O fósforo é o nutriente que frequentemente limita a produção das culturas no Brasil. Os fertilizantes fosfatados apresentam em sua composição metais pesados, entre eles o Cd, que é potencialmente tóxico ao homem, animais e plantas. Os objetivos deste trabalho foram determinar o teor de Cd em fertilizantes fosfatados, verificar a biodisponibilidade do Cd contido nestes fertilizantes e avaliar a adsorção do Cd em solos. O teor do metal nos fertilizantes foi determinado por dois métodos, nitroperclórico e USEPA 3050B. Seis amostras dos fertilizantes foram selecionadas para o estudo de biodisponibilidade em experimento conduzido em casa de vegetação, utilizando Avena stringosa como indicadora do Cd biodisponível. O estudo da adsorção de Cd foi realizado com cinco amostras de solos coletados no Estado do Rio Grande do Sul. Os teores de Cd encontrados nos fertilizantes variaram de 0,47 a 42,60 mg de Cd kg-1 sendo que em sete amostras encontraram-se teores maiores do que 12 mg de Cd kg-1. O nitroperclórico extraiu mais Cd dos fertilizantes que o USEPA 3050B. No estudo de biodisponibilidade a adição ao solo de fertilizantes fosfatados com maiores teores de Cd resultou em maiores teores do metal no tecido da aveia preta. Os solos apresentaram capacidade diferenciada em adsorver Cd sendo que o Latossolo Vermelho aluminoférrico apresentou maior capacidade de adsorver o metal. / Phosphorus is the nutrient that frequently limits the crop yields in Brazil. Phosphated fertilizers present in its composition heavy metals, among them Cd which is potentially toxic to animals and plants. The objectives of this work were to determine the content of Cd in phosphated fertilizers, verify the bioavailability of Cd in these fertilizers and evaluate the adsorption of Cd in soils. The amount of Cd in the fertilizers was determined by two methods: nitropercloric and USEPA 3050B. Six samples of phosphated fertilizers were selected for a greenhouse experiment, using Avena Stringosa to indicate the bioavailability of Cd. The study of adsorption of Cd was carried out with soil samples collected in the Rio Grande do Sul State. The amount of Cd in the fertilizers varied from 0,47 to 42,60 mg of Cd kg-1 and it was found more than 12 mg Cd kg-1 in seven samples. The nitropercloric method extracted higher amounts of Cd from the fertilizers than the USEPA3050B. In the bioavailability study the addition of phosphates into the soils with higher contents of Cd resulted in greater amount of this metal in the tissues of black oat. The soils presented different capacity of Cd adsorption and the Red Latossolic aluminoférric had the greater capacity of Cd adsorption.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:36:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8991_Eduardo Stauffer.pdf: 1220802 bytes, checksum: 6380014ed7c688c3ebaed4cf7cf6c2c8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Objetivou-se nesse trabalho avaliar o efeito de fertilizantes fosfatados polimerizado e organofosfatados aplicados ao solo, em diferentes potenciais matriciais e sua relação com a adsorção e o fluxo difusivo de fósforo (P). Para tal, foram montados dois experimentos. O primeiro experimento seguiu esquema de parcelas subdivididas no tempo, sendo a parcela principal composta por quatro fertilizantes fosfatados (fosfato monoamônico convencional - MAP; fosfato monoamônico revestido com polímero - POL; fosfato monoamônico peletizado com torta de filtro - TF; e fosfato monoamônico granulado com composto suíno - CS) e dois potenciais matriciais (- 10 e - 50 kPa); e a subparcela composta por seis tempos de contato (2, 4, 6, 8, 10 e 14 dias após a adição dos fertilizantes), com quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância, sendo que os efeitos dentro dos fatores qualitativos foram desdobrados em contrastes ortogonais e para o fator quantitativo foram ajustados modelos de regressão. Os fertilizantes organofosfatados proporcionaram liberação mais lenta de P para a solução do solo, em que o CS promoveu a liberação mais lenta de P. O CS apresentou as menores reduções nos teores de P disponível ao longo dos tempos de contato, seguidos do TF, POL e MAP. Os potenciais matriciais permitiram a diferenciação dos fertilizantes fosfatados estudados na disponibilidade de P, onde o MAP foi mais influenciado pelos potenciais. O segundo experimento seguiu esquema fatorial 4x2x4 em que os fatores em estudo foram: quatro fertilizantes fosfatados (MAP, POL, TF e CS), dois potenciais matriciais (- 10 e - 50 kPa) e quatro distâncias de inserção da resina de troca aniônica (0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 cm distantes dos grânulos dos fertilizantes fosfatados), com quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e desdobrados em contrastes ortogonais. O MAP apresentou os maiores valores de fluxo difusivo de P, seguidos do POL, TF e CS. As tecnologias controlaram melhor a liberação de P para ambos os potenciais, onde o MAP foi mais influenciado pelos potenciais. Em condições de maior umidade (potencial matricial de - 10 kPa) houve maior fluxo difusivo de P em relação ao potencial matricial de - 50 kPa.

