O fósforo (P) tem sido um dos fatores mais limitantes da produção agrícola em solos de exploração recente, bem como nos solos há tempo utilizados e cuja fertilidade não é mantida. Tradicionalmente, o uso de fontes de P de elevada solubilidade tem auxiliado no aumento da fertilidade desses solos proporcionando acréscimos na produtividade das culturas. No entanto, o processo de fabricação desses fertilizantes requer o uso de rochas fosfáticas com baixa quantidade de impurezas metálicas como ferro e alumínio. Essa exigência tem levado as indústrias a descartarem quantidades elevadas de resíduo fosfático, no qual se encontram os minerais do grupo da crandallita. A busca de fontes alternativas de P para a produção agrícola encontra-se dentro do contexto de aproveitamento racional de recursos minerais existentes bem como de avançar no conhecimento de condições agronômicas que maximizem sua utilização pelas plantas. Para tanto, coletaram-se amostras do rejeito da mineração de depósitos fosfáticos de importância nacional (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) contendo fosfatos aluminosos do grupo da crandallita, objetivando-se avaliar a capacidade desses minerais, após tratamento térmico, em disponibilizar P para plantas em solos sob condição de inundação e de pH próximo à neutralidade e determinar sua eficiência agronômica relativa em comparação à uma fonte padrão de P, relacionando-a com as suas características químicas e mineralógicas. O material coletado foi submetido ao tratamento térmico sob diferentes temperaturas para avaliar o efeito sobre a solubilidade e transformação morfológica. O material tratado foi: (i) misturado a amostras de terra com diferentes valores de pH para avaliar o comportamento de dissolução, (ii) submetido a teste de hidrólise em solução aquosa com valores de pH distintos e (iii) avaliado como fonte de P para as culturas do arroz-de-sequeiro e arroz inundado. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (i) o tratamento térmico dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita com temperaturas ao redor de 500 ºC aumenta sua solubilidade em solução de citrato neutro de amônio e promove modificações na estrutura cristalina dos minerais, (ii) a liberação de P desses minerais é bastante reduzida em solução aquosa com valores de pH entre 4 e 8, (iii) a dissolução dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita calcinados em condição de solo é maior quando o valor de pH está próximo à neutralidade, comparado ao levemente ácido e (iv) que a adição dessas fontes de P ao solo promoveu resposta significativa na produção de matéria seca, na quantidade de P acumulado pela parte aérea das plantas e no rendimento de grãos de plantas de arroz-de-sequeiro e inundado, contudo não tão eficiente quanto a fonte padrão de P. / Phosphorus (P) has been one of the most limiting factors for crop production in recent cultivated soils as well as in old cropped soils in which fertility is not maintained. Traditionally, the application of high solubility P sources has helped to raise soil fertility providing increase of crop yield. However, the manufacturing process of water-soluble P fertilizers requires the use of phosphate rocks with low quantity of metal impurities as iron and aluminum. This requirement has forced the fertilizer industry to discard great amounts of phosphate residue, in which the aluminous phosphates of the crandallite group can be found. Searching alternative P sources for crop production meets the context of rational use of existing mineral resources as well as move forward on the knowledge of agronomic conditions to maximize P uptake by plants. Therefore, samples of the mine residue from phosphate deposits of great relevance (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) with aluminous phosphates of the crandallite group were collected and thermal treated, aiming to evaluate their ability to provide P to plants in soils under flooding condition and with pH around neutrality, to determine their relative agronomic effectiveness compared to a standard P source, and relate it with their chemical and mineralogical properties. The material collected was submitted to a thermal treatment under different temperatures to evaluate its effect on solubility and morphology. Treated material was (i) mixed to soil samples with different pH values to evaluate its dissolution, (ii) submitted to a hydrolysis test in aqueous solution with distinct pH values, and (iii) evaluated as a P source to upland rice and flooded rice. According to the obtained results, it was concluded that: (i) the thermal treatment of aluminous phosphates of the crandallite group with temperatures around 500 ºC increase its solubility in neutral ammonium citrate solution and cause alterations on the crystalline structure of minerals, (ii) P released from these mineral is very low in aqueous solution with pH ranging from 4 to 8, (iii) dissolution of aluminous phosphates of the crandallite group under soil conditions is higher when soil pH is around neutrality, compared to low acidity, and (iv) the addition of these P sources to soil significantly increased dry matter yield, P uptake by plants, and grain yield of upland rice and flooded rice, however not as much as for the standard P source.

