La industria brasileña de la caña de azúcar produjo alrededor de 173 millones de toneladas (Mt) de bagazo en 2018. El bagazo es un subproducto de la extracción de jugo para la producción de etanol y azúcar y se quema para generar energía, produciendo hasta 10 Mt de cenizas por año. Esta ceniza contiene diversas concentraciones de nutrientes vegetales, lo que permite su uso como fertilizante para cultivos. Sin embargo, la concentración y extracción de fósforo (P), un nutriente vegetal esencial, son bajas en la ceniza de bagazo. Para aumentar el contenido de P, co-gasificamos y co-quemamos bagazo con estiércol de pollo rico en P. La ceniza resultante fue tratada termoquímicamente con aditivos alcalinos (NaSO y KSO) para aumentar la disponibilidad de P para las plantas. Nuestro objetivo fue: (i) investigar el efecto del post-tratamiento termoquímico del residuo de co-gasificación y la ceniza de co-quemado en la disponibilidad de P para la soja, (ii) explorar el potencial de los métodos de extracción química (ácido cítrico, citrato de amonio neutro, ácido fórmico y Mehlich-I) y los gradientes difusivos en películas delgadas (DGT) para predecir la disponibilidad de P para la soja, y (iii) identificar las fases de P responsables utilizando difracción de rayos X. Evaluamos la disponibilidad de P para la soja que crecía en suelo Oxisol brasileño en dos experimentos independientes en macetas de invernadero. El efecto positivo del tratamiento termoquímico en la disponibilidad de P del residuo de gasificación se confirmó mediante la observación de un aumento en la absorción de P y biomasa en las plantas de soja. Estos hallazgos fueron confirmados por los métodos de extracción química y DGT. El residuo de gasificación contenía whitlockita como su principal fase portadora de P. El post-tratamiento termoquímico convirtió la whitlockita en CaNaPO altamente soluble. En cambio, la ceniza de co-quemado ya contenía Ca(Na,K)PO altamente soluble como su principal fase portadora de P, lo que hace innecesario el post-tratamiento termoquímico para aumentar la disponibilidad de P. En conclusión, la mayor extracción y disponibilidad de P para la soja estuvieron estrechamente relacionadas con la formación de fosfato de alcali de calcio. Nuestros hallazgos indican que esta metodología combinada permite predecir los efectos de la fertilización con P de la ceniza.