A fim de determinar as características do solo envolvidas na retenção e liberação do fosfato, e no seu aproveitamento pelas plantas, foram realizados diversos experimentos de adsorção, dessorção, troca isotópica e utilização de fosfato pelas plantas, em seis solos do Estado do Paraná. Os experimentos de adsorção foram feitos em quatro níveis de CaCO₃, agitando-se 5 g de solo, de tamanho de partícula menor que 1 mm, com 50 ml de solução de KH₂PO₄, pH 7, em aparelho rotatório horizontal, durante nove dias. Após esse período, a suspensão era centrifugada, filtrada, e o fósforo no sobrenadante, determinado colorimetricamente. As quantidades de P oferecido eram 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 2000 e 2500 ppm, para o nível zero de CaCO₃. Para os demais níveis os tratamentos 50 e 100 ppm eram omitidos. As quantidades de CaCO₃ empregadas eram: ausência, uma, duas e três vezes e equivalente de acidez extraída com KC1 N e titulada com NaOH 0,02 N. Os resultados foram interpretados usando-se as isotermas de adsorção de Langmuir. A adsorção em função do tempo foi estudada, agitando-se porções de solo original, menor que 0,5 mm, na relação solo-solução de 1:10. com 300, 600, 1200 e 2400 ppm de P. Os tempos de adsorção eram 5, 10, 20, 30, 60 e 120 minutos, 6, 12 e 24 horas e 10 dias. Após a agitação suspensão era centrifugada, filtrada e o P no sobrenadante analisado colorimetricamente. Os ensaios de dessorção foram conduzidos com 3 g de solo e 30 ml de solução de KH₂PO₄ pH 7. Os solos foram equilibrados com 300, 600, 1200 e 2400 ppm, por 24 horas, e em seguida foram feitas oito dessorções em agua destilada, cada dessorção após um equilíbrio de 24 horas, com dois turnos de 6 horas de agitação e dois turnos iguais de repouso. Após o equilíbrio e a suspensão era centrifugada, filtrada e o P no sobrenadante era determinado colorimetricamente. No ensaio com plantas, 10 sementes de painço foram postas a germinar em 500 g de solo, em vaso de polietileno, sob casa de vegetação. Após a germinação foram deixadas 5 plantas por vaso. Os tratamentos usados em relação ao fósforo eram: ausência, (P₀), metade da dose correspondente à adsorção máxima de Langmuir (P₁), e adsorção máxima (P₂), calculada esta pelos resultados do ensaio de nove dias, para os solos sem calcário. Os três níveis de fósforo foram testados, em ausência de calcário, e em solo corrigido com CaCO₃, em quantidade equivalente ao dobro da acidez titulável determinada para o ensaio de adsorção. As plantas foram colhidas após 40 dias, secas e pesadas. O delineamento foi de experimento inteiramente casualizado, e a análise da variância feita segundo PIMENTEL G0MES (1970). A determinação do fósforo isotopicamente trocável foi realizada com 3 g de solo e 30 ml de soluções de KH₂PO₄, pH 7. As quantidades de carregador eram 250 ppm e o equivalente à adsorção máxima determinada para cada solo. Após 24 horas de equilíbrio entre o solo e a solução, adicionavam-se 100 microlitros de uma solução de NaH₂PO₄, livre de carregador, com uma atividade de 4,5 micro-Curies. A suspensão era deixada em equilíbrio por mais 24 horas, apos o que era centrifugada, filtrada, o P determinado colorimetricamente e a atividade medida em contador Geiger Muller, sobre uma alíquota do extrato evaporada em prancheta de aço inoxidável. Todos os experimentos foram conduzidos em temperatura de laboratório, que variou de 25 a 28°C. Dos resultados obtidos foi possível observar e concluir o que segue: A adsorção de fosfato pelos solos em estudos pode ser descrita pelas isotermas de Langmuir. Das características físicas e químicas do solo, que foram determinadas, apenas o teor de carbono orgânico apresentou boa correlação com a adsorção máxima calculada pela isoterma de Langmuir. O tratamento com doses crescentes de carbonato de cálcio não teve efeito consistente sobre a capacidade de adsorção de fosfato pelos solos. A adsorção aumentou com o tempo de reação. Em tempos muito curtos 5 e 10 minutos, a adsorção foi surpreendentemente alta. O tempo de 24 horas parece ser suficiente para estudos de adsorção em condições de quase equilíbrio. Observaram-se três regiões de velocidades de adsorção. Uma