fosforo no solo

FÓSFORO

Macronutriente absorvido em quantidade < do que N, K e Ca e ≈ ao S e Mg

P no solo

• baixa disponibilidade – forma compostos de baixa solubilidade (solos ácidos)

P na planta

• “bastante”móvel • Absorvidos nas formas de íons ortofosfatos:

� ortofosfato primário: H2PO4-

� ortofosfato secundário: HPO42-

Na Planta: permanece na forma de fosfato (PO43-)

Compostos fosfatados

• RNA, DNA • ADP, ATP • NADP • Fosfato de inositol • Fosfolipídios • Fitina (sementes)

FÓSFORO

DINÂMICA DO FÓSFORO (esquema geral)

Adsorvido nasargilas e óxidos

Matéria orgânicaResíduos orgânicos

Biomassa microbiana

Absorção plantas

Minerais primários

Intemperismo

Fertilizantes

Fosfatados

Lixiviação“pouco”

H2PO4-

HPO42-

Precipitado

Formas de P no Solo

P total: 300 a 3400 mg/L ou 0,03 a 0,34%

� P na solução do solo: < 0,1 mg/L � baixíssima concentração

� P orgânico: 4 a 90% do P total � P adsorvido aos colóides do solo e

precipitado: 10 a 96% do P total

Íons fosfato: H2PO4- e HPO4

--

Formas de P no Solo

P na solução do solo

P orgânico

• Resíduos Vegetais e Matéria Orgânica

• Tecido microbiano (0,5 a 24% do P orgânico)

• Produtos da decomposição

• Fosfato de inositol (em torno de 50%) A disponibilidade depende da relação C:P

� relação C:P < 100 → mineralização do P orgânico

� relação C:P > 300 → imobilização de formas inorgânicas de P pelos microrganismos

Imobilização P no solo: resíduos culturais com

menos de 0,2% de P total.

P adsorvido

Adsorção por Oxidróxidos de Ferro e de Alumino e Adsorção por Aluminossilicatos

Denominada de quimiossorção: há troca de ligantes,

como OH- e OH2+, da superfície dos óxidos, por fosfato da

solução. É uma ligação predominantemente covalente formando complexos de esfera interna (“adsorção específica”)

Ordem preferencial de adsorção de ânions

fosfato > molibdato > sulfato > nitrato

Formação do P lábil e P não-lábil no Solo

O íon Fosfato (H2PO4-) na solução passa para a

forma lábil e depois para a forma não lábil

P lábil • caracterizado por uma atração eletrostática

(física) • P disponível para as plantas

P não-lábil

• formação de ligações coordenadas - troca de ligantes (OH- por H2PO4

-) • P não disponível para as plantas

+ H2PO4-

P lábil (disponível para as plantas)

P não-lábil

Formação de ligações coordenadas Ttroca de ligantes (OH- por H2PO4

-)

Quanto maior o número de ligações para o mesmo íon menor será a distância entre is núcleos e maior será a energia da interação

ADSORÇÃO DO FÓSFORO NO SOLO Adsorção específica: complexos de esfera-interna

TRANSFORMAÇÃO

FÓSFORO LÁBIL EM NÃO LÁBIL

Boa parte do P adicionado aos solos é retida com uma energia tal que seu equilíbrio com o P-solução desaparece, deixando, portanto, de ser útil ao crescimento imediato da planta.

FÓSFORO NÃO LÁBIL EM LÁBIL

A transformação é lenta

Como minimizar a “fixação” de P

� minimizar o contato da fonte de P, particularmente a solúvel, com o solo, pela aplicação localizada de P

� usar adubos granulados

� diminuir o tempo de contato do fertilizante com o solo, em relação à época de plantio, ou, até mesmo, pelo parcelamento da aplicação de P, como se faz com N

� aumentar a competição por ânions nos sítios de adsorção de P, seja por cargas negativas da matéria orgânica ou de produtos da decomposição dos resíduos culturais. Importante no SPD

P precipitado

Precipitação: É a reação entre íons, com a formação de uma nova fase ou composto definido.

