Monitoring of phosphorus levels in soils with long-term  application of swine manure

June Faria Scherrer Menezes; Thaynara Maria Vieira Brandão; Augusto Matias de Oliveira; Gustavo André Simon; Alan Mario Zuffo

doi:10.17765/2176-9168.2025v18e13683

Autores/as

June Faria Scherrer Menezes Universidade de Rio Verde https://orcid.org/0000-0002-8368-1803
Thaynara Maria Vieira Brandão Universidade de Rio Verde https://orcid.org/0000-0001-9725-9067
Augusto Matias de Oliveira Universidade de Rio Verde https://orcid.org/0000-0003-3556-2030
Gustavo André Simon Universidade de Rio Verde https://orcid.org/0000-0001-6935-6580
Alan Mario Zuffo Universidade Estadual do Maranhão https://orcid.org/0000-0001-9704-5325

DOI:

https://doi.org/10.17765/2176-9168.2025v18e13683%20

Palabras clave:

Environmental critical limit of phosphorus, Liquid swine manure, Oxisols, Soil phosphoru

Resumen

Las aplicaciones continuas de estiércol líquido porcino (LSS) al suelo pueden generar niveles elevados de fósforo (P), especialmente en las capas superficiales. Cantidades excesivas de este nutriente pueden transferirse del suelo a las aguas superficiales y contaminar los sistemas acuáticos, causando problemas de eutrofización. Con el objetivo de evitar tales problemas, el objetivo fue evaluar el límite crítico ambiental de fósforo (LCA-P) del suelo de 89 fincas fertilizadas con DLS a largo plazo en la región de Rio Verde-Goiás. En una primera etapa se evaluaron los niveles de arcilla y P disponible en los suelos utilizando los resultados de análisis de suelos en granjas porcinas de la región con un historial de aplicación de DLS durante 16 años. Luego, los suelos fueron clasificados según el nivel de P (muy bajo, bajo, medio, adecuado y alto), de acuerdo al contenido de arcilla. En la segunda parte se aplicó el ACV-P a las propiedades. En 32 suelos, el nivel de P se consideró alto, más de 12 mg dm?³. En este nivel, se observó que 14 suelos superaron el LCA-P, de los cuales 12 sugirieron la suspensión inmediata de la aplicación de P, ya que existe un alto riesgo de pérdidas de P al agua. Sólo en dos fincas el LCA-P superó el 20%; Por lo tanto, se recomienda reducir la aplicación de fuentes de P y utilizar técnicas para reducir los niveles de P en estos suelos. Si bien la fertilización orgánica es beneficiosa, puede exceder los límites apropiados, lo que refuerza la necesidad de monitorear áreas con largos períodos de fertilización DLS.

Biografía del autor/a

June Faria Scherrer Menezes, Universidade de Rio Verde

Doutora em Fitotecnia pela Universidade Federal de Viçosa (UFV). Professora Permanente do Programa de Pós- Graduação em Produção Vegetal (PPGPV) da Universidade de Rio Verde (UniRV), Rio Verde (GO), Brasil.

Thaynara Maria Vieira Brandão, Universidade de Rio Verde

Mestra em Produção Vegetal pela Universidade de Rio Verde (UniRV), Rio Verde (GO), Brasil.

Augusto Matias de Oliveira, Universidade de Rio Verde

Pós-doutorando do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal (PPGPV) da Universidade de Rio Verde - UniRV, Rio Verde (GO), Brasil.

Gustavo André Simon, Universidade de Rio Verde

Doutor em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras (UFLA). Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal (PPGPV) da Universidade de Rio Verde (UniRV), Rio Verde (GO), Brasil.

Alan Mario Zuffo, Universidade Estadual do Maranhão

Doutor em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras (UFLA). Professor Permanente do curso de Agronomia da Universidade Estadual do Maranhão (UEMA), Balsas (MA), Brasil.

Citas

ARAUJO, A. S. F.; BONIFACIO, A.; PEREIRA, A. P. D. A.; MEDEIROS, E. V.; ARAUJO, F. F.; MENDES, L. W. Enzymatic stoichiometry in soils from physiognomies of Brazilian Cerrado. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, v. 22, n. 2, p. 2735-2742, 2022. https://doi.org/10.1007/s42729-022-00840-w.

BHERING, L. L. Rbio: A tool for biometric and statistical analysis using the R platform. Crop Breeding and Applied Biotechnology, v. 17, n. 2, p. 187-190, 2017. https://doi.org/10.1590/1984-70332017v17n2s29.

BOAVENTURA, K. J.; SILVA, C. M.; SILVA, S. D. Building Soil Fertility: Embrapa and the agronomic development for the “conquest” of the brazilian Cerrado (1975-95). Historia agraria: Revista de agricultura e historia rural, v. 89, p. 247-278, 2023. https://doi.org/10.26882/histagrar.089e08b.

