Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-02-26T12:41:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Elivânia Vasconcelos Moraes dos Santos.pdf: 12370912 bytes, checksum: 6d2546d30ef4aaab7cbd742d981ddf1f (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-03-09T14:13:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Elivânia Vasconcelos Moraes dos Santos.pdf: 12370912 bytes, checksum: 6d2546d30ef4aaab7cbd742d981ddf1f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T14:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Elivânia Vasconcelos Moraes dos Santos.pdf: 12370912 bytes, checksum: 6d2546d30ef4aaab7cbd742d981ddf1f (MD5) Previous issue date: 2014-12-15 / In recent years there has been an intensified studies on the biological removal of phosphorus from wastewater and as a result, a breakthrough in the understanding of the microbial groups involved in this process. This was possible due to the availability of different laboratory techniques for the identification and quantification of these organisms that often is associated with molecular biology. As part of sanitary engineering, new approaches can be inserted to enable the determination of operating parameters that support rational projects, such respirometry combined with mathematical modeling of microbial metabolisms. Furthermore, the possibility of identifying the predominance of phosphorus accumulating organisms (PAO) by means of techniques available and low cost is attractive in countries such as Brazil. For this reason, nine activated sludge systems were operated with different strategies to stimulate not only the predominance of PAO, in four of these systems as well as in other settings, the prevalence of other bacterial groups as glycogen storage batteries (GAO), heterotrophic ordinary (OHO) and mixed populations. Five tools based on physico-chemical and respirometric tests were used to assess the prevalence of different populations from stoichiometric ratios and kinetic data. The PAO predominance strategy that got the most attention in average temperature of 25°C, which consisted of a system that promoted denitrification via nitrite using exclusively propionate as organic carbon source. From the data obtained was built an array of predominance of PAO, also using mixed sludge, OHO and GAO comparatively. The results obtained in this study can be applied in rational models and optimized projects and support other biotechnological applications. / Nos últimos anos, tem havido uma intensificação de estudos sobre a remoção biológica de fósforo de águas residuárias e, como consequência, um avanço no conhecimento dos grupos microbianos envolvidos neste processo. Isso foi possível devido à disponibilidade de diferentes técnicas laboratoriais para a identificação e quantificação desses organismos que frequentemente encontra-se associada à biologia molecular. No âmbito da engenharia sanitária, novas abordagens podem ser inseridas para viabilizar a determinação de parâmetros operacionais que subsidiem projetos racionais, a exemplo da respirometria aliada à modelagem matemática de metabolismos microbianos. Além disso, a possibilidade de identificar a predominância de organismos acumuladores de fósforo (PAO) por meio de técnicas acessíveis e de baixo custo é atrativa para países como o Brasil. Por esse motivo, nove sistemas de lodo ativado foram operados com diferentes estratégias para estimular não só o predomínio de PAO, em quatro destes sistemas, bem como, nas demais configurações, a predominância de outros grupos bacterianos como acumuladores de glicogênio (GAO), heterotróficos ordinários (OHO) e populações mistas. Foram utilizadas cinco ferramentas com base em análises físico-químicas e testes respirométricos, para avaliar a predominância de populações diferentes a partir de relações estequiométricas e dados cinéticos. A estratégia de predominância de PAO que obteve maior destaque, em temperatura média de 25°C, foi a que consistia em um sistema que promovia desnitrificação via nitrito utilizando exclusivamente propionato como fonte de carbono orgânico. A partir dos dados obtidos foi construída uma matriz de predominância de PAO, utilizando também lodos mistos, OHO e GAO de forma comparativa. Os resultados obtidos neste trabalho poderão ser aplicados em modelos racionais e projetos otimizados e fundamentar outras aplicações biotecnológicas.

A floresta de terra-firme amazônica e o Cerrado ocorrem em regiões caracterizadas pela baixa fertilidade do solo. Apesar de diferenças evolutivas, estratégias de economia de água e ciclagem de nutrientes, ambos são conhecidos pela elevada presença de espécies de plantas leguminosas. O objetivo do presente trabalho foi investigar a dinâmica do nitrogênio, com ênfase na fixação biológica desse elemento, em alguns tipos de vegetação natural do Brasil. Foram investigadas áreas de floresta de terra-firme em platô, floresta de terra-firme no baixio e campinarana, situadas na região Amazônica brasileira e áreas de cerrado sensu stricto submetidas a diferentes regimes de queima, situadas na região central do Brasil. A concentração de N total no solo variou de 0,12 a 0,41 % na superfície (0-5 cm) chegando a 0,05 % a 50 cm profundidade. Em todos os perfis de solos estudados ocorreu um progressivo enriquecimento em 15N com a profundidade, independente do tipo de vegetação. Os valores mais elevados de δ15N ocorreram ao longo dos perfis de solo em Santarém e Manaus-platô. As florestas de terra-firme apresentaram as maiores concentrações de N, P e Ca na serapilheira produzida e um maior enriquecimento em 15N assim como razões C/N e N/P mais baixas. Dentro de uma mesma área, o δ15N não diferiu entre as leguminosas e não-leguminosas, mas as leguminosas apresentaram concentrações foliares de N maiores que as não-leguminosas. Em