que se completou até duas horas, uma segunda de 2 a 24 horas e a terceira em tempos superioras a 24 horas. A adsorção em função do tempo obedeceu a uma curva do tipo P = c . x^b, onde: P, é a quantidade de P dessorvido. c e b, são constantes experimentais e x, e o tempo. Os dados colocados em gráfico duplo logarítmico forneceram uma linha reta. A velocidade de adsorção pode ser calculada pela fórmula v = a . b . x^b-1, em que v, é a velocidade em ug P/g solo/segundo, a e b, são respectivamente, a intersecção e a inclinação da reta obtida no gráfico duplo logarítmico da adsorção em função do tempo, e x, é o tempo. A adsorção máxima não variou consistentemente com o tempo de reação. A constante correlacionada com a energia de retenção aumentou com o aumento do tempo de reação. Solos com alta capacidade de adsorção apresentam maiores velocidades de adsorção, do que solos com menor de retenção. O ensaio com plantas mostrou que os solos respondem positivamente à adubação fosfatada. A metade da quantidade de fósforo correspondente à adsorção máxima calculada pela isoterma de Langmuir, foi suficiente para prover bom desenvolvimento às plantas. O fósforo isotopicamente trocável apresentou boa correlação com a adsorção máxima, quando a quantidade de carregador foi a correspondente à saturação. O ensaio de dessorção demonstrou que apenas fração do fósforo adsorvido é liberado para a solução. O percentual recuperado é baixo em relação ao total adsorvido. Solos com maior capacidade de adsorção dissolvem menos fosfato que solos com menor capacidade máxima. As curvas de dessorção são semelhantes para todos os solos e concentrações, sugerindo que os mesmos mecanismos de liberação estão operando durante a dessorção. Parece evidente que ao menos duas reações de dessorção ocorrem em equilíbrios sucessivos em água. A primeira deve liberar os fosfatos fracamente ligados à superfície e a segunda deve ser devida à dissolução dos precipitados formados durante a saturação. Os resultados do ensaio de dessorção demonstram que os solos devem apresentar boa capacidade de resposta à adubação fosfatada, e uma vez convenientemente fertilizados, são capazes de manter uma taxa de liberação de fósforo suficiente para o crescimento das plantas.

6.1. In order to determine soil characteristics involved in the dynamics of phosphate and its utilization by the plant, several experiments on sorption, desorption and isotopic exchange were carried out using samples of six soils from the State of Parana, Brasil. 6.2. Adsorption experiments were conducted by shaking 5,0 g of soil, particle size less than 1 mm, treated with four levels of CaCO₃, with 50 ml of KH₂PO₄ pH 7.0 in a rotatory horizontal shaker during 9 days. The suspension was then centrifuged, filtered and P in the supernatant was analysed by colorimetry with the aid of the sulfo-bismuth-molybdic reagent, ascorbic acid being used as reductant. P was supplied to provide 50, 100, 250, 500, 750, 1000, 1250, 1500, 2000 and 2500 ppm in the case of zero level of CaCO₃, in the other levels treatments 50 and 100 ppm were omitted. The quantities of CaCO₃ used were: zero, 1, 2 and 3 times the equivalent of the acidity extracted with N KC1 and titrated with 0,02 N NaOH. Results were interpreted by using the adsorption isotherm due to Langmuir. 6.3. As a function of time, adsorption was studied by shaking portions of the original soils, particle size less than 0,5 mm with a ratio soil: solution of 1:10 with 300, 600, 1200 and 2400 ppm of P. Shaking periods were as follows: 5, 10, 20, 30, 60 and 120 minutes, 6, 12 and 24 hours and 10 days. After the experimental period the solutions were centrifuged, filtered and P was determined in the supernatant by the colorimetric method previously mentioned. 6.4. Desorption experiments were carried out using 3.0 g of soil and 30 ml of KH₂PO₄ solution, pH 7.0. Soils were put into equilibrium with 300, 600, 1200 and 2400 ppm of P during 24 hours; afterwards 8 successive desorption’s were induced with distilled water; each desorption was caused after 24 hours of equilibrium with two turns of 6 hours of shaking and two turns of 6 hours each of rest. After equilibration the suspension was centrifuged, filtered and Pin the supernatant was determined calorimetrically, as described. 