Transporte de fósforo e de potássio em colunas com agregados de um latossolo vermelho distrófico

Araujo, C. A. S.; Ruiz, H. A.; Ferreira, P. A.; Silva, D. J.; Carvalho, M. A.

doi:10.1590/S0100-06832000000200003

Resumos

O objetivo do trabalho foi comparar os coeficientes dispersivo-difusivos de fósforo e de potássio e descrever o transporte desses nutrientes em diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com milho por vários anos, usando dois modelos teóricos. O experimento foi realizado, em laboratório, com colunas de percolação, utilizando cinco classes de agregados (2,0-1,0, 1,0-0,5, 0,5-0,25, 0,25-0,105 e < 0,105 mm). A eluição foi realizada em um cilindro de vidro de 2 cm de diâmetro interno e 30 cm de comprimento, preenchido com agregados até 10 cm da borda superior. A coluna foi saturada, sob vácuo, com uma solução de CaCl2 0,005 mol L-1. A velocidade de percolação do efluente foi controlada e mantida próxima daquela obtida para a menor classe de agregados. Aplicou-se, a seguir, a solução saturante até percolação constante, seguida de um pulso de uma solução de KH2PO4 que continha 1.550 e 1.950 mg L-1 de fósforo e de potássio, respectivamente (Co). No efluente coletado, determinou-se a concentração de fósforo e de potássio (C), que permitiu obter a relação C/Co, de acordo com o número de volume de poros da solução percolada. Isso permitiu obter a curva de eluição experimental para esses elementos, a qual foi comparada com curvas teóricas estimadas por dois modelos, um dos quais considera o transporte dispersivo e o outro, o dispersivo-difusivo. O coeficiente dispersivo-difusivo para o potássio foi maior do que para o fósforo nas classes de agregados de diâmetro maior que 0,5 mm. Nas de menor diâmetro, ocorreu o contrário, indicando que o fósforo foi transportado mais rapidamente que o potássio nessas colunas de agregados. O modelo que considera apenas o fluxo dispersivo apresentou melhor predição de transporte do fósforo e do potássio, em todas as classes de agregados. As curvas teóricas descreveram melhor o transporte de potássio do que o de fósforo.

transporte de solutos; difusão de fósforo; difusão de potássio

The objective of this work was to compare the diffusive-dispersive coefficients of phosphorus and potassium as well as to describe nutrient transport in different aggregate classes of a typic Haplortox, cultivated with maize over several years, by applying two theoretical models. The experiment was carried out using percolation columns and five classes of aggregate sizes (2.0-1.0, 1.0-0.5, 0.5-0.25, 0.25-0.105 and < 0,105 mm). The elution column consisted of a glass column with 2 cm internal diameter and 30 cm length, filled up with aggregates until 10 cm from the upper boundary. All columns were saturated with a 0.005 mol L-1 CaCl2 solution, under vacuum. The velocity of the effluent was controlled and kept near that obtained for the smallest aggregate class. The saturation solution was applied until reaching a steady flow. Then a slug of a 0.05 mol L-1 KH2PO4 (Co) solution was applied. In the collected effluent, concentration of phosphorus and potassium (C) was determined, which permitted to obtain the C/Co ratio as a function of the pore-volume number of the percolated solution. This allowed to obtain the experimental curve for these elements, which was compared with the theoretical breakthrough curves estimated by the two models; one of them considers only the dispersive transport while the other one considers the diffusive-dispersive transport. The diffusive-dispersive coefficient was higher for potassium than for phosphorus in those classes with greater-diameter aggregates. The opposite occurred in the smallest classes, which indicates that phosphorus moved faster than potassium in those aggregate columns, under the studied conditions. The model accounting only for the dispersive flow presented a better prediction for phosphorus and potassium transportation in all aggregate classes. The theoretical curves showed a better description for potassium than for phosphorus transport.

solute transfer; phosphorus diffusion; potassium diffusion

SEÇÃO I - FÍSICA DO SOLO

Transporte de fósforo e de potássio em colunas com agregados de um latossolo vermelho distrófico(^¹ (1 ) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor junto à Universidade Federal de Viçosa. )

Phosphorus and potassium transport in columns with aggregates of a typic haplortox

C. A. S. Araujo^I; H. A. Ruiz^II; P. A. Ferreira^III; D. J. Silva^IV; M. A. Carvalho^V

^IProfessor do Centro Federal de Educação Tecnológica de Pernambuco (CEFET-PE)/UNED Petrolina, BR 407 km 8, CEP 56300-000 Petrolina (PE)