Manaus, as espécies lenhosas das áreas de campinarana e floresta no baixio apresentaram valores menores de δ15N foliar quando comparado aos das árvores da área de floresta no platô. Os valores de δ15N foliar entre as florestas de terra-firme em áreas de platô diminuíram sistematicamente com o aumento da precipitação anual e diminuição na duração da estação seca. Para as áreas de cerrado s.s., uma variação de ~10 ‰ foi observada entre as espécies de leguminosas e não-leguminosas. Como conseqüência desta grande variabilidade nos valores de δ15N foliar, fatores como sazonalidade, freqüência de queimadas e habilidade de fixar N2 (leguminosas x não-leguminosas) não causaram entre as áreas de cerrado s.s diferenças significativas tanto para espécies de leguminosas como não-leguminosas. Os valores de δ15N encontrados confirmam que as florestas de terra-firme apresentam uma maior disponibilidade de N. No entanto, quanto maior a duração da estação seca na região amazônica mais alta é a disponibilidade de N nessas florestas (ciclo do N mais aberto). Por outro lado, os valores obtidos nas áreas de cerrado s.s. estariam refletindo a baixa disponibilidade de N nesse ecossistema. Diferenças na abertura relativa do ciclo do N (magnitude das entradas e saídas versus a quantidade de N dentro do sistema) contribuíram para a variação do δ15N relacionada à fertilidade do solo, enquanto as diferenças no fracionamento isotópico durante as perdas de N contribuíram mais significativamente na variação do δ15N associada à distribuição das chuvas. / The Amazon terra-firme forest and Cerrado occur in the Brazilian tropical region characterized by low soil fertility and a quite diverse climatological condition, mainly related to extend and intensity of the dry and wet seasons. Despite the differences in evolutionary character, water economy and strategies in nutrient cycling, these systems are known for a high number of woody legumes. Othe objective of this study was to investigate the nitrogen dynamics, with emphasis on the biological nitrogen fixation, on some types of natural vegetation from Brazil. Areas of terra-firme forest on plateau, terra-firme forest on baixio and campinarana, situated in the Brazilian Amazon region and areas of cerrado sensu stricto submitted to different fire regimes, situated in Central region of Brazil, were investigated. Total N concentration varied from 1.2 to 4.1 g kg-1 at the surface (0-5 cm) to ~ 0.5 g kg-1 at 50 cm depth. Regardless of the site, a large increase in δ15N was observed in the first 50 cm of the soil, although the soil profiles from terra-firme forest in Manaus and Santarém were more enriched in 15N than the other profiles. All terra-firme forests showed higher N, P and Ca concentrations, and δ15N, in the litter, as well as lower C:N ratio compared to the other studied sites. Within-site, foliar δ15N (~ 10 ‰) did not differ between legumes and non-legumes, but legumes had higher foliar N concentrations. Forests on fertile soils were enriched in 15N relative to those on poorer soils. Foliar δ15N was positively correlated with the length of the dry season in terra-firme forests along the Amazon while foliar N did not decrease as precipitation increases. Terra-firme forests are N-rich ecosystems (open N-cycle) compared to the Cerrado where the large range of δ15N reflects mechanisms to sustain such diversity in this nutrient-poor and water-stressed environment. Precipitation seasonality (dry versus wet season), fire frequency and ability to fix atmospheric N (legumes vs non-legumes), did not reflect significant differences in the δ15N values of Cerrado leaves. Both terra-firme forest and cerrado s.s. are limited more by P than by N, although N limitation is higher in the latter. Three aspects ought to be concerned describing the patterns found in this work. First, differences in plant versus soil δ15N; second, differences in the characteristic of the N cycle (the magnitude of inputs and outputs versus the quantity of N within systems); and third, variations on isotopic fractionation during N loss. Therefore, differences in the relative openness of the N cycle seems to contribute most strongly to fertility-related variation in N-15, while differences in fractionation during output contribute more strongly to rainfallassociated variation.

A importância da gestão do aporte de nutrientes para melhoria da qualidade das águas é um assunto amplamente discutido. Diversos estudos são dedicados à avaliação da contribuição do fósforo presente nos esgotos sanitários para a ocorrência da eutrofização. As experiências vivenciadas em diversas localidades do mundo indicam que se necessita de uma série de medidas para controle das fontes pontuais e difusas de nutrientes, estando, dentre elas, a regulamentação do uso do fósforo nas formulações dos detergentes em pó destinados à limpeza de tecidos. Além de contribuir para a melhoria da qualidade dos corpos dágua e de auxiliar na preservação das reservas do nutriente, tal medida pode reduzir o aporte de fósforo nos sistemas de esgotos sanitários, permitindo a otimização dos custos com implantação, operação e manutenção. Por meio do presente trabalho, foram efetuadas análises no esgoto afluente de três estações de tratamento de esgotos (ETEs) situadas em diferentes regiões do estado de São Paulo, Brasil, bem como, foram analisadas trinta amostras de detergentes comercializados no território nacional. Verificou-se que os produtos atualmente comercializados no país possuem baixa concentração de fósforo, na faixa de 0,01 por cento em peso, situando-se sensivelmente abaixo do limite estabelecido pela legislação que regulamenta o assunto, que é de 4,8 por cento em peso. A atual contribuição dos detergentes para o total de fósforo presente nos esgotos, nas ETEs estudadas, pode ser