Competitive sorption and desorption of phosphate and citrate in clayey and sandy loam soils

Abstract

The increase of organic acids in soils can reduce phosphorus sorption. The objective of the study was to evaluate the competitive sorption of P and citrate in clayey and sandy loam soils, using a stirred-flow system. Three experiments were performed with soil samples (0-20 cm layer) of clayey (RYL-cl) and sandy loam (RYL-sl) Red Yellow Latosols (Oxisols). In the first study, the treatments were arranged in a 2 × 5 factorial design, with two soil types and five combinations of phosphorus and citrate application (only P; P + citrate; and citrate applied 7, 22, 52 min before P); in the second, the treatments were arranged in a 2 × 2 factorial design, corresponding to two soils and two forms of P and citrate application (only citrate and citrate + P); and in the third study, the treatments in a 2 × 2 × 6 factorial design consisted of two soils, two extractors (citrate and water) and six incubation times. In the RYL-cl and RYL-sl, P sorption was highest (44 and 25 % of P application, respectively), in the absence of citrate application. Under citrate application, P sorption was reduced in all treatments. The combined application of citrate and P reduced P sorption to 25.8 % of the initially applied P in RYL-cl and to 16.7 % in RYL-sl, in comparison to P without citrate. Citrate sorption in RYL-cl and RYL-sl was highest in the absence of P application, corresponding to 32.0 and 30.2 % of the citrate applied, respectively. With P application, citrate sorption was reduced to 26.4 and 19.7 % of the initially applied citrate in RYL-cl and RYL-sl, respectively. Phosphorus desorption was greater when citrate was used. Phosphorus desorption with citrate and water was higher in the beginning (until 24 h of incubation of P) in RYL-cl and RYL-sl, indicating a rapid initial phase, followed by a slow release phase. This suggests that according to the contact time of P with the soil colloids, the previously adsorbed P can be released to the soil solution in the presence of competing ligands such as citrate. In conclusion, a soil management with continuous input of organic acids is desirable, in view of their potential to compete for P sorption sites, especially in rather weathered soils.

O aumento de ácidos orgânicos pode induzir à redução da sorção de P em solos. Este trabalho objetivou avaliar a sorção competitiva de P e citrato em solos de textura muito argilosa e franco-arenosa, utilizando o sistema de fluxo contínuo (stirred-flow). Foram realizados três experimentos com amostras da camada de 0-20 cm de dois Latossolos Vermelho-Amarelo, texturas muito argilosa (LVA_arg) e franco-arenosa (LVA_fa). No primeiro, os tratamentos foram definidos por fatorial 2 × 5, sendo dois solos e cinco configurações de aplicação de P e citrato no solo (apenas P, P + citrato e citrato 7, 22, 52 min antes do P); no segundo, os tratamentos foram determinados por fatorial 2 × 2, dois solos e duas formas de aplicação de P e citrato no solo (apenas citrato, citrato + P); e, no terceiro, os tratamentos foram definidos segundo um fatorial 2 × 2 × 6, sendo dois solos, dois extratores (citrato e água) e os seis períodos de incubação. O valor máximo da sorção de P no LVA_arg e LVA_fa foi observado na testemunha sem aplicação de citrato, correspondendo a 44 e 25 % do P aplicado, respectivamente. Com a aplicação de citrato, a sorção de P foi inferior em todos os tratamentos. A aplicação de citrato junto com P reduziu a sorção do P aplicado para 25,8 % no LVA_arg e 16,7 % no LVA_fa, em relação à aplicação de P sem citrato. O valor máximo da sorção de citrato no LVA_arg e LVA_fa ocorreu no tratamento sem adição de P, correspondendo a 32,0 e 30,2 % do citrato aplicado, respectivamente. Com aplicação de P, a sorção de citrato reduziu para 26,4 e 19,7 % do citrato aplicado no LVA_arg e LVA_fa, respectivamente. A dessorção de P foi maior com a utilização do citrato. A dessorção com citrato e água foi inicialmente superior (até 24 h de incubação de P) no LVA_arg e LVA_fa, caracterizando uma fase inicialmente rápida, seguida de uma fase lenta, sugerindo que, dependendo do tempo de contato do P com os coloides do solo, o P previamente sorvido pode ser liberado para a solução, se ligantes competitivos como o citrato estiverem presente. Assim, o manejo de solo que adiciona de forma continuada ácidos orgânicos, uma vez que esses apresentam o potencial de competir pelos sítios de sorção de P, seria almejado, principalmente em solos mais intemperizados.