CÂNDIDO, D.; BOLSAN, A. C.; HOLLAS, C. E.; VENTURIN, B.; TÁPPARO, D. C.; BONASSA, G.; ANTES, F. G.; STEINMETZ, R. L. D.; BORTOLI, M.; KUNZ, A. Integration of swine manure anaerobic digestion and digestate nutrients removal/recovery under a circular economy concept. Journal of Environmental Management, v. 301, p. 113825, 2022. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.113825.

CARRETTA, L.; TAROLLI, P.; CARDINALI, A.; NASTA, P.; ROMANO, N.; MASIN, R. Evaluation of runoff and soil erosion under conventional tillage and no-till management: A case study in northeast Italy. Catena, v. 197, p. 104972, 2021. https://doi.org/10.1016/j.catena.2020.104972.

CHEN, M.; ZHANG, S.; LIU, L.; DING, X. Influence of organic fertilization on clay mineral transformation and soil phosphorous retention: Evidence from an 8-year fertilization experiment. Soil and Tillage Research, v. 230, p. 105702, 2023. https://doi.org/10.1016/j.still.2023.105702.

CORBETT, D.; LYNCH, B.; WALL, D. P.; TUOHY, P. The response of finely textured and organic soils to lime and phosphorus application: Results from an incubation experiment. Soil Use and Management, v. 39, n. 1, p. 368-384, 2023. https://doi.org/10.1111/sum.12825.

CORRÊA, J. C.; NICOLOSO, R. D. S.; MENEZES, J. F. S.; BENITES, V. D. M. Critérios técnicos para recomendação de biofertilizante de origem animal em sistemas de produção agrícolas e florestais. Embrapa Suínos e Aves. Comunicado técnico, v. 486, 2011.

Fundação Estadual do Meio Ambiente de Santa Catarina. Instrução Normativa 11. FATMA, 2014.

FERREIRA, A. C. D. B.; BORIN, A. L. D. C.; LAMAS, F. M.; FERREIRA, G. B.; RESENDE, Á. V. D. Exchangeable potassium reserve in a Brazilian savanna Oxisol after nine years under different cotton production systems. Scientia Agricola, v. 79, n. 4, p. e20200339, 2022. https://doi.org/10.1590/1678-992X-2020-0339.

FERREIRA, D. F. Sisvar: a computer analysis system to fixed effects split plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, v. 37, n. 4, p. 529-535, 2019. https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450.

FRANKLIN, R. E.; DUIS, L.; SMITH, B. R. Mehlich extractable and total elemental concentrations in South Carolina soils. Communications in Soil Science and Plant Analysis, v. 37, v. 5-6, p. 679-691, 2006. https://doi.org/10.1080/00103620600561352.

GATIBONI, L. C.; NICOLOSO, R. D. S.; MUMBACH, G. L.; SOUZA JUNIOR, A. A. D.; DALL’ORSOLETTA, D. J.; SCHMITT, D. E.; SMYTH, T. J. Establishing environmental soil phosphorus thresholds to decrease the risk of losses to water in soils from Rio Grande do Sul, Brazil. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 44, p. e0200018, 2020. https://doi.org/10.36783/18069657rbcs20200018.

HAFIZ, F. B.; TUCHER, S. V.; ROZHON, W. Plant Nutrition: Physiological and Metabolic Responses, Molecular Mechanisms and Chromatin Modifications. International Journal of Molecular Sciences, v. 23, n. 8, p. 4084, 2022. https://doi.org/10.3390/ijms23084084.

HEMIELEVSKI, L. S.; MENEZES, J. F. S.; OLIVEIRA, A. M.; BERTI, M. P. S.; MACHADO, L. D. L.; BOLDRIN, P. F.; CANTÃO, V. C. G.; SILVA, R. G. Critical limit for phosphorus in a Red Latosol of the Brazilian Cerrado. Revista Ciência Agronômica, v. 56, p. e202393916, 2025. https://doi.org/10.5935/1806-6690.20250035.

HORTA, C. Sustainability of phosphorus fertilisation: sources and forms of phosphate. Revista de Ciências Agrárias, v. 38, n. 4, p. 473-483, 2015. https://doi.org/10.19084/RCA15136

JIA, X.; ZHAO, X.; BI, Z.; ZHANG, H.; HUANG, S.; LAM, J. C. H.; LI, W.; LI, Y.; WAGBERG, T.; HU, G. Rod-shaped lanthanum oxychloride-decorated porous carbon material for efficient and ultra-fast removal of phosphorus from eutrophic water. Separation and Purification Technology, v. 306, p. 122713, 2023. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.122713.