Formação de Precipitados Insolúveis

1. Tipo de argilomineral

Smectitas → Caulinita → Óxidos Argila 2:1 Argila 1:1 Fe e Al Aumenta a Adsorção

2. Quantidade de Argila

↑Argila ↑Adsorção ↓Disponibilidade

3. Época de Aplicação ↑Tempo de Contato ↑Adsorção ↓Disponibilidade

Fatores que afetam a disponibilidade de P no solo

4. pH do solo

5. Teor de P no solo

6. Disponibilidade de residuos culturais

7. Outros fatores a. Compactação b. Umidade c. Micorrizas

Fatores que afetam a disponibilidade de P no solo

Combinação de cátions metálicos com o complexo aniônico (POCombinação de cátions metálicos com o complexo aniônico (PO44))33--

Fosfatos de Cálcio - Apatitas

� É o décimo mineral em abundância

na crosta terrestre

� Ocasionalmente ocorre em concentrações massivas de importância econômica

� São encontradas em rochas ígneas, metamórficas e sedimentares (minerais acessórios).

FosfatosFosfatosMINERIAS FONTES DE FÓSFORO - FOSFATOS

Origem das rochas fosfatadas

� Ígnea (fosfatos duros)

� Originaram-se da solidificação do magma de erupções vulcânicas

� Mineral predominante: apatita

� Sedimentar (fosfatos moles ou reativos)

� Originaram-se pela deposição acumulada, em camadas, de ossadas e esqueletos de animais marinhos no fundo de águas calmas, como lagunas

� Mineral predominante: fosforita (85% da produção de fertilizantes)

� Metamórfica (fosfatos duros)

� Categoria intermediária (metasedimentares): têm uma formação inicial sedimentar, porém sofrem metamorfismo.

MINERIAS FONTES DE FÓSFORO - FOSFATOS

Nas rochas igneas, o P está presente como mineral acessório (apatita), sendo a fonte primária de P no solo. Apesar disso, a maioria dos solos brasileiros apresenta deficiência neste nutriente.

O suprimento de P pode ser feito com adubos fosfatados provenientes de depósitos de rochas fosfatadas. Os minerais quecompõem as rochas fosfatadas são, basicamente, formadas por doisgrupos: as apatitas e as fosforitas. Os depósitos de apatitas ocorrem por ação vulcânica ao longo de zonas de fraqueza na crosta terrestre, o que é o caso típico das formações apatíticas do Brasil Central, Canadá, Rússia e África do Sul. Já as fosforitas originam-se de depósitos sedimentares no leito dos oceanos, usualmente em áreas costeirasrasas, encontradas mo norte da África, China, Oriente Médio e Estados Unidos. Atualmente, cerca de, 85% da produção mundial de P vem de depósitos sedimentares de minas de superfície e 15 % de depósitos magmáticos. A maior parte da produção de adubos fosfatados é proveniente de apatitas de rochas brasileiras. ‘

Existem vários tipos de apatitas, dependendo dos íons que encontram na estrutura, tais como, F, Cl, OH, CO3:

Ca10(PO4)6(F,Cl, OH, CO3)

Fluor-apatita: Ca10(PO4)6F2

Cloro-apatita: Ca5PO4Cl

Hidroxi-apatita: Ca5PO4(OH)

Carbonato-apatita (Francolita ou Fosforita) : Ca8MgNa2(PO4)5CO3F3

ApatitasCa10(PO4)6(X2)

CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS: NitratosCLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS: Nitratos

Flúor-Apatita Carbonato-Apatita

(CO3 )2- (PO4)3-

Substituição isomórficaOcasiona um desequilíbrio na arquitetura do cristal - quebra mais facilmente

Aumenta a reatividade química - mais fácil liberação de P

PO4 PO4

Ca Ca

PO4 Ca PO4

Ca Ca

PO4 Ca PO4

Ca Ca

F F

Ca Ca� �

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

⁄

——

— —

\

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\

\

PO4 PO4

Ca Ca

PO4 Ca PO4

Ca Ca

PO4 Ca CO3

Ca Ca

F

Mg Na Na�

⁄

⁄

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⁄

⁄

——

— —

\

\

\

\

\

\

\ ⁄

FF

⁄

⁄

� Principal mineral fosfático encontrado nas rochas ígneas e metamórficas

� Ocorre como um mineral acessório (ex. no basalto e no granito) ou como depósitos de fosfatos