considerada bastante reduzida, na faixa de 0,0014 g/hab.dia, o que corresponde a cerca de 0,17 por cento do total de fósforo presente nos esgotos. Necessita-se, agora, evoluir com o conteúdo das normas que regem esse tema, de forma que as mesmas reflitam as condições praticadas pelo setor produtivo. Necessita-se também, averiguar outras possíveis fontes que podem contribuir para o aumento da concentração de fósforo nos esgotos, bem como, efetuar o dimensionamento das demais fontes pontuais e difusas de nutrientes nas águas. Desta forma, será possível planejar medidas de gestão proporcionais e adequadas aos diferentes atores, e sugerir etapas para eventuais melhorias nos sistemas de saneamento básico, buscando a melhor utilização dos recursos financeiros e ambientais existentes, e atendendo às demandas sociais de cada região. / The importance of nutrient management contribution in order to improve water quality is a widely discussed subject. Several studies are devoted to the evaluation of the contribution to phosphorus present in sewage for an occurrence of eutrophication. Experiments in several locations around the world indicate a need of a series of measures to control point and diffuse sources of nutrients, among them, the legislation for the use of phosphorus in powder-detergent formulations intended for cleaning fabrics. In addition to contributing to improving quality of water bodies and assist in preservation of nutrient reserves, such a measure can reduce the intake of phosphorus in sewage systems, allowing the optimization of deployment costs, operation and maintenance. By the present study, analysis in sewage influent were performed in three Wastewater Treatment Plants (WWTP) located in different areas of the state of São Paulo, Brazil, and thirty samples of detergent sold in the country were analyzed as well. It was found that the products currently sold in the country have low phosphorus concentration in the range of 0.01 per cent by weight, standing significantly below the limit established by legislation regulating the subject, which is 4.8 per cent by weight. Thus, the current contribution of detergent to total phosphorus present in the sewage at the analysed WWTPs can be considered low, in the range of 0.0014 g/person.day, corresponding to less than 0.17 per cent from the total phosphorus present in sewage. Now evolving with the contents of the standart rules governing this issue becomes necessary, so that they reflect conditions as practiced by the productive sector. It is also needed to determine other possible sources which can contribute to increasing the concentration of phosphorus in sewage, as well as perform scaling of point and diffuse nutrient sources in the water. Thus, it will be possible to plan proportional and appropriate management measures for different actors and suggest steps for further improvements in basic sanitation systems, seeking the best use of existing financial and environmental resources and serving the social existing demands in each area.

A evolução dos níveis de utilização do fósforo pelo homem tem acarretado um aumento das taxas de exploração do nutriente, tornando iminente a escassez das reservas conhecidas e exploráveis, e contribuindo para deterioração da qualidade das águas. Atentos a essas questões, diversos países buscam reduzir os impactos das atividades humanas sobre as fontes de fósforo e diminuir os níveis de eutrofização dos corpos dágua através da aplicação de medidas direcionadas para a limitação ou banimento da utilização de tripolifosfato de sódio (STPP) nos detergentes, já que esta é considerada a principal fonte desse nutriente nos esgotos domésticos. De forma paralela, e com base nos resultados obtidos, são planejadas melhorias nos sistemas de tratamento de esgotos, considerando-se as peculiaridades econômicas, sociais e ambientais de cada região. Visando contribuir para uma melhor visualização do assunto, incorporando-o na realidade do Estado de São Paulo, o presente trabalho busca retratar a dinâmica do fósforo no meio ambiente a partir das atividades humanas desenvolvidas na bacia hidrográfica, utilizando o rio Tietê como estudo de caso. Os resultados obtidos indicam que o aporte desse nutriente nas águas está relacionado com a atividade urbana, principalmente de fontes domésticas, apontando para a necessidade de se aprimorar as formas de controle da quantidade de STPP utilizado na fabricação de detergentes e saponáceos. / The evolution of the levels of phosphorus usage by man has as consequence an increase of the nutrient exploitation levels, making imminent the shortage of the known and exploitable reserves, and contributing to deteriorate the quality of water. Mindful of these issues, many countries intend to reduce the impact of human activities on the phosphorus sources and to promote the reduction of eutrophication level of the water bodies by implement measures aiming to limit or banish the use of sodium tripolyphosphate (STPP) in detergents, for this is considered the main source of this nutrient in domestic sewage. At the same time, and based on the results obtained, improvements are planned on the sewage treatment systems, considering the economical, social and environmental particularities of each region. Aiming to contribute to a better understanding of this subject, and to make clearer in the reality of the State of Sao Paulo, this study intends to portrait the phosphorus dynamics in the environment from the human activities developed at hydrographic basins, using the Tietê River as a case study. The results obtained show that the level of this nutrient in the water is related to the urban activity, especially domestic sources, pointing out the need to perfection the ways to control the amount of STPP used when manufacturing detergents and soaps.

