Interação fosfato × silicato: implicações na sorção de fósforo em solos tropicais e na eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados

A disponibilidade de fósforo (P) em solos tropicais é limitada pelo elevado grau de intemperismo sofrido por estes solos. Este trabalho avaliou a sorção de P em diferentes solos tropicais e a influência do silicato nas formas de P, integrando aspectos químicos, físicos e mineralógicos em quatro experimentos. No primeiro experimento, 17 solos de distintas classes e texturas foram caracterizados quanto a capacidade máxima de sorção, através de isotermas de Langmuir e Freundlich, cinéticas de pseudo primeira e pseudo segunda ordem, espectroscopia FTIR e fracionamento sequencial. A capacidade máxima de sorção (75.95 to 1149.49 mg kg-1) foi maior nos Inceptisols (aq) e Oxisols argilosos. A cinética de pseudo segunda ordem descreveu melhor a sorção, indicando quimissorção predominante. Os espectros FTIR evidenciaram grupos funcionais (Al–OH, Fe–OH, carboxílicos) associados à retenção de P, com predomínio de frações ocluídas (>60%) e baixo P lábil (<8%). No segundo experimento, avaliou-se a aplicação de fontes de P: i) superfosfato triplo (TSP), fosfato reativo (RP) e termofosfato magnesiano (MT), combinadas a corretivos de acidez (calcário ou wollastonita) em dois solos contrastantes. O MT + calcário aumentou Ca, Mg e S no solo argiloso. Em solo arenoso, as frações lábeis de P foram superiores com TSP + wollastonita, MT + calcário e RP + wollastonita. No terceiro experimento, avaliou-se a produção, atributos morfofisiológicos e eficiência de uso do P de Urochloa brizantha em dois solos contrastantes. Fontes alternativas apresentaram eficiências (83,7–89,9%) comparáveis ao TSP (88,4%), com maior eficiência acumulada no solo arenoso. O manejo integrado de corretivos (calcário e wollastonita) e fontes alternativas (RP e MT) melhora a disponibilidade e a eficiência de uso de P, configurando estratégia sustentável para solos tropicais. No quarto experimento, avaliou-se a cinética de sorção de Si e o efeito da aplicação de Si sobre a capacidade máxima de sorção de P em seis solos com mineralogia contrastante. O modelo de Elovich apresentou os melhores ajustes para descrever o processo cinético de sorção de Si nos solos (R2 = 0,81–0,98), confirmando superfícies de sorção heterogêneas. As isotermas de sorção ajustadas aos modelos de Freundlich e Langmuir, principalmente em Nitossolos e Latossolos (15-27%). As análises de regressão demonstraram que o aumento das doses de P, aumentam os teores de Si em solução, enquanto doses elevadas de P (> 60 mg L-1), reduzem a disponibilidade de Si, provavelmente devido a polimerização. Novos estudos em condições de campo devem ser realizados, considerando o pH e a dinâmica de Si em solução.

Resumo (inglês)

The availability of phosphorus (P) in tropical soils is limited by the high degree of weathering these soils have undergone. This study evaluated P adsorption in different tropical soils and the influence of silicate on P forms, integrating chemical, physical, and mineralogical aspects across four experiments. In the first experiment, 17 soils of distinct classes and textures were characterized for maximum adsorption capacity using Langmuir and Freundlich isotherms, pseudo-first- and pseudo-second-order kinetics, FTIR spectroscopy, and sequential fractionation. Maximum adsorption capacity (75.95 to 1149.49 mg kg-1) was greater in Inceptisol (aq) and clayey Oxisols. Pseudo-second-order kinetics best described sorption, indicating predominant chemisorption. FTIR spectra revealed functional groups (Al–OH, Fe–OH, carboxylic) associated with P retention, with predominance of occluded fractions (>60%) and low labile P (<8%). In the second experiment, P sources were evaluated: (i) triple superphosphate (TSP), reactive phosphate rock (RP), and magnesium thermophosphate (MT), combined with soil acidity amendments (limestone or wollastonite) in two contrasting soils. MT + limestone increased Ca, Mg, and S in the clayey soil. In the sandy soil, labile P fractions were higher under TSP + wollastonite, MT + limestone, and RP + wollastonite. In the third experiment, the production, morphophysiological traits, and P use efficiency of Urochloa brizantha were assessed in two contrasting soils. Alternative P sources showed efficiencies (83.7–89.9%) comparable to TSP (88.4%), with higher cumulative efficiency in the sandy soil. Integrated management with amendments (limestone and wollastonite) and alternative P sources (RP and MT) enhanced P availability and use efficiency, representing a sustainable strategy for tropical soils. In the fourth experiment, Si adsorption kinetics and the effect of Si application on the maximum P adsorption capacity were evaluated in six soils with contrasting mineralogy. The Elovich model provided the best fit to describe Si adsorption kinetics (R2 = 0.81–0.98), confirming heterogeneous adsorption surfaces. Adsorption isotherms were best fitted by Freundlich and Langmuir models, especially in Oxisols (15–27%). Regression analyses showed that increasing P rates raised Si concentrations in solution, while higher P levels (>60 mg L-1) reduced Si availability, likely due to polymerization. Further field studies are needed to consider pH and Si dynamics in soil solution.

Palavras-chave

Sorção de fósforo, Eficiência no uso do fósforo, Silicato, Solos tropicais

Idioma

Português

Citação

SILVA, L. J. Rodrigues da. Interação fosfato × silicato: implicações na sorção de fósforo em solos tropicais e na eficiência agronômica de fertilizantes fosfatados. 2025. Tese (Doutorado em Agricultura) - Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista, Botucatu, 2025.