Fósforo no Solo: Interação com Nutrientes e Absorção

Fósforo no Solo e Interação com outros Nutrientes P NA PLANTA Macronutriente primário Absorção H₂PO₄ solos ácidos e HPO₄² solos alcalinos Funções fotossíntese respiração armazenamento e transferência de energia divisão celular crescimento das células crescimento prematuro das raízes qualidade de frutas verduras grãos e vital para formação das sementes teor de p na semente é do que qualquer parte da planta Sintomas de deficiência desenvolvimento subnormal de toda planta folhas velhas com arroxeado característico nutriente móvel que na ausência causa acúmulo de antocianina Composição relativa dos nutrientes nas plantas ADSORÇÃO DO FÓSFORO NO SOLO Adsorção específica complexos de esferainterna H₂PO₄ P lábil disponível para as plantas P nãolábil Quanto maior o número de ligações para o mesmo íon menor será a distância entre os núcleos e maior será a energia da interação Introdução Teores de P variam de 002 a 10 do peso seco Íon ortofosfato H2PO4 Livre na solução do solo Formas Lábil NãoLábil ou fixado a colóides FORMAS DE P NO SOLO Fosfatos não renovável reservas escassas e de baixa qualidade a Formas orgânicas MO 05 de P b Formas inorgânicas Psolução do solo Pprecipitado com Al Fe Ca pouco solúvel PLÁBIL Figura Representação esquemática de adsorção de fosfato em superfície de óxido hidratado de alumínio gipsita O fósforo total do solo encontrase em formas orgânicas e inorgânicas O fósforo P orgânico embora possa servir como nutriente às plantas após a mineralização até formas inorgânicas parece apresentar pouca importância prática principalmente em solos alagados tendo em vista a menor taxa de mineralização que ocorre em condições anaeróbicas propuseram uma metodologia capaz de fracionar o fósforo inorgânico do solo em quatro grupos principais fosfato de cálcio CaP fosfato de alumínio AlP fosfato de ferro FeP e Pocluso Na seqüência do fracionamento proposto a primeira extração remove o P solúvel e fracamente adsorvido Na etapa seguinte utilizase a habilidade complexadora do F contido no NH4F para separar as formas AlP e FeP seguida da remoção do FeP com NaOH e do Pocluso por DCB Já o CaP o qual é insolúvel em DCB é extraído com H2SO4 Formas de P no Solo Essas formas de P ocorrem em todos os solos no entanto existe uma variação na proporção entre as formas de P em função das características dos solos Em solos ácidos normalmente predominam as formas AlP FeP e Pocluso enquanto solos neutros e levemente ácidos usualmente contêm as quatro frações em quantidades semelhantes e solos alcalinos e calcários são freqüentemente dominantes em CaP De um modo geral CaP e AlP são consideradas as formas de maior probabilidade de ocorrência em solos antes que o intemperismo químico atue severamente Em um avançado estágio de intemperismo o FeP aumenta as custas do AlP e CaP com posterior oclusão de parte do AlP e FeP pelo revestimento com óxidos de ferro Os minerais mais estáveis formados entre AlP FeP e CaP são a variscita strenguita e a apatita respectivamente Formas de P no Solo Introdução Extratores refletir as contribuições dos fatores que afetam o fornecimento de P às plantas Quantidade Q de P nos solos e a Concentração de P da solução do solo I Prática caracterizam um dos fatores Técnicas de análises do solo Q totais de P do