Thesis (MScAgric)--University of Stellenbosch, 2004. / ENGLISH ABSTRACT: In the humid Graskop region of Mpumalanga Province, South Africa, there is an anomalous body of highly weathered black, manganiferous oxisols derived from dolomite. With Mn contents as high as 17%, potential large-scale Mn release is an environmental concern under current, acid generating, forestry practices. This study aims at establishing the factors which may affect the stability of the manganiferous oxisols of Graskop and in the process, investigating some of the morphological, mineralogical and chemical properties of these unique soils. Typically, the soils show a reddish, nodule-rich horizon, containing 3-4% Mn, grading through a red and black mottled zone into a black (5YR 2.5/1) apedal subsoil with >7% Mn. The Mn gradient down the profile as well as the abundant nodule content of the upper subsoil horizons implies that Mn mobilization and redistribution are active pedogenic processes. The exceptional Mn content of these soils is complemented with Fe and Al concentrations of up to 10 and 8%, respectively, and anomalously high trace element levels in particular Ni and Zn (as high as 541 and 237 mg kg-1, respectively) which are at the upper limit of cited world natural maxima for soils. The Mn mineral lithiophorite [(Al,Li)MnO2(OH)2], dominates the mineralogy of the soils with accessory amounts of birnessite, gibbsite, goethite, hematite, maghemite, kaolinite, aluminous chlorite and mica - a mineral suite reflecting that of well weathered soils. With the pH of the soil being at or close to the point of zero charge (4.5-5.5) the soils show isoelectric equilibrium. The very low buffer capacity results in metal dissolution commencing with the first increment of titrated acidity. Manganese dissolution is relatively minor considering the large potential for release and is highly overshadowed by Al release. The apparent resilience of the Mn phase to added acidity may relate to the overwhelming poise of the soils which maintains robust, oxic conditions despite the usual instability of Mn oxides at low pH. Manganese release and soil redox properties are substantially affected by drying especially in the organic rich topsoils. Using various redox analyses, evidence is shown for involvement of Mn(III)-organic complexes in the drying reactions. Using this and information gained in a real time, attenuated total reflectance Fourier transform infrared(ATR-FTIR) spectroscopic study, a mechanism is suggested which may account for the observed Mn release and the loss of Cr oxidising capacity commonly observed in dried soils. The information provided by the ATR-FTIR study showed the decrease in surface pH of a clay film, from 5 to below 2, as well as the shift in coordination nature of sorbed oxalate from a more outer-sphere association to a more inner-sphere association concomitant with the removal of free water from the clay surface. This spectroscopic evidence for these chemical changes which accompany surface drying not only provides further insight into the reactions involving Mn oxides in soils but also highlights the suitability of ATR-FTIR for real time, in situ investigation into the chemistry of the drying water interface. From these results it is concluded that Mn release from the manganiferous oxisols, under acid generation of the kind known to occur in pine plantations, is less that anticipated. On the other hand, desiccation of the topsoil results in substantial Mn release with a suggested mechanism which involves a Mn(III) intermediate. / AFRIKAANSE OPSOMMING: ‘n Onreelmatige grondliggaam van hoogs verweerde, swart, mangaanhoudende oxisols wat uit dolomiet ontwikkel het, word in die humiede Graskop streek van die Mpumalanga Provinsie van Suid-Afrika aangetref. Die hoë Mn-inhoud (tot 17%) van hierdie oxisols is van groot omgewings-belang weens die potensiële grootskaalse Mn-vrystelling onder huidige, suur-genererende bosbou praktyke. Hierdie studie beoog om die faktore wat die stabiliteit van die mangaanhoudende oxisols van Graskop affekteer, vas te stel. Tesame hiermee word die morfologiese, mineralogiese en chemiese eienskappe van hierdie unieke gronde ondersoek. Kenmerkend van hierdie gronde is ‘n rooi, nodule-ryke horison met 3-4% Mn aan die oppervlakte. Bogenoemde horison verander met toename in diepte in ‘n rooi en swart gevlekte sone wat weer in ‘n swart (5YR 2.5/1) apedale ondergrond met >7% Mn oorgaan. Die Mn gradiënt in die profiel sowel as die hoë nodule-inhoud van die boonste grondhorison dui daarop dat Mn-mobilisasie en -herverspreiding huidige aktiewe pedogenetiese prosesse in die profiele is. Fe en Al, met konsentrasies van 10% en 8% onderskeidelik, word saam met die onreelmatig hoë Mn inhoud aangetref. Baie hoë vlakke van Ni en Zn (so hoog as 541 en 237 mg.kg-1 onderskeidelik) wat hoër is as aangehaalde wêreld natuurlike maksimum waardes, word ook aangetref. Die mineralogie van die gronde word deur die Mn mineraal litioforiet [(Al,Li)MnO2(OH)2] gedomineer. Bykomstige hoeveelhede van birnessiet, gibbsiet, goethiet, hematiet, maghemiet, kaoliniet, aluminiumryke chloried en mika word ook aangetref. Hierdie minerale samestelling is kenmerkend van hoogs verweerde gronde. Met