O fósforo é o nutriente que frequentemente limita a produção das culturas no Brasil. Os fertilizantes fosfatados apresentam em sua composição metais pesados, entre eles o Cd, que é potencialmente tóxico ao homem, animais e plantas. Os objetivos deste trabalho foram determinar o teor de Cd em fertilizantes fosfatados, verificar a biodisponibilidade do Cd contido nestes fertilizantes e avaliar a adsorção do Cd em solos. O teor do metal nos fertilizantes foi determinado por dois métodos, nitroperclórico e USEPA 3050B. Seis amostras dos fertilizantes foram selecionadas para o estudo de biodisponibilidade em experimento conduzido em casa de vegetação, utilizando Avena stringosa como indicadora do Cd biodisponível. O estudo da adsorção de Cd foi realizado com cinco amostras de solos coletados no Estado do Rio Grande do Sul. Os teores de Cd encontrados nos fertilizantes variaram de 0,47 a 42,60 mg de Cd kg-1 sendo que em sete amostras encontraram-se teores maiores do que 12 mg de Cd kg-1. O nitroperclórico extraiu mais Cd dos fertilizantes que o USEPA 3050B. No estudo de biodisponibilidade a adição ao solo de fertilizantes fosfatados com maiores teores de Cd resultou em maiores teores do metal no tecido da aveia preta. Os solos apresentaram capacidade diferenciada em adsorver Cd sendo que o Latossolo Vermelho aluminoférrico apresentou maior capacidade de adsorver o metal. / Phosphorus is the nutrient that frequently limits the crop yields in Brazil. Phosphated fertilizers present in its composition heavy metals, among them Cd which is potentially toxic to animals and plants. The objectives of this work were to determine the content of Cd in phosphated fertilizers, verify the bioavailability of Cd in these fertilizers and evaluate the adsorption of Cd in soils. The amount of Cd in the fertilizers was determined by two methods: nitropercloric and USEPA 3050B. Six samples of phosphated fertilizers were selected for a greenhouse experiment, using Avena Stringosa to indicate the bioavailability of Cd. The study of adsorption of Cd was carried out with soil samples collected in the Rio Grande do Sul State. The amount of Cd in the fertilizers varied from 0,47 to 42,60 mg of Cd kg-1 and it was found more than 12 mg Cd kg-1 in seven samples. The nitropercloric method extracted higher amounts of Cd from the fertilizers than the USEPA3050B. In the bioavailability study the addition of phosphates into the soils with higher contents of Cd resulted in greater amount of this metal in the tissues of black oat. The soils presented different capacity of Cd adsorption and the Red Latossolic aluminoférric had the greater capacity of Cd adsorption.

