Os solos brasileiros apresentam no geral alto grau de intemperismo e são caracterizados pelo baixo teor de fósforo (P) disponível às plantas, devido à forte ligação com os minerais do solo (oxi-hidróxidos de Fe e Al). Esse elemento muito importante no metabolismo vegetal necessita ser aplicado em grandes quantidades na forma de adubo fosfatado para obtenção de altas produtividades agrícolas. No entanto, a produção de fertilizante solúvel convencional, como é o caso do superfosfato triplo (SFT), envolve gastos elevados de energia e emprego de ácidos fortes, gerando resíduos com alto potencial de contaminação ao meio ambiente. A fim de eliminar a etapa de acidificação industrial, nosso objetivo foi avaliar um biofertilizante fosfatado (BF) produzido a partir da solubilização de fosfato de rocha de Araxá (pouco reativo), pelo fungo Aspergillus niger. Nesse trabalho, foi testada em plantas de milho: (i) a eficiência do BF como substituinte parcial de SFT; (ii) alterações morfológicas de raízes de milho causadas pelo fungo presente no BF. No primeiro teste, em esquema fatorial 6x2, foram aplicadas doses de BF a fim de substituir o SFT em 0, 25, 50, 75 e 100 %, mais controle sem aplicação de P. A aplicação ocorreu em dois métodos, localizado em linha e volume total do solo. Foram avaliados o peso de massa seca da parte aérea, teor e conteúdo de P no tecido vegetal, atividade da fosfatase ácida e índice Spad. Para a análise das alterações morfológicas de raízes, foram utilizados tubos rizothron preenchidos com areia, com a aplicação dos tratamentos em volume total. Os tratamentos foram: SFT; BF com fungo vivo; BF com fungo morto; controle sem P. As coletas da parte aérea e raízes correram a cada 7 dias, iniciando a contagem ao sétimo dia. Foram avaliadas a produção de matéria seca de raízes, da parte aérea, a área superficial de raízes, o volume radicular e as classes de diâmetro de raízes. As doses de substituição mais promissoras foram de 25 e 50%, representando 89,02 e 80,86% da produção vegetal do SFT e 88,67 e 81,81% do conteúdo de P no tecido vegetal, respectivamente, ambos em aplicação em volume total. A presença do fungo vivo no BF não proporcionou diferenças nos parâmetros analisados. Apesar de serem necessários mais estudos e adaptações no processo de produção, o BF se mostrou promissor na substituição parcial da adubação fosfatada com SFT. O uso de BF proporciona, através da sua composição, o aproveitamento de resíduos agrícolas de baixo custo e a utilização de jazidas nacionais de fosfato de rocha, as quais possuem baixa reatividade. / Brazilian soils generally are highly weathered and characterized by low phosphate (P) content available to plants, due to high affinity of P to soil minerals, specially oxi-hydroxides of iron and aluminium. This important element in vegetal metabolism is needed to be applied in great quantities as phosphate fertilizer in order to attain high crop yields. However, the production of soluble conventional fertilizers, such as triple superphosphate (TSP), is costly and employs strong acids, generating residues potentially harmful to the environment. In order to avoid industrial acidification, our aim was to access the performance of a phosphate biofertilizer (BF) obtained from the solubilization of Araxá phosphate rock (low reactivity) by the fungus Aspergillus niger, L.. The suitability of BF to corn plants was investigated for: (i) efficiency of BF replacing TSP and (ii) morphological changes in plant roots caused by the fungus present in the BF. In the first experiment, designed in a 6 x 2 factorial scheme, rates of BF were applied in order to replace 0, 25, 50, 75 or 100% of TSP plus a control without P addition. The fertilizer was applied in bands or thoroughly mixed with soil. Plant shoot dry mass, total P content accumulated in the shoot, acid phosphatase activity and Spad index were measured. In the second experiment, morphological changes in plant roots were evaluated using rizothron tubes filled with sand where BF was mixed thoroughly. The treatments were TSP, BF with living fungus, BF with dead fungus and the control without P addition. Plant shoot and roots were collected every 7 days, starting from the 7th day after emergence. We measured dry mass of shoot and root, root surface area, volume and diameter. We found that when applied in total soil volume, fertilizer mixtures containing 25 and 50% of BF, a 89 and 80.9% of the dry matter and 88.7 and 81.8% of P content compared to the addition of 100% of TSP, respectively. For the variables measured, there was no difference in the results when applying BF with alive or dead fungus. We conclude that although further studies and improvement in the BF production are needed, the use of BF as partial replacer for TSP fertilizer is promising. Furthermore, BF use allows the recycling of low cost agricultural residues and the utilization of national deposits of rock phosphate, which are low reactive.

