The need for phosphate fertilization in tropical soils is underscored by Brazil's significant agricultural production and high dependence on fertilizer imports. About 85% of agricultural fertilizers, including phosphates, are imported, there is an urgent need to explore alternative fertilizer sources. These alternatives are crucial to improve phosphorus use in agriculture, especially in tropical soils where phosphate availability is often limited, addressing both economic and environmental sustainability concerns. The dynamics of phosphorus (P) have captivated researchers worldwide since its recognition as an essential element for life. This element has high reactivity in soils and is often a limiting factor for agricultural production in humid tropical regions. Overall, this thesis integrates multidisciplinary approaches to understand the chemical, physical, and biological aspects of soil in response to alternative phosphate fertilizers. The thesis begins in Chapter 2 with a study of the accuracy of extractors for available P contents (resin, Mehlich-1, and Mehlich-3) in tropical soils grown with maize (Zea mays) and fertilized with mineral and alternative P sources. The resin method had the best correlation with plant P uptake, demonstrating its effectiveness in highly weathered soils, while Mehlich-1 and Mehlich-3 methods tended to overestimate P values. In chapter 3, the performances of struvite (Est), organomineral (OM), thermophosphate (ThermoP), and triple superphosphate (TSP) fertilizers in maize yield were evaluated by means of agronomic efficiency indices. Est and OM outperformed TSP in the sandy-loamy soil, with almost twice the efficiency compared to a clayey soil. The gradual release of nutrients from these alternative sources resulted in better P utilization by plants. The effects of mineral and alternative P fertilizers on soil microbiota and maize biomass were explored in chapter 4. Est and OM fertilizers not only improved soil P status but also enriched microbial communities and increased maize biomass. OM fertilizer enhanced P fractions and microbial diversity, while Est promoted the proliferation of P-solubilizing bacteria, including beneficial genera. Finally, the miscible displacement of P in tropical soils, considering soil pH, texture, and P sources were evaluated in chapter 5. A column experiment was used to simulate the movement of P in soil profiles under varying pH conditions. Adjustments in soil pH affected P dynamics, emphasizing the importance of balanced fertilization strategies to optimize P availability and minimize leaching risk, especially in sandy soils. Taken together, these chapters provide a comprehensive view of the efficacy of alternative P fertilizer sources in humid tropical soils and highlight their positive impact on nutrient availability, environmental, soil health, and agricultural productivity.

A necessidade de adubação fosfatada em solos tropicais é ressaltada pela intensa produção agrícola do Brasil e sua alta dependência de importação de fertilizantes. Em torno de 85% dos fertilizantes agrícolas são importados, incluindo fosfatos, assim torna-se urgente a busca por fontes alternativas de fertilizantes. Essas alternativas são cruciais para melhorar a utilização de fósforo na agricultura, especialmente em solos tropicais onde a disponibilidade de fosfato é frequentemente limitada, abordando preocupações tanto econômicas quanto de sustentabilidade ambiental. A dinâmica do fósforo (P) tem fascinado pesquisadores globalmente desde sua identificação como elemento crucial para a vida. Esse elemento apresenta alta reatividade no solo e é um dos mais limitantes para a produção agrícola em solos de regiões tropicais úmidos. Esta tese integra abordagens multidisciplinares para compreender aspectos químicos, físicos e biológicos do solo em resposta aos fertilizantes fosfatados. A tese tem início no capítulo 2 com um estudo em que foi investigada a precisão extratores de teores disponíveis de P (resina, Mehlich-1 e Mehlich-3) em solos tropicais cultivados com milho (Zea mays) e fertilizados com fonte mineral e alternativas de P. A resina teve a melhor correlação com a absorção de P pelas plantas, o que demonstrou sua eficácia em solos altamente intemperizados, enquanto Mehlich-1 e Mehlich-3 tenderam a superestimar os valores de P. Os desempenhos dos fertilizantes estruvita (Est), organomineral (OM) e termofosfato (ThermoP) e superfosfato triplo (TSP) em cultivos de milho foram avaliados no cap. 3 por meio de índices de eficiências agronômicas. Est e OM superaram o TSP no solo franco-arenoso, com quase o dobro da eficiência em comparação com o solo argiloso. A liberação gradual de nutrientes por essas fontes alternativas resultou em melhor aproveitamento de P pelas plantas. Os efeitos dos fertilizantes mineral e alternativos na microbiota do solo e na biomassa de milho foram explorados no cap. 4, sendo que Est e OM não só melhoraram o status de P no solo, mas também enriqueceram as comunidades microbianas e levaram ao aumento da biomassa de parte aérea do milho. O OM proporcionou aumento nas frações de P e na diversidade microbiana, enquanto a Est promoveu a proliferação de bactérias solubilizadoras de P, incluindo gêneros benéficos. Por fim, o deslocamento miscível de P em solos tropicais foi avaliado no cap. 5 com avaliações do pH do solo, textura e fontes de P. Por meio de um experimento com colunas, simulou-se o movimento de P em perfis de solo sob diferentes condições de pH e constatou-se que ajustes no pH do solo afetaram a dinâmica do P, o que enfatiza a importância de estratégias de fertilização balanceadas para otimizar a disponibilidade de P e minimizar o risco de lixiviação, especialmente em solos arenosos. Esses capítulos, em conjunto, oferecem uma visão abrangente sobre a eficácia de fontes alternativas de fertilizantes de P em solos tropicais úmidos e realçam seu impacto positivo na disponibilidade de nutrientes, meio ambiente, saúde do solo e produtividade agrícola.