die pH van die grond in die omgewing van die punt van geen lading (4.5 – 5.5), word ‘n iso-elektriese ekwilibrium by die gronde aangetref. Die baie lae bufferkapasiteit het metaal-oplossing aangehelp wat met die eerste inkrement van titreerbare suurheid ‘n aanvang geneem het. Mangaan-oplossing is baie klein indien die groot potensiaal vir vrystelling asook die groot mate van Al-vrystelling in ag geneem word. Die skynbare teenwerking van die Mn fase tot toegevoegde suurheid, mag toegeskryf word aan diesterk ewewig van die gronde om sterk, oksiese kondisies, ten spyte van die normale onstabiliteit van Mn oksiedes by lae pH, te onderhou. Mangaan vrystelling en grond redoks eienskappe word beduidend deur uitdroging beïnvloed en veral in die organies-ryke bogronde. Deur van verskeie redoks analises gebruik te maak is daar bewyse van die betrokkenheid van Mn(III)-organiese komplekse in die uitdroging-reaksies gevind. Dit. en data ingesamel in ‘n “real time, attenuated total reflectance Fourier transform infrared (ATR-FTIR)” spektroskopiese studie, is gebruik om ‘n meganisme voor te stel wat die waargenome Mn vrystelling en die verlies aan Cr oksidasie kapasiteit (algemeen waargeneem in droë gronde) te kan verklaar. Die data verkry met die ATR-FTIR studie het ‘n afname in oppervlak pH van 5 na 2 van ‘n klei film asook die verskuiwing in koördinasie toestand van die gesorbeerde oksalaat van ‘n meer buite-sfeer assosiasie tot ‘n meer binne-sfeer assosiasie, gepaardgaande met die verwydering van vry water van die klei oppervlaktes, uitgewys. Die spektroskopiese bewyse vir die chemiese veranderinge wat die oppervlak uitdroging vergesel, gee nie net meer insig in die reaksies rakende Mn oksiedes in gronde nie maar onderstreep ook die toepasbaarheid van die ATR-FTIR vir intydse (“real time”), in situ ondersoeke na die chemie van die uitdrogende water kontakvlak. Vanuit hierdie resultate kan afgelei word dat Mn vrystelling vanuit mangaanhoudende oxisols onder suur genererende denne plantasies laer is as wat verwag is. Aan die ander kant sal uitdroging van die bogrond tot aansienlike Mn vrystelling, met ‘n verwagte meganisme wat Mn (III) as intermediêre toestand insluit, lei.

A permeabilidade ao ar (Ka) pode ser utilizada para avaliar alterações que ocorrem na estrutura do solo em virtude de diferentes sistemas de manejo. Este estudo testou a hipótese de que o menor revolvimento do solo sob sistema plantio direto resulta na formação de poros contínuos e melhor condição de aeração no solo. O objetivo do estudo foi avaliar, por meio da Ka, porosidade de aeração (a) e índices de continuidade de poros (K1 e N), a aeração em um Latossolo Vermelho submetido ao preparo do solo convencional (PC) e plantio direto (PD). Amostras de solo indeformadas foram coletadas em cada sistema nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m em área experimental do Instituto Agronômico do Paraná IAPAR, no município de Ponta Grossa, Paraná. A Ka foi medida pelo método da carga decrescente em seis potenciais mátricos, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. A macroporosidade e a Ka foi maior no PC nas duas camadas avaliadas. A continuidade de poros avaliada pela razão entre Ka e a (K1) foi similar entre os sistemas na camada superficial e foi maior para o PC em subsuperfície. O índice de continuidade N, referente ao coeficiente angular da relação log-log entre Ka e a foi diferente quando determinado para cada amostra individualmente (n=6) e quando obtido com todas as observações (n=120). Os dois métodos revelaram poros mais contínuos no PC em superfície. Na camada de 0,10-0,20 m o primeiro (n=6) não indicou diferença de continuidade de poros entre os sistemas, enquanto o segundo (n=120) resultou em uma maior continuidade de poros nesta profundidade no PD. / Air permeability (Ka) can be used for assessing soil structure changes due tillage systems. This study tested the hypothesis that the less soil disturbance under no-tillage result in continuous pores and better soil aeration conditions. The objective of this study was to evaluate a Rhodic Hapludox aeration dynamics, by measuring Ka, air-filled porosity (ea) and pore continuity indices (K1 and N), under conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). Undisturbed soil cores were collected in each systems at depths of 0-0,10 and 0,10-0,20 m in Parana Agronomic Institute research farm - IAPAR, in Ponta Grossa, Paraná. Ka was determined using falling pressure method in six soil water potentials, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. The soil macroporosity and Ka was higher in CT in both depths. The pore continuity assessment by ratio between Ka and ea (K1) was similar between the systems in the top layer and was higher at CT at depth of 0,10-0,20 m. The continuity index N, relative to the slope from the log-log relationship between Ka and ea was different when calculated for each core individually (n=6) or obtained including all data for each tillage (n=120). The two methods revealed a more continuous pores in CT in the top layer. At depth of 0,10-0,20 m the first (n=6) did not indicate pore continuity difference between the systems, while the second resulted in better pore continuity in NT at this depth.