Phosphorus (P) is a plant macronutrient and soils located in tropical regions generally show low content of this element. Moreover, these soils are acidic and show high fixing capacity of phosphorus, substantially decreasing fertilizers efficiency. For this reason, annual P inputs to soils are required to obtain feasible crop yields. The main concern regarding P in agriculture is this element is extracted from mines that are being depleted. For this reason, it is necessary to develop recycling P technologies in order economize mineral resources and obtain benefits from low cost sources locally available. Bones are a P-rich material that could be employed for P recycling; however, this sub-product from meat industry needs to be treated prior use to ensure health safety. Pyrolysis is a technology that has gained attention because it does not affect bone mineral structure as does calcination, which is a standard treatment. Performing pyrolysis of bones generates a material called bone char and tests suggests that its efficiency is comparable to common soluble fertilizers obtained from P rocks. Another way to obtain higher crop P and other nutrients absorption as well as yield, is to stimulate symbiosis of plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which are naturally found in soils. However, acidic soils from tropical regions generally difficult plant-AMF interaction due to high amount of exchangeable aluminum present. An alternative to overcome this issue would be to apply pyrolysis to organic wastes, generating a material termed biochar, which is rich in carbon, and sometimes nutrients, assisting AMF-plant symbiosis. Our aim was to produce through pyrolysis a set of bone chars in different temperatures (400, 550 and 800 °C) and atmospheric composition (sealed chamber, N2 flux and steam flux), and perform a detailed characterization of the resultant materials (chapter 1) to verify which possible factors are controlling bone char efficiency as fertilizer in a pot experiment labelled with 32P (chapter 2). To test the symbiotic pathway in P acquisition by plants through biochar use, two biochars from eucalyptus wood chips were produced at 300 and 700 °C and applied to a soil inoculated or non-inoculated with AMF. In this experiment we analyzed plant growth and colonization by AMF as well as nutrient absorption (chapter 3). Additionally, a trial with AMF spore germination evaluation was performed to investigate the possible inhibitory or positive effects of the biochars on AMF fungi. / O fósforo (P) é um macronutriente para as plantas e solos localizados em regiões tropicais geralmente apresentam baixo conteúdo deste elemento. Ainda, estes solos são ácidos e apresentam alta capacidade de fixação de P, diminuindo substancialmente a eficiência de fertilizantes. Por esta razão, adições anuais de P ao solo são requeridas para obtenção de produtividades de plantas economicamente viáveis. A principal preocupação em relação ao uso de P na agricultura é que este elemento é extraído de minas que estão sendo exauridas. Por esta razão, é necessário o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem de P a fim de economizar recursos minerais e obter benefícios oriundos de fontes de baixo custo disponíveis localmente. Um material que é rico em P e que poderia ser empregado na reciclagem de fósforo é o osso animal, no entanto, este subproduto da indústria de carnes necessita ser tratado previamente ao uso para garantir segurança sanitária. A pirólise é umas tecnologias que tem recebido atenção porque seu emprego no tratamento de ossos não afeta a estrutura do material como a calcinação, que é um tratamento padrão. Realizar a pirólise de ossos gera um material denominado de carvão de osso (bone char, em inglês), o qual testes sugerem que a sua eficiência é comparável à fertilizantes solúveis convencionais obtidos a partir de rochas fosfáticas. Outra forma de obter maior absorção de P e nutrientes e maior produtividade de cultivos é através do estímulo da simbiose de plantas com micorrízicos arbusculares (FMA), estes naturalmente encontrados em solos. No entanto, solos ácidos de regiões tropicais geralmente dificultam a interação de plantas-FMA devido ao elevado teor de alumínio trocável presente. Uma alternativa para superar esse problema seria a aplicação de pirólise a resíduos orgânicos, gerando assim um material chamado biocarvão, o qual é rico em carbono, e as vezes nutrientes, e poderia auxiliar na simbiose de plantas com AMF. Nosso objetivo foi produzir através da pirólise um conjunto de biocarvões em diferentes temperaturas (400, 550 e 800 °C) e composições atmosférias (câmara selada, fluxo de N2 e fluxo de vapor d\'água) e realizar a caracterização dos materiais resultantes (capítulo 1) para verificar que possíveis fatores controlam a eficiência do carvão de osso em um experimento em vasos com marcação com 32P (capítulo 2). A fim de testar o viés simbiótico na aquisição de P pelas plantas com o uso de biocarvão, dois biocarvões de cavaco de eucalipto produzidos a 300 e 700 °C foram aplicados a um solo inoculado ou não com FMA (capítulo 3). Nesse experimento foram analizados o crescimento de plantas e colonização por FMA, como também a absorção de nutrientes. Adicionalmente, um teste com a germinação de esporos de FMA foi realizado para investiar possíveis effeitos positions ou inibitórios dos biochar em esporos de FMA.

