada na soqueira, tem sido
relacionada ao efeito residual do nutriente aplicado no plantio e à maior eficiência da
cana-soca em acumular fósforo (KORNDORFER; ALRCARDE, 1992).
Plantas que não receberam adubação, obtiveram o fósforo necessário das
frações moderadamente lábeis do solo, já que essas frações são acessadas pela
planta em situações de baixa disponibilidade desse nutriente (RHEINHEIMER;
ANGHINONI, 2001), que é consistente com os dados encontrados neste
experimento na fração 0,1-NaOH-Pi no solo (Tabela 3.6). Rheinheimer; Anghinoni;
72
Kaminski (2000), estudando o efeito de extrações sucessivas com resina no solo,
concluíram que as frações de fósforo inorgânico extraídas pelo NaHCO3 0,5 e NaOH
0,1 mol L-1 foram fontes potenciais de fósforo biodisponível, independentemente do
tipo de solo, método de preparo e sucessão de cultura, enquanto o extraído pelo
NaOH 0,5 mol L-1 também o foi para os Latossolos com altos teores de argila e
óxidos de ferro.
Tabela 3.11 – Produção de colmos industrializáveis (TCH) e teor de P na camada 0-20 cm do solo no final das safras 2012/13 e 2013/14. Médias seguidas de letras iguais na linha, não diferem pelo teste de Tukey 5% significância. Ausência de letras denota que todas
Safra Reaplicação‡ Controle PCOM MAP MAPH MAPS TSP AKPP CV
---------------------------------------------TCH------------------------------------------ %
2012/13
115 108 115 126 128 113 113 14
2013/14 Não 87 80 92 96 87 89 84
12 Sim 95 94 88 92 97 91 96
--------------------------- P na camada 0-20 cm (mg dm
-3) -----------------------------
2012/13
7 B 10 AB 19 A 12 AB 15 A 14 AB 11 AB 13
2013/14 Não 15 15 23 20 b 16 17 18
23 Sim 16 B 17 B 22 AB 28 Aa 21 AB 18 B 17 B
† CTRL: controle sem aplicação de P; MAP: fosfato monoamônico; TSP: superfosfato triplo; MAPS:
fosfato monoamônico revestido com enxofre elementar; MAPH: fosfato monoamônico revestido com
ácido húmico; AKPP: polifosfato fosfato de amônio e potássio; PCOM: fosforita compostada. ‡ Sim:
média de todos tratamentos onde houve reaplicação dos fertilizantes no início da safra 2013/14; Não:
média todos os tratamentos onde houve apenas uma aplicação, a qual ocorreu na safra 2012/13.
3.4 Considerações finais
As frações de fósforo mais alteradas pela adubação fosfatada são a de P
extraído com resina trocadora de ânions e P extraível com NaOH 0,1 mol L-1, essas
são denominadas lábil e moderadamente lábil. Contudo, esses efeitos foram
evidenciados somente após a reaplicação dos fertilizantes fosfatados na segunda
safra avaliada. Neste experimento também foi evidenciado sinergismo entre essas
frações.
Em condições de campo, fertilizante que contém polifosfato (AKPP)
apresentou comportamento muito semelhante ao TSP com relação as frações de P
no solo, sendo observado com uso de ambos, um pequeno efeito residual.
A adubação fosfatada promoveu maior teor de P disponível no solo, e este
teor foi superior quando MAP foi a fonte utilizada. Sendo necessário salientar que
tanto a adição de ácido húmico quanto enxofre elementar ao MAP não aumentam a
sua capacidade de fornecer P disponível ao solo.
73
Embora algumas fontes tenham promovido aumento no teor de P disponível
no solo, contudo nem a segunda nem a terceira soqueira de cana-de-açúcar,
variedade RB85 5536, responderam à adubação fosfatada, nem mesmo com a
reaplicação dos fertilizantes na terceira soqueira.
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