Organomineral phosphate fertilizer from sugarcane byproduct and its effects on soil phosphorus availability and sugarcane yield

Resumo

A reciclagem de subprodutos agrícolas para a produção de fertilizantes organominerais e seu uso como condicionadores para melhorar as características físicas e químicas do solo é uma solução viável de destinação para a indústria canavieira. Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho agronômico de um fertilizante fosfatado (P) de base biológica produzido a partir de fosfatos minerais (fosfato natural de Gafsa e SFT) e torta de filtro (TF), em dois solos distintos quanto à granulometria, argiloso (ARG) e franco-arenoso (ARE). Foram realizados testes biológicos para determinar o desempenho do fertilizante organomineral na produção de cana-de-açúcar em comparação com fontes comerciais de P. A adição de torta de filtro (+TF) foi responsável pelo aumento da produção em comparação aos solos que não a receberam (−TF), sendo obtida produção semelhante de cana-de-açúcar em ambos os solos. A eficiência de uso do fósforo (EUP) foi ~10% maior no solo ARG com SFT +TF em comparação ao fosfato natural reativo (FNR) −TF. Com base nos dados de fracionamento de P, a adição de TF reduziu as concentrações de P nas frações mais lábeis. A análise de espectroscopia de absorção de raios X próxima à borda do fósforo (XANES) indicou que, embora o P estivesse predominantemente associado a (hidr)óxidos de Fe e Al, a aplicação de TF alterou a especiação do P, deslocando o P ligado ao Fe no solo sem torta de filtro para P ligado ao Al, além de aumentar o P associado a compostos orgânicos no solo que recebeu esse condicionador. Os resultados mostram que a EUP e a produção de matéria seca da cana-de-açúcar podem ser aumentadas em solos intemperizados quando fontes orgânicas e inorgânicas de P são combinadas para o suprimento desse elemento.

Abstract

The recycling of agricultural by-products to produce organomineral fertilizers and using them as soil amendments to improve soil physical and chemical characteristics is a feasible disposal solution for the sugarcane industry. This study aimed to evaluate the agronomic performance of a bio-based phosphate (P) fertilizer produced from mineral phosphates (Gafsa rock phosphate and TSP) and filter cake (FC) in two distinct soils varying in their particle sizes, namely clayey (CLY) and sandy loam (SDY). Biological tests were carried out to determine the performance of the OF for sugarcane production against commercial P sources. The addition of filter cake (+FC) was responsible for an increase in yield when compared to soils that did not receive it (−FC), yet similar sugarcane production for either soil was obtained. Phosphorus use efficiency (PUE) was ~10% higher in CLY under TSP +FC compared to phosphate rock (RPR) −FC. On the basis of our P fractionation data, the addition of FC decreased P concentrations in the more labile P fractions. Phosphorus X-rays Absorption Near Edge Structure (XANES) analysis indicated that even though P was predominantly associated with Fe- and Al-(hydr)oxides, application of FC led to a change in P speciation, causing a shift from Fe-bound P in the soil that did not receive filter cake into Al-bound P, and to an increase in P associated to organic compounds in the soil receiving this amendment. Our findings showed that PUE and dry matter yield of sugarcane can be increased in weathered soils when organic and inorganic P sources are combined to supply this element.