Animal manure phosphorus characterization by sequential chemical fractionation, release kinetics and 31P-NMR analysis

Abstract

Phosphate release kinetics from manures are of global interest because sustainable plant nutrition with phosphate will be a major concern in the future. Although information on the bioavailability and chemical composition of P present in manure used as fertilizer are important to understand its dynamics in the soil, such studies are still scarce. Therefore, P extraction was evaluated in this study by sequential chemical fractionation, desorption with anion-cation exchange resin and 31P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) spectroscopy to assess the P forms in three different dry manure types (i.e. poultry, cattle and swine manure). All three methods showed that the P forms in poultry, cattle and swine dry manures are mostly inorganic and highly bioavailable. The estimated P pools showed that organic and recalcitrant P forms were negligible and highly dependent on the Ca:P ratio in manures. The results obtained here showed that the extraction of P with these three different methods allows a better understanding and complete characterization of the P pools present in the manures.Práticas de manejo que visam reduzir a dependência de fertilizantes inorgânicos, como o uso de dejetos animais como fonte de P, podem contribuir para a sustentabilidade da agricultura. Embora informações sobre a biodisponibilidade e composição química do P presente nos dejetos utilizados como fertilizantes são importantes para o entendimento da sua dinâmica no solo, tais estudos ainda são escassos. Dessa forma, objetivou-se com o este trabalho avaliar o uso do fracionamento químico sequencial, da dessorção com resina de troca e da espectroscopia de ressonância magnética nuclear (31P-NMR) para caracterizar as formas de P presentes em três diferentes dejetos animais (ave, suíno e bovino). O fracionamento químico sequencial do P, a extração sucessiva com resina e a espectroscopia de 31P-RMN demonstraram que as formas de P presentes nos dejetos de aves, bovinos e suínos são principalmente inorgânicas e altamente biodisponíveis. O teor de P orgânico e recalcitrante foi desprezível e altamente dependente da relação Ca:P nos dejetos. Os resultados deste trabalho demonstram que o uso dos três diferentes métodos, quando aplicados conjuntamente, permite a caracterização completa do P presente nos dejetos animais.