Apesar das diversas aptidões de uso do milheto (Pennisetum glaucum (L.) R. Br.), como forragem para pastoreio ou silagem, cobertura do solo e alimentação humana, alguns fatores são limitantes para a expansão do cultivo dessa espécie no Brasil e um dos agravantes é a qualidade física e fisiológica das sementes comercializadas. Assim, este trabalho visou aplicar as técnicas de condicionamento fisiológico, peletização e incorporação de fósforo às sementes para favorecer a implementação e o desenvolvimento da cultura em campo. O experimento envolveu sementes do cultivar BRS 1501, representadas por três lotes, com condicionamento envolvendo água e soluções de PEG6000, enquanto que a peletização foi testada inicialmente com adesivos (PVA, PVP k30, bentonita e Metil celulose) e diferentes produtos em pó com base inerte ou fosforada. As avaliações consistiram de testes físicos iniciais, testes fisiológicos por seis meses de armazenamento, desenvolvimento das plantas em campos com diferentes disponibilidades de fósforo no solo e avaliações químicas de fósforo total e fosfatase ácida em plântulas e plantas de milheto. Não há diferemça significativa na germinação das sementes e emergência das plântulas originadas de sementes pré condicionadas. A peletização das sementes é uma alternativa viável para alteração do volume das sementes sem alterar seu desempenho fisiológico. Em relação à incorporação de fósforo ao pélete das sementes, há efeito significativo no desenvolvimento das plântulas, assim como para a absorção deste macronutriente. Por outro lado, há impacto significativo de materiais e doses específicas sobre a qualidade fisiológica das sementes, principalmente do fosfato bicálcico. / Beside the many aptitudes of the pearl millet (stock feeding, hay, soil layer protection and food in general), some factors limit its expansion in Brazil, being generally, the low physical and physiological seed quality on the market as one of the harshest problems. Thus, this study aimed at applying physiologic conditioning techniques, pelleting and phosphorus application on seeds to improve seedling emergence and crop development in the fields. The experiment used 3 seed lots of BRS 1501 cv, with water and osmotic solution conditioning, while pelleting was tested with 4 different binders (PVA, PVP k30, bentonite and Methil celulose) and different inert and phosphorate powder products. The evaluations consisted of initial phisical tests, followed by physiological tests for 6 months of storage, Field development under 2 different phosphorus soil content and, chemical evaluations as total P content and acid phosphate on pearl millet seedlings and plants. The results show no significant difference on the seedling emergence and germination of physiological conditioned seeds. The seed pelleting was effective on improving seeds volume without harming seed physiologic performance. Regarding phosphorous incorporation through seed pellet, the results show significant effects on the seedling development, as well as it´s absorption. However, with significant impact of specific materials and quantities on the seeds physiologic performance, especially with Bicalcic phosphate.

Os fertilizantes fosfatados (FF) mais utilizados na agricultura são solúveis em água, e requerem enxofre elementar e concentrados apatíticos de elevada qualidade para produção, conduzindo à subutilização dos depósitos de fosfato (perdas elevadas de P no beneficiamento). Conseqüentemente, é necessário estudar as fontes alternativas de P. Neste trabalho foram estudadas quanto à: (i) revisão de literatura que tenta mostrar a situação atual no Brasil e no mundo; (ii) produção alternativa de fonte de P que integra matéria orgânica e RF (Humifert); e (iii) utilização de software para predizer a eficiência agronômica (EA) de RF, relativamente às fontes de P solúveis em água. Na revisão da literatura foram enfatizados: tratamento térmico, acidulação parcial, compactação ou mistura com FF solúveis em água, tratamentos com resíduos orgânicos e/ou microrganismos. Outros aspectos apontaram: (i) condições gerais para utilizar fontes de P de elevada solubilidade em água e alternativas; (ii) manejo de solos prevendo solubilização de formas de P nativo e aumento na EA de fontes de P através de cultivos precedentes ou microrganismos; (iii) calcinação de RFs do tipo Ca-Al-P (crandallita); e (iv) necessidade de pesquisas com fontes alternativas de P em condições de casa-de-vegetação e campo. Quanto ao processo Humifert, um reator foi construído para trabalhar em escala de bancada. Os objetivos foram gerar informações sobre produção dos fertilizantes "Humifert" e testar a EA dos mesmos. Diversos testes foram conduzidos quanto às condições de operação do equipamento, como tempo de reação e solubilidade dos materiais produzidos. Dois experimentos agronômicos foram conduzidos em casa-de-vegetação, relacionando os resultados dos produtos obtidos no equipamento com fonte padrão de P. Esse processo conduz a desempenho agronômico superior da RF quando comparada a mesma sem submissão às reações. Embora algumas vantagens em aumento de produção devido ao Humifert, a solubilidade e os resultados agronômicos indicam necessidade de mais pesquisas para adequar as reações, para obter fontes de P de melhor qualidade. O software para predizer a eficiência das RFs denomina-se "Phosphate Rock Decision Support System" (PRDSS) e foi desenvolvido com colaboração entre "IFDC" e "IAEA". O objetivo final é predizer a EA de RF específica relativamente a fontes de P de elevada solubilidade em água, considerando solo, características da RF, manejo do solo e clima na localidade. O experimento foi conduzido em Rondonópolis, em um LV com pH em água de 5,2, teor muito baixo de P e capacidade média de adsorção de P. As fontes de P utilizadas foram superfosfato simples, RF de Araxá e de Gafsa, aplicadas a lanço e incorporadas em 15 cm de solo, nas doses 60, 120 e 240 kg ha-1 de P2O5 total. Um controle foi adicionado para cada fonte de P. Os resultados de EAR para soja no campo foram de 100%, 51% e 97% para o SSP, RF Araxá e Gafsa, respectivamente. Os valores de EAR preditos pelo PRDSS foram de 33% e 