solo do que os de P disponível maior importância à planta Ponto chave não é ter grande quantidade de P na solução Habilidade de Repor o P na solução POTAFOS 1998 Principais formas de P no Solo e na Planta Orgânicos ou Inorgânicos Fração orgânica Húmus e MO níveis 0 para de 2 Teor de P inorgânico do que o P orgânico P orgânico do solo mineral horizonte superficial e no subsuperficial acumulo de MO O P no solo íon ortofosfato H3PO4 Solos ácidos H2PO4 Íon HPO4 2 em pH acima de 60 Principais formas de P no Solo e na Planta Compostos Inorgânicos de P pH e tipoquant de minerais na fração de argila Solos ácidos importante as combinações de Fe e Al Solos neutros ou calcáricos fosfato de Ca Raij 1991 Fase sólida do solo P combina Fe Al e Ca Compostos de P na MO Fosfato de inostil fosfolipídios e ácidos nucleicos Principais formas de P no Solo e na Planta O P pode se encontrar em diferentes posições na superfície das partículas do solo ocluso nas partículas de óxidos de Fe Outras formas de P na solução são P Lábil e P Não Lábil Caulinita e óxidos de Fe e Al H2PO4 PLábil POcluso H2PO4 H2PO4 H2PO4 PSolução PNão lábil H2PO4 Fósforo PSolo Principais formas de P no Solo e na Planta Assimilação do fosfato transportador de HHPO4 2 incorpo porado à vários compostos orgânicos Ponto de entrada ATP Mitocôndria oxidação NADH e fosforilação oxidativa citosol Glicólise incorpora Fosfato Inorgânico doado para ADP para formar ATP Forma predominante de absorção de P pela planta são Solos ácidos AlOH₂ H₂PO₄ AlOH₂H₂PO₄AlPO₄2H₂O Variscita FeOH₂ H₂PO₄ FeOH₂H₂PO₄FePO₄2H₂O Estrengita Dinâmica do P no solo Psolução Plábil Pnão lável Considerar fatores Intensidade I Quantidade Q e Capacidade C a PSOLUÇÃO H₃PO₄ H₂PO₄ HPO₄² PO₄³ H₂O H₂PO₄ solos ácidos pH 2 a 7 HPO₄² solos alcalinos pH 7 a 9 Dinâmica do P no solo b PLÁBIL Precipitado com Al Fe condições ácidas Estrengita FeOH₂ H₂PO₄ FePO₄2H₂O Variscita AlOH₂ H₂PO₄ AlPO₄2H₂O Precipitado com Ca condições alcalinas Fosfatos tricálcio Ca₃PO₄₂ Fosfatos bicálcio CaHPO₄ Fosfatos monocalcio CaH₂PO₄₂ Adsorvido em argilas condições ácidas Hidróxidos de Fe e Al AlOH₃ H₂PO₄ AlOH₂ OH Adsorvido em Carbonatos de cálcio condições alcalinas CaCO₃ H₂PO₄ CaHPO₄ CO₃² H e OH c PNÃO LÁBIL P na fase sólida estrutura de minerais estáveis não disponível difícil solubilização Dinâmica do P no solo MANEJO DE P NO SOLO Dose aplicada é maior que a exigida pelas plantas 520 do P aplicado é aproveitado pelas plantas Principais formas de P no Solo e na Planta Não há conflito entre os fosfatos Lábeis e Nãolábeis com as formas inorgânicas do P ligado ao Ca Fe e Al FiguraProporção de p na solução Plábil e Pnãolábil FonteUFMG RAIJ 1991 Conteúdo e disponibilidade do P no Solo Aquino 2004 definiu Adsorção fenômeno onde formas solúveis de P se tornam menos solúveis ou insolúveis em contato com a fase sólida dos solos Fatores que influenciam na adsorção de P no solo Teor e quantidade de argila Temperatura pH do solo Altos teores de Fe e Al Teor de MO Fixar mais P Caulinita óxidos e hidróxidos de Fe e Al e os minerais de argila amorfos P retido em maior grau nas argilas 11 do que 21 Altas Q de óxidos hidratados de Fe e Al associados com argila cauliníticas Conteúdo e disponibilidade do P no Solo Tipo e quantidade de argila Argila 21 solubilidade determinada pelo pH P mais solúveis e disponíveis