Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura ... · Fracionamento de fosforo 7....

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


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!

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


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

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

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

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

_sintetico_10-2015.pdf. Acesso em: 07 set. 2015a.

_________. Acompanhamento da safra brasileira: cana-de-açúcar, safra 2015/2016 – primeiro levantamento. Brasília, 2015. Disponível em: <http://www.conab.gov.br/OlalaCMS/uploads/arquivos/15_04_13_08_49_33_boletim_cana_portugues_-_1o_lev_-_15-16.pdf>. Acesso em: 07 set. 2015b.

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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.

RHEINHEIMER, D.; ANGHINONI, I. Distribuição do fósforo inorgânico em sistemas de manejo de solo. Pesquisa agropecuária brasileira, Brasília, v. 36, n. 1, p. 151–160, 2001.

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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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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



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


--------------------- 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


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


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


------------------ 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


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



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



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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