100% para a RF Araxá e Gafsa, respectivamente, sendo consideradas boas estimativas da EAR real em condições brasileiras, inicialmente comprovando a aplicabilidade deste software para uso futuro. / The most utilized phosphate fertilizers (PF) in agriculture are the water-soluble sources, that require elemental sulfur and high quality apatite concentrates for the production, leading to the subutilization of phosphate deposits (high losses of P during the beneficiation). Consequently, it is necessary to study the alternative sources of P. In this work they were studied as related to: (i) literature review trying to show the present situation in Brazil and worldwide, (ii) alternative production of a P source combining organic matter and PR (Humifert), and (iii) utilization of software to predict the agronomic effectiveness (AE) of PR, related to water-soluble P sources. For the literature review were emphasized: thermal treatment, partial acidulation, compaction with high water-soluble PF, organic residues and/or microrganisms treatments. Other aspects targeted: (i) general conditions to utilize high water-soluble P sources and alternatives, (ii) management of soils foreseeing the solubilization of forms of native P and increase in AE of P sources through previous crops or microrganisms, (iii) calcination of PRs of the type Ca-Al-P (crandallite), and (iv) requirement for research with different sources of P in greenhouse and field conditions. As related to the Humifert process a reactor was built to work in bench scale. The objectives were to generate information relative to the production of the "Humifert" fertilizers and test the AE of them. Several tests were applied as related to the operating conditions of the equipament, as reaction time and solubility. Two agronomic experiments were conducted in a greenhouse, relating the results of the products obtained in the equipament with a standard source of P. The process lead to higher agronomic performance of the PR, when comparing it without submission to the reactions. Although some advantages in increase of production due to the Humifert, the solubility and agronomic results indicate that more research is necessary to adequate the reaction to obtain better quality P sources. The software to predict PR effectiveness is called "Phosphate Rock Decision Support System (PRDSS)" and was developed in collaboration between "IFDC" and "IAEA". The final objective is to predict the RAE of a specific PR, as related to WSP sources, taking into consideration soil, PR characteristics, soil management and clima at locality. Our experiment was conducted in Rondonopolis, in an Oxisol with pH 5.2 in water, very low content of P and medium P adsorption capacity. The P sources utilized were the single superphosphate, the Araxa PR and Gafsa, all applied broadcasted to the soil into the 15 cm soil layer, in rates 60, 120 and 240 kg ha-1 of total P2O5. A control was added for each P source. The results for RAE for soybean at field condition were 100%, 51% and 97% for the SSP, Araxa PR and Gafsa, respectively. The RAE predicted by the PRDSS were of 33% and 100% for Araxa PR and Gafsa, respectively, which can be considered good estimates of the real RAE at Brazilian conditions, initially attesting the feasibility of this software for future use.

O fósforo (P) é um dos elementos requeridos pela planta para desempenhar as atividades fisiológicas, embora as características de intemperismo nos solos tropicais tornam este nutriente um dos mais limitantes às plantas, reduzindo a produção agrícola. Em consequência, há uma tendência de melhorar a disponibilidade do P aplicado mediante o uso de fertilizantes com complexação húmico - metal - fosfato, reduzindo a fixação do P no solo e aumentando sua disponibilidade para as plantas. Este trabalho teve como objetivo quantificar as frações inorgânicas e orgânicas de P avaliando sua labilidade e eficiência agronômica (EA) em função da aplicação de duas fontes de adubação fosfatada, comparando um fertilizante solúvel e um fertilizante complexado com substâncias húmicas. O experimento foi realizado na Fazenda Araguari, localizada na cidade de Tibagi-PR, em um Latossolo Vermelho-Amarelo eutrófico. O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 5, com quatro repetições, com duas fontes fosfatadas (superfosfato simples e superfosfato simples complexado) e cinco doses acumuladas (0, 110, 220, 330 e 440 kg ha-1 P2O5). As aplicações dos tratamentos foram feitas com base nos requerimentos de cada uma das culturas que fizeram parte da sucessão. A sequência de culturas usada foi milho (2010/2011), trigo (2011), soja (2011/2012), aveia branca (2012) e soja (2012/2013), avaliando a colheita de grãos em cada safra para a determinação do rendimento e a EA. O solo foi amostrado em três camadas: 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20 m, após a colheita da soja da última safra (2012/2013). As amostras foram secas, moídas e peneiradas (2 mm) para assim obter TFSA, submetendo-as ao fracionamento de P pelo método de Hedley. As doses acumuladas de P2O5 aumentaram os teores de Pi da fração lábil e não lábil, principalmente na camada 0,00-0,05 m. Enquanto a fração moderadamente lábil foi afetada pela interação fonte e dose, onde o uso de fertilizante fosfatado aumenta o teor de P neste compartimento conforme a dose é aumentada. O P residual também foi afetado pela presença de substâncias húmicas na composição do SSPC, observando uma redução na participação do P residual no P total do solo com o aumento das doses aplicadas. O rendimento acumulado das cinco safras foi afetado pelo aumento de P aplicado ao solo com uma tendência quadrâtica, embora os maiores índices de eficiência agronômica foram com 220 kg ha-1 P2O5, destacando-se o SSPC como o fertilizante que teve os maiores aumentos por unidade de P aplicado ao solo. / Phosphorus (P) is one of the elements required by the plant to perform the physiological activities, although the characteristics of weathering in tropical soils lead as the most limiting nutrient in agricultural production. As a consequence, there is a tendency to improve the availability of P through the use of