O fósforo (P) tem sido um dos fatores mais limitantes da produção agrícola em solos de exploração recente, bem como nos solos há tempo utilizados e cuja fertilidade não é mantida. Tradicionalmente, o uso de fontes de P de elevada solubilidade tem auxiliado no aumento da fertilidade desses solos proporcionando acréscimos na produtividade das culturas. No entanto, o processo de fabricação desses fertilizantes requer o uso de rochas fosfáticas com baixa quantidade de impurezas metálicas como ferro e alumínio. Essa exigência tem levado as indústrias a descartarem quantidades elevadas de resíduo fosfático, no qual se encontram os minerais do grupo da crandallita. A busca de fontes alternativas de P para a produção agrícola encontra-se dentro do contexto de aproveitamento racional de recursos minerais existentes bem como de avançar no conhecimento de condições agronômicas que maximizem sua utilização pelas plantas. Para tanto, coletaram-se amostras do rejeito da mineração de depósitos fosfáticos de importância nacional (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) contendo fosfatos aluminosos do grupo da crandallita, objetivando-se avaliar a capacidade desses minerais, após tratamento térmico, em disponibilizar P para plantas em solos sob condição de inundação e de pH próximo à neutralidade e determinar sua eficiência agronômica relativa em comparação à uma fonte padrão de P, relacionando-a com as suas características químicas e mineralógicas. O material coletado foi submetido ao tratamento térmico sob diferentes temperaturas para avaliar o efeito sobre a solubilidade e transformação morfológica. O material tratado foi: (i) misturado a amostras de terra com diferentes valores de pH para avaliar o comportamento de dissolução, (ii) submetido a teste de hidrólise em solução aquosa com valores de pH distintos e (iii) avaliado como fonte de P para as culturas do arroz-de-sequeiro e arroz inundado. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que: (i) o tratamento térmico dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita com temperaturas ao redor de 500 ºC aumenta sua solubilidade em solução de citrato neutro de amônio e promove modificações na estrutura cristalina dos minerais, (ii) a liberação de P desses minerais é bastante reduzida em solução aquosa com valores de pH entre 4 e 8, (iii) a dissolução dos fosfatos aluminosos do grupo da crandallita calcinados em condição de solo é maior quando o valor de pH está próximo à neutralidade, comparado ao levemente ácido e (iv) que a adição dessas fontes de P ao solo promoveu resposta significativa na produção de matéria seca, na quantidade de P acumulado pela parte aérea das plantas e no rendimento de grãos de plantas de arroz-de-sequeiro e inundado, contudo não tão eficiente quanto a fonte padrão de P. / Phosphorus (P) has been one of the most limiting factors for crop production in recent cultivated soils as well as in old cropped soils in which fertility is not maintained. Traditionally, the application of high solubility P sources has helped to raise soil fertility providing increase of crop yield. However, the manufacturing process of water-soluble P fertilizers requires the use of phosphate rocks with low quantity of metal impurities as iron and aluminum. This requirement has forced the fertilizer industry to discard great amounts of phosphate residue, in which the aluminous phosphates of the crandallite group can be found. Searching alternative P sources for crop production meets the context of rational use of existing mineral resources as well as move forward on the knowledge of agronomic conditions to maximize P uptake by plants. Therefore, samples of the mine residue from phosphate deposits of great relevance (Catalão-GO, Juquiá-SP e Tapira-MG) with aluminous phosphates of the crandallite group were collected and thermal treated, aiming to evaluate their ability to provide P to plants in soils under flooding condition and with pH around neutrality, to determine their relative agronomic effectiveness compared to a standard P source, and relate it with their chemical and mineralogical properties. The material collected was submitted to a thermal treatment under different temperatures to evaluate its effect on solubility and morphology. Treated material was (i) mixed to soil samples with different pH values to evaluate its dissolution, (ii) submitted to a hydrolysis test in aqueous solution with distinct pH values, and (iii) evaluated as a P source to upland rice and flooded rice. According to the obtained results, it was concluded that: (i) the thermal treatment of aluminous phosphates of the crandallite group with temperatures around 500 ºC increase its solubility in neutral ammonium citrate solution and cause alterations on the crystalline structure of minerals, (ii) P released from these mineral is very low in aqueous solution with pH ranging from 4 to 8, (iii) dissolution of aluminous phosphates of the crandallite group under soil conditions is higher when soil pH is around neutrality, compared to low acidity, and (iv) the addition of these P sources to soil significantly increased dry matter yield, P uptake by plants, and grain yield of upland rice and flooded rice, however not as much as for the standard P source.