A necessidade de desenvolver técnicas mais rápidas e menos onerosas no estudo dos solos, não apenas no setor agrícola como ambiental, criou espaço para o desenvolvimento de novas tecnologias, entre elas o sensoriamento remoto, no entanto, faz-se necessário entender o impacto do manejo nas assinaturas espectrais dos objetos. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos: (i) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solos em resposta a presença de coberturas vegetais sobre os mesmos; (ii) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solo em resposta a aplicação de fertilizantes e corretivos (iii) Comparar os resultados obtidos em laboratório e comparar com dados orbitais multi e hiperespectrais. Para isso, foram coletadas amostrados as seguintes classes de solo: Latossolos vermelhos de textura muito argilosa, argilosa e média arenosa, e Latossolo vermelho ferrico de textura argilosa. Eles foram secos em estufa (65 oC) por 48 horas, moídos e peneirados em malha 2 mm. As coberturas utilizadas no experimento foram: folhas verdes de cana-deaçúcar, palha, cinza, folhas verdes e palha, palha e cinza, calcários (dolomítico e calcítico), gesso, yoorim e torta de filtro. Para cada combinação de solo e cobertura foram elaborados 10 tratamentos com diferentes dosagens, e aplicados sobre os solos com uma balança de precisão. Os tratamentos foram encaminhados para leituras com um sensor de laboratório e em seguida fotografados, para posterior quantificação das proporções de solo e cobertura presentes nos tratamentos. As curvas espectrais foram analisadas visualmente por parâmetros como forma, intensidade de reflectância e inclinação, análise de remoção do espectro contínuo, derivada e por fim análise de agrupamento por método de cluster. Os dados de espectro foram posteriormente utilizados para a simulação das bandas dos satélites LandSat Tm 5, Aster, Spot 5 e Hyperium, e os resultados comparados com o obtido em laboratório. Os resultados obtidos nos tratamentos com coberturas vegetais, de forma geral, mostraram que as doses mínimas resultaram em algum grau de alteração da assinatura espectral dos solos, em pelo menos um dos três parâmetros estudados. Entretanto, quando avaliados pela análise de agrupamento, observam-se que as mudanças não foram suficientes para que estatisticamente fossem separados os solos dos demais tratamentos contendo cobertura vegetal. A semelhança dos tratamentos contendo a dosagem mínima dos adubos e corretivos com o padrão espectral dos solos variaram em função das características intrínsecas a cada um dos solos e das doses recomendadas a cada um deles. As informações quando simuladas para os sensores orbitais multiespectrais mascararam a grande maioria das feições de absorção relacionadas aos solos e coberturas, com exceção dos tratamentos relacionados às folhas verdes. / The need to develop techniques faster and less costly in the study of soils, not only in agriculture and environmental issues, created space for the development of new technologies, including remote sensing, however, it is necessary to understand the impact of management the spectral signatures of objects. Thus, this study aimed to: (i) assess the degree of change in the spectral signature of different soil classes in response to the presence of vegetation on them, (ii) assess the degree of change in the spectral signature of different classes soil in response to application of fertilizers and lime (iii) to compare the results obtained in the laboratory and compared with multi-and hyperspectral satellite data. For this, samples were collected the following types of soil: red Oxisols of clayey, sandy clay and medium, and red ferric Oxisol clay texture. They were dried in an oven (65 ° C) for 48 hours, ground and sieved at 2 mm mesh. The covers used in the experiment were: leaves of sugar cane, straw, gray green leaves and straw, and gray, limestone (calcite and dolomite), gypsum, yourim and filter cake. For each combination of soil and cover 10 treatments were prepared with different dosages, and applied on soils with a precision balance. The treatments were sent to a sensor readings with laboratory and then photographed for later measurement of the proportion of soil and cover these treatments. The spectral curves were analyzed visually by parameters such as shape, intensity of reflectance and slope, analysis of removal of a continuous spectrum, and finally derived by cluster analysis method of cluster. The spectral data were subsequently used for the simulation of the bands of Landsat TM 5, Aster, Spot 5 and Hyperium, and the results compared with those obtained in the laboratory. The results obtained in the treatments with cover crops, in general, showed that the minimum doses resulted in some degree of change in the spectral signature of soils, in at least one of the three parameters. However, when evaluated by cluster analysis, observed that the changes were not sufficient to be statistically separated from the other treatments the soils containing vegetation. The similarity of the treatments containing the minimum dosage of fertilizer and lime with the spectral pattern of the soils varied depending on the characteristics intrinsic to each of the soils and the recommended dose for each of them. Information when simulated for orbital multispectral sensors masked the great majority of absorption features related to soil and toppings, except for treatments related to leafy greens.