P-fertilizers complexed with humic - metal - phosphate, reducing P fixation in the soil and increasing its availability to plants. This study aimed to quantify the inorganic and organic phosphorus fractions evaluating its lability and agronomic efficiency (AE) due to the application of two P-sources, comparing a soluble fertilizer and a fertilizer complexed with humic substances. The experiment was conducted in Araguari Field, located in the city of Tibagi-PR, in an Oxisol. The design was a randomized block factorial 2 x 5 with four replications, with two P-sources, single superphosphate and single superphosphate complexed, and five cumulative doses (0, 110, 220, 330 and 440 kg ha-1 P2O5). The treatment applications were based on the crop requirements that were part of the succession. The sequence used was corn (2010/2011), wheat (2011), soybean (2011/2012), white oat (2012) and soybean (2012/2013), evaluating the grain harvest for yield determination and EA. The soil was sampled in three layers: 0.00- 0.05; 0.05-0.10; 0.10-0.20 m, after soybean harvest (2012/2013). The samples were dried, ground and sieved (2 mm) subjecting them to Hedley`s P-fractionation. Cumulative doses of P2O5 increased the Pi concentrations of non-labile and labile fractions, mainly in the 0.00-0.05 and 0.05-0.10 m layers. The moderately labile fraction was affected by the interaction between source and dose, where the use of phosphate fertilizer increases P content as the dose is accumulated. Residual P was also affected by the presence of humic substances in the composition of CSP, showing a reduction in the share of residual P in total soil P. The cumulative yield of the succession was affected by the increase of P applied to the soil, showing a quadratic tendency, although higher agronomic efficiency was greater under 220 kg ha-1 P2O5, showing CSP as the fertilizer with the greatest grain yield increases per unit of P applied to the soil.

As plantas de cobertura podem desenvolver diferentes mecanismos para absorver e solubilizar o fósforo proveniente do solo, especialmente em ambientes com baixa disponibilidade, melhorando também o aproveitamento do P aplicado via fertilizante. Assim, o objetivo deste trabalho foi de avaliar as alterações na disponibilidade e nas frações que o P se encontra no solo, e nos atributos químicos do solo, sob cultivos de plantas de cobertura no inverno, associadas ao efeito residual da adubação fosfatada solúvel e de baixa solubilidade aplicada no cultivo de verão. O experimento foi conduzido com seis plantas de cobertura (ervilhaca - Vicia sativa, tremoço branco - Lupinus albus, nabo forrageiro - Raphanus sativus, azevém - Lolium multiflorum, aveia preta - Avena strigosa, trevo branco - Trifolium repens) mais o pousio e duas fontes de fertilizantes fosfatados (Fosfato Natural - FN e Superfosfato Simples - SPS) mais o controle (sem P), com o cultivo de milho no verão, durante três anos. O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados com parcelas subdivididas, em esquema fatorial 7 x 3, com três repetições. As fontes de fertilizantes fosfatados constituíram as parcelas e as espécies de plantas de cobertura, as subparcelas. Após o cultivo das plantas de cobertura, no primeiro e terceiro ano, foram coletadas amostras de solo nas camadas de 0-5, 5-10 e 10-20 cm, para análise das frações de P no solo, através da técnica de fracionamento, e dos atributos químicos do solo (pH, acidez potencial, cálcio, magnésio e potássio). Os resultados do fracionamento de P mostraram que, tanto as frações lábeis quanto as frações de menor labilidade não foram ou foram pouco influenciadas pelas plantas de cobertura, durante os três anos de cultivo. A aplicação de fertilizantes fosfatados promoveu acúmulo de P no solo, principalmente, nas frações de baixa labilidade. Observou-se também que, ao longo do tempo, independente do tratamento, ocorreu aumento dos teores de P no solo nas formas lábeis e não-lábeis, e diminuição das formas moderadamente lábeis, em todas as camadas. De modo geral, não foi observado efeito significativo das plantas de cobertura sobre os atributos químicos do solo no presente estudo. / The cover crops can develop different mechanisms to uptake and solubilize soil phosphorus, especially in environments with low availability, also improving the use of P from fertilizers. Thus, the aim of this study was to evaluate changes in P availability and P fractions in soil, and soil chemical attributes, under cultivation of winter cover crop, associated with the residual effect of high and low solubility phosphate fertilization applied in the summer crop. The experiment was composed of six cover crops (vetch - Vicia sativa, white lupin - Lupinus albus, radish - Raphanus sativus, ryegrass - Lolium multiflorum, black oat - Avena strigosa, white clover - Trifolium repens) plus a fallow, and two sources of phosphate fertilizers (Rock Phosphate-FN and Simple Superphosphate-SPS) plus a control without P, with the cultivation of maize in summer for three consecutive years. The experimental design used was a split plot distributed in randomized blocks, in a factorial scheme of 7 x 3 with three replications. Phosphate fertilizer sources constituted the plot and cover crop species was the subplot. After the cultivation of cover crops in the first and third year, soil samples were collected in layers of 0-5, 5-10 and 10-20 cm, for analysis of P fractions in the soil, through the technique of fractionation, and chemical attributes of the soil (pH, potential acidity, calcium, magnesium and potassium). The results of the P fractionation showed that both labile and lower lability fractions were not or little influenced by cover crops during the three years of cultivation. The application of phosphate fertilizers promoted accumulation of P in the soil, especially in less labile fractions. Also it was observed that, over time, regardless of treatment, the levels of P in soil in the labile and non-labile fractions increased, and moderately labile fractions decreased, in all the depth layers. Generally, it was not observed significant effect of cover crops on the chemical soil attributes on this study.