estão na amplitude de pH 55 a 70 calagem em solos acídos A Gibsita absorve maior quantidade de P em pH entre 40 e 50 a Goetita diminue adsorção entre 30 e 120 P disponível no solo é maior nas faixas de 60 a 65 pH do solo Conteúdo e disponibilidade do P no Solo Húmus extraído do solo tem aumentado a solubilidade do P Ânios que mais substituem os fosfatos são citrato oxalato tartarato de malato malonato Adubos verdes melhor aproveitamento do P pelas culturas Solos calcáricos e ácidos produção de dióxido de C aumento de P Altas temperaturas afetam a solubilidade dos compostos como apatita hidroxiapatita fosfato octacálcio varicita e strangite Estimula a atividade biológica Regiões quentes mais fixadores de P maior teor de óxidos de Fe e Al Teor de MO Temperatura Solos intemperizados teores de Fe e Al e pH 22 Conteúdo e disponibilidade do P no Solo Figura Disponibilidade de P x pH Fonte Manahcom Calagem Em solos tropicais a aplicação de calcário corrige a toxidez de Al e a deficiência de calcário e a correção desses fatores levam a um aumento na adsorção de P POTAFOS 1998 22 Conteúdo e disponibilidade do P no Solo Figura Balanço de cargas x pH Fonte Manahcom Sistemas de cultivo e o Manejo da adubação fosfatada potencial de suprimento do nutriente no solo e o aproveitamento pelas culturas P Rochas sedimentares ígneas biogenéticas Brasil Jazidas de fosfatos naturais Fosfatos naturais rocha fosfatada ou concentrados Forma comercial P2O5 e Ca3PO42 Apatita Ca5 F Cl OH PO43 Com teor de P2O5 de 415 Fosforita Fosfato Tricálcio e origem sedimentar Associada carbonato de Ca e Mg e óxidos de Fe e Al PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fonte Instituto de Potassa Fosfato Balanço Mineral Brasileiro 2001 Fosfatos Naturais FNs Novais et al 2007 Áreas para agricultura disponibilidade de P Grandes jazidas de FNs Importação de FNs reatividade Atrativo PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fosfatos Naturais FNs Problema Principal Baixa reatividade Baixa e lenta liberação Fosfatagem corretiva Elevar o teor de Pdisponivel Corrigir carência de P para adubação de plantio com disponibilidade imediata Traga resposta imediatas Novais et al 2007 PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Aplicação com baixa reatividade Fosfatos Naturais FNs Novais et al 2007 Não adequada Pequena quantidade de P liberada a curto prazo não é satisfatório e formação de Pnão lábil Uso de FNs de reatividade justificado Suprir P para plantas de ciclo curto como superfosfato Fosfatagem corretiva de reatividade Preocupação com o solo e aumento gradual do Pdisponível e menor custo PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fósforo Orgânico no solo Po Novais et al 2007 Forte ênfase ao Pi Agricultura de insumos Solos intemperizados e ausência de Pdisponivel Altas taxas de fertilizantes Esquecendo a contribuição do Po PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fósforo Orgânico no solo Po Machado et al 1993 Estudando 44 solos do Rio Grande do Sul e mais 4 do planalto determinou Po P total e CP Po 45 519 mg dm3 P total 78 1162 mg dm3 e CP 127 320 R PoMO 076 R Ptotal 097 Po 57 do Ptotal para Região Sul e 53 para Planalto PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fósforo Orgânico no solo Po O acúmulo de Po é propiciado pela conversão de Pi em formas