Os solos brasileiros apresentam no geral alto grau de intemperismo e são caracterizados pelo baixo teor de fósforo (P) disponível às plantas, devido à forte ligação com os minerais do solo (oxi-hidróxidos de Fe e Al). Esse elemento muito importante no metabolismo vegetal necessita ser aplicado em grandes quantidades na forma de adubo fosfatado para obtenção de altas produtividades agrícolas. No entanto, a produção de fertilizante solúvel convencional, como é o caso do superfosfato triplo (SFT), envolve gastos elevados de energia e emprego de ácidos fortes, gerando resíduos com alto potencial de contaminação ao meio ambiente. A fim de eliminar a etapa de acidificação industrial, nosso objetivo foi avaliar um biofertilizante fosfatado (BF) produzido a partir da solubilização de fosfato de rocha de Araxá (pouco reativo), pelo fungo Aspergillus niger. Nesse trabalho, foi testada em plantas de milho: (i) a eficiência do BF como substituinte parcial de SFT; (ii) alterações morfológicas de raízes de milho causadas pelo fungo presente no BF. No primeiro teste, em esquema fatorial 6x2, foram aplicadas doses de BF a fim de substituir o SFT em 0, 25, 50, 75 e 100 %, mais controle sem aplicação de P. A aplicação ocorreu em dois métodos, localizado em linha e volume total do solo. Foram avaliados o peso de massa seca da parte aérea, teor e conteúdo de P no tecido vegetal, atividade da fosfatase ácida e índice Spad. Para a análise das alterações morfológicas de raízes, foram utilizados tubos rizothron preenchidos com areia, com a aplicação dos tratamentos em volume total. Os tratamentos foram: SFT; BF com fungo vivo; BF com fungo morto; controle sem P. As coletas da parte aérea e raízes correram a cada 7 dias, iniciando a contagem ao sétimo dia. Foram avaliadas a produção de matéria seca de raízes, da parte aérea, a área superficial de raízes, o volume radicular e as classes de diâmetro de raízes. As doses de substituição mais promissoras foram de 25 e 50%, representando 89,02 e 80,86% da produção vegetal do SFT e 88,67 e 81,81% do conteúdo de P no tecido vegetal, respectivamente, ambos em aplicação em volume total. A presença do fungo vivo no BF não proporcionou diferenças nos parâmetros analisados. Apesar de serem necessários mais estudos e adaptações no processo de produção, o BF se mostrou promissor na substituição parcial da adubação fosfatada com SFT. O uso de BF proporciona, através da sua composição, o aproveitamento de resíduos agrícolas de baixo custo e a utilização de jazidas nacionais de fosfato de rocha, as quais possuem baixa reatividade. / Brazilian soils generally are highly weathered and characterized by low phosphate (P) content available to plants, due to high affinity of P to soil minerals, specially oxi-hydroxides of iron and aluminium. This important element in vegetal metabolism is needed to be applied in great quantities as phosphate fertilizer in order to attain high crop yields. However, the production of soluble conventional fertilizers, such as triple superphosphate (TSP), is costly and employs strong acids, generating residues potentially harmful to the environment. In order to avoid industrial acidification, our aim was to access the performance of a phosphate biofertilizer (BF) obtained from the solubilization of Araxá phosphate rock (low reactivity) by the fungus Aspergillus niger, L.. The suitability of BF to corn plants was investigated for: (i) efficiency of BF replacing TSP and (ii) morphological changes in plant roots caused by the fungus present in the BF. In the first experiment, designed in a 6 x 2 factorial scheme, rates of BF were applied in order to replace 0, 25, 50, 75 or 100% of TSP plus a control without P addition. The fertilizer was applied in bands or thoroughly mixed with soil. Plant shoot dry mass, total P content accumulated in the shoot, acid phosphatase activity and Spad index were measured. In the second experiment, morphological changes in plant roots were evaluated using rizothron tubes filled with sand where BF was mixed thoroughly. The treatments were TSP, BF with living fungus, BF with dead fungus and the control without P addition. Plant shoot and roots were collected every 7 days, starting from the 7th day after emergence. We measured dry mass of shoot and root, root surface area, volume and diameter. We found that when applied in total soil volume, fertilizer mixtures containing 25 and 50% of BF, a 89 and 80.9% of the dry matter and 88.7 and 81.8% of P content compared to the addition of 100% of TSP, respectively. For the variables measured, there was no difference in the results when applying BF with alive or dead fungus. We conclude that although further studies and improvement in the BF production are needed, the use of BF as partial replacer for TSP fertilizer is promising. Furthermore, BF use allows the recycling of low cost agricultural residues and the utilization of national deposits of rock phosphate, which are low reactive.