No sistema de colheita de cana-de-açúcar sem queima da palha (SQ) são depositadas, em média, 14 t ha-1 ano-1 de restos da cultura sobre as áreas de cultivo. Isso promove elevação do teor de matéria orgânica (MO) e melhoria nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Contudo, os efeitos desse sistema na disponibilidade do fósforo ainda são pouco estudados. Amostras de um Latossolo foram colhidas num experimento de campo conduzido sob os sistemas SQ e com queima da cana (CQ). Foram coletadas amostras nas profundidades de 0-0,05 m, 0,05- 0,1 m, 0,1-0,2 m, 0,2-0,3 m e 0,3-0,4 m, na linha de plantio, a 25 cm da linha e na entrelinha (0,75 m da linha de plantio). Avaliaram-se: (i) variações nos atributos químicos do solo nos sistemas sob cana SQ e CQ; (ii) variações nos teores de P total, P orgânico total e as frações de P inorgânico (Pi) ligadas a ferro (Pi - Fe), a alumínio (Pi - Al), a cálcio (Pi - Ca), Pi ocluso e P - residual; e (iii) alterações nos teores das frações de Po lábil, Po biomassa, Po moderadamente lábil, Po fúlvico, Po húmico e Po não lábil. Partiu-se da hipótese de que a preservação da palha melhora os atributos químicos do solo e promove aumento da quantidade de P ligada às frações de P inorgânico (Pi) e de P orgânico (Po) mais lábeis, com maior intensidade nas posições e profundidades mais influenciadas pelo sistema radicular da planta. Houve elevação da capacidade de troca de cátions das amostras de solo coletadas no sistema SQ em todas as posições e profundidades testadas. Valores de carbono orgânico total, Ca2+, Mg2+ e V% no SQ superaram os do CQ nas camadas de 0-0,05 e 0,05-0,1 m nas posições linha, 0,25 m e entrelinha, como resposta aos efeitos positivos do acúmulo de MO proveniente da palha da cana. O teor de Pdisponível foi pouco afetado pela manutenção da palhada sobre o solo, sendo que valores mais altos foram encontrados somente na camada de 0-0,05 m nas amostras de solo coletadas no sistema CQ. Em geral, não houve diferenças nas formas de Pi entre as amostras de solo dos sistemas SQ e CQ e entre as posições e profundidades. No compartimento Po total, os resultados do sistema SQ apresentaram depleção em relação ao CQ na camada com maior densidade de raízes (0-0,05 m) e acumulação nas camadas de aplicação da adubação de plantio (0,2-0,3 e 0,3- 0,4 m). Os teores das frações de Po lábil, biomassa, moderadamente lábil, fúlvico e húmico no solo sob sistema SQ foram superiores aos do CQ, nas amostras coletadas na profundidade de 0,1- 0,2 m. / In the management system of harvesting sugarcane without straw burning (SQ), 14 t ha-1 yr-1 of crop residues, on average, are deposited on the soil. So, organic matter (MO) contents increase, and physical, chemical and biological soil attributes are improved. However, the effects of phosphorus (P) availability in this system are still poorly studied. Samples of an Oxisol were collected from a field experiment conducted under SQ and under burned sugarcane (CQ) systems. Samples were collected at layers of 0-0.05 m, 0.05-0.1 m, 0.1-0.2 m, 0.2-0.3 m, and 0.3- 0.4 m in row, at 0.25 m from row and in interrow (0.75 m from the rows). We evaluated: (i) variations in soil chemical attributes in samples from both harvesting systems; (ii) changes in the contents of total P, total organic P, and inorganic P fractions (Pi) linked to iron (Pi-Fe), aluminum (Pi-Al), calcium (Pi-Ca), occluded Pi and P residual; (iii) changes in Po fractions, labile, biomass, moderately labile, fulvic, humic and non-labile. The main hypothesis is that the preservation of straw improves the chemical soil attributes and increases the amount of P bound to the most labile inorganic and organic P fractions, with greater intensity in the positions and depths most affected by sugarcane roots. Values of soil cationic exchange capacity were higher in soil samples collected in the SQ system in all positions and depths tested. The values of total organic carbon, Ca2+, Mg2+ and V% were higher in the SQ than in CQ, on the layers of 0-0.05 m and 0.05-0.1 m and on the positions of row and 0.25 m, in response to the positive effects of OM from the straw. Contents of available phosphorus were slightly affected by the maintenance of straw on the soil. Higher P values were found in samples collected in the upper layer (0-0.05 m) under CQ than under SQ harvesting system. In general, there were no differences between the values of total P and Pi fractions in soil samples from both systems. In the Po total compartment, the samples from SQ system showed depletion in relation to the CQ on the layer with the highest density of roots (0-0.05 m) and accumulation on the layers of application of fertilizer (0.2-0.3 and 0.3-0.4 m). The values of labile Po fractions (biomass, moderately labile, fulvic and humic acids) were higher in soil samples under SQ than under CQ systems in the samples collected at 0.1-0.2 m-layer.

