Solos e Nutrição de Plantas
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Item Multi-reactional kinetic modeling of phosphate sorption on goethite using artificial neural networks(Universidade Federal de Viçosa, 2021-06-28) Pogorzelski, Denison Queiroz; Vergütz, Leonardus; http://lattes.cnpq.br/7540664194279196Phosphorus (P) is a limiting nutrient for plant biomass production in terrestrial ecosystems, and the nutrient raising the most concern regarding its use and availability. Most of this limitation occurs in the highly weathered soils of the tropics, where the low bioavailability and overall geochemical cycling of P are controlled by sorption reactions on soil minerals, especially oxides. Goethite is one of the most important Fe oxides present in these soils, with sorption reactions occurring at the goethite-water interface defining P fate in such environment. As such, understanding the mechanisms controlling P sorption on these materials is of uttermost importance to improve our overall understanding of the P biogeochemical cycling to improve P use efficiency. Herein, we are bringing an approach which consists in assessing P sorption and desorption capacity of goethite at different temperatures and then investigating the kinetic mechanisms by applying multi-reactional modeling through Hopfield artificial neural network (HANN). Two mechanisms were investigated, a sequential reactions type (P in solution ⇌ B⇌ C) and another with independent reactions (B ⇌ P in solution ⇌ C). The mechanism that better fit the experimental data was used to provide the thermodynamic parameters. Furthermore, these mechanisms were also tested in a second sorption experiment on phosphate-preloaded goethite. The results showed that goethite adsorbed 13.34, 18.11 and 24.23 μmol g -1 of P and desorbed 48, 28 and 23 % of the sorbed P in water at 278, 298 and 323 K, respectively. After 20 days of incubation, phosphate-preloaded goethite sorbed 6.24 μmol g -1 more P and desorbed 54 % of that P at 298 K, demonstrating a lower adsorption capacity and a greater capacity for desorption facing a new P application. The mechanism with sequential steps better fit the experimental data, indicating that the step 1 (P in solution ⇌ B) is the trigger for the step 2 (B ⇌ C). Step 1 was faster than step 2, meaning that, kinetically, step 2 is the limiting step on P sorption mechanism onto goethite. Both steps were spontaneous (ΔG°<0), but the step 1 was exothermic (ΔH°<0) and an enthalpy driven reaction (ΔH°>TΔS°), indicating that specie B is related to a high intermolecular interaction force with the goethite surface; while step 2 was endothermic (ΔH°>0) and entropy driven (ΔH°Item Granulação do superfosfato triplo com biocarvão: cinética de liberação de P e eficiência agronômica(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-24) Pogorzelski, Denison Queiroz; Vergütz, Leonardus; http://lattes.cnpq.br/7540664194279196A adubação fosfatada apresenta baixa eficiência, principalmente em solos tropicais. Diante deste problema, o presente trabalho visa produzir um fertilizante organomineral de eficiência melhorada. Para tanto, foram sintetizados diferentes fertilizantes de superfosfato triplo (ST) granulados com biocarvão (BC). A matéria-prima utilizada na síntese do BC foi resíduo de madeira de Eucalyptus sp., a pirólise foi realizada a 350° C por 1 h. Os grânulos de ST foram granulados na forma misturada ou revestida com BC. A adição de BC consistiu de cinco proporções (5,10,15,20 e 25 % m/m). A área superficial especifica (BET), volume poroso e o tamanho de poros do BC e dos grânulos sintetizados foram mensurados por adsorção de N 2 . As fases cristalinas e os grupos funcionais do BC e ST foram investigados por difração de raio X (DRX) e por espectroscopia no infravermelho (FTIR/ATR), respectivamente. Os elementos constituintes do BC e ST foram dosados por espectrometria de emissão óptica (ICP- OES). Os grânulos foram submetidos a ensaio de cinética de liberação de P sob fluxo contínuo de água. O ST liberou 94 % do conteúdo de P em 1,5 h, enquanto o grânulo revestido com 25 % de biocarvão liberou 30 % do P no mesmo tempo. O revestimento dos grânulos com BC possibilitou maior redução da cinética de liberação por efeito da proteção física. Para avaliar a eficiência agronômica foi conduzido em casa de vegetação um ensaio biológico com Brachiaria brizantha, utilizando dois solos de texturas contrastantes. Concluiu-se com o ensaio biológico que a adição de BC ao ST aumentou a eficiência da adubação fosfatada, superando o ST comercial. Entretanto, o ganho de eficiência pode estar relacionado tanto à redução de cinética de liberação de P como também a outros fatores, como a interação entre o BC e o solo. O que sugere a necessidade de outros trabalhos para investigar os fatores que atuam sobre a eficiência de fertilizantes organominerais e suas interações no sistema fertilizante-solo-planta.