Phosphorus (P) is a plant macronutrient and soils located in tropical regions generally show low content of this element. Moreover, these soils are acidic and show high fixing capacity of phosphorus, substantially decreasing fertilizers efficiency. For this reason, annual P inputs to soils are required to obtain feasible crop yields. The main concern regarding P in agriculture is this element is extracted from mines that are being depleted. For this reason, it is necessary to develop recycling P technologies in order economize mineral resources and obtain benefits from low cost sources locally available. Bones are a P-rich material that could be employed for P recycling; however, this sub-product from meat industry needs to be treated prior use to ensure health safety. Pyrolysis is a technology that has gained attention because it does not affect bone mineral structure as does calcination, which is a standard treatment. Performing pyrolysis of bones generates a material called bone char and tests suggests that its efficiency is comparable to common soluble fertilizers obtained from P rocks. Another way to obtain higher crop P and other nutrients absorption as well as yield, is to stimulate symbiosis of plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which are naturally found in soils. However, acidic soils from tropical regions generally difficult plant-AMF interaction due to high amount of exchangeable aluminum present. An alternative to overcome this issue would be to apply pyrolysis to organic wastes, generating a material termed biochar, which is rich in carbon, and sometimes nutrients, assisting AMF-plant symbiosis. Our aim was to produce through pyrolysis a set of bone chars in different temperatures (400, 550 and 800 °C) and atmospheric composition (sealed chamber, N2 flux and steam flux), and perform a detailed characterization of the resultant materials (chapter 1) to verify which possible factors are controlling bone char efficiency as fertilizer in a pot experiment labelled with 32P (chapter 2). To test the symbiotic pathway in P acquisition by plants through biochar use, two biochars from eucalyptus wood chips were produced at 300 and 700 °C and applied to a soil inoculated or non-inoculated with AMF. In this experiment we analyzed plant growth and colonization by AMF as well as nutrient absorption (chapter 3). Additionally, a trial with AMF spore germination evaluation was performed to investigate the possible inhibitory or positive effects of the biochars on AMF fungi. / O fósforo (P) é um macronutriente para as plantas e solos localizados em regiões tropicais geralmente apresentam baixo conteúdo deste elemento. Ainda, estes solos são ácidos e apresentam alta capacidade de fixação de P, diminuindo substancialmente a eficiência de fertilizantes. Por esta razão, adições anuais de P ao solo são requeridas para obtenção de produtividades de plantas economicamente viáveis. A principal preocupação em relação ao uso de P na agricultura é que este elemento é extraído de minas que estão sendo exauridas. Por esta razão, é necessário o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem de P a fim de economizar recursos minerais e obter benefícios oriundos de fontes de baixo custo disponíveis localmente. Um material que é rico em P e que poderia ser empregado na reciclagem de fósforo é o osso animal, no entanto, este subproduto da indústria de carnes necessita ser tratado previamente ao uso para garantir segurança sanitária. A pirólise é umas tecnologias que tem recebido atenção porque seu emprego no tratamento de ossos não afeta a estrutura do material como a calcinação, que é um tratamento padrão. Realizar a pirólise de ossos gera um material denominado de carvão de osso (bone char, em inglês), o qual testes sugerem que a sua eficiência é comparável à fertilizantes solúveis convencionais obtidos a partir de rochas fosfáticas. Outra forma de obter maior absorção de P e nutrientes e maior produtividade de cultivos é através do estímulo da simbiose de plantas com micorrízicos arbusculares (FMA), estes naturalmente encontrados em solos. No entanto, solos ácidos de regiões tropicais geralmente dificultam a interação de plantas-FMA devido ao elevado teor de alumínio trocável presente. Uma alternativa para superar esse problema seria a aplicação de pirólise a resíduos orgânicos, gerando assim um material chamado biocarvão, o qual é rico em carbono, e as vezes nutrientes, e poderia auxiliar na simbiose de plantas com AMF. Nosso objetivo foi produzir através da pirólise um conjunto de biocarvões em diferentes temperaturas (400, 550 e 800 °C) e composições atmosférias (câmara selada, fluxo de N2 e fluxo de vapor d\'água) e realizar a caracterização dos materiais resultantes (capítulo 1) para verificar que possíveis fatores controlam a eficiência do carvão de osso em um experimento em vasos com marcação com 32P (capítulo 2). A fim de testar o viés simbiótico na aquisição de P pelas plantas com o uso de biocarvão, dois biocarvões de cavaco de eucalipto produzidos a 300 e 700 °C foram aplicados a um solo inoculado ou não com FMA (capítulo 3). Nesse experimento foram analizados o crescimento de plantas e colonização por FMA, como também a absorção de nutrientes. Adicionalmente, um teste com a germinação de esporos de FMA foi realizado para investiar possíveis effeitos positions ou inibitórios dos biochar em esporos de FMA.