Effect of the alkaline action and the competition between silicate and phosphate in the efficiency of fused magnesium phosphate in acid soils

Este experimento foi conduzido em casa-de-vegetação sob delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições e tratamentos em arranjo fatorial 3 x 4 x 2, com a finalidade de avaliar se o efeito favorável do termofosfato magnesiano sobre a absorção de fósforo e produção de matéria seca pelas plantas deve-se (a) à menor fixação do fósforo causada pela elevação do pH, já que o termofosfato é um fertilizante alcalino; ou (b) à competição entre o silicato contido no termofosfato e o fosfato, pelos mesmos sítios de adsorção no solo; ou (c) a ambos esses efeitos. Os fatores foram constituídos de três fontes de fósforo (termofosfato magnesiano; superfosfato triplo; e superfosfato triplo mais corretivo de acidez), quatro doses de fósforo (O, 50, 100 e 200 mg/kg de P) e dois solos ácidos, Terra Roxa Estruturada, TE e Latossolo Roxo, LR, situados nos municípios de Piracicaba (SP) e Jardinópolis (SP). O termofosfato magnesiano, denominado comercialmente MG-YOORIN , apresentou 17,30% de P2O2 solúveis em ácido cítrico a 2 % e 25 % de SiO2, dos quais mais de 90% solúveis em ácido cítrico a 2 % . O superfosfato triplo continha 44,98% de P2O2 solúveis em solução neutra de citrato de amônio + água. O corretivo de acidez constituiu-se de uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio na proporção de 4: 1 em equivalentes; as quantidades do corretivo foram calculadas através de curvas de neutralização para equivalerem ao poder neutralizante das diferentes doses de termofosfato magnesiano. Todos esses materiais foram aplicados na forma de pó. Amostras de 5,5 kg de terra da camada 0-20 cm de cada solo foram intimamente misturadas com as fontes de fósforo, umedecidas a 70% da capacidade de retenção de água e incubadas em vasos por 20 dias. Após esse período, subamostras de 0,5 kg foram retiradas para determinações do pH em CaCl2 0,01M, cátions trocáveis, acidez potencial, P-resina, P-Bray I e sílica solúvel. Uma adubação básica foi realizada com N, K, B, Cu, Mo, Mn, Zn e Fe. Nos tratamentos sem termofosfato e sem corretivo, cálcio e magnésio foram aplicados na forma de solução dos respectivos cloretos e nas mesmas quantidades aplicadas como corretivo. Após retornar as terras nos vasos e umedecê-las a 70 % da capacidade máxima de retenção de água, oito plantas de arroz ( Oriza sativa L.), cultivar IAC 165, foram cultivadas em cada vaso por 75 dias. Em seguida, a parte aérea das plantas foi colhida, secada a 65oC, pesada, moída e submetida à determinação dos teores de silício e fósforo. O método de extração de fósforo pela resina mostrou-se superior ao do Bray-1 em avaliar o efeito das fontes sobre o teor de fósforo no solo, o qual se refletiu inclusive na produção de matéria seca e na quantidade de fósforo acumulada na parte aérea das plantas. O termofosfato magnesiano elevou o teor de P-resina em maior grau que o superfosfato triplo, causando ainda aumentos do pH, da saturação por bases e do teor de sílica solúvel do solo. A aplicação de fósforo, devido ao efeito de diluição, reduziu acentuadamente o teor de silício da planta, mesmo quando a fonte era o termofosfato magnesiano; a aplicação de silício, contudo, não reduziu os teores de fósforo; esses fatos indicam que o P provavelmente tenha inibido a absorção de Si, mas que o Si não tenha inibido a de P. Todas as fontes de fósforo aumentaram a quantidade de silício acumulada na planta, porém, o termofosfato magnesiano destacou-se das demais. O termofosfato magnesiano e o superfosfato triplo associado ao corretivo do solo aumentaram igualmente a produção de matéria seca (nas doses 100 e 200 mg/kg de P para o solo TE e 50, 100 e 200 mg/kg de P para o LR) e a quantidade de fósforo acumulada na planta (nas doses 100 e 200 mg/kg de P para o TE e 50 e 100 mg/kg de P para o LR), sendo esses aumentos superiores aos obtidos com o superfosfato triplo; assim, o efeito favorável do termofosfato magnesiano sobre o aproveitamento do fósforo e o desenvolvimento das plantas deve-se mais provavelmente à sua capacidade de elevar o pH do meio do que à influência benéfica da competição entre o silicato que contém e o fosfato, pelos mesmos sítios de adsorção no solo. O termofosfato magnesiano foi superior ao superfosfato triplo, com ou sem corretivo, quanto à produção de matéria seca e a quantidade de fósforo acumulada na planta quando aplicado na dose de 50 mg/kg de P na Terra Roxa Estruturada; esse comportamento deve-se, provavelmente, ao efeito combinado da sua ação alcalinizante com o da competição entre o silicato que contém e o fosfato.A greenhouse experiment under a completely