O fósforo é o nutriente que frequentemente limita a produção das culturas no Brasil. Os fertilizantes fosfatados apresentam em sua composição metais pesados, entre eles o Cd, que é potencialmente tóxico ao homem, animais e plantas. Os objetivos deste trabalho foram determinar o teor de Cd em fertilizantes fosfatados, verificar a biodisponibilidade do Cd contido nestes fertilizantes e avaliar a adsorção do Cd em solos. O teor do metal nos fertilizantes foi determinado por dois métodos, nitroperclórico e USEPA 3050B. Seis amostras dos fertilizantes foram selecionadas para o estudo de biodisponibilidade em experimento conduzido em casa de vegetação, utilizando Avena stringosa como indicadora do Cd biodisponível. O estudo da adsorção de Cd foi realizado com cinco amostras de solos coletados no Estado do Rio Grande do Sul. Os teores de Cd encontrados nos fertilizantes variaram de 0,47 a 42,60 mg de Cd kg-1 sendo que em sete amostras encontraram-se teores maiores do que 12 mg de Cd kg-1. O nitroperclórico extraiu mais Cd dos fertilizantes que o USEPA 3050B. No estudo de biodisponibilidade a adição ao solo de fertilizantes fosfatados com maiores teores de Cd resultou em maiores teores do metal no tecido da aveia preta. Os solos apresentaram capacidade diferenciada em adsorver Cd sendo que o Latossolo Vermelho aluminoférrico apresentou maior capacidade de adsorver o metal. / Phosphorus is the nutrient that frequently limits the crop yields in Brazil. Phosphated fertilizers present in its composition heavy metals, among them Cd which is potentially toxic to animals and plants. The objectives of this work were to determine the content of Cd in phosphated fertilizers, verify the bioavailability of Cd in these fertilizers and evaluate the adsorption of Cd in soils. The amount of Cd in the fertilizers was determined by two methods: nitropercloric and USEPA 3050B. Six samples of phosphated fertilizers were selected for a greenhouse experiment, using Avena Stringosa to indicate the bioavailability of Cd. The study of adsorption of Cd was carried out with soil samples collected in the Rio Grande do Sul State. The amount of Cd in the fertilizers varied from 0,47 to 42,60 mg of Cd kg-1 and it was found more than 12 mg Cd kg-1 in seven samples. The nitropercloric method extracted higher amounts of Cd from the fertilizers than the USEPA3050B. In the bioavailability study the addition of phosphates into the soils with higher contents of Cd resulted in greater amount of this metal in the tissues of black oat. The soils presented different capacity of Cd adsorption and the Red Latossolic aluminoférric had the greater capacity of Cd adsorption.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2018-07-03T12:33:34Z No. of bitstreams: 1 Fernando Bruno Vieira da Silva.pdf: 2951669 bytes, checksum: 66617183e704a4a70786da7c556e26e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-03T12:33:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernando Bruno Vieira da Silva.pdf: 2951669 bytes, checksum: 66617183e704a4a70786da7c556e26e5 (MD5) Previous issue date: 2018-01-08 / Phosphate fertilizers and corrective are significant sources of soil contamination by heavy metals and rare earth elements, and long-term cultivated soils can accumulate heavy metals above the maximum permissible limits. In this sense, the objectives of the study were (i) to evaluate the potential contamination of Brazilian soils by heavy metals and rare earth via phosphate fertilizers and corrective; (ii) to evaluate the accumulation of heavy metals in soils intensively cultivated with sugarcane, as well as to identify the possible sources of contamination. Initially, were performed total digests of 53 representative samples of P-containing fertilizers and commercialized in Brazil. Concentrations of As, Cd, Cr, Hg and Pb were investigated in fertilizers, which are elements regulated by national legislation. Also the additions of these metals to Brazilian soils were estimated based on the annual consumption and the average concentrations verified in each product. Subsequently, 60 samples of surface soils from areas cultivated with sugarcane were collected, these areas had a long history of use. In the soils, the environmentally available metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) were evaluated, as well as the physico-chemical characterization. The contents of metals in the soils were compared with the guiding values of quality; correlated with soil properties and; subjected to multivariate statistical analyzes to trace the origin of the metals. Finally, the total and soluble concentrations of Ce, La, Nd, Pr, Sm, Sc, Eu, Y, Dy, Gd, Yb, Er, Tb, Ho and Lu were investigated in 60 supplies samples (phosphate fertilizer, and limestone) used in Brazilian agriculture. In addition, the contributions of these elements to Brazilian soils were estimated through the use of phosphate fertilizers and soil correctives. The results of the study showed that Cd in phosphate rocks are the most worrisome, and that in the medium term the heavy metals present in fertilizers containing P do not represent environmental risk. However, the intensive application of phosphate fertilizers in soils cultivated with sugarcane promoted the accumulation of Cd above the guiding values of quality, and in some cases the soils represented a potential risk to human health. With regard to rare earths, it was observed that the solubility of these elements in phosphate fertilizers is dependent on the raw material used in industry (igneous or sedimentary). The annual additions of these elements to Brazilian soils are > 4000 t year-1 and that Ce, La, Nd and Y are the most worrisome. Limestone proved to be a significant source of Gd for agricultural soils. Therefore, soils that continuously receive high doses of these inputs are probably enriched with ETRs. / Fertilizantes fosfatados e corretivos são fontes significativas de contaminação do solo por metais pesados e elementos terras raras, e, solos cultivados por um longo tempo podem acumular metais pesados acima dos limites máximos permissíveis. Nesse sentido, o estudo teve por objetivos (i) avaliar o potencial de contaminação dos solos brasileiros por metais pesados e terras raras via fertilizantes fosfatados e corretivos; (ii) avaliar o acúmulo de metais pesados em solos intensivamente cultivados com cana-de-açúcar, como também identificar as possíveis fontes de contaminação. Inicialmente, foram realizadas digestões totais de 53 amostras representativas de fertilizantes contendo P e comercializadas no Brasil. As concentrações de As, Cd, Cr, Hg e Pb foram investigadas nos fertilizantes, que são os elementos regulamentados pela legislação nacional. Adicionalmente, as adições destes metais aos solos brasileiros foram estimadas baseadas no consumo anual e nas concentrações médias verificadas em cada produto. Posteriormente, 60 amostras de solos superficiais de áreas cultivadas com cana-de-açúcar foram coletadas, estas áreas tinham um longo histórico de uso. Nos solos, os teores ambientalmente disponíveis dos metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn) foram avaliados, assim como as caracterizações físico-químicas. Os teores dos metais nos solos foram comparados com os valores orientadores de qualidade; correlacionados com as propriedades dos solos e; submetidos às análises estatísticas multivariadas para traçar a origem dos metais. Por fim, as concentrações totais e solúveis de Ce, La, Nd, Pr, Sm, Sc, Eu, Y, Dy, Gd, Yb, Er, Tb, Ho e Lu foram investigadas em 60 amostras de insumos (fertilizante fosfatado, gesso e calcário) utilizados na agricultura brasileira. Além disso, os aportes destes elementos aos solos brasileiros foram estimados através do uso de fertilizantes fosfatados e corretivos do solo. Os resultados do estudo demonstraram que Cd em rochas fosfatadas são os mais preocupantes, e, que em médio prazo os metais pesados presentes nos fertilizantes contendo P não representam risco ambiental. Contudo, a aplicação intensiva de fertilizantes fosfatados nos solos cultivados com cana-de-açúcar promoveu o acúmulo de Cd acima dos valores orientadores de qualidade, e em alguns casos os solos representaram potencial risco à saúde humana. Com relação aos terras raras, observou-se que a solubilidade destes elementos nos fertilizantes fosfatados é dependente da matéria prima utilizada na indústria (ígnea ou sedimentar). As adições anuais destes elementos aos solos brasileiros são > 4000 t ano-1 e que Ce, La, Nd e Y são os mais preocupantes. O calcário se mostrou uma fonte significativa de Gd para os solos agrícolas. Desta forma, os solos que recebem continuamente elevadas doses destes insumos, provavelmente, estão enriquecidos com ETRs.

