Phosphorus accumulation and sorption in calcareous soil under long-term fertilization

Resumo

A aplicação de fertilizantes fosfatados (P) em solos com deficiência de P também pode resultar no acúmulo de P. Neste estudo, o status de P do solo e a absorção de P pelas macieiras foram investigados em pomares de 5, 10 e 15 anos de idade no Loess Plateau semiárido, na China, e subconjuntos de solos com diferentes status de P do solo (14-90 Olsen-P mg kg-1) foram selecionados para avaliar a característica de adsorção de P. Devido à baixa eficiência de uso de P (4-6%), o P total do solo aumentou de 540 mg kg-1 para 904 mg kg-1, o Olsen-P variou de 3,4 mg kg-1 para 30,7 mg kg-1 e o CaCl2-P aumentou de menos de 0,1 mg kg-1 para 0,66 mg kg-1 sob fertilização contínua com P. Descobriu-se que as isotermas de sorção de P para cada pomar de maçã se ajustam ao modelo de isoterma de Langmuir (R2 = 0,91-0,98). K (energia de ligação) e Qm (máximo de sorção de P) diminuíram, enquanto o DPS (grau de sorção de fósforo) aumentou com o aumento da concentração de P. O CaCl2-P aumentou significativamente com o aumento do Olsen-P, especialmente acima do ponto de mudança de 46,1 mg kg-1. A aplicação de P excedente pode resultar no enriquecimento de P em um solo deficiente em P, que tem alta capacidade de fixação de P, o que representa um risco ambiental significativo.

Abstract

Application of phosphorus (P) fertilizers to P-deficient soils can also result in P accumulation. In this study, soil P status and P uptake by apple trees were investigated in 5-, 10-, and 15-year-old orchards in the semi-arid Loess Plateau, China, and subset soils with different soil P statuses (14–90 Olsen-P mg kg⁻¹) were selected to evaluate the characteristic P adsorption. Due to the low P-use efficiency (4–6%), total soil P increased from 540 mg kg⁻¹ to 904 mg kg⁻¹, Olsen-P ranged from 3.4 mg kg⁻¹ to 30.7 mg kg⁻¹, and CaCl₂-P increased from less than 0.1 mg kg⁻¹ to 0.66 mg kg⁻¹ under continuous P fertilization. The P sorption isotherms for each apple orchard were found to fit the Langmuir isotherm model (R² = 0.91–0.98). K (binding energy) and Q_m (P sorption maximum) decreased, whereas DPS (degree of phosphorus sorption) increased with increasing P concentration. CaCl₂-P increased significantly with the increase of Olsen-P, especially above the change point of 46.1 mg kg⁻¹. Application of surplus P could result in P enrichment in P-deficient soil which has high P fixation capacity, thus posing a significant environmental risk.