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Human activities have increased the amount of greenhouse gases in the atmosphere, mainly carbon dioxide, methane and nitrous oxide. Agriculture, mainly in Brazil, has been identified as a major source of greenhouse gas emissions, but is also seen as an activity that allows emission reduction through appropriate management practices and land use. The floodplain soils are suitable for cultivation of paddy rice, and Rio Grande do Sul is the largest producer of rice in these conditions, and consequently, one of the most responsible for the emission of methane. Knowledge of the methane emissions from flooded soils is quite advanced, as well as carbon dioxide, but nitrous oxide still lacks much study to the knowledge along with the other gases reach the management that provides the least impact on terms of emissions of greenhouse gases. The aim of this work was to evaluate the factors controlling the emission of greenhouse gases in flooded soils and their electrochemical processes responsible for change in the constituents of the soil solution related to emissions. The study was developed under controlled conditions in the Department of Soil, Federal University of Santa Maria (UFSM), in the years 2011, 2012 and 2013. The experiment consisted of the assessment of the effects of the following factors: with rice cultivation and fallow rice; different doses and amounts of nitrate and added straw; different managements of straw and water. For such studies pots containing soil collected in lowland rice producer Soils Department UFSM (Planossolo Háplico) were assembled. Air samples and soil solution were analyzed. This thesis is structured in three studies: in study I tested the hypothesis that, due to the electrolytic reduction process for changing the state of soil moisture, the dynamics of nitrous oxide should not be the same as methane, therefore, the time interval between data collection and the collection time are also not, in study II aimed to relate nitrate concentration and the amount of straw with the intensity and period of nitrous oxide, and the study III the effect of management was evaluated rice straw and water in the change of the electrochemical characteristics of the soil and hence in the emission of carbon dioxide, methane and nitrous oxide. As the most important results and conclusions was that: The appropriate interval between the sampling of gas for analysis of nitrous oxide is 24 hours, while for methane and carbon dioxide can be up to one week; N2O emission occurs only at the beginning of flooding duration depending on the availability of nitrate, CH4 from 20th DA and CO2 is during the period of rice cultivation, the time most suitable for collecting samples to represent the daily average emission of oxide nitrous is close at noon; the addition of straw in flooded soils reduces the emission of N2O to the atmosphere; the lower the nitrate concentration in soil and incorporated greater amount of straw, the lower the emission of N2O, but this condition could favor the onset of methane emission, because the straw helps consume oxidized compounds such as nitrate precursor, N2O, and accelerates the electrolytic reduction required for methane production. / As atividades antrópicas têm aumentado a quantidade de gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o dióxido de carbono, metano e óxido nitroso. A agricultura, principalmente no Brasil, tem sido apontada como uma importante fonte de emissão desses gases, mas também é vista como uma atividade que permite redução da emissão através de manejos e usos adequados dos solos. Os solos de várzeas são próprios para cultivo de arroz alagado, e o Rio Grande do Sul é o maior produtor brasileiro de arroz nessas condições, e consequentemente, um dos maiores responsáveis pela emissão de metano. O conhecimento sobre a emissão de metano no cultivo do arroz é bastante avançado, assim como a do dióxido de carbono, porém, o óxido nitroso ainda carece de muito estudo para juntamente com o conhecimento dos demais gases, chegar ao manejo que proporcione o menor impacto em termos de emissão de gases de efeito estufa. O objetivo desse trabalho foi avaliar os fatores controladores da emissão de gases de efeito estufa em solos alagados e seus processos eletroquímicos responsáveis pela alteração dos componentes da solução do solo relacionados às emissões. Os experimentos foram desenvolvidos em estufa climatizada do Departamento de solos da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), RS nos anos de 2011, 2012 e 2013. Os experimentos consistiram na avaliação dos efeitos dos seguintes fatores: cultivo de arroz e sem cultivo de arroz; diferentes doses e quantidades de nitrato e de palha adicionados; diferentes manejos da palha e da água. Para tais experimentos foram montados vasos contendo solo coletado em várzea produtora de arroz do Departamento de Solos da UFSM (Planossolo Háplico). Foram analisadas amostras de ar e da solução do solo. A presente tese foi estruturada em três estudos: no estudo I foi testada a hipótese de que, devido ao processo de redução eletrolítica durante a alteração do estado de umidade do solo, a dinâmica da emissão de óxido nitroso não deve ser a mesma do metano, portanto, o intervalo de tempo entre coletas e o momento de coleta também não são; no estudo II visou relacionar a concentração de nitrato e a quantidade de palha com a intensidade e período de emissão de óxido nitroso; no estudo III foi avaliado o efeito do manejo da palha de arroz e da água na mudança das características eletroquímicas do solo e, consequentemente, na emissão de GEE. Como resultados e conclusões mais importantes teve-se que: O intervalo adequado entre coletas de amostras de gases para análise da emissão de óxido nitroso é de 24 horas, enquanto que para o metano e dióxido de carbono pode ser de até uma semana; a emissão de N2O ocorre somente no início do alagamento com duração em função da disponibilidade de nitrato, o CH4 a partir de 20º DA e o CO2 durante todo o período de cultivo de arroz; o horário mais indicado para coleta de amostras para representar a média diária de emissão de óxido nitroso é próximo ao meio dia; a adição de palha em solos alagados reduz a emissão de N2O para a atmosfera; quanto menor a concentração de nitrato no solo e maior quantidade de palha incorporada, menor será a emissão de N2O, porém, essa condição poderá favorecer o início da emissão de metano, pois a palha ajuda a consumir os compostos oxidados, como o nitrato, precursor do N2O, e acelera a redução eletrolítica necessária para produção de metano.