� Nas rochas ígneas origina-se da solidificação do magmaNo Br: Fosfatos de Jacupiranga, Catalão e Araxá

� Nas rochas metamórficas origina-se pelo metamorfismo de rochas sedimentares (metasidimentares)

No Br: Fosfato de Patos de Minas

� São fosfatos “duros”

� Utilizados para fabricação de fertilizantes fosfatados

Rocha fosfatada + ácido Fosfato solúvel

Fluor-apatita

Também chamada de Francolita ou Fosforita

� É encontrada em rochas sedimentaresSua formação é originada na deposição acumulada, em

camadas, de ossos e esqueletos de animais marinhos no fundo de águas calmas, como lagunas ou por precipitados químicos

� É uma fosfato mole devido as substituições de PO4 por CO3

� Fosforita é o nome dado a apatita impura (cristal imperfeito)� São utilizadas como fertilizantes – FOSFATOS NATURAIS REATIVOS

FOSFATOS NATURAIS “MOLES”� Podem ser utilizados diretamente como fertilizantes

Ex. Fosfato de Gafsa (Tunísia), Fosfato de Arad (Israel),Carolina do Norte (EUA)

Carbonato-Apatita

ADUBOS FOSFATADOS Classificação

1. Insolúveis em água - Fosfatos Naturais (FN) - Termofosfatos e escórias - Farinha de ossos, etc.

2. Parcialmente solúveis em água (parcialmente acidulados)

- Fosfato parcialmente solubilizado: FAPS

3. Solúveis em água (acidulados) - Superfosfatos simples (SFS) - Superfosfato triplo (SFT) - Fosfatos de amônio

- Mono-amônio fosfato(MAP) e Di-amônio fosfato (DAP)

Formas de obtenção dos adubos fosfatados

Adubos fosfatados

Rochas fosfatadas (99%)

Escórias siderúrgicas

Formas de obtenção dos adubos fosfatados

Fosfatos naturais

Apenas moagem

70%

84%

6%

98%

91%

Obtido pelo craqueamentode óleos

Da produção mundial, 70,2% é obtido do enxofre elementar, 6,1% da pirita e 23,7% de outras fontes.

Fosfatos Naturais (FN)

Rocha fosfatada moída e concentrada Minerais - Fluorapatitas: Ca10(PO4)6F2

- Hidroxiapatitas: Ca10(PO4)6OH2

- Carbonatoapatitas: Ca10(PO4)6CO3 ou fosforita

Fosfatos Naturais (FN)

-Fosfatos naturais pouco reativos - são aqueles de origem magmática e de baixa eficiência a curto prazo para culturas anuais e bianuais. Apresentam 24% de P2O5 total, mínimo de 4% solúvel em ácido cítrico e 23 a 27% de cálcio.

- Fosfatos naturais reativos - de origem sedimentar, incluindo o conhecido hiperfosfato. Apresentam 28% de P2O5 total, mínimo de 12% solúvel em ácido cítrico e 30 a 34% de cálcio. São excelentes produtos, comparáveis a fontes de fósforo solúveis em água, quando aplicados a lanço em área total e incorporados.

Exemplos de fosfatos naturais � Fosfatos naturais pouco reativos

� Ex.: Araxá, Tapira e Patos de Minas (Triangulo Mineiro); Catalão (GO) e Jacupiranga (SP), no Brasil

- São apatitas - Alta cristalinidade e baixa substituição isomórfica - Baixa solubilidade em água ou ácido - Baixa eficiência como fonte de P às plantas - Poucos usados para aplicação direta ao solo - Usados como matéria prima para a obtenção de fosfatos solúveis

� Fosfatos naturais reativos � Ex.: Arad (Israel), Gafsa (Tunísia), Carolina do Norte (EUA), Olinda (Br) e Marrocos - São fosforitas - Rede cristalina frágil e alta substituição isomórfica

- Baixa solubilidade em água - Média solubilidade em ácido - Podem ser aplicados diretamente ao solo como fertilizante - Usados como matéria prima para a obtenção de fosfatos solúveis

Termofosfatos

Obtido pela fusão de fosfato natural (apatita ou fosforita) com uma rocha magnesiana (serpentina) e resfriamento rápido.

