Phosphorus (P) has intrigued scientists worldwide since its discovery in 1669. The remarkable adsorption of P in soils from intertropical regions, which mostly cover underdeveloped countries, has been continuously studied and makes management with this oxyanion challenging in cultivated areas. The overall objective was to investigate relationships among pH, calcium (Ca) and magnesium (Mg) in a molecular-scale, as well as among P, iron (Fe) and carbon (C) chemistry in soils at field-scale. The thesis begins in chapter two with a molecular-level study between the surface of minerals and phosphate molecules in the face of pH and cations (Ca and Mg) variations, mimicking what commonly occurs in acidic soils after the lime addition. The presence of Mg influenced the adsorption of myo-inositol hexakisphosphate (IHP₆), which, like phosphate, exhibited two adsorption mechanisms. Kinetic parameters of IHP₆ and inorganic phosphate adsorption were more influenced by pH than by the presence of cations in the colloidal systems. In the following three chapters, the indirect effects of prolonged management with aluminum (Al) suppressors, such as lime or phosphogypsum, are addressed in an Oxisol under no-till system. Chapter three explores the mineralogical and physicochemical properties of Fe forms, especially Fe-(hydr)oxides and phases associated with C. Lime broadcast apparently did not increase the association of Fe-oxides with organic C, but affected the potential adsorption of P in the soil. Crystalline Fe phases were affected by the prolonged use of lime and phosphogypsum, but the phases of lesser structural arrangement were found just in a native forest soil. In chapter four, an associative approach was made between spectroscopy and chemical fractionation techniques in order to clarify how inorganic forms of P (P_i) respond to the prolonged addition of these amendments. Most P species were associated with Fe-(hydr)oxides as hematite and goethite of varied structural orders. Sequential extractions were performed and high proportions of P associated with kaolinite were identified and correlated with residual P concentrations, which indicates storage of non-labile P forms in the phyllosilicate. Finally, in chapter five, the emphasis was on organic forms of P (P_o) and their relationships with the activity of enzymes that mineralize P and C in the soil profile, as well as the yield performance of soybeans (Glycine max L.). There was a stratification of certain chemical attributes and enzymes in the soil, but the joint use of Al-suppressors increased the general availability of nutrients and soybean yields. The use of lime and/or phosphogypsum, however, did not promote an increase in P_o identified by ³¹P nuclear magnetic resonance, composed mainly of IHP₆.

O comportamento do fósforo (P) intriga cientistas em todo o mundo desde sua descoberta em 1669. A notável adsorção de P em solos de regiões intertropicais, que abrangem a maioria dos países menos desenvolvidos, tem sido continuamente estudada e torna desafiador o manejo com esse oxiânion em áreas cultivadas. O objetivo geral foi investigar relações entre pH, cálcio (Ca) e magnésio (Mg) a nível molecular, bem como do P, ferro (Fe) e carbono (C) nos solos a nível de campo. A tese tem início no capítulo dois com um estudo a nível molecular entre a superfície de minerais e moléculas fosfatadas em resposta a variações em pH e cátions (Ca e Mg), o que mimetiza o que comumente ocorre em solos ácidos após a adição de calcário. A presença de Mg influenciou a adsorção de myo-inositol hexakisphosphate (IHP₆), que assim como a de fosfato manifestou dois mecanismos de adsorção. Parâmetros cinéticos da adsorção de IHP₆ e fosfato inorgânico foram mais influenciados pelo pH do que pela presença de cátions no sistema coloidal. Nos três capítulos seguintes são abordados os efeitos indiretos do manejo prolongado com supressores de alumínio (Al), como calcário ou fosfogesso, em um Latossolo sob sistema de semeadura direta. O capítulo três explora as propriedades mineralógicas e físico-químicas de formas de Fe, em especial óxidos e hidróxidos de Fe e fases associadas ao C. A adição de calcário aparentemente não aumentou a associação de Fe-oxides com C orgânico, mas afetou o potencial de adsorção de P no solo. Formas mais ou menos cristalinas de Fe foram afetadas pelo uso prolongado de calcário e fosfogesso, porém as fases de menor arranjo estrutural foram encontradas em solo de mata nativa. Já no capítulo quatro foi feita uma abordagem associativa entre técnicas de espectroscopia e fracionamento químico a fim de esclarecer como formas inorgânicas de P respondem à adição prolongada desses supressores de Al. A maioria das espécies de P estavam associadas a (hidr)óxidos de Fe como hematita e goethita de variadas ordens estruturais. Também foram identificadas altas proporções de P associado à caulinita, que se correlacionou com teores de P residuais após extrações sequenciais, o que indicou armazenamento de formas pouco lábeis no oxiânion no filossilicato. Por fim, no capítulo cinco a ênfase foram formas orgânicas de P e sua relação a atividade de enzimas que mineralizam P e C no perfil do solo, bem como o desempenho produtivo da soja (Glycine max L.). Houve estratificação de certos atributos químicos e enzimas no solo mas a adição conjunta de supressores de Al aumentou a disponibilidade de boa parte dos nutrientes avaliados e as produtividades da soja. Contudo, o uso calcário e, ou gesso não promoveu aumento de formas orgânicas de P identificadas por ressonância nuclear magnética do ³¹P, compostas majoritariamente por IHP₆.