Óxidos de ferro e matéria orgânica na disponibilidade de fósforo no solo

Continuous crop expansion has led to a growing demand for phosphate fertilizers. A sound knowledge of the dynamics of phosphorus, and its interaction with iron oxides and organic matter, can be useful to develop effective strategies for sustainable management, especially in a scenario of increasing shortage of mineral phosphate resources. In this paper, we review the relationship of phosphate to iron oxides and organic matter, and its effect on phosphorus availability. Crops typically obtain phosphate from weathered minerals and dissolved fertilizers. However, the amount of phosphorus present in the soil solution depends on the extent to which it is adsorbed or desorbed by iron oxides, which may be influenced by interactions with organic matter. Therefore, systems for fertilizer recomendation based on methodologies considering interactions between soil components such as oxides and organic matter, and the phosphorus sorption capacity resulting from such interactions (e.g. residual P analysis), may be more reliable to ensure efficient, rational use of phosphate.A contínua expansão da produção agrícola tem levado a uma crescente demanda de fertilizantes fosfatados. O conhecimento da dinâmica do fósforo no solo e suas interações com óxidos de ferro e matéria orgânica podem ser uteis no desenvolvimento de estratégias eficientes para o manejo sustentável, especialmente em um cenário de crescente escassez de fontes de minerais fosfatados. Nesta revisão bibliográfica foi abordado a relação do fósforo com óxidos de ferro e matéria orgânica, e seu efeito na disponibilidade de fósforo. As culturas, normalmente, obtém fosfato de minerais intemperizados ou fertilizantes dissolvidos. No entanto, a quantidade de fósforo presente na solução do solo depende das reações de adsorção e dessorção por óxidos de ferro, as quais podem ser influenciadas por interações com a matéria orgânica. Portanto, os sistemas de recomendação de fertilizantes com base em metodologias que consideram as interações entre componentes do solo, tais como óxidos e matéria orgânica, e a capacidade de adsorção de fósforo, resultantes de tais interações (por exemplo, análise de P remanescente), pode ser mais confiável para garantir o uso eficiente e racional de fertilizantes fosfatados

Pedogenics minerals dynamic and phosphorus adsorption under diferents soil uses and manengement

As condições de uso e manejo do solo influenciam as características químicas do solo, da solução do solo, a interação entre minerais e elementos químicos e a mineralogia da fração argila. O primeiro estudo avaliou o impacto de diferentes condições de uso (campo nativo, lavoura e pastagem) e manejo do solo (lavoura com e sem aplicação de cama de aviário) em minerais 2:1 com hidroxi-Al nas entrecamadas. Em um Argissolo Vermelho avaliou-se características químicas do solo e da solução do solo e, na fração argila, foram realizadas análises de difratometria de raios X com tratamentos para expansão e contração de minerais 2:1. As características químicas do solo e da solução do solo foram afetadas pelas condições de uso e manejo em relação ao campo nativo. A difratometria de raios X mostrou alterações na presença e na intensidade dos picos de minerais nas condições de uso e manejo do solo com influência antrópica. Porém, nem todas as tendências foram confirmadas pelos diagramas de estabilidade de minerais. O segundo estudo, realizado em experimentos de longa duração, teve como objetivos quantificar a capacidade máxima de adsorção de fósforo e as variáveis mineralógicas influentes em três Latossolos e dois Argissolos, bem como avaliar o efeito do plantio direto em mitigar esse potencial de adsorção em comparação a solos em preparo convencional. A capacidade máxima de adsorção de fósforo variou de 297 a 4961 mg kg-1 e foi proporcional ao teor de Fe relativo aos óxidos de Fe pedogênicos, às concentrações de goethita e ferrihidrita, à proporção de gibbsita em relação a caulinita, e à área superficial específica. Nos solos em plantio direto verificou-se pequeno aumento no teor de carbono na camada superficial, o que não refletiu na redução da adsorção de fósforo nos solos sob este sistema de manejo.The conditions of use and soil management influence on soil chemical properties, soil solution, the interaction between minerals and chemical elements and clay mineralogy. The first study evaluated the impact of different conditions of use (pasture, crop and pasture) and soil management (tillage with and without application of manure) on the mineralogy of 2:1 minerals with hydroxy-Al in the interlayer. In soil samples of a Red-evaluated the chemical characteristics of soil and soil solution and in the clay soil were analyzed with Xray diffraction with treatments for expansion and contraction of 2:1 minerals. The chemical characteristics of soil and soil solution were affected by the conditions of use and management in relation to pasture. The X-ray diffraction showed changes in the presence and intensity of the peaks of minerals under the conditions of use and management of soil with human influence. However, not all trends were confirmed by mineral stability diagrams. The second study, involving long-term experiments, aimed to quantify the maximum adsorption capacity of phosphorus and mineralogical variables influential in three two Oxisols and Ultisols, and to evaluate the effect of tillage to mitigate this potential adsorption compared the soils under conventional tillage. The maximum adsorption capacity of phosphorus ranged from 297 to 4961 mg kg-1 and was directly related to the Fe content on the pedogenic Fe oxides, the concentrations of goethite and ferrihidrita, the proportion of gibbsite relative to kaolinite, and the area specific surface. In soils in no-till there was a slight increase of carbon content in the surface layer, which is not reflected in the reduction of P sorption in soils under this management system

Sorção e difusão de fósforo em solos com mineralogias diferentes e sob preparo convencional ou plantio direto no sul do Brasil

A mineralogia e a química do solo são duas áreas inseparáveis. Este trabalho abordou questões teóricas, metodológicas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes e sob plantio convencional ou sistema de plantio direto. Estudos com um Argissolo Vermelho, um Latossolo Vermelho e um Latossolo Bruno foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica focada na interação de em óxidos de ferro (Fe), fósforo (P) e matéria orgânica; 2) mineralogia de óxidos de Fe e adsorção e dessorção de P; 3) difusão de P no solo e a resposta das plantas na absorção de P e distribuição radicular; 4) avaliação da adsorção de P em amostras de solo indeformadas, buscando verificar o efeito de características físicas do solo na adsorção. As principais conclusões foram: 1) maior teor de óxidos de Fe, especialmente goethita (Gt), induziu à maior adsorção de P no solo; 2) o sistema de manejo do solo não afetou a adsorção máxima de solos com alto teor de Gt; 3) o óxido de Fe Gt relacionou-se negativamente na dessorção de P no solo; 4) a difusão de P foi influenciada pelo teor de óxidos de Fe, principalmente pelo conteúdo de Gt; 5) alta adsorção ou muito alta disponibilidade de P anulou o efeito da fertilização fosfatada sobre o crescimento das plantas; 6) o P acumulado pelas plantas foi dependente da massa seca de raízes; 7) as plantas desenvolveram mais raízes na camada onde o fertilizante fosfatado foi adicionado; 8) propriedades físicas ou alto conteúdo de C orgânico de amostras indeformadas do Latossolo Bruno diminuíram a adsorção de P em comparação às amostras deformadas; e 9) amostras indeformadas de solo sob plantio direto exibiram maior dessorção de P do que as de CT. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do P.Mineralogy and chemistry of soil are inseparable. This work reported theorical, methodological and practical matter about soil chemistry with different mineralogy under conventional tillage and no-tillage. Studies with a Rhodic Paleudult, a Rhodic Hapludox and a Humic Hapludox were showed in four chapters: 1) a review focusing in the interaction of iron oxides, phosphorus (P) and organic matter; 2) iron oxides mineralogy and phosphorus adsorption and desorption; 3) phosphorus diffusion in soil and its effects on plant P uptake and root distribution; 4) evaluating of P adsorption in undisturbed soil samples verifying the effect of soil physic characters on adsorption. The main conclusions were: 1) greater iron oxides content, especially goethite (Gt), induces to a higher soil P adsorption; 2) soil management system did not affect P adsorption in soil with high Gt content; 3) Gt negatively correlated with soil P desorption; 4) P diffusion was affected by iron oxides content, especially by Gt content; 5) high adsorption or much high P availability cancelled the effect of phosphate fertilization on plant growth; 6) P stored in plant was dependent on root dry biomass; 7) plants developed more root in the layer where P fertilizer was added; 8) physics properties or high organic C content in undisturbed sample from Humic Hapludox induced to decrease P adsorption relative to disturbed soil samples; and 9) undisturbed sample of soil under no-tillage exhibited higher P desorption than those under conventional tillage. Studies about soil mineralogy and chemistry must be assessed in order to improve understudying of P dynamic

Sorção e difusão de fósforo em solos com mineralogias diferentes e sob preparo convencional ou plantio direto no sul do Brasil