6. 5. In the experiment with plants 10 millet seeds were germinated in 500 g of soil contained in plastic pots in the green house. After germination plants were thinned to 5 per pot. With respect to phosphorus the treatments were as follows: no addition (P₀), half of the dosage corresponding to the maximum adsorptions according to Langmuir (P₁), and maximum adsorption as calculated through the results in the experiment with 9 days of duration when CaCO₃ was not applied. The three levels of P were checked in the absence of CaCO₃ and with the addition of same in a quantity equivalent to the titratable acidity as determined in the adsorption experiment. Harvesting took place after 40 days when plants were cut off, dried and weighed. The experimental design was completely randomized; analysis of variance was done according to PIMENTEL GONES (1970). 6.6. The determination of isotopically exchangeable P was conducted by using 3.0 g of soil and 300 ml of KH₂PO₄ solutions, pH 7.0. The quantities of the carrier were 250 ppm P and the equivalent to the maximum adsorption as determined for each soil. After 24 hours equilibration 100 microliters of carrier-free NaH₂PO₄ were added, the activity being 4.5. microcuries. The suspension was left in equilibration during 24 more hours, centrifuged, filtered and analysed for inert P and ³²P, the former calorimetrically as described and the latter by counting an aliquot after drying over a stainless steel planchet. 6.7. All experiments were carried out at room temperature, between 25 and 28°C. 6.8. The experimental results allowed for the following conclusions to be taken. 6.8.1. Langmuir's isotherm adequately describes P adsorption in the soils under study. 6.8.2. Among the various chemical characteristics of the soils which were considered, only organic carbon presented strong correlation with maximum adsorption as calculated by Langmuir's isotherm. 6.8.3. CaCO₃ did not consistently affect P adsorption capacity in the various soils. 6.8.4. Time did increase adsorption which nevertheless was surprisingly high with 5 and 10 minutes of contact: 24 hours seems to be sufficient for adsorption studies in “quasi-equilibration”. Three clear regions of velocity of adsorption could be seen graphically: one completed in 2 hours, another one corresponding to the period 2-24 hours, and a third one in periods beyond 24 hours. Adsorption as a function of time obeyed an equation of the type P = c . x^b wherein; P = quantity of adsorbed P; c = experimental constant; b = experimental constant; x = time; when plotted in double logarithmic paper a straight line is obtained Maximum adsorption did not consistently vary with reaction time. The constant related with retention energy did increase with reaction time. Soils with high adsorption capacity presented higher adsorption velocities. 6.8.5. The experiment with plants has shown that all soils benefited from the phosphatic fertilization; the dosage corresponding to half maximum adsorption was sufficient for good growth. 6.8.6. Isotopically exchangeable phosphorus gave good correlation with maximum adsorption when the amount of carrier corresponded to saturation. 6.8.7. Desorption experiment demonstrated that only part of the adsorbed P is liberated into the solution; the percentage of recovery is low in relation to total adsorption. Soils with higher adsorption capacity deserve less P. The desorption curves are similar for all soils and for all concentrations thus suggesting that the same mechanisms are in operation. It seems evident that at least two desorption reaction occurs in successive equilibrations with water: the first one should liberate phosphate weakly bound to the surface; the second one should be due to the solution of precipitates which were formed during saturation. The experimental results suggest that the soils under study must show good response to phosphatic fertilization, and when adequately provided with P, must be capable of keeping a rata of liberation of the element sufficient for the growing of plants.