A permeabilidade ao ar (Ka) pode ser utilizada para avaliar alterações que ocorrem na estrutura do solo em virtude de diferentes sistemas de manejo. Este estudo testou a hipótese de que o menor revolvimento do solo sob sistema plantio direto resulta na formação de poros contínuos e melhor condição de aeração no solo. O objetivo do estudo foi avaliar, por meio da Ka, porosidade de aeração (a) e índices de continuidade de poros (K1 e N), a aeração em um Latossolo Vermelho submetido ao preparo do solo convencional (PC) e plantio direto (PD). Amostras de solo indeformadas foram coletadas em cada sistema nas profundidades de 0-0,10 e 0,10-0,20 m em área experimental do Instituto Agronômico do Paraná IAPAR, no município de Ponta Grossa, Paraná. A Ka foi medida pelo método da carga decrescente em seis potenciais mátricos, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. A macroporosidade e a Ka foi maior no PC nas duas camadas avaliadas. A continuidade de poros avaliada pela razão entre Ka e a (K1) foi similar entre os sistemas na camada superficial e foi maior para o PC em subsuperfície. O índice de continuidade N, referente ao coeficiente angular da relação log-log entre Ka e a foi diferente quando determinado para cada amostra individualmente (n=6) e quando obtido com todas as observações (n=120). Os dois métodos revelaram poros mais contínuos no PC em superfície. Na camada de 0,10-0,20 m o primeiro (n=6) não indicou diferença de continuidade de poros entre os sistemas, enquanto o segundo (n=120) resultou em uma maior continuidade de poros nesta profundidade no PD. / Air permeability (Ka) can be used for assessing soil structure changes due tillage systems. This study tested the hypothesis that the less soil disturbance under no-tillage result in continuous pores and better soil aeration conditions. The objective of this study was to evaluate a Rhodic Hapludox aeration dynamics, by measuring Ka, air-filled porosity (ea) and pore continuity indices (K1 and N), under conventional tillage (CT) and no-tillage (NT). Undisturbed soil cores were collected in each systems at depths of 0-0,10 and 0,10-0,20 m in Parana Agronomic Institute research farm - IAPAR, in Ponta Grossa, Paraná. Ka was determined using falling pressure method in six soil water potentials, -2, -6, -10, -30, -70 e -100 kPa. The soil macroporosity and Ka was higher in CT in both depths. The pore continuity assessment by ratio between Ka and ea (K1) was similar between the systems in the top layer and was higher at CT at depth of 0,10-0,20 m. The continuity index N, relative to the slope from the log-log relationship between Ka and ea was different when calculated for each core individually (n=6) or obtained including all data for each tillage (n=120). The two methods revealed a more continuous pores in CT in the top layer. At depth of 0,10-0,20 m the first (n=6) did not indicate pore continuity difference between the systems, while the second resulted in better pore continuity in NT at this depth.

A necessidade de desenvolver técnicas mais rápidas e menos onerosas no estudo dos solos, não apenas no setor agrícola como ambiental, criou espaço para o desenvolvimento de novas tecnologias, entre elas o sensoriamento remoto, no entanto, faz-se necessário entender o impacto do manejo nas assinaturas espectrais dos objetos. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos: (i) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solos em resposta a presença de coberturas vegetais sobre os mesmos; (ii) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solo em resposta a aplicação de fertilizantes e corretivos (iii) Comparar os resultados obtidos em laboratório e comparar com dados orbitais multi e hiperespectrais. Para isso, foram coletadas amostrados as seguintes classes de solo: Latossolos vermelhos de textura muito argilosa, argilosa e média arenosa, e Latossolo vermelho ferrico de textura argilosa. Eles foram secos em estufa (65 oC) por 48 horas, moídos e peneirados em malha 2 mm. As coberturas utilizadas no experimento foram: folhas verdes de cana-deaçúcar, palha, cinza, folhas verdes e palha, palha e cinza, calcários (dolomítico e calcítico), gesso, yoorim e torta de filtro. Para cada combinação de solo e cobertura foram elaborados 10 tratamentos com diferentes dosagens, e aplicados sobre os solos com uma balança de precisão. Os tratamentos foram encaminhados para leituras com um sensor de laboratório e em seguida fotografados, para posterior quantificação das proporções de solo e cobertura presentes nos tratamentos. As curvas espectrais foram analisadas visualmente por parâmetros como forma, intensidade de reflectância e inclinação, análise de remoção do espectro contínuo, derivada e por fim análise de agrupamento por método de cluster. Os dados de espectro foram posteriormente utilizados para a simulação das bandas dos satélites LandSat Tm 5, Aster, Spot 5 e Hyperium, e os resultados comparados com o obtido em laboratório. Os resultados obtidos nos tratamentos com coberturas vegetais, de forma geral, mostraram que as doses mínimas resultaram em algum grau de alteração da assinatura espectral dos solos, em pelo menos um dos três parâmetros estudados. Entretanto, quando avaliados pela análise de agrupamento, observam-se que as mudanças não foram suficientes para que estatisticamente fossem separados os solos dos demais tratamentos contendo cobertura vegetal. A semelhança dos tratamentos contendo a dosagem mínima dos adubos e corretivos com o padrão espectral dos solos variaram em função das características intrínsecas a cada um dos solos e das doses recomendadas a cada um deles. As informações quando simuladas para os sensores orbitais multiespectrais mascararam a grande maioria das feições de absorção relacionadas aos solos e coberturas, com exceção dos tratamentos relacionados às folhas verdes. / The need to develop techniques faster and less costly in the study of soils, not only in agriculture and environmental issues, created space for the development of new technologies, including remote sensing, however, it is necessary to understand the impact of management the spectral signatures of objects. Thus, this study aimed to: (i) assess the degree of change in the spectral signature of different soil classes in response to the presence of vegetation on them, (ii) assess the degree of change in the spectral signature of different classes soil in response to application of fertilizers and lime (iii) to compare the results obtained in the laboratory and compared with multi-and hyperspectral satellite data. For this, samples were collected the following types