orgânicas decorrência da adição de fertilizantes ou mesmo da queima dos restos vegetais Buehler et al 2002 Caráter Fonte de Po Sem Adição de Fertilizantes Imobilização de Pi na forma de Po Em solos pobres em P Manutenção ou aumento de Po em cultivos no semiárido resposta da aplicação de fertilizantes fosfatados Tiessem et al 1992 PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Fósforo Orgânico no solo Po Principais formas de Po em extratos do solo ortofosfato de monoésteres ortofosfato de diésteres fosfonatos além dos fosfatos inorgânicos ortofosfatos e pirofosfatos Os ortofosfatos de monoésteres representados pelos hexafosfatos de inositol fitatos atingem de 5091 do Po do solo e os ortofosfatos de diésteres 2 afinidade por oxidróxidos de Fe e Al Martin et al 2004 PRINCIPAIS FONTES DE FÓSFORO NO SOLO Dinâmica do P FATORES QUE INTERFEREM NA DINÂMICA DO P P Solução P Lábil P Não Lábil Fatores Intensidade I Quantidade Q e Capacidade FCP Elevado pH do solo o Psolução Formas de baixa solubilidade ocorrendo decréscimo no Psolução e aumento da Fonte mineral para suprir as necessidades da plantas Novais et al 2007 Gráfico Concentração do íon fosfato relacionado com o pH da solução Fonte Grupo GEMT Fontes orgânicas Novais et al 2007 Mineralização P liberado da biomassa Conteúdo de Psolução Imobilização temporária de Psolução pela biomassa microbiana Psolução Aumentado Fontes minerais e orgânicas Transporte de P para raiz Pnão lábil Adsorção Mecanismo Redução Psolução Principalmente Caráter Dreno Caráter Fonte FATORES QUE INTERFEREM NA DINÂMICA DO P Fatores Intensidade I Quantidade Q e Capacidade FCP Novais et al 2007 Solos com maior FCP Constante Valor de Psolução Submetidos Retirada ou adição de P Q I FCP Solos mais argilosos Solos de Textura média Q Q Solos Arenosos Solos com alta relação Q I Mantém Menores valores de I Mais constantes Solos com menor relação Solos com baixa presença de P Solos Tropicais Transformação Mais rígido Fixação maior Pnão lábil Consumidor de formas soluveis FATORES QUE INTERFEREM NA DINÂMICA DO P O fator capacidade de fósforo FCP ou poder tampão de fosfato é definido pela razão de equilíbrio entre a quantidade de P Q e o P em solução I e representa uma medida da capacidade do solo em manter um nível determinado de P em solução As características e o teor dos constituintes minerais da fração argila são responsáveis pela velocidade do processo de passagem do P lábil para o P nãolábil Gonçalves et al 1989 FATORES QUE INTERFEREM NA DINÂMICA DO P O processo de adsorção pode acontecer preferencialmente segundo uma ordem de predomínio dos seguintes minerais argilas 21 argilas 11 óxidos cristalinos de Fe e Alóxidos amorfos de Fe e Al FOX e SEARLE 1978 A adsorção de fosfato pelos solos é influenciada pelos minerais que apresentam grupamentos superficiais FeOH e AlOH nos quais o fosfato pode ser adsorvido por meio de troca de ligantes quimiossorção com o estabelecimento de ligações covalentes além disso sua forma estrutural e sua superfície específica otencializam o efeito da adsorção MESQUITA FILHO e TORRENT 1993 FATORES QUE INTERFEREM NA DINÂMICA DO P MANEJO DE P NO SOLO Dose aplicada é maior que a exigida pelas plantas 520 do P aplicado é aproveitado pelas plantas PRÁTICAS a CALAGEM b APLICAÇÃO DE MO c CONTROLE DA EROSÃO 15 do P aplicado como adubo