KHAN, M.; MOHAMMAD, F. Eutrophication: Challenges and Solutions. In: ANSARI, A.; GILL, S. (eds) Eutrophication: Causes, Consequences and Control. Springer, Dordrecht. 2014. https://doi.org/10.1007/978-94-007-7814-6_1.

OLIVEIRA, L. E. Z.; NUNES, R. S.; SOUSA, D. M. G.; FIGUEIREDO, C. C. Dynamics of residual phosphorus forms under different tillage systems in a Brazilian Oxisol. Geoderma, v. 367, p. 114254, 2020. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2020.114254.

OLIVEIRA, V. A.; SANTOS, G. G.; KER, J. C.; COUTO, E. G.; JACOMINE, P. K.; CORRÊA, G. R.; CURI, N.; SCHAEFER, C. E. Soils of Cerrados, the Brazilian Savannas. In: SCHAEFER, C. E. G. R. ed. The Soils of Brazil. Cham: Springer International Publishing. 2023. https://doi.org/10.1007/978-3-031-19949-35.

PINTO, F. A.; SOUZA, E. D. D.; PAULINO, H. B.; CURI, N.; CARNEIRO, M. A. C. P-sorption and desorption in savanna Brazilian soils as a support for phosphorus fertilizer management. Ciência e Agrotecnologia, v. 37, n. 6, p. 521-530, 2013. https://doi.org/10.1590/S1413-70542013000600005.

PRATES, A. R.; KAWAKAMI, K. C.; COSCIONE, A. R.; TEIXEIRA FILHO, M. C. M.; ARF, O.; ABREU-JUNIOR, C. H.; OLIVEIRA, F. C.; MOREIRA, A.; GALINDO, F. S.; HE, Z.; JANI, A. D.; CAPRA, G. F.; GANGA, A.; NOGUEIRA, T. A. R. Composted sewage sludge sustains high maize productivity on an infertile Oxisol in the Brazilian Cerrado. Land, v. 11, n. 8, p. 1246, 2022. https://doi.org/10.3390/land11081246.

ROLIM NETO, F. C.; SCHAEFER, C. E. G. R.; COSTA, L. M.; CORRÊA, M. M.; FERNANDES FILHO, E. I.; IBRAIMO, M. M. Phosphorus adsorption, specific surface, and mineralogical attributes of soils developed from volcanic rocks from the Upper Paranaíba, MG (Brazil). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, n. 6, p. 953-964, 2004. https://doi.org/10.1590/S0100-06832004000600003.

SINGH, R.; DAS, R.; SANGWAN, S.; ROHATGI, B.; KHANAM, R.; PEERA, S. P. G.; DAS, S.; LYNGDOH, Y. A.; LANGYAN, S.; SHUKLA, A.; SHRIVASTAVA, M.; MISRA, S. Utilisation of agro-industrial waste for sustainable green production: A review. Environmental Sustainability, v. 4, p. 619-636, 2021. https://doi.org/10.1007/s42398-021-00200-x.

SOUZA, D. M. G.; LOBATO, E. Cerrado: correção do solo e adubação. 2. Ed. Embrapa, Brasília, 2004.

STIGTER, K. A.; PLAXTON, W. C. Molecular mechanisms of phosphorus metabolism and transport during leaf senescence. Plants, v. 4, n. 4, p. 773-798, 2015. https://doi.org/10.3390/plants4040773.

TEDESCO, M. J.; GIANELLO, C.; BISSANI, C. A.; BOHNEN, H.; VOLKWEISS, S. J. Análise de solo, plantas e outros materiais. 2. Ed. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil. 1995.

TEIXEIRA, P. C.; DONAGEMMA, G. K.; FONTANA, A.; TEIXEIRA, W. G. Manual de métodos de análise de solo. 3ed. Embrapa, Brasília, Brasil. 2017.

WITHERS, P. J.; RODRIGUES, M.; SOLTANGHEISI, A.; CARVALHO, T. S.; GUILHERME, L. R.; BENITES, V. D. M.; GATIBONI, L. C.; SOUSA, D. M. G.; NUNES, R. S.; ROSOLEM, C. A.; ANDREOTE, F. D.; OLIVEIRA JR, A.; COUTINHO, E. L. M.; PAVINATO, P. S. Transitions to sustainable management of phosphorus in Brazilian agriculture. Scientific Reports, v. 8, p. 2537, 2018. https://doi.org/10.1038/s41598-018-20887-z.

XU, C.; FENG, Y.; LI, H.; YANG, Y.; WU, R. Adsorption and immobilization of phosphorus from eutrophic seawater and sediment using attapulgite-Behavior and mechanism. Chemosphere, v. 313, p. 137390, 2023. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137390.