randomized design with four replicates was carried out in order to evaluate if the favorable effect of fused magnesium phosphate on the phosphorus absorption and yield of dry matter by plants is due to (a) a decrease in phosphorus fixation caused by the increase in pH, since the fused magnesium phosphate is an alkaline fertilizer; or (b) a competition between the silicate anion present in the fused magnesium phosphate and the phosphate anion for the same adsorption sites in the soil; or (e) to both these effects. Treatments were under a 3 x 4 x 2 factorial arrangement. The factors comprised three sources of phosphorus (fused magnesium, phosphate; triple superphosphate; and triple superphosphate plus a lime material), four rates of phosphorus application (0,50, 100 e 200 mg/kg of P) and two soils, Terra Roxa Estruturada, TE (Alfisol) and Red Latosol, LR (Oxisol) both located in the State of São Paulo, Brazil. The fused magnesium phosphate, traded under the name of MG-YOORIN , contained 17 .30% of P2O2 soluble in 2 % citric acid solution and 25 % of SiO2, 90% of which also soluble in 2 % citric acid. The triple superphosphate showed a content of 44.98% of P2O2 soluble in neutral solution of ammonium citrate plus water. The lime material was obtained by mixing calcium and magnesium carbonates in a rate of 4: 1 in equivalents; the application rates of lime were calculated by means of neutralization curves in order to obtain the same neutralizing capacity of the thermophosphate. All this materials were applied in the form of powder. Surface (0-20 cm) samples of 5.5 kg of each soil were thoroughly mixed with the phosphorous materials, moistened to 70% of the water retention capacity and incubated in pots for 20 days. At the end of this period, subsamples of 0.5 kg were collected and subjected to determination of pH in CaCl2 0,01M, exchangeable cations, potential acidity, phosphorus extracted by resin and Bray-I methods, and soluble silica. All pots were fertilized with N, K, B, Cu, Mo, Mn, Zn and Fe. Pots not treated with thermophosphate or lime received calcium and magnesium in the form of a solution of the respective chlorides and in amounts equivalent to those applied as lime. After returning the soil samples to the pots and reweting to 70 % of the water retention capacity, eight rice (Oriza sativa L.) plants, cultivar IAC 165, were grown in each pot for 75 days. Afterward, the plant tops were cropped, dried at 65oC, weighted, grounded and subjected to determination of silicon and phosphorus content. The resin method for the extraction of phosphorus was superior to the Bray-1 to evaluate the effect of the P sources on the content of this element in the soil; this effect was reflected on the yield of dry matter by the plant and on the amount of phosphorus accumulated in the plant tops. Fused magnesium phosphate increased the soil resin extracted P to a higher level than the triple superphosphate; it also increased the pH, the base saturation and the soluble silica content of the soil. Phosphorus application reduced markedly the silicon content of the plant due to the dilution effect, even when the thermophosphate was applied; however, silicon application did not reduce the phosphor us content; these facts sugest that phosphorus might have inhibited the absorption of silicon, but silicon did not inhibited that of phosphorus. All the sources of phosphorus increased the amount of silicon accumulated in the plant, but fused magnesium phosphate was superior to the others. This fertilizer and the triple superphosphate plus lime were equally effective in increasing the yield of dry matter (at the rates of 100 and 200 mg/kg of P for the TE soil and 50, 100 and 200 mg/kg of P for the LR) and the amount of phosphorus accumulated by the plant (at the rates of 100 and 200 mg/kg of P for the TE and of 50 and 100 mg/kg of P for the LR); because these raises were higher than those observed with the addition of triple superphosphate, the stimulating effect of fused magnesium phosphate on the absorption of phosphorus and plant development was more probably due to its capacity of increasing the soil pH than to the favorable influence of the competition between the silicate it bears and the phosphate, for the same adsorption sites of the soil. Fused magnesium phosphate was superior to both triple superphosphate with or without lime in respect to the yield of dry matter and to the amount of phosphorus accumulated in the plant when this fertilizer was applied in the rate of 50 mg/kg of P to the Terra Roxa Estruturada; this behavior is probably due to a combined effect of the alkaline action of this fertilizer with the competition effect between its silicate and phosphate anions