A mineralogia e a química do solo são duas áreas inseparáveis. Este trabalho abordou questões teóricas, metodológicas e práticas de química de solos com mineralogias diferentes e sob plantio convencional ou sistema de plantio direto. Estudos com um Argissolo Vermelho, um Latossolo Vermelho e um Latossolo Bruno foram apresentados em quatro capítulos: 1) revisão bibliográfica focada na interação de em óxidos de ferro (Fe), fósforo (P) e matéria orgânica; 2) mineralogia de óxidos de Fe e adsorção e dessorção de P; 3) difusão de P no solo e a resposta das plantas na absorção de P e distribuição radicular; 4) avaliação da adsorção de P em amostras de solo indeformadas, buscando verificar o efeito de características físicas do solo na adsorção. As principais conclusões foram: 1) maior teor de óxidos de Fe, especialmente goethita (Gt), induziu à maior adsorção de P no solo; 2) o sistema de manejo do solo não afetou a adsorção máxima de solos com alto teor de Gt; 3) o óxido de Fe Gt relacionou-se negativamente na dessorção de P no solo; 4) a difusão de P foi influenciada pelo teor de óxidos de Fe, principalmente pelo conteúdo de Gt; 5) alta adsorção ou muito alta disponibilidade de P anulou o efeito da fertilização fosfatada sobre o crescimento das plantas; 6) o P acumulado pelas plantas foi dependente da massa seca de raízes; 7) as plantas desenvolveram mais raízes na camada onde o fertilizante fosfatado foi adicionado; 8) propriedades físicas ou alto conteúdo de C orgânico de amostras indeformadas do Latossolo Bruno diminuíram a adsorção de P em comparação às amostras deformadas; e 9) amostras indeformadas de solo sob plantio direto exibiram maior dessorção de P do que as de CT. Estudos sobre a interface mineralogia e química do solo devem ser desenvolvidos para o melhor entendimento da dinâmica do P.Mineralogy and chemistry of soil are inseparable. This work reported theorical, methodological and practical matter about soil chemistry with different mineralogy under conventional tillage and no-tillage. Studies with a Rhodic Paleudult, a Rhodic Hapludox and a Humic Hapludox were showed in four chapters: 1) a review focusing in the interaction of iron oxides, phosphorus (P) and organic matter; 2) iron oxides mineralogy and phosphorus adsorption and desorption; 3) phosphorus diffusion in soil and its effects on plant P uptake and root distribution; 4) evaluating of P adsorption in undisturbed soil samples verifying the effect of soil physic characters on adsorption. The main conclusions were: 1) greater iron oxides content, especially goethite (Gt), induces to a higher soil P adsorption; 2) soil management system did not affect P adsorption in soil with high Gt content; 3) Gt negatively correlated with soil P desorption; 4) P diffusion was affected by iron oxides content, especially by Gt content; 5) high adsorption or much high P availability cancelled the effect of phosphate fertilization on plant growth; 6) P stored in plant was dependent on root dry biomass; 7) plants developed more root in the layer where P fertilizer was added; 8) physics properties or high organic C content in undisturbed sample from Humic Hapludox induced to decrease P adsorption relative to disturbed soil samples; and 9) undisturbed sample of soil under no-tillage exhibited higher P desorption than those under conventional tillage. Studies about soil mineralogy and chemistry must be assessed in order to improve understudying of P dynamic

Iron oxides and organic matter on soil phosphorus availability

ABSTRACT Continuous crop expansion has led to a growing demand for phosphate fertilizers. A sound knowledge of the dynamics of phosphorus, and its interaction with iron oxides and organic matter, can be useful to develop effective strategies for sustainable management, especially in a scenario of increasing shortage of mineral phosphate resources. In this paper, we review the relationship of phosphate to iron oxides and organic matter, and its effect on phosphorus availability. Crops typically obtain phosphate from weathered minerals and dissolved fertilizers. However, the amount of phosphorus present in the soil solution depends on the extent to which it is adsorbed or desorbed by iron oxides, which may be influenced by interactions with organic matter. Therefore, systems for fertilizer recomendation based on methodologies considering interactions between soil components such as oxides and organic matter, and the phosphorus sorption capacity resulting from such interactions (e.g. residual P analysis), may be more reliable to ensure efficient, rational use of phosphate