Ca10(PO4)6F2 + Fund. (Silic. Mg) + Energ. → Termofosfato (1000º - 1450 ºC)

O aquecimento destrói a estrutura da apatita permitindo uma recombinação do PO4

-3 em formas mais reativas e mais solúveis

Ex.

Termofosfato Magnesiano 17% de P2O5 total,

14% deP2O5 solúvel em ácido cítrico e

7% de magnésio.

Escória Siderúrgica

Ex. Escória de Thomas

� Resíduo de siderurgia

� Obtido no processo de eliminação do P contido no minério de

ferro (impureza), em fornos revestidos por uma camada de

dolomita, em alta temperatura

Superfosfato Simples (SFS)

Obtido pela mistura de H2SO4 com fosfatos naturais (apatita)

Ca10(PO4)6F2 + H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + CaSO4 + 2HF (Gesso Agrícola)

Fosfatos Solúveis

Contém cerca de:18% de P2O518 a 20% de cálcio e 10 a 12% de enxofre.

Superfosfato triplo (SFT)

Obtido pela mistura de H3PO4 com fosfatos naturais (apatitas)

Ca10(PO4)6F2 + H3PO4 → Ca(H2PO4)2 + 2HF

Fosfatos Solúveis

Contém 41% de P2O5 e 12 a 14% de cálcio.

Obtenção do ácido fosfórico (H3PO4)

Ca10(PO4)6F2 + H2SO4 → H3PO4 + CaSO4 + 2HF

Gesso Agrícola

GESSO AGRÍCOLA (CaSO4.2H2O). Produção do ácido fosfórico (H3PO4): gera sulfato de cálcio dihidratado - gesso – como subproduto Além de gerar um grande problema para o armazenamento , o gesso imobiliza cerca 45% do enxofre utilizado no Brasil. Gesso: fonte de Ca e S

Fosfato de amônia

Obtido pela neutralização parcial de H3PO4 pela amônia

Mono-amônio fosfato/MAP

NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4

Di-amônio fosfato/DAP

2NH3 + H3PO4 → (NH4)2HPO4

Fosfatos Solúveis

Mínimo de 9% de N e 48% de P2O5

Mínimo de 16% de N e 45% de P2O5

Qual fertilizante escolher? Como aplicar?

Fosfatos Naturais Reativos Podem ser aplicados para as culturas anuais, mesmo em sistema plantio direto, desde que o teor de fósforo esteja acima do nível crítico

SOLUBILIDADE DOS FOSFATOS

Concentrações de P2O5 de alguns fertilizantes fosfatados comercializados no Brasil

Fertilizante P2O5 Fosfatado Total HCi1 C.N.A.2 Água

----------- % ----------- SFS 19 18 18 17

SFT 45 40 44 38

DAP 45 42 44 40

MAP 52 50 52 50

FN Araxá 36 5 2 0

FN Patos 32 4 2 0

FN Jacupiranga 33 2 0 0

FN Gafsa 27 13 6 0

FN Arad 33 9 n.d. 0

Termofosfato Magnesiano 19 16 13 0

Multifosfato Magnesiano 20 n.d. 19 6

Escória Siderúrgica-Thomas 19 15 12 0

Adaptado de Kaminski & Peruzzo (1997). Dados retirados de Malavolta & Alcarde (1986) e FUNDACEP (1994). 1Ácido cítrico a 2%, relação 1:100. 2C.N.A. Citrato Neutro de Amônio

Fosfatos solúveis

Fosfatos naturais

Termofosfatos

Reativos

Eficiência da Adubação Fosfatada

Índice de Eficiência Agronômica (IEA)

P absorvido no trat testado – P absorvido no trat testemunha

IEA = ------------------------------------------------------------------------------------------P absorvido no trat padrão (SFT) - P absorvido no trat testemunha

Reservas de Rochas Fosfatadas • Principais produtores: EUA, antiga União

Soviética, China, África e Oriente Médio • No Brasil � Depósitos ígneos: Jacupiranga, Ipanema, e

Serrote em São Paulo, Araxá e Tapira em Minas Gerais, Catalão em Goiás, Anitápolis em Santa Catarina e Maicuru no Pará.

� � Depósitos sedimentares: Patos de Minas

em Minas Gerais, Irecê na Bahia e Olinda em Pernambuco.

