Produtos da carbonização hidrotérmica de bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça para aplicação foliar em tomateiro

Abstract

O aproveitamento de biomassas e o desenvolvimento de estratégias de fertilização são abordagens promissoras para aumentar a produtividade agrícola de forma sustentável. Neste estudo, investigou-se o uso da carbonização hidrotérmica (CHT) como método para o reaproveitamento de biomassas da indústria sucroenergética. O processo foi realizado a partir da mistura de bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça, utilizando ácido fosfórico (4,0%) e hidróxido de potássio (0,1 mg L-1) sob temperatura de 230°C. Os produtos gerados – carvão hidrotérmico (CH) e água de processo (AP) – foram avaliados quanto à sua aplicação como fertilizante foliar. A AP e as substâncias tipo húmica (STH), extraídas do CH, foram caracterizadas por análise elementar, termogravimétrica e técnicas espectroscópicas, incluindo infravermelho, ressonância magnética nuclear e fluorescência molecular. Experimentos de crescimento de tomateiros foram conduzidos em câmara climática, com aplicação de STH e AP diluídas em carbono orgânico total (COT) a 0, 50, 100 e 300 mg COT L-1 e comparadas a um fertilizante foliar comercial. Foram avaliados o comprimento da parte aérea e da raiz, a biomassa seca, o índice de clorofila e a micromorfologia por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados indicaram que as STH e a AP in natura, quando aplicadas em doses adequadas, apresentaram potencial para melhorar o crescimento vegetal.

The utilization of biomass and the development of fertilization strategies are promising approaches to sustainably increasing agricultural productivity. In this study, the use of hydrothermal carbonization (HTC) as a method for reusing biomass from the sugar-energy industry was investigated. The process was carried out using a mixture of sugarcane bagasse and vinasse, with phosphoric acid (4.0%) and potassium hydroxide (0.1 mg L⁻¹) at a temperature of 230°C. The products generated—hydrochar (HC) and process water (PW)—were evaluated for their potential application as foliar fertilizers. The PW and humic-like substances (HLS) extracted from HC were characterized by elemental analysis, thermogravimetric analysis, and spectroscopic techniques, including infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, and molecular fluorescence. Tomato growth experiments were conducted in a climate-controlled chamber, where HLS and PW were diluted in total organic carbon (TOC) at concentrations of 0, 50, 100, and 300 mg TOC L⁻¹ and compared to a commercial foliar fertilizer. The evaluated parameters included shoot and root length, dry biomass, chlorophyll index, and micromorphