Use of legumes to release phosphorus fixed in the soil

As demandas por adubos fosfatados são elevadas na agricultura e as reservas minerais de fosfato são finitas. Nesse sentido, estudos visando obter formas alternativas de disponibilizar o fósforo (P) às plantas têm sido constantes. Assim, é relevante a investigação do potencial de plantas em recuperar P não lábil dos solos, mediante a melhor absorção deste elemento de forma pouco disponível. Objetivou-se avaliar o potencial de leguminosas em absorver o P fixado no solo visando aumentar a disponibilidade deste elemento para a cultura subsequente. A tese foi dividida em três capítulos. No capítulo 1 foi avaliada a disponibilidade de P, utilizando os extratores Mehlich-1 e Mehlich-3, nos seguintes solos: Neossolo Litólico Distrófico típico (RLd), Latossolo Vermelho Distrófico típico (LVd), Cambissolo Háplico Tb Distrófico típico (CXbd), Latossolo Vermelho Acriférrico típico (LVwf) e Neossolo Litólico Chernossólico típico (RLm). Os solos LVwf e RLm apresentaram altos teores de P total, decorrentes, principalmente, do material de origem rico em apatita. Entretanto, os teores de P disponível, tanto pelo Mehlich-1 como pelo Mehlich-3, foram baixos em quase todos os solos, com exceção do RLm. A partir desses resultados, dois solos com teores contrastantes de P disponível (RLm e LVwf) foram selecionados para a condução dos ensaios do capítulo 2, cujo objetivo foi avaliar o crescimento inicial, a dinâmica de decomposição e as taxas de mineralização de P em quatro espécies de leguminosas (crotalária juncea, guandu anão, feijão-de-porco e mucuna preta). As leguminosas feijão-de-porco e mucuna preta apresentaram maior crescimento e produção de biomassa em solos com baixa disponibilidade de P. O feijão-de-porco apresentou a maior taxa de decomposição e o guandu anão a menor, ao final de 60 dias de incubação; enquanto a crotalária juncea apresentou os maiores conteúdos de P, no início e ao final da incubação, e maior mineralização de P. O capítulo 3 teve por objetivo avaliar o crescimento de mudas de cafeeiro e a sua eficiência de uso de P em solos com diferentes disponibilidades de P (RLm e LVwf) após o cultivo das leguminosas. As mudas de café apresentaram maior crescimento e maiores teores e conteúdos de nutrientes na parte aérea quando cultivadas no solo com maior disponibilidade de P, e após o pré-cultivo com leguminosas, com destaque para o crotalária juncea e feijão-de-porco. Diante dos resultados obtidos nesta tese pode-se concluir que as leguminosas crotalária juncea e feijão-de-porco apresentaram maior potencial para o cultivo visando a absorção e mineralização de P no solo. Palavras-chave: Adsorção de fosfato. Biodisponibilidade de fósforo. Fixação de fósforo. Mineralização de fósforo.Demand for phosphate fertilizers is high in agriculture and mineral phosphate reserves are finite. In this sense, studies aiming at obtaining alternative ways of making phosphorus (P) available to plants have been constant. Thus, it is relevant to investigate the potential of plants to recover non-labile P from the soil, through the better absorption of this element in an unavailable form. The objective was to evaluate the potential of legumes to absorb the P fixed in the soil in order to increase the availability of this element for the subsequent crop. The thesis was divided into three chapters. In chapter 1, the availability of P was evaluated, using the Mehlich-1 and Mehlich-3 extractors, in the following soils: Typical Dystrophic Litholytic Entisol (RLd), Typical Dystrophic Red Oxisol (LVd), Typical Dystrophic Tb Hapludox Inceptisol (CXbd), Typical Acriferic Red Oxisol (LVwf), and Typical Chernossolic Litholytic Entisol (RLm). The LVwf and RLm soils showed high levels of total P, mainly due to the parent material. However, the levels of available P, for both Mehlich-1 and Mehlich-3, were low in almost all soils, with the exception of RLm. From these results, two soils with contrasting levels of available P (RLm and LVwf) were selected to conduct the tests in Chapter 2, whose objective was evaluate initial growth, decomposition dynamics and P mineralization rates in four legume species (Crotalaria juncea, Cajanus cajan, Canavalia ensiformis, and Mucuna aterrima). Canavalia ensiformis and Mucuna aterrima showed higher growth and biomass production in soils with low P. availability. Canavalia ensiformis showed the highest decomposition rate and dwarf Cajanus cajan the lowest, at the end of 60 days. incubation; while Crotalaria juncea presented the highest P content, at the beginning and end of the incubation, and the highest P mineralization. The purpose of chapter 3 was to assess the growth and efficiency of use of P in coffee seedlings in soils with different availability of P (RLm and LVwf) after the cultivation of legumes were also evaluated. The coffee seedlings showed greater growth and higher contents and content of nutrients in the aerial part when cultivated in the soil with greater availability of P and after pre-cultivation with legumes, with emphasis on Crotalaria juncea and Canavalia ensiformis. In view of the results obtained in this thesis, it can be concluded that the leguminous crotalaria juncea and hog beans showed greater potential for cultivation aiming at the absorption and mineralization of P in the soil. Keywords: Phosphate adsorption. Phosphorus bioavailability. Phosphorus fixation. Phosphorus mineralization.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNP