Desenvolvimento de fertilizantes de liberação lenta com base em biocarvão de bagaço de cana-de-açúcar

Abstract

Com o aumento populacional e, consequentemente, o aumento da demanda por alimentos se faz necessário o aprimoramento de técnicas agrícolas, dentre elas, o uso eficiente de fertilizantes. Os fertilizantes de liberação controlada (FLC) e os fertilizantes de liberação lenta (FLL) têm sido alvos de pesquisas nos últimos anos por causa da sua capacidade de reduzir as perdas por volatilização, lixiviação e propiciar que a quantidade de nutrientes disponíveis no solo seja absorvida pelas plantas dentro de um determinado período de tempo. O objetivo do projeto consiste na torrefação do bagaço de cana-de-açúcar para a produção de pellets de fertilizantes (N,P,K), incorporados em biocarvão. Inicialmente, estudou-se o parâmetro de temperatura da torrefação a fim de otimizar o biocarvão. Foi avaliado a resistência em água dos pellets produzidos em diferentes temperaturas. Pelo fator de rendimento e resistência dos pellets foi definida como a melhor condição para a produção de BC a temperatura de 280°C. As propriedades químicas como umidade, carbonos voláteis, carbono fixo, cinzas e propriedades térmicas foi realizada por meio da Análise Termogravimétrica (TG) e a Análise Termogravimétrica Derivada (DTG). A caracterização das fibras e do biocarvão, com e sem a implementação dos fertilizantes, foi realizada por Espectroscopia no Infravermelho (FT-IR). A averiguação dos componentes químicos incorporados aos pellets de biocarvão, assim como sua liberação em água, nos solos arenoso e argiloso, foi, no caso da ureia, verificado através de TG e DTG, para K+, em fotômetro de chama, e para o fertilizante de fósforo, fosfato de diamônio ((NH4)2HPO4), por método colorimétrico em espectroscopia no UV-Vis. Foram obtidas curvas de liberação em função do tempo em meio aquoso e no solo, além do ajuste de modelos cinéticos. Os pellets de BC incorporados com fertilizantes apresentaram características de fertilizantes de liberação lenta. Não houve grande diferença nos tempos de liberação entre o solo argiloso e arenoso para os três fertilizantes. Para o fertilizante ureia, os três modelos utilizados apresentaram bons coeficientes de determinação. Para o KCl e fosfato, os melhores modelos foram Korsmeyer-Peppas e Elovich.

Duethe population increase and, consequently, the increased demand for food, it is necessary to improve agricultural techniques, among them, the efficient use of fertilizers. Controlled Release Fertilizers (CRF) and Slow Release Fertilizers (SRF) have been target of researchesin recent years because of their ability to reduce losses from volatilization, leaching and allowing the amount of nutrients available in the soil to be absorbedby plants within a certain period of time. The objective of the project isthe roasting of sugarcane bagasse for the production of fertilizer pellets (N, P, K), incorporated in biochar. Initially, the roasting temperature parameterwasstudied in order to optimize the biochar. The water resistance of pellets produced at different temperatures was evaluated.Due to the efficiency factor and pellet resistance, it was defined as the best condition for the production of BC at a temperature of 280 °C.Chemical properties such as humidity, volatile carbons, fixed carbon,ash and thermal properties were performed by Thermogravimetric Analysis (TA) and Derived Thermogravimetric Analysis (DTA). The characterization of fibers and biochar, with and without the implementation of fertilizers, was performed by Infrared Spectroscopy. The verification of the chemical components incorporated in the biochar pellets, as well as their release in water,in the sandy and clay soils, was verified,in the case of urea,by TAand DTA, for K+,in a flame photometer, and for the phosphorusfertilizer, diammonium phosphate ((NH4)2HPO4),by colorimetric method in UV-Vis spectroscopy. Release curves were obtained as a function of time in water and soil, as well as the adjustment of kinetic models.The biochar pellets incorporated with fertilizers showed characteristics of slow release fertilizers. There was no great difference in the release times between the clayey and sandy soil for the three fertilizers. For the urea fertilizer, the three models used presented good determination coefficients. For KCl andphosphate, the best models were Korsmeyer-Peppas and Elovich.