Sustainability of phosphorus fertilisation: sources and forms of phosphate

Abstract

A B S T R A C TPhosphorus (P), which originates from a non-renewable natural resource, is essential for crop productivity, food security and human health. Despite being a finite resource its use has been increasing consistently over the last few decades. The major use of the phosphate rock is the manufacture of P fertiliser, agriculture also being the main source for nonpoint source P pollution, which causes the eutrophication of water bodies. Thus, there is great need for a sustainable use of P with special attention to agricultural use, namely P fertilisation. This paper explores P sources and forms that could be phytoavailable and hence used as fertilisers. Current trends in phosphorus fertilisation are also discussed with a focus on approaches to net decrease in phosphate rock exploitation and closure of phosphorous cycle use.Keywords: eutrophication, fertilisers, phosphate rock, soil test phosphorus, struvite R E S U M OO fósforo (P) provém de um recurso natural não renovável e é indispensável para a produtividade agrícola, segurança alimentar e saúde humana. Apesar de ser um recurso finito o seu consumo tem vindo a crescer nas últimas décadas. O principal uso da rocha fosfatada é a produção de adubos fosfatados sendo também a atividade agrícola, a principal fonte de P de origem difusa que causa a eutrofização dos cursos de água. Estes factos enfatizam a necessidade do uso sustentá-vel do P com especial atenção no seu uso agrícola, em particular na fertilização fosfatada. Este artigo aborda as origens e as formas de P que podem ser fitodisponíveis e, deste modo usadas como fertilizantes. São também apresentadas as atuais tendências para uma fertilização fosfatada sustentável, com referência a algumas práticas e tecnologias para alcançar não só uma real diminuição na exploração das rochas fosfatadas, com também para fechar o ciclo de utilização do fósforo.Palavras-chave: eutrofização, fertilizantes, métodos de quantificação do fósforo, rocha fosfatada, struvite History and evolution of phosphorus fertilisationPhosphorus (P) is an essential nutrient for living beings making up about 0.2% of a plant's dry weight. P enters in the food chain taken up by plant roots from soil solution. P is a component of key molecules such as nucleic acids, phospholipids, and ATP. Therefore is a component of many cell constituents and plays a major role in several key processes, including photosynthesis, respiration, and energy storage and transfer, cell division, and cell enlargement (Marschner, 1995;Schachtman et al., 1998). In addition to other functions animals also require P for bones and teeth and derive their phosphorus needs from plant products and feed supplements. Thus, an adequate soil P level is essential not only for crop production but also for food security and human health.

Fertilisation with Compost: Effects on Soil Phosphorus Sorption and on Phosphorus Availability in Acid Soils

“…that the mineralisation of the organic carbon could be rapid after addition to soil [33], and had a slightly high N:P ratio for use as fertiliser since the adequate ratio to meet crop needs ranges between 7 -11 [34].…”

Reciclagem biológica do fósforo a partir do efluente suíno originário da biodigestão anaeróbia: uma revisão

“…As políticas sustentáveis, aplicadas ao uso do P, devem levar em consideração três aspectos básicos. O primeiro deles refere-se ao fato de que este nutriente é vital para todos os organismos, não possuindo outro elemento que possa substituí-lo (Ashley et al 2011;Desmidt et al 2015;Horta 2015). No segundo, pontua-se que as excreções animais e a erosão e lixiviação do solo representam os dois maiores fluxos de perda do P com 40% e 46% do P extraído, respectivamente (Rittmann 2011).…”

“…O fósforo (P) é um dos elementos presentes no ES pós biodigestão que mais contribui para o evento da eutrofização de rios e lagos (Klein e Agne 2012;Bali e Gueddari, 2019). Por outro lado, o nutriente é um recurso natural, não renovável, indispensável para a presença e manutenção de todas formas de vida na Terra, sendo desconhecido algum ser vivo que não o utilize em algum processo (Domingos et al 2003;Horta 2015). Portanto, é fundamental para o agronegócio, para o fornecimento de alimentos e para a saúde humana (Suh e Yee 2011).…”

Nutrient availability in phosphate and potassic rocks induced by Acidithiobacillus oxidizing bacteria to produce biofertilizers

“…Natural phosphate is originated from igneous or metamorphic rocks and exhibit low reactivity and low solubility in water and acid solutions. The sedimentary material exhibits high reaction with isomorphic compounds for replacement in their structures to reach greater reactivity (Soares et al, 2000;Horta, 2015). Brazilian soils have low amount of phosphorus which generally is not present in available forms.…”