of soil: red Oxisols of clayey, sandy clay and medium, and red ferric Oxisol clay texture. They were dried in an oven (65 ° C) for 48 hours, ground and sieved at 2 mm mesh. The covers used in the experiment were: leaves of sugar cane, straw, gray green leaves and straw, and gray, limestone (calcite and dolomite), gypsum, yourim and filter cake. For each combination of soil and cover 10 treatments were prepared with different dosages, and applied on soils with a precision balance. The treatments were sent to a sensor readings with laboratory and then photographed for later measurement of the proportion of soil and cover these treatments. The spectral curves were analyzed visually by parameters such as shape, intensity of reflectance and slope, analysis of removal of a continuous spectrum, and finally derived by cluster analysis method of cluster. The spectral data were subsequently used for the simulation of the bands of Landsat TM 5, Aster, Spot 5 and Hyperium, and the results compared with those obtained in the laboratory. The results obtained in the treatments with cover crops, in general, showed that the minimum doses resulted in some degree of change in the spectral signature of soils, in at least one of the three parameters. However, when evaluated by cluster analysis, observed that the changes were not sufficient to be statistically separated from the other treatments the soils containing vegetation. The similarity of the treatments containing the minimum dosage of fertilizer and lime with the spectral pattern of the soils varied depending on the characteristics intrinsic to each of the soils and the recommended dose for each of them. Information when simulated for orbital multispectral sensors masked the great majority of absorption features related to soil and toppings, except for treatments related to leafy greens.

Orientadores: Mara de Andrade Marinho, Edson Eiji Matsura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:10:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LauraFernandaSimoesda_D.pdf: 13977443 bytes, checksum: 9d8e76e6eed7bedacb43c17037906997 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A estrutura é um dos atributos mais importantes do solo sob o ponto de vista agrícola, sendo não somente influenciada pelo clima, atividade biológica e práticas de manejo, mas também por forças de natureza mecânica e físico-química. Nesse contexto, o trabalho teve por objetivo geral avaliar a influência do uso e do manejo agrícola sobre a qualidade estrutural de um LATOSSOLO VERMELHO Distroférrico típico (Rhodic Hapludox). A avaliação foi realizada com base em indicadores físicos tradicionais e empregando técnicas de análise micromorfológica e micromorfométrica. A pesquisa foi desenvolvida em Campinas, SP, em duas parcelas experimentais cultivadas com milho, uma sob Sistema Plantio Direto (SPD) e outra sob Sistema Convencional (SC)... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Soil structure is one of its most important attribute concerning the agricultural point of view, being influenced not only by climate, biological activity and management practices, but also by mechanical and physical- chemical forces acting in it. In this context, the main purpose of this work was to evaluate the influence of agricultural use and management on the structural quality of a Rhodic Hapludox. The evaluation was carried out considering traditional physical indicators and also by employing micromorphological and micromorphometrical techniques. The study was developed at Campinas, SP, in an experimental area with maize under no-till system (NT) and conventional system (CS)¿ Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Agua e Solo / Doutor em Engenharia Agrícola

Devido ao aumento populacional e industrial nos grandes centros urbanos aumentou também a quantidade de lodo de esgoto gerada, a qual constitui, hoje, um dos grandes problemas da sociedade moderna. A alternativa mais viável, atualmente, é a disposição do lodo no solo, por se tratar de uma fonte de nutrientes como N, P, Ca, matéria orgânica (MO) etc. Porém, o uso indiscriminado pode causar danos ao meio ambiente, como a eutrofização dos corpos d´água, causada pelo acúmulo de fósforo no solo. Pesquisas envolvendo o comportamento de P no solo são diversas, porém são escassas as que utilizam lodo de esgoto como fonte de P e quantificam adsorção, biodisponibilidade, espécies na solução e perdas no meio ambiente. O presente estudo foi conduzido em amostras de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf) coletadas em experimento da Embrapa Meio-Ambiente, localizado em Jaguariúna (SP), no qual foi adicionado lodo de esgoto desde 1999. A coleta foi realizada no ano de 2003, após a aplicação do lodo de esgoto, nas profundidades de 0-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Os tratamentos foram: T1 = Testemunha absoluta; T2 = Lodo de esgoto com base na sua concentração de nitrogênio; T3 = Duas vezes a quantidade de lodo de esgoto aplicada no T2, e T4 = Quatro vezes a quantidade de lodo de esgoto aplicada no T2. Os objetivos desse estudo foram avaliar a especiação iônica do fósforo da solução do solo e o risco de perdas de P do LVdf por meio do Grau de Saturação de Fósforo (GSP) do solo. Foram também comparados os valores de P disponível extraído com Mehlich 1, resina trocadora de íons e tiras impregnadas com ferro. A adsorção do fósforo foi menor na camada mais superficial (0-0,1 m), devido ao maior teor de MO do que o das amostras subsuperficiais. A seqüência de predominância das espécies de fósforo foi: P livre >>P-Al > P-Fe = P-Ca. Os valores de P extraídos com as tiras impregnadas com óxidos de Fe tiveram correlação positiva e significativa com o P extraído com Mehlich-1 e com a resina. O GSP expressou bem a capacidade de adsorção de P do LVdf tratado com o lodo de esgoto industrial e teve correlação positiva com os três extratores utilizados. / Because of the population and industrial increase in the great urban centers, the amount of generated sewage sludge (SS) has also increased, and it constitutes, today, one of the great problems of modern society. The most viable alternative seems to be the land disposal of the sludge, since it is a source of nutrients as N, P, Ca, organic matter (OM) etc. However, the indiscriminate use can cause damages to the environment, as the eutrophication of aquifers, caused by phosphorus accumulation in the soil. Research regarding the behavior of P in soil is of common occurrence. However, the ones that quantify the adsorption, bioavailability, speciation of soil solution and losses of nutrients in