PRODUÇÃO DE ROCHAS FOSFATADAS

Marrocos35%

China13%

Rússia12%

Jordânia12%

Síria5%

Togo4%

Tunísia4%

Israel4%

Outros11%

EXPORTAÇÃO DE ROCHAS FOSFATADAS

RESERVAS DE ROCHAS FOSFATADAS

RESERVAS DE ROCHAS FOSFATADAS NO BR

MG75%

CE1%

SP7%

SC6%

CE2%

GO8%

PE1%

DNPM (2001)

CONSUMO DE ROCHAS FOSFATADAS

Consumo aparente de P2O5 no Brasil

56 6578

44 3522

0

20

40

60

80

100

120

2000 2005 2010

Ano

Co

nsu

mo

ap

aren

te P

2O5

(%)

Produção Importação

Principais regiões produtoras de rochas fosfáticas APATITA FOSFORITA

Anitapólis

IpanemaJuquiá

Jacupiranga

LagamarPatos de Minas

AraxáTapira

Catalão

PaulistaOlinda*

Iracê*

30%

2%

22%37%

09%▲

▲

▲

Anitapólis

IpanemaJuquiá

Jacupiranga

LagamarPatos de Minas

AraxáTapira

Catalão

PaulistaOlinda*

Iracê*

▲

▲

Geologia da principais regiões produtoras de rochas fosfáticas APATITA FOSFORITA▲

7%

27%

24%

52%

94%

43%

100%

8 %

CLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS: NitratosCLASSIFICAÇÃO DOS MINERAIS: Nitratos

Apatita e Fosforita

Curiosidades.......

A apatita é um dos poucos minerais a serem produzidos e utilizados por sistemas biológicos. A hidroxiapatita é o principal componente do esmalte dentário, e tem considerável participação no material ósseo. A fluorapatita é ligeiramente mais resistente que a hidroxiapatita. Por isso o uso de água fluorada , que permite a substituição dos íons hidróxido por fluoreto nos dentes, tornado-os um pouco mais fortes, embora possa manchá-los frequentemente e se concentrar em outros órgãos, como o tecido ósseo, causando doenças.

> 12,0> 42,0> 24,0> 18,0> 12,0Muito alto

6,1 – 12,021,1 – 42,012,1 – 24,09,1 – 18,06,1 – 12,0Alto

3,1 – 6,014,1 – 21,08,1 – 12,06,1 – 9,04,1 – 6,0Médio

≤ 3,07,1 – 14,04,1 – 8,03,1 – 6,02,1 – 4,0Baixo

-≤ 7,0≤ 4,0≤ 3,0≤ 2,0Muito baixo

- - - - - - - - - - - - - - - - - mg/dm3 - - -- - - - - - - - - - - - - -

4321

Solos

alagados

Classe de solo conforme o teor de argila(1)Interpretação

(1)Teores de argila (%): Classe 1 = > 60; Classe 2 = 60 a 41; Classe 3 = 40 a 21; Classe 4 = ≤ 20

Interpretação dos valores FÓSFORO – Método Mehlich-1

Interpretação dos valores de FÓSFORO – Método Resina

Muito alto

Alto

Médio

Baixo

Muito baixo

Interpretação

> 40

20,1 – 40,0

10,1 – 20,0

5,1 – 10,0

≤ 5,0

mg/dm3

Fósforo

Questões – DINÂMICA DO FÓSFORO NO SOLO

Bibliografia: Capítulo 10 - Livro Fertilidade dos Solos e Manejo da Adubação de Culturas

1. Cite e comente os fatores que interferem na adsorção de fósforo no solo. 2. Explique o processo de adsorção de fosfato pelos colóides do solo? 3. Qual a influência da granulometria do adubo e do pH do solo na eficiência

dos fertilizantes fosfatados? 4. Qual o efeito da textura do solo sobre a adsorção de fósforo? 5. Por quê a compactação do solo afeta a disponibilidade de fósforo? 6. Comente os fatores que interferem na eficiência da adubação fosfatada,

relacionando-os com o uso de fosfatos solúveis e de fosfatos naturais sedimentares?

7. Quais as diferenças entre fosfatos naturais de origem sedimentar e metamórfica e os fosfatos acidulados?