^IIProfessor do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa - UFV, CEP 36571-000 Viçosa (MG). Bolsista do CNPq

^IIIProfessor do Departamento de Engenharia Agrícola, UFV. Bolsista do CNPq

^IVPesquisador do Centro de Pesquisa Agropecuária do Trópico Semi-Árido (CPATSA)/ EMBRAPA, CEP 56300-000 Petrolina (PE)

^VProfessor da Escola Agrotécnica Federal de Colatina, CEP 29700-971 Colatina (ES)

RESUMO

O objetivo do trabalho foi comparar os coeficientes dispersivo-difusivos de fósforo e de potássio e descrever o transporte desses nutrientes em diferentes classes de agregados de um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado com milho por vários anos, usando dois modelos teóricos. O experimento foi realizado, em laboratório, com colunas de percolação, utilizando cinco classes de agregados (2,0-1,0, 1,0-0,5, 0,5-0,25, 0,25-0,105 e < 0,105 mm). A eluição foi realizada em um cilindro de vidro de 2 cm de diâmetro interno e 30 cm de comprimento, preenchido com agregados até 10 cm da borda superior. A coluna foi saturada, sob vácuo, com uma solução de CaCl₂ 0,005 mol L^-1. A velocidade de percolação do efluente foi controlada e mantida próxima daquela obtida para a menor classe de agregados. Aplicou-se, a seguir, a solução saturante até percolação constante, seguida de um pulso de uma solução de KH₂PO₄ que continha 1.550 e 1.950 mg L^-1 de fósforo e de potássio, respectivamente (C_o). No efluente coletado, determinou-se a concentração de fósforo e de potássio (C), que permitiu obter a relação C/C_o, de acordo com o número de volume de poros da solução percolada. Isso permitiu obter a curva de eluição experimental para esses elementos, a qual foi comparada com curvas teóricas estimadas por dois modelos, um dos quais considera o transporte dispersivo e o outro, o dispersivo-difusivo. O coeficiente dispersivo-difusivo para o potássio foi maior do que para o fósforo nas classes de agregados de diâmetro maior que 0,5 mm. Nas de menor diâmetro, ocorreu o contrário, indicando que o fósforo foi transportado mais rapidamente que o potássio nessas colunas de agregados. O modelo que considera apenas o fluxo dispersivo apresentou melhor predição de transporte do fósforo e do potássio, em todas as classes de agregados. As curvas teóricas descreveram melhor o transporte de potássio do que o de fósforo.

Termos de indexação: transporte de solutos, difusão de fósforo, difusão de potássio.

SUMMARY

The objective of this work was to compare the diffusive-dispersive coefficients of phosphorus and potassium as well as to describe nutrient transport in different aggregate classes of a typic Haplortox, cultivated with maize over several years, by applying two theoretical models. The experiment was carried out using percolation columns and five classes of aggregate sizes (2.0-1.0, 1.0-0.5, 0.5-0.25, 0.25-0.105 and < 0,105 mm). The elution column consisted of a glass column with 2 cm internal diameter and 30 cm length, filled up with aggregates until 10 cm from the upper boundary. All columns were saturated with a 0.005 mol L^-1 CaCl₂ solution, under vacuum. The velocity of the effluent was controlled and kept near that obtained for the smallest aggregate class. The saturation solution was applied until reaching a steady flow. Then a slug of a 0.05 mol L^-1 KH₂PO₄ (C_o) solution was applied. In the collected effluent, concentration of phosphorus and potassium (C) was determined, which permitted to obtain the C/C_o ratio as a function of the pore-volume number of the percolated solution. This allowed to obtain the experimental curve for these elements, which was compared with the theoretical breakthrough curves estimated by the two models; one of them considers only the dispersive transport while the other one considers the diffusive-dispersive transport. The diffusive-dispersive coefficient was higher for potassium than for phosphorus in those classes with greater-diameter aggregates. The opposite occurred in the smallest classes, which indicates that phosphorus moved faster than potassium in those aggregate columns, under the studied conditions. The model accounting only for the dispersive flow presented a better prediction for phosphorus and potassium transportation in all aggregate classes. The theoretical curves showed a better description for potassium than for phosphorus transport.

Index terms: solute transfer, phosphorus diffusion, potassium diffusion.

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LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em março de 1999

Aprovado em fevereiro de 2000

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(1

) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor junto à Universidade Federal de Viçosa.

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
06 Out 2014
Data do Fascículo
Jun 2000

Histórico

Recebido
Mar 1999
Aceito
Fev 2000

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