areas amended with SS are scarce. The present study was carried out with samples of a Rhodic Hapludox, (RH) collected in a field experiment of the Embrapa Meio-Ambiente, located in Jaguariúna (SP), in which SS was added since 1999. Samples were collected in 2003, at the depths of 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.4m, after five years of SS application. Treatments were: T1 = absolute control; T2 = Amount of SS calculated on basis of N concentration; T3 = Twice of SS amount applied in the T2, and T4 = Four times the SS amount in the T2. The objectives of this study were to evaluate the ionic speciation of P in soil solution and the risk of P losses in the RH by means of the degree of phosphorus saturation (DPS). The values of available P extracted by Melhlich 1, ionic exchangeable resin, and strips impregnated with iron were also compared. Soil P adsorption was lower in upper layer (0-0.1 m) than in the subsurface ones, probably to its larger OM content. The sequence of predominance of P species in soil solution was: Free P >> P-Al > P-Fe = P-Ca. Values of P extracted by the Festrips had positive and significant correlation with the P extracted with Mehlich-1 and the resin. The DPS expressed well the capacity of P adsorption by the RH amended with SS and had positive correlation with the P extracted by the three studied extractors.

O fósforo (P) é considerado o nutriente mais limitante à produção de soja no Brasil. Isso porque, em geral os solos cultivados com essa cultura apresentam baixa disponibilidade natural de P, consequentemente, para a obtenção de produtividades economicamente aceitáveis, torna-se obrigatoriamente necessário o fornecimento de P via fertilização. Praticamente toda a adubação fosfatada da soja é realizada utilizando os fosfatos totalmente acidulados, que possuem elevada solubilidade em água, e quando aplicados no solo podem levar ao aumento demasiado da disponibilidade de P em um momento de baixa demanda pela cultura. Em alternativa, poder-se-ia associar a utilização dos superfosfatos com o uso dos fosfatos de rocha (FR) visando manejar a adubação, por meio da solubilidade diferenciada dessas fontes, de forma que minimizasse as perdas do P aplicado. Nesse sentido foram instalados dois experimentos de campo, sendo um no Estado do Maranhão (Balsas, com início em 2004) e o outro no Estado de São Paulo (Palmital, com início em 2005). Ambos tiveram como objetivo principal avaliar a eficiência agronômica de fontes de P para a soja, em função da localização e da solubilidade dos fertilizantes. No experimento localizado em Balsas, as fontes utilizadas foram o Superfosfato Triplo - TSP e o FR Arad, aplicadas isoladamente ou de forma associada. A associação foi realizada de duas formas: i. aplicando-se as fontes separadamente, mas no mesmo tratamento; ii. na forma de misturas entre o TSP e o FR. No segundo experimento, as fontes de P (TSP e FR Argélia) foram misturadas em cinco proporções e granuladas, sendo aplicadas em uma dose a lanço e em três no sulco de semeadura. Logo, a Eficiência Agronômica Relativa (EAR) foi avaliada em condições distintas quanto a localização e quanto a solubilidade das fontes/misturas. Em geral, a EAR das fontes de menor solubilidade em água foi maior quando as mesmas foram aplicadas a lanço e incorporadas ao solo. Por exemplo, no Maranhão o FR a lanço resultou em 77 % de EAR (média das três safras), ao passo que, quando aplicado no sulco a EAR desta fonte foi de 44 %. A utilização associada das fontes aplicando-se o FR a lanço e o TSP no sulco caracterizou-se como alternativa agronomicamente viável, pois, além de ter resultado em elevadas produtividades, o efeito residual do FR persistiu por no mínimo dois cultivos, contribuindo com até 40 % do valor final de produtividade, quando associado a menor dose de P (TSP). Para a associação das fontes de P na forma de misturas granuladas, verificou-se que a solubilidade em água mínima necessária para a obtenção de produtividades equivalentes a do TSP é de aproximadamente 60 % do teor total de P das fontes, entretanto, este valor variou com a produtividade e com a forma de aplicação das misturas. Logo, a associação de fontes de P aparenta ser uma alternativa viável para manejar a adubação fosfatada com maior eficiência. / due to a low natural availability of P in cultivated soils. To obtain good economically yield is necessary P fertilizer application. Nearly all phosphorus fertilization is carried out using acidulated phosphate, which have high water solubility and when applied in the soil may increase the P availability at times of low demand by the crop. To associate the use of acidulated phosphate (e.g. Triple Superphosphate - TSP) and phosphate rock (PR), since they are sources of different solubility, can be an alternative to adequately manage fertilizers aiming to reduce the losses of P applied to crops. Two field experiments were carried out, one in Maranhão State (Balsas) and another in the State of São Paulo (Palmital), both aiming to evaluate the agronomic effectiveness of P sources for soybean regarding the method of application and the P source solubility. In both experiments the P sources were applied by itself or in mixtures combining both P fertilizers. The mixed application of the sources was carried out basically in two forms: i: applying the sources separately, but in the same treatment, like broadcasted-PR application and banded-TSP, and ii: applying the mixtures obtained through different proportions of TSP and PR. Like this, the relative agronomic effectiveness (RAE) of P sources was evaluated concerning the localization of the fertilizer and in different conditions of water P solubility. RAE of sources with lower solubility was generally higher when they were applied broadcasted and incorporated into the soil. For example, the RAE of broadcasted-PR was 77% (average of the three harvests), while, the banded-PR resulted in 44% of RAE. The use of PR broadcasted and TSP banded showed to be a feasible agronomic alternative, once besides the high yield results in the first harvest, it made possible a good residual effect for two years, with the residual effect of the PR leading to up to 40% of the final yield values when low rates of P (TSP) was used. When the association of the sources was carried out by granulated mixed components, it was observed that the water solubility necessary to obtain similar soybean yield as TSP was of approximately 60%. The association of the P sources, with the objective to obtain lower levels of solubility, seems to be a feasible alternative to manage phosphorus fertilizers.

Devido ao aumento populacional e industrial nos grandes centros urbanos aumentou também a quantidade de lodo de esgoto gerada, a qual constitui, hoje, um dos grandes problemas da sociedade moderna. A alternativa mais viável, atualmente, é a disposição do lodo no solo, por se tratar de uma fonte de nutrientes como N, P, Ca, matéria orgânica (MO) etc. Porém, o uso indiscriminado pode causar danos ao meio ambiente, como a eutrofização dos corpos d´água, causada pelo acúmulo de fósforo no solo. Pesquisas envolvendo o comportamento de P no solo são diversas, porém são escassas as que utilizam lodo de esgoto como fonte de P e quantificam adsorção, biodisponibilidade, espécies na solução e perdas no meio ambiente. O presente estudo foi conduzido em amostras de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf) coletadas em experimento da Embrapa Meio-Ambiente, localizado em Jaguariúna (SP), no qual foi adicionado lodo de esgoto desde 1999. A coleta foi realizada no ano de 2003, após a aplicação do lodo de esgoto, nas profundidades de 0-0,1; 0,1-0,2 e 0,2-0,4m. Os tratamentos foram: T1 = Testemunha absoluta; T2 = Lodo de esgoto com base na sua concentração de nitrogênio; T3 = Duas vezes a quantidade de lodo de esgoto aplicada no T2, e T4 = Quatro vezes a quantidade de lodo de esgoto aplicada no T2. Os objetivos desse estudo foram avaliar a especiação iônica do fósforo da solução do solo e o risco de perdas de P do LVdf por meio do Grau de Saturação de Fósforo (GSP) do solo. Foram também comparados os valores de P disponível extraído com Mehlich 1, resina trocadora de íons e tiras impregnadas com ferro. A adsorção do fósforo foi menor na camada mais superficial (0-0,1 m), devido ao maior teor de MO do que o das amostras subsuperficiais. A seqüência de predominância das espécies de fósforo foi: P livre >>P-Al > P-Fe = P-Ca. Os valores de P extraídos com as tiras impregnadas com óxidos de Fe tiveram correlação positiva e significativa com o P extraído com Mehlich-1 e com a resina. O GSP expressou bem a capacidade de adsorção de P do LVdf tratado com o lodo de esgoto industrial e teve correlação positiva com os três extratores utilizados. / Because of the population and industrial increase in the great urban centers, the amount of generated sewage sludge (SS) has also increased, and it constitutes, today, one of the great problems of modern society. The most viable alternative seems to be the land disposal of the sludge, since it is a source of nutrients as N, P, Ca, organic matter (OM) etc. However, the indiscriminate use can cause damages to the environment, as the eutrophication of aquifers, caused by phosphorus accumulation in the soil. Research regarding the behavior of P in soil is of common occurrence. However, the ones that quantify the adsorption, bioavailability, speciation of soil solution and losses of nutrients in areas amended with SS are scarce. The present study was carried out with samples of a Rhodic Hapludox, (RH) collected in a field experiment of the Embrapa Meio-Ambiente, located in Jaguariúna (SP), in which SS was added since 1999. Samples were collected in 2003, at the depths of 0-0.1, 0.1-0.2, and 0.2-0.4m, after five years of SS application. Treatments were: T1 = absolute control; T2 = Amount of SS calculated on basis of N concentration; T3 = Twice of SS amount applied in the T2, and T4 = Four times the SS amount in the T2. The objectives of this study were to evaluate the ionic speciation of P in soil solution and the risk of P losses in the RH by means of the degree of phosphorus saturation (DPS). The values of available P extracted by Melhlich 1, ionic exchangeable resin, and strips impregnated with iron were also compared. Soil P adsorption was lower in upper layer (0-0.1 m) than in the subsurface ones, probably to its larger OM content. The sequence of predominance of P species in soil solution was: Free P >> P-Al > P-Fe = P-Ca. Values of P extracted by the Festrips had positive and significant correlation with the P extracted with Mehlich-1 and the resin. The DPS expressed well the capacity of P adsorption by the RH amended with SS and had positive correlation with the P extracted by the three studied extractors.