é perdido por erosão d MODO DE APLICAÇÃO X TIPO DE FERTILIZANTE Fontes solúveis em H₂O forma granulada faixas ou sulcos localizado no plantio e manutenção à lança e incorporado após calagem e antes do plantio na Fosfatagem corretiva Fontes pouco solúveis Fosfatos naturais antes da calagem incorporada ao solo e à lança fosfatagem e ÉPOCA DE APLICAÇÃO Solúveis em H₂O próximo ao plantio para evitar fixação Fosfato natural baixa solubilidade antecipado ao plantio para maior solubilização Fósforo baixo aproveitamento nas adubações Aplicações em adubações maiores que extrações Ocorre fixação de P no solo Com P se aduba o solo Com N e K se aduba a planta Fósforo grande afinidade com cálcio ferro e alumínio Solos brasileiros são ricos em óxidos de ferro e alumínio Reações de P com Ca Fe ou Al determinam em grande parte a biodisponibilidade de P É o que passamos a discutir As formas de fósforo de Chang e Jackson NH4Cl P solúvel NH4F PAl NaOH P Fe H2SO4 PCa No Brasil PFe PAl PCa Resultados de formas de fósforo Local cita ção e solos Formas de P no solo mg kg1 PAl PFe PCa Bahia Cabala Fassbender 1971 Cepec 103 863 241 Itabuna 3 36 19 Rio Branco 25 257 38 Goiás Bahia Filho Braga 1975 LE 34 44 36 LE 332 313 112 Fosfatos no solo Fe e Al Minerais ou produtos finais da adubação Estrengita FePO42H2O Variscita AlPO42H2O Fosfatos de alumínio são mais importantes maior interação com acidez do solo Em condições anaeróbicas os fosfatos de ferro adquirem maior importância Fosfatos no solo Ca Minerais ou produtos finais da adubação Fosfato dicálcico CaHPO4 Fosfato tricálcico Ca3PO42 Fosfato octocálcico Ca4HPO43 Hidroxiapatatita Ca10OH2PO46 Fluorapatatita Ca10F2PO46 Solubilidade de fosfatos Fosfatos da maior parte dos cátions têm baixa solubilidade Ca Mg Al Fe Mn e até de NH4 e K dependendo das condições de pH A disponibilidade de P em solos para as plantas é muito afetada pelo pH Isotermas de solubilidade Compostos de fósforo em solos adubados Em solos recém adubados recém anos isotermas de solubilidade servem apenas para indicar tendências Isto porque há dezenas de compostos em formas metaestáveis ou em transformação Uma representação muito usada P fertilizante P solução P lábil P nãolábil Uma representação muito usada x fixação de P P solução P lábil P nãolábil Adsorção máxima fixação inclui Plábil e Pnãolábil É útil para comparar solos mas não informa sobre a disponibilidade de P O significado de Plábil Nome tem origem em estudos de troca isotópicas com 32P Tem sido aceito como o P disponível Também P extraído com resina tem sido chamado de Plábil É importante avaliar o P lábil não importando a qual metal esteja ligado Fe Al Ca ou outro ACIDEZ DO SOLO E CALAGEM Efeito da calagem no pH produção e P em folhas de feijão Raij Quaggio 1990 Cultura Calcário t ha1 pH em CaCl2 Produção kg ha1 P folhas g kg1 Feijão Pariquera Açu 0 38 d 1080 a 244 b 6 42 c 1530 ab 321 a 12 47 b 1740 b 325 a 18 51 a 1720 b 326 a 24 52 a 1780 b 325 a Efeito da calagem no pH produção e P em folhas de girassol Raij Quaggio 1990 Cultura Calcário t ha1 pH em CaCl2 Produção kg ha1 P folhas g kg1 Girassol Mococa 0 43 c 900 a 279 c 2 46 c 1513 b 327 b 4 53 b 2058 bc 381 a 6 55 ab 2055 c 387 a 8 57 a 2490 c 380 a Efeito da calagem no pH produção e P em folhas de soja Raij Quaggio 1990 Cultura Calcário t ha1 pH em CaCl2 