Os solos brasileiros, assim como aqueles localizados em regiões tropicais, possuem elevada capacidade de sorver fósforo (P) devido ao alto grau de intemperismo e consequente composição mineralógica da fração argila. Os fertilizantes solúveis possuem baixa eficiência em função da rápida adsorção aos minerais presentes nestes solos, como também precipitação com cátions em solução. Um componente do solo que pode diminuir a sorção de P é a matéria orgânica que atua na formação de complexos organominerais, inativando os sítios de adsorção dos minerais. Assim, a adição de biocarvão, um composto orgânico recalcitrante, mas que possui grupos reativos de superfície, pode contribuir na redução da sorção de P no solo. O objetivo do trabalho foi estudar o efeito de diferentes temperaturas de pirólise nas características químicas e adsortivas do biocarvão e disponibilidade e aproveitamento de fósforo do fertilizante aplicado no solo. Os biocarvões foram produzidos por pirólise do bagaço de cana-de-açúcar a 250, 450, 650 ºC e um carvão comercial de eucalipto foi utilizado como controle. Os biocarvões foram caracterizados quimicamente e agitados com soluções contendo diferentes doses de P para verificar o comportamento da adsorção de P (isoterma de adsorção). Após filtragem, os biocarvões retidos no filtro foram submetidos à espectroscopia no infravermelho médio. Foram realizados: (i) Um experimento de incubação, fatorial 4 x 2 x 2 + controle, utilizando um solo contendo 70 g kg-1 de argila, com os tratamentos: 4 tipos de biocarvão aplicados na dose de 10 g kg-1; dois níveis de pH (4,8 e 5,8) e dois níveis de adubação fosfatada (0 e 50 mg kg-1). As análises realizadas no solo foram pH em solução de CaCl2 e SMP, P disponível e P remanescente. (ii) Um experimento em casa-de-vegetação, fatorial 4 x 3 x 4, com cultivo de plantas de feijão avaliando os 4 tipos de biocarvão produzidos, 3 doses de cada biocarvão (0, 450 e 900 mg kg-1) aplicados na linha de semeadura e 4 doses de P (0, 25, 50 e 100 mg kg-1) aplicadas contato com o biocarvão na linha. Não houve adsorção de P pelos biocarvões avaliados. Os espectros de infravermelho e análise química mostram que o aumento da temperatura causa diminuição da acidez total, porém aumenta aromaticidade e superfície específica dos materiais. No experimento de incubação os solos que receberam biocarvões produzidos com bagaço de cana apresentaram maior P disponível e remanescente, por mecanismos diferentes. Enquanto o biocarvão produzido à 250 ºC promove a redução da adsorção por interações promovidas por grupos ácidos, os biocarvões com estruturas aromáticas formam complexos de ligações não covalentes com os minerais. O biocarvão pode ser um material importante na redução da sorção de fósforo e economia de fertilizantes, porém pesquisas adicionais devem ser realizadas a fim de estudar a influência da matéria-prima e forma de produção nas potencialidades de uso do produto obtido. / The Brazilian soils, as those from tropical environment, have high phosphorus (P) sorption capacity as a result of their weathering degree and consequently the mineralogical composition in the clay fraction. Soluble fertilizers have low efficiency since the fast adsorption occurs in mineral surfaces, as well as precipitation with cations in the soil solution. The organic matter acts decreasing P sorption in the soils after form organomineral complexes with minerals, by inactivation of adsorption sites. In this way, biochar that is a recalcitrant organic compost; however, contains surface reactive functional groups, can contribute decreasing soil P sorption. The aim of this work was to study the effect of different pyrolysis temperatures in biochar adsorption characteristics, P availability in the soil and plant P absorption from phosphate fertilizer. Biochars were produced by pyrolysis of sugarcane bagasse at 250, 450, 650 ºC and eucalyptus biochar was used as control treatment. Biochars were chemically characterized, and after mixed with solutions containing different P concentrations to study the P sorption behaviour (adsorption isotherm). After filtering, the biochars retained in the filters were undergoing to medium infrared spectroscopy. Were performed: (i) Incubation experiment, factorial 4 x 2 x 2 + control in a soil containing 70 g kg- 1 of clay, with the following treatments: the 4 biochar types cited above, applied at 10 g kg-1 rate; 2 pH levels (4,8 and 5,8) and 2 levels of phosphate fertilizer (0 and 50 mg kg-1). The soil pH (CaCl2 salt and SMP), available and remaining P were analysed. (ii) Greenhouse experiment was performed in 4 x 3 x 4 factorial scheme, with cultivation of common bean plants to evaluate the produced biochars; 3 biochar rates (0, 450 and 900 mg kg-1) were applied at the sowing line and 4 P rates (0, 25, 50 and 100 mg kg-1) added in the same line. The evaluated biochars do not adsorb P. Infrared spectroscopy and chemical analysis showed that increasing temperature resulted in a decreasing in the total acidity. However, occurred an increase in the aromaticity and specific surface of materials. Incubation experiment revealed that the soils which received biochar produced by sugarcane bagasse have greater available and remaining P, these influenced by different mechanisms. While biochar produced at 250 ºC promote adsorption reduction by interactions between biochar acid functional groups and mineral adsorption sites, biochars produced at high temperatures contain aromatic structures can complex minerals by noncovalent bonding. Biochar can be an important tool to reduce P sorption and increase the economy of fertilizers. However, further researches must be carried out to study the influence of feedstocks and pyrolysis technology in the potentiality of use of each biochar.

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.