O fósforo (P) é considerado o nutriente mais limitante à produção de soja no Brasil. Isso porque, em geral os solos cultivados com essa cultura apresentam baixa disponibilidade natural de P, consequentemente, para a obtenção de produtividades economicamente aceitáveis, torna-se obrigatoriamente necessário o fornecimento de P via fertilização. Praticamente toda a adubação fosfatada da soja é realizada utilizando os fosfatos totalmente acidulados, que possuem elevada solubilidade em água, e quando aplicados no solo podem levar ao aumento demasiado da disponibilidade de P em um momento de baixa demanda pela cultura. Em alternativa, poder-se-ia associar a utilização dos superfosfatos com o uso dos fosfatos de rocha (FR) visando manejar a adubação, por meio da solubilidade diferenciada dessas fontes, de forma que minimizasse as perdas do P aplicado. Nesse sentido foram instalados dois experimentos de campo, sendo um no Estado do Maranhão (Balsas, com início em 2004) e o outro no Estado de São Paulo (Palmital, com início em 2005). Ambos tiveram como objetivo principal avaliar a eficiência agronômica de fontes de P para a soja, em função da localização e da solubilidade dos fertilizantes. No experimento localizado em Balsas, as fontes utilizadas foram o Superfosfato Triplo - TSP e o FR Arad, aplicadas isoladamente ou de forma associada. A associação foi realizada de duas formas: i. aplicando-se as fontes separadamente, mas no mesmo tratamento; ii. na forma de misturas entre o TSP e o FR. No segundo experimento, as fontes de P (TSP e FR Argélia) foram misturadas em cinco proporções e granuladas, sendo aplicadas em uma dose a lanço e em três no sulco de semeadura. Logo, a Eficiência Agronômica Relativa (EAR) foi avaliada em condições distintas quanto a localização e quanto a solubilidade das fontes/misturas. Em geral, a EAR das fontes de menor solubilidade em água foi maior quando as mesmas foram aplicadas a lanço e incorporadas ao solo. Por exemplo, no Maranhão o FR a lanço resultou em 77 % de EAR (média das três safras), ao passo que, quando aplicado no sulco a EAR desta fonte foi de 44 %. A utilização associada das fontes aplicando-se o FR a lanço e o TSP no sulco caracterizou-se como alternativa agronomicamente viável, pois, além de ter resultado em elevadas produtividades, o efeito residual do FR persistiu por no mínimo dois cultivos, contribuindo com até 40 % do valor final de produtividade, quando associado a menor dose de P (TSP). Para a associação das fontes de P na forma de misturas granuladas, verificou-se que a solubilidade em água mínima necessária para a obtenção de produtividades equivalentes a do TSP é de aproximadamente 60 % do teor total de P das fontes, entretanto, este valor variou com a produtividade e com a forma de aplicação das misturas. Logo, a associação de fontes de P aparenta ser uma alternativa viável para manejar a adubação fosfatada com maior eficiência. / due to a low natural availability of P in cultivated soils. To obtain good economically yield is necessary P fertilizer application. Nearly all phosphorus fertilization is carried out using acidulated phosphate, which have high water solubility and when applied in the soil may increase the P availability at times of low demand by the crop. To associate the use of acidulated phosphate (e.g. Triple Superphosphate - TSP) and phosphate rock (PR), since they are sources of different solubility, can be an alternative to adequately manage fertilizers aiming to reduce the losses of P applied to crops. Two field experiments were carried out, one in Maranhão State (Balsas) and another in the State of São Paulo (Palmital), both aiming to evaluate the agronomic effectiveness of P sources for soybean regarding the method of application and the P source solubility. In both experiments the P sources were applied by itself or in mixtures combining both P fertilizers. The mixed application of the sources was carried out basically in two forms: i: applying the sources separately, but in the same treatment, like broadcasted-PR application and banded-TSP, and ii: applying the mixtures obtained through different proportions of TSP and PR. Like this, the relative agronomic effectiveness (RAE) of P sources was evaluated concerning the localization of the fertilizer and in different conditions of water P solubility. RAE of sources with lower solubility was generally higher when they were applied broadcasted and incorporated into the soil. For example, the RAE of broadcasted-PR was 77% (average of the three harvests), while, the banded-PR resulted in 44% of RAE. The use of PR broadcasted and TSP banded showed to be a feasible agronomic alternative, once besides the high yield results in the first harvest, it made possible a good residual effect for two years, with the residual effect of the PR leading to up to 40% of the final yield values when low rates of P (TSP) was used. When the association of the sources was carried out by granulated mixed components, it was observed that the water solubility necessary to obtain similar soybean yield as TSP was of approximately 60%. The association of the P sources, with the objective to obtain lower levels of solubility, seems to be a feasible alternative to manage phosphorus fertilizers.