P dynamics in plant-soil system and strategies to increase P-uptake in Eucalyptus grandis plantation

A fertilização promove incrementos de 30 a 50 % na produtividade de eucaliptos, com especial resposta ao P. O manejo adequado da fertilização fosfatada contribui para a otimização dos custos no primeiro ano. Existem no mercado diversas opções de fornecimento de P às plantas. Em geral, as fontes fosfatadas distinguem-se pela concentração, forma e solubilidade do P. O alto teor de oxihidróxidos de Fe e Al nos solos tropicais diminuem a eficiência desse nutriente devido ao processo de adsorção. Novas tecnologias de fertilizantes fosfatados estão sendo desenvolvidas visando aumentar esta eficiência de utilização, as quais necessitam de validação e comprovação dos seus efeitos em condições reais de crescimento do povoamento. Uma alternativa para aumentar a eficiência do P é a complexação deste com substâncias húmicas (complexo P-metal- SH), pois podem diminuir os processos de adsorção e possibilitar o maior aproveitamento do nutriente. O uso de técnicas de fracionamento do P no solo são amplamente utilizadas para identificar os reservatórios de P no solo e, consequentemente, sua disponibilidade à planta. A dinâmica das frações de P no solo é influenciada diretamente pela planta e pela microbiota do solo por meio de adaptações físicas e químicas do sistema radicular e ou remobilização interna de ácidos orgânicos. Objetivando compreender a dinâmica do P na interface planta- solo em um plantio de Eucalyptus grandis, foram propostos dois estudos: i) caracterização dos reservatórios de P a longo prazo e as adaptações desenvolvidas pelas plantas para aumentar a absorção de P, ii) identificação dos reservatórios de P inorgânico (Pi) lábil e a remobilização dos ácidos orgânicos nos tecidos vegetais ao longo de um ano. Constatou-se que o uso de fontes minerais de P alteram as frações lábeis e moderadamente lábeis do P no solo, não influenciando a fração não-lábil. As frações orgânicas lábeis e moderadamente lábeis contribuem consideravelmente para a nutrição da planta, em especial quando não há fertilização com P. O uso do complexo P-metal-SH incrementou a fração orgânica moderadamente lábil nos primeiros 12 meses com posterior redução. Houve equilíbrio entre as frações de P no solo e após o esgotamento das frações lábeis, as frações não lábeis foram reduzidas. O P-residual diminuiu em todos os tratamentos, em especial, no tratamento Controle. A produção de raízes finas na camada de 0-100 cm ultrapassou 6 Mg ha-1, sem diferenças entre os tratamentos. Todavia, notou-se claramente o efeito da aplicação localizada do fertilizante na densidade do sistema radicular, que apresentou maiores concentrações na linha de plantio. O comprimento específico das raízes finas na camada superficial apresentou distribuição oposta à atividade da fosfatase ácida e da ectomicorrização nos tratamentos Controle e fosfato reativo (FNR), exceto para o P solúvel convencional (PSC) que apresentou distribuição homogênea ao redor da árvore. O uso do P solúvel convencional estimulou a simbiose com micorrizas, e estas contribuíram para os processos de mineralização das frações orgânicas de P no solo por meio da exsudação de fosfatase ácida. Analisando a dinâmica das frações inorgânicas lábeis em curto período, nos primeiros 120 dias pós-plantio foi observado equilíbrio dinâmico entre as frações de Pi lábil no solo, exceto para o Controle que apresentou reduções constantes em todas as frações. Em períodos de excedente hídrico, as plantas absorveram altas quantidades de P, acumulando altos teores de ácidos orgânicos no tronco e, em períodos de estresse hídrico, houve remobilização dos ácidos orgânicos do tronco para as folhas, a fim de manter os processos metabólicos.Fertilization promotes 30 to 50% increments in forest productivity, with a special response to P input. The adequate management of phosphate fertilization contributes to cost optimization in the first year. There are several options on the market for supplying P to plants. In general, phosphate sources are distinguished by the concentration, form and solubility of P. The high content of Fe and Al oxyhydroxides in tropical soils reduces the efficiency of this nutrient due to adsorption processes. New phosphate fertilizer technologies are being developed aiming to increase this efficiency of use, which need validation and proof of their effects under real conditions of population growth. An alternative to increase the efficiency of the P is the complexation of this with humics substances (AH- CA-P complex), since they can decrease the adsorption processes and allow the greater use of the nutrient. The use of P fractionation techniques in soil are widely used to identify P reservoirs in the soil and consequently their availability to the plant. The dynamics of P fractions in soil are directly influenced by the plant and soil microbiota through physical and chemical adaptations of the root system and / or internal remobilization of organic acids. Two experiments were carried out: i) long-term characterization of P reservoirs and adaptations developed by plants to increase P uptake; and ii) identification of labile Pi reservoirs and remobilization of organic acids in plant tissues over a year. It was found that the mineral source use of P changes the labile and moderately labile fractions of P in the soil, not influencing the non-labile fraction. The labile and moderately labile organic fractions contribute considerably to plant nutrition, especially when not fertilized with P. The use of the P- metal-SH complex increased the moderately labile organic fraction in the first 12 months with subsequent reduction. We observed the equilibrium between the fractions of P in the soil and after the exhaustion of the labile fractions, the non-labile fractions were reduced. The P-residual decreased for all treatments, especially for the control treatment. The yield of fine roots in the 0- 100 cm layer exceeded 6 Mg ha-1, with no differences between treatments. However, the effect of the localized application of the fertilizer on the density of the root system, which presented higher concentrations in the planting line, was clearly noticed. The specific length of the roots in the superficial deep presented opposite distribution to the activity of the acid phosphatase and ectomycorrhizal colonization for all the treatments, except for the PSC that presented homogenous distribution around the tree. The use of conventional soluble phosphorus stimulated the symbiosis with mycorrhizae, and this contributed to the processes of mineralization of the organic fractions of P in the soil through the exudation of acid phosphatase. Analyzing the dynamics ofthe inorganic fractions in a short period, in the first 120 days post-planting, equilibrium was observed between the fractions of labile Pi in the soil, except for the control treatment that showed constant reductions in all fractions. In periods of water supply, the plants absorbed high amounts of P, accumulating high levels of organic acids in the stem and during periods of water stress, it was observed the remobilization of the AOs from the stem to the leaves, to maintain the metabolic processes