12-year phosphorus balance and annual crop strategies to access phosphorus reserves built up over 15 years by organic and mineral sources

Autor: Marchezan, Carina
Přispěvatelé: Brunetto, Gustavo, Ferreira, Paulo Ademar Avelar, Ceretta, Carlos Alberto, Schmitt, Djalma Eugenio, Soares, Cláudio Roberto Fonsêca Sousa, Kaschuk, Glaciela
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM
Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
instacron:UFSM
Popis: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul - FAPERGS Fundação Agrisus The agricultural production system of Brazil and other countries is highly dependent on imports of phosphate fertilizers. The quantification and long-term impact of secondary P sources, such as residues from livestock production and the access to P reserves in agricultural soils by plants is of common interest and is an alternative to decrease the use of mineral phosphate fertilizers. This Thesis aimed to evaluate the long-term impact of different fertilizer sources and changes in soil P reserves and to investigate the strategies used by annual plants to access and increase P availability in the rhizosphere. To this end, we conducted three studies (Chapters I, II and III) in a long-term experiment, implemented in 2004, under an arhenic dystrophic red Argissolo Vermelho, in Santa Maria (RS). The treatments used were liquid swine manure, liquid bovine manure, overlapping pig litter mineral fertilizer and a control treatment, without the application of nutrients. In Chapter I, we determined the efficiency of the P balance in the system, by accounting the inputs, outputs and stock of this element in the soil over 12 years of cultivation. The accumulated P forms in the soil profile were determined by means of the sequential chemical P fractionation technique. In Chapter II, we selected 3 treatments (liquid swine manure, mineral fertilizer and control) and investigated changes in the root system of corn roots and their relationship with P uptake and utilization efficiency. For this, we installed acrylic minirizotron tubes and monitored, in situ, the root growth dynamics. Root morphological parameters were determined and correlated with physiological P utilization and crop productivity variables. Finally, in Chapter III, we subjected the treatments discussed in Chapter II to AMF inoculation with the species Rhizophagus intraradices (Rootella BR). In the soil were the contents of P, N and C contained in the microbial biomass and soil, as well as the activity of the enzyme acid phosphatase and β-glucosidase. These variables were related to the availability of P in the rhizosphere and its uptake by corn and oat plants. Animal waste applications, especially those of pigs, generate large reserves of P in soils. The large accumulation of P in these soils decreases the efficiency of the P mass balance. Plants grown in soils with P reserves built up with swine manure application showed lower values of root morphological variables. On the other hand, in the rhizospheric soil they presented higher P availability, enzyme activity and flux of C, N and P in biomass that are highly correlated with higher P uptake and biomass production by plants. Plants grown in soil with the application of mineral fertilizer showed higher values of morphological variables of roots but showed no difference in P availability between rhizospheric and bulk soil. The plants grown in the control soil presented morphological values close to those presented by the plants grown in the soil with application of mineral fertilizer. However, the biomass production of these plants was much lower. O sistema de produção agrícola brasileiro e de outros países são altamente dependentes das importações de fertilizantes fosfatados. A quantificação e o impacto a longo prazo de fontes secundárias de P, como resíduos da produção pecuária e o acesso as reservas de P nos solos agrícolas pelas plantas é de interesse comum e é uma alternativa para diminuir o uso dos fertilizantes fosfatados minerais. Esta Tese objetivou avaliar o impacto, a longo prazo, de diferentes fontes de adubação e alterações nas reservas de P no solo e investigar as estratégias utilizadas por plantas anuais em acessar e aumentar a disponibilidade de P na rizosfera. Para isso, conduzimos três estudos (Capítulos I, II e III) em um experimento de longa duração, implantado em 2004, sob um Argissolo Vermelho Distrófico arênico, em Santa Maria (RS). Os tratamentos utilizados foram dejetos líquidos de suínos, dejetos líquidos de bovinos, cama sobreposta de suínos fertilizante mineral e um tratamento controle, sem a aplicação de nutrientes. No Capítulo I, determinamos o Balanço de P no sistema, por meio da contabilidade das entradas, saídas e estoque desse elemento no solo ao longo de 12 anos de cultivo. As formas de P acumuladas no perfil do solo foram determinadas por meio da técnica do fracionamento químico sequencial de P. No Capítulo II, selecionados 3 tratamentos (dejetos líquidos de suínos, fertilizante mineral e controle) e investigamos alteração do sistema radicular de raízes de milho e sua relação com a eficiência absorção e utilização de P. Para isso, instalamos tubos de minirrizotron acrílico e monitoramos, in situ, a dinâmica de crescimento radicular. Os parâmetros morfológicos de raízes foram determinados e correlacionados com as varáveis de aproveitamento fisiológico do P e produtividade das culturas. Por último, no Capítulo III, submetemos os tratamentos abordados no Capítulo II a inoculação de FMA com a espécie Rhizophagus intraradices (Rootella BR). No solo foram determinados os teores de P, N e C contidos na biomassa microbiana e no solo, bem como a atividade das enzimas fosfatase ácida e βglucosidade. Essas variáveis foram relacionadas à disponibilidade de P na rizosfera e sua absorção pelas plantas de milho e aveia. As aplicações de dejetos de animais, especialmente os de suínos, geram grandes reservas de P em solos. O grande acúmulo de P nesses solos diminuí a eficiência do balanço de massas de P. As plantas cultivadas em solos com reservas de P construídas com aplicação de dejetos de suínos apresentaram menores valores de variáveis morfológicas de raízes. Por outro lado, no solo rizosférico apresentaram maior disponibilidade de P, atividade enzimática e fluxo de C, N e P na biomassa que estão altamente correlacionados com a maior absorção de P e produção de biomassa pelas plantas. As plantas cultivadas em solo com a aplicação de fertilizante mineral apresentaram maiores valores de variáveis morfológicas de raízes, porém não apresentou diferença na disponibilidade de P entre o solo rizosférico e bulk. As plantas cultivadas no solo controle apresentaram valores morfológicos semelhantes aos apresentados pelas plantas cultivadas no solo com aplicações de fertilizante mineral. No entanto a produção de biomassa dessas plantas foi bem inferior.
Databáze: OpenAIRE
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