Produção kg ha1 P folhas g kg1 Soja Mococa 0 43 e 1274 a 185 c 2 48 d 2020 b 206 bc 4 55 c 2308 bc 244 ab 6 61 b 2649 cd 226 a 8 64 a 2372 d 255 a Efeito da calagem no pH produção e P em folhas de soja Raij Quaggio 1990 Cultura Calcário t ha1 pH em CaCl2 Produção kg ha1 P folhas g kg1 Soja Ribeirão Preto 0 45 d 1734 a 235 b 3 49 c 2246 b 269 ab 6 61 b 2483 cb 288 a 9 66 a 2622 c 285 a Combinação de calagem e adubação fosfatada no RS Kochhann et al 1982 Calcário t ha1 Produção de soja em kg ha1 para as seguintes aplicações de P2O5 em kg ha1 0 80 160 0 1800 2750 3160 7 1980 3180 3960 14 2420 3620 3900 Calagem e adubação de P corretiva no RS Kochhann et al 1982 Calcário t ha1 Fósforo aplicado kg P2O5 ha1 0 100 200 300 400 Aumento de produção de soja kg ha1 0 725 1717 1732 2195 2485 6 1512 2260 2355 2427 2442 12 1785 2412 2557 2300 2505 18 1927 2517 2320 2390 2507 24 1525 2422 2492 2795 2407 Formas de P no solo Cálcio alumínio e ferro são os principais elementos químicos que interagem com fósforo em solo e controlam sua disponibilidade para as plantas Por essa razão a elevação do pH do solo através da calagem aumenta a disponibilidade de P para as plantas O fósforo é um elemento químico com símbolo P massa atômica 3097 Fertilizantes fosfatados Alta solubilidade em água Superfosfato simples Superfosfato triplo Fosfato monoamônico MAP Fosfato diamônico DAP Fertilizantes fosfatados Baixa solubilidade ou insolúveis em água Fosfatos naturais Araxá Catalão Fosfatos parcialmente solubilizados Fertilizantes fosfatados P₂O₅ Fosfato de rocha 2540 Superfosfato simples 18 Superfosfato triplo 44 MAP 48 DAP 45 Adubação fosfatada Adubação corretiva Adubação de manutenção Lei dos Incrementos Decrescentes PME Custos fixos PM Unidades Investidas com a Tecnologia Produtividade ou Renda Bruta 1 2 3 4 5 6 Maior Receita Líquida Maior Lucro Recomendação de Adubação Mineral de Semeadura da Soja para o Estado de São Paulo Produtivi dade esperada1 N1 P resina mgdm3 K trocável mmolcdm3 16 16 40 40 00 16 16 30 30 tha1 N kgha1 P2O5 kgha1 K2O kgha1 30 0 120 80 30 100 60 40 30 a 40 0 140 100 40 120 80 60 40 50 0 160 120 60 140 100 80 50 0 2 120 60 160 120 100 Instituto Agronômico de Campinas IAC Boletim Técnico 100 2022 1 Normalmente a fixação biológica de nitrogênio FBN é suficiente para atender a demanda de N da cultura Em algumas situações com soja após milho ou gramíneas utilizadas como cobertura podese aplicar 20 a 30 kgha1 de N enquanto o processo de fixação biológica de N não se estabelece 2 Não é possível obter essa produtividade com aplicação de fósforo localizado em solos com teores baixos de P Em solos com até 60 mgdm3 de P em Resina é recomendável fazer fosfatagem com 100 kgha1 de P2O5 incorporado ao solo em adição às doses recomendadas na Tabela acima Em solos com teores acima de 80 mgdm3 de P resina aplicar somente 20 kgha1 de P2O5 1 e 60 mmolcdm3 de K não são necessárias adubações com os respectivos nutrientes Não aplicar mais de 50 kgha1 de K2O no sulco de demeadura o restante da dose pode ser aplicada complementando a adubação até 20 a 25 dias após Quando os teores de K forem baixos e as doses recomendadas igual ou superiores a 80 kgha1 de K2O é aconselhável principalmente em solos argilosos transferir parte ou toda a adubação potássica para a fase de pré plantio em adubação a lanço FIM