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Tipo: Dissertação
Título: Fertilizantes fosfatados alternativos e cinética de adsorção de fósforo em solos de diferentes mineralogias tratados com biocarvão
Alternative phosphate fertilizer and phosphorus adsorption kinetics in different soil mineralogy treated with biochar
Autor(es): Barreto, Matheus Sampaio Carneiro
Abstract: A demanda mundial por alimentos, fibras e energia obriga a exploração de novas áreas e aumento de produtividade em áreas cultivadas. Em solos tropicais, com elevado grau de intemperização, o P é o nutriente mais limitante à produção vegetal, havendo a necessidade de fertilizações em quantidade e frequência elevadas. O desenvolvimento de novas fontes de P reutilizando subprodutos industriais e, ou, fontes marginais apresenta relevância para assegurar o fornecimento de fertilizantes, preservando recursos naturais. No solo, os fenômenos químicos de sorção e dessorção são os principais processos que controlam a dinâmica de P. Os oxihidróxidos de Fe e Al possuem elevada capacidade de reter o P, tornando a mineralogia importante fator de controle da disponibilidade deste nutriente. A adição de materiais orgânicos como o biocarvão pode contribuir para reduzir a sorção de P. Assim, o objetivo principal deste estudo foi avaliar a eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados alternativamente acidulados com efluente ácido e estudar a cinética de sorção e fracionamento de P em solos de diferentes mineralogias tratados com biocarvão. No capítulo I, no estudo sobre fertilizantes, foi montado um experimento em casa de vegetação com os tratamentos arranjados em um esquema fatorial (8 x 2) +1 , sendo oito fertilizantes fosfatados: Araxá, Patos de Minas e Bayovar in natura, estes mesmos em suas formas parcialmente aciduladas (FNPA) com efluente e duas fontes solúveis de P (superfosfato simples e superfosfato triplo), em duas doses de P (300 e 600 mg dm -3 ), mais um controle, sem a aplicação de P. Foram cultivados milho, soja e aveia-branca em sucessão. Foram avaliados a eficiência agronômica e os teores de metais pesados no tecido vegetal. A acidulação com efluente foi eficiente no aumento da reatividade e consequente melhoria da eficiência agronômica dos fosfatos naturais. Não houve incrementos nos teores de metais potencialmente tóxicos nos tecidos foliares com a aplicação das fontes de P. No capítulo II, no estudo sobre interação solo-P, em um solo de fertilidade construída, utilizou-se um novo método de fracionamento com extração sequencial que, em resumo, estabelece as frações de P nos compartimentos: solúvel, lábil, associado aos oxihidróxidos de Fe e Al de baixa cristalinidade, com baixa energia de viiretenção de P (ABE), e associado aos oxihidróxidos de Fe e Al de alta cristalinidade com alta energia de retenção de P (AAE). Foi coletada uma amostra após cada etapa do fracionamento para especiação do P por espectroscopia de absorção de raiosX (XANES), com intuito de estabelecer quais são as espécies extraídas em cada etapa. A técnica XANES confirmou que diferentes frações de P no solo são extraídas durante as etapas de fracionamento. No capítulo III, no estudo de cinética de adsorção, dois solos de mineralogia contrastante foram tratados com ou sem calagem e, ou, biocarvão e postos para agitar numa solução com concentração de P equivalente a 50 % da capacidade máxima de adsorção de P de cada tratamento, durante os tempos de 0,5; 1, 3, 12, 24, 72, 120, 240 e 480 h. Após cada tempo, foi coletado o sobrenadante e determinado o P na solução de equilíbrio. Ao final dessa etapa de adsorção, iniciou-se o fracionamento de P pelo método descrito no capítulo II nos tempos de 1, 12, 24, 120, 240, 480 h. Assim, foram determinados o modelo cinético de adsorção e os efeitos dos tratamentos na distribuição de P nos diferentes compartimentos ao longo dos tempos de agitação. A adsorção de P é rápida, principalmente no solo de mineralogia gibbsítica, assumindo um modelo cinético de pseudo-segunda ordem. A calagem reduziu a velocidade da adsorção e manteve o P em frações mais lábeis por mais tempo. A adição de biocarvão não apresentou alteração significativa sobre a cinética de adsorção de P.
In highly weathered tropical soils phosphorus (P) is the most limiting nutrient to plant nutrition, been necessary copious and elevated doses of fertilizers. In this context, the development of new P sources reusing industrial sub products and/or marginal sources to ensure the fertilizers supply, preserving natural resources is of high importance. In soil, the sorption and desorption chemical phenomena are the main processes that control P dynamics. The Fe and Al oxihydroxides have a high P retention capacity, making the soil mineralogy an important factor controlling P availability. The addition of organic materials such as bio-char can contribute to the reduction of P sorption. Thus, the main objective of this study is to assess the agronomic efficiency of phosphate fertilizers acidulated with an acid effluent and to study the P sorption and fractioning kinetics in soils with different mineralogy which had been previously trated with biochar. In Chapter I, an (8 x 2) + 1 factorial experiment in a greenhouse, with eight different phosphate fertilizers (Araxa, Patos de Minas and Bayovar in natura and acidulated, simple superphosphate and triple superphosphate) and two P doses (300 and 600 mg dm -3 ), plus a no P application treatment (control) was assembled. Maize, soy and white-wheat were cultivated in succession and the agronomic efficiency and heavy metal content in plant tissue were analyzed. The acidulation with effluent was efficient as it increased the reactivity and consequently improved the agronomic efficiency when compared to the in natura P sources. There was no increase in potentially toxic metals in the plant tissue. Chapter II, a soil-P interaction study, where a new sequential fractioning method was applied on a soil with constructed fertility, allowing to segregate P fractions in the following compartments: soluble, labile, associated to Fe and Al oxyhydroxides of low crystallinity and low P retention energy (ALE) and associated to Fe and Al oxyhydroxides of high crystallinity and high P retention energy (AHE). After each fractioning step a sample was collected and analyzed by X-ray absorption near edge structure (XANES), in order to establish which species are extracted ixin each step. The analysis confirmed that different soil P fractions were extracted during each step. Chapter III, an adsorption kinetic study, two soils of contrasting mineralogy where treated with and without the addition of lime and /or bio-char P solution with concentrations equivalent to 50% of the P-maximum adsorption capacity of each soil where shacked for: 0,5; 1; 3; 12; 24; 72; 120; 240; 480 h. After each shacking time the supernatant was collected and the P in the equilibrium solution was determined. After the adsorption, the same fractioning method presented in Chapter II was applied on each shaking time. Thereafter, the kinetic adsorption model and the effects of each treatment in the P distribution in each compartment were determined. Adsorption of P is swift, principally in gibbsite soils, which presented a kinetic model of pseudo-second order. Liming reduced the adsorption velocity and kept the P in labile fractions for a longer time. Bio-char addition presented no significant effect on the P adsorption kinetics.
Palavras-chave: Fertilidade do solo
Fertilizantes fosfatados
Calagem do solo
Cinética química
Sustentabilidade
CNPq: Ciência do Solo
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: BARRETO, Matheus Sampaio Carneiro. Fertilizantes fosfatados alternativos e cinética de adsorção de fósforo em solos de diferentes mineralogias tratados com biocarvão. 2015. 57f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2015.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/10371
Data do documento: 13-Jul-2015
Aparece nas coleções:Solos e Nutrição de Plantas

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