O fósforo é um elemento-chave para a manutenção da vida, desde os processos de transferência energética (ATP) até a estruturação das cadeias de ácidos nucléicos. Frequentemente é o que mais limita o desenvolvimento vegetativo em função da alta reatividade do PO43- na solução do solo. Mais de 80% do P adicionado ao solo pode ser imobilizado na forma de compostos de baixa labilidade, adsorvendo-se as superfícies das argilas e dos oxi-hidróxidos de Fe3+ e Al3+, processo irreversível em condições naturais. A solubilização do P não lábil às plantas é possível mediante a liberação de ácidos orgânicos sintetizados por micro-organismos nativos do solo, os quais também contribuem efetivamente com a mineralização do P orgânico através da produção de enzimas (fosfatases), entretanto, esses mecanismos ainda são pouco conhecidos. O principal objetivo desse estudo foi correlacionar as possíveis mudanças nas frações orgânicas (Po) e inorgânicas (Pi) de fósforo no solo rizosférico de plantas de cana-de-açúcar com a estrutura e a diversidade do seu microbioma. Para tanto, as plantas foram cultivadas durante 180 dias em diferentes microcosmos com fosfato monoamônico (MAP), superfosfato triplo (SFT) e fosfato natural reativo (NAT), tanto na ausência quanto na presença da torta de filtro. As diferentes frações de fósforo no solo rizosférico foram correlacionadas com os dados moleculares baseados no sequenciamento parcial dos amplicons do gene 16S rRNA obtidos do DNA total extraído desses solos. Aos 60 dias, houve uma maior diversidade geral de bactérias, sendo um período com altos teores de P-lábil na rizosfera, beneficiando principalmente as bactérias de hábitos copiotróficas (r-estrategistas): divisão Halophaga/Acidobacterium, Chloracidobacteria e Bacilli. A diminuição da diversidade aos 120 dias ocorreu como resposta da redução dos teores de P-lábil na rizosfera, beneficiando mais as bactérias oligotróficos (k-estrategistas): Actinobacteria e Proteobacterias. A associação da torta de filtro com o MAP revelou fortes indícios do aumento do processo de mineralização na superfície do solo, uma vez que houve rápida liberação de P lábil para a rizosfera. Isso teria aumentado a atividade de micro-organismos envolvidos na mineralização da torta de filtro, havendo forte correlação com o aumento da população de β-Proteobacteria aos 120 dias. Neste período, as Proteobacterias foram mais abundantes nos solos com NAT+torta. Isso explicaria o incremento de P moderadamente lábil desse tratamento aos 180 dias, pois esse filo possui várias espécies capazes de solubilizar o P ligado ao Ca, presente nos fosfatos de rocha. No geral, a torta de filtro alterou a solubilização e disponibilidade do P nas fontes minerais de modo diferente, contribuindo com os incrementos tanto das frações de Po como as de Pi. Esses resultados demonstraram que as bactérias participam ativamente dos processos de disponibilização do P de fontes minerais no solo. Nessas condições, a torta de filtro pode modular essas transferências, em benefício às plantas, por estimular a atividade de micro-organismos solubilizadores de P e mineralizadores da matéria orgânica do solo. / Phosphorus is a key element for the maintenance of life from the energy transfer processes (ATP) to the structuring of chains of nucleic acids. Often, it is more limited vegetative growth due to the high reactivity of PO43- in the soil solution. Up to 80% of P added to the soil can be immobilized as low-labile compounds adsorbing to the clay surfaces and oxy-hydroxides of Fe3+ and Al3+, irreversible process under natural conditions. Solubilization of non-labile P by plants may be carried out for organic acids synthesized by native soil microorganisms, which also effectively contribute for mineralization of organic P through the production of enzymes (phosphatases) although these mechanisms are still poorly understood. The main objective of this study was to correlate the changes in the organic (Po) and inorganic (Pi) fractions of P in the rhizosphere of sugarcane plants with the structure and diversity in their microbiome. Therefore, the plants were grown for 180 days in different microcosms with monoammonium phosphate (MAP), triple superphosphate (TSP) and rock phosphate (NAT), both in absence and in presence of the filter cake. The different P fractions in the rhizosphere soil were correlated with the molecular data based on the partial sequencing of 16S rRNA gene amplicons obtained from total DNA extracted from soils. At 60 days, there was a greater overall diversity of bacteria, it is a period with high labile-P in the rhizosphere, especially benefiting the copiotrophic bacteria (r-strategists): Halophaga/Acidobacterium division, Chloracidobacteria and Bacilli. The decrease in diversity at 120 days occurred in response to the reduction of labile-P content in the rhizosphere, more benefiting oligotrophic bacteria (k-strategists): Actinobacteria and Proteobacteria. The association filter cake with MAP showed strong evidence of increased mineralization process on the soil surface, since there was rapid release of labile P to the rhizosphere. It would have increased the activity of microorganisms involved in the mineralization of the filter cake with a strong correlation with increase in β-Proteobacteria population at 120 days. Then, Proteobacteria were more abundant in soils with NAT+filtercake at 120 days. That would explain the increases in moderately labile P content this treatment at 180 days, because this phylum has several species capable of solubilizing the P linked to Ca present in rock phosphates. In general, filter cake changed solubilization and availability of P in mineral sources of different ways, contributing to the increments of Po and Pi fractions. These results showed that bacteria participate in the processes that afford phosphorus in the soil. Under these conditions, the filter cake can modulate these transfers in beneficial to plants by stimulating the activity of P solubilizing microorganisms and mineralizing the soil organic matter.