Synthesis of enriched biochar as a vehicle for phosphorus in tropical soils

Phosphorus (P) is one of the nutrients that most limits agricultural productivity, especially in tropical soils. Enriched biochar has been proposed to increase the bioavailability of P and other nutrients in the soil. Thus, the objective of this study was to evaluate the availability of P in phosphate biochar (composed of biomass and soil) as a function of the triple superphosphate mixture before and after the pyrolysis process. We produced eight types of enriched biochar via pyrolysis by combining sandy or clayey soil with rice or coffee husk, and by adding triple superphosphate before or after pyrolysis. The heating of the phosphate fertilizer during the pyrolysis process resulted in a higher crystallinity of the phosphates, lower content of labile fractions of P and lower content of available P in phosphate biochars than when the superphosphate was added after pyrolysis. (AU)

Association between parent materials and soil attributes along different geological environments in western Pará, Brazil / Associação entre materiais de origem e atributos de solos ao longo de diferentes ambientes geológicos no oeste do Pará, Brasil

The expansion of the agricultural frontier into different geological environments in the west of the state of Pará, northern Brazil, makes it necessary to know the influence of the parent material on local soil attributes. This study aimed to evaluate the influence of different parent materials on five soil profiles along a lithosequence exposed by the BR-163 highway, which runs from north to south through western Pará. The soils were classified, morphologically described and their main horizons sampled for physical, mineralogical and chemical analyses, including the determination of micronutrients, forms of phosphorus and secondary forms of iron. Multivariate analysis was used to group the different soil-parent material associations. The results demonstrated that the diversity of the parent material was a determinant of soil attributes, and was a conditioning factor for the formation of different clay minerals. Multivariate analysis grouped the soils along the lithosequence into a group formed by profiles derived from basic and intermediate igneous rocks, and a second group consisting of profiles derived from sediments and sedimentary rocks. The profile derived from acidic igneous rock showed greater similarity with the profiles derived from sedimentary materials in comparison to those derived from other igneous rocks.

A expansão da fronteira agrícola em diferentes ambientes geológicos no oeste do Estado do Pará, norte do Brasil, torna necessário conhecer a influência do material de origem sobre os atributos dos solos locais. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência de diferentes materiais de origem sobre cinco perfis de solo ao longo de uma litosequência exposta pela rodovia BR-163, que vai de norte a sul pelo oeste do Pará. Os solos foram classificados, morfologicamente descritos e seus principais horizontes amostrados para análises físicas, mineralógicas e químicas, incluindo a determinação de micronutrientes, formas de fósforo e formas secundárias de ferro. Análises multivariadas foram usadas para agrupar as diferentes associações solo-material de origem. Os resultados demonstraram que a diversidade do material de origem foi determinante para os atributos do solo, sendo um fator condicionante para a formação de diferentes argilominerais. A análise multivariada agrupou os solos ao longo da litosequência em um grupo formado por perfis derivados de rochas ígneas básicas e intermediárias, e um segundo grupo constituído por perfis derivados de sedimentos e rochas sedimentares. O perfil derivado de rocha ígnea ácida apresentou maior similaridade com os perfis derivados de materiais sedimentares em comparação àqueles derivados de outras rochas ígneas.

Caracterização de latossolos amarelos húmicos em um ambiente altimontano na região agreste do estado de Pernambuco, Brasil / Characterization of humic oxisols in a high altitude mountain in the agreste region of the state of Pernambuco, Brazil

A formação de Latossolos com horizonte A húmico (Lhs) no Nordeste é relativamente rara e, geralmente, está associada a ambientes altimontanos, distinguindo-se da região semiárida circundante. Devido a isso, estes solos são intensamente utilizados e importantes para a economia regional. O objetivo deste estudo foi caracterizar Lhs da região Nordeste, bem como avaliar os mecanismos envolvidos no acúmulo do carbono orgânico (CO) em profundidade, visando a determinação da aptidão agrícola para o uso e manejo adequado do solo. O trabalho foi conduzido no município de Brejão, Agreste do Estado de Pernambuco. Foi realizada a caracterização morfológica, física, química e mineralógica de quatro perfis de Latossolos com horizonte A húmico, sob diferentes sistemas de uso da terra (vegetação nativa, capoeira, cultivo e pastagem), com a avaliação da aptidão agrícola e da variação do CO em profundidade. Os solos foram classificados como LATOSSOLOS AMARELOS Distrocoesos húmicos, textura argilosa, todos com horizonte A húmico maior que 100 cm. Todos os perfis apresentaram acidez elevada, alta saturação por alumínio, baixa capacidade de troca de cátions (CTC), caráter coeso e fração argila essencialmente caulinítica. O teor de CO foi alto, independente do uso do solo, e se correlacionou fortemente em profundidade com a argila dispersa, CTC, N e P. A distribuição do CO em profundidade foi favorecida pelos menores teores de argila e pela associação com as formas de Fe pouco cristalinas. A aptidão agrícola das terras enquadrou-se no grupo 2, ou seja, aptidão boa para lavouras de ciclo curto e/ou longo com práticas agrícolas com um médio e alto nível tecnológico. No entanto, essa aptidão é restrita quando utilizado baixo nível tecnológico em razão da exigência de elevadas doses de fertilizantes e corretivos.

The occurrence of Oxisols with a humic A horizon (Lhs) in Northeast Brazil is relatively rare and, generally associated with mountainous environments, quite different from the surrounding semiarid region. Therefore, these soils are intensely used and important for the regional economy. The aim of this study was to characterize the Lhs from Northeast, and assess the mechanisms involved in the accumulation of organic carbon in depth, in order to determine suitability agricultural and use and adequate soil management. The work was carried out in Brejão municipality, Agreste region of Pernambuco State, Brazil. Morphological, physical, chemical and mineralogical properties were determined in four soil profiles, under different management systems (native forest, secondary forest, traditional cropping system and planted pasture), with the assessment of agricultural suitability and variation of organic carbon (OC) in depth, and soil properties were correlated with the soil OC content in depth. All studied soils were classified as Humic Haplustox, with humic A horizon thicker than 100 cm. Furthermore, the soils showed high acidity and aluminum saturation, low cation exchange capacity (CTC), cohesive character and a kaolinitic clay fraction. The values of soil density were inversely correlated with the organic matter content. The OC was considered high, despite the management system. The variation of the OC with depth was strongly correlated with disperse clay, CTC, N and P. The OC distribution with depth was favored by smaller amounts of clay and by the association with poor crystalline Fe compounds. The agricultural suitability from soils framed up in group 2, good suitability for short cycle crops and/or long with agricultural practices with medium and high technological level. However, this ability is restricted when used low technological level due to the high demand for fertilizers and corrective.

Superfícies geomórficas e atributos do solo em uma toposseqüência de transição várzea-terra firme / Geomorphic surfaces and soil attributes in a topossenquence of the low land/high land

Os atributos do solo sofrem influências das superfícies geomórficas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi investigar as interferências das superfícies geomórficas nos atributos do solo em uma topossequência de transição várzea/terra firme na região de Humaitá, AM. Foi estabelecido um caminhamento de 4.500 m a partir do topo da vertente no sentido do caimento mais suave do relevo e as superfícies geomórficas foram identificadas e delimitadas conforme critérios topográficos, estratigráficos e intensas investigações de campo. Foram coletadas 20 amostras em cada um dos segmentos de vertente das superfícies geomórficas (S.G.), nas seguintes profundidades: S.G. I: LAa: 0,0-0,16 e 0,48-0,79 m; S.G. II: LAd1: 0,0-0,13 e 0,44-0,70 m e LAd2: 0,0-0,10 e 0,30-0,55 m; S.G. III: RYve1: 0,0-0,18 e 0,51-0,89 m e RYve2: 0,0-0,23 e 0,58-0,91 m. O critério de escolha das profundidades de coleta foi a coincidência com os horizontes superficiais e subsuperficiais determinados na descrição morfológica dos perfis. Foram realizadas análises físicas de granulometria, argila dispersa e grau de floculação, densidades do solo e das partículas e porosidade total. As análises químicas realizadas foram: pH em água e KCl; Ca, Mg, K, Na e Al trocáveis; P disponível; H+Al e C orgânico. As variações do relevo favoreceram a presença de solos distróficos na superfície geomórfica I e solos eutróficos na superfície geomórfica III. As técnicas estatísticas multivariadas permitiram separar três grupos heterogêneos, equivalentes às superfícies geomórficas mapeadas.

Soil attributes reflect influence of the geomorphic surfaces. Therefore, the objective of this work was to investigate the influence of the geomorphic surfaces on soil attributes in a topossequence from low lands to high lands in the Humaitá region, AM. A transect of 4.5 km, from the top of the slope towards the low lands was established and the geomorphic surfaces were identified and limited according to topographic and estratigraphic criteria, based on detailed field investigation. Twenty soil samples were collected in each one of the slope segments within the geomorphic surfaces (G.S.), at the following depths: G.S. I: LAa (0.0-0.16 and 0.48-0.79 m); G.S. II: Lad1 (0.0-0.13 and 0.44-0.70) and Lad2 (0.0-0.10 and 0.30-0.55 m); G.S. III: RYve1 (0.0-0.18 and 0.51-0.89) and RYve2 (0.0-0.23 and 0.58-0.91 m). The sampling depths were determined by the surface and subsurface horizon depths, defined during the soil morphological description. Physical analysis involved particle size distribution, disperse clay, soil and particle density and total porosity. The chemical analysis involved determinations of pH in water and KCl, exchangeable cations, exchangeable Al, total acidity (H+Al), available P, organic carbon. The relief variations contributed to the presence of dystrophic soils in the geomorphic surface I and eutrophic soils in the geomorphic surface III. The multivariate statistical techniques were able to separate three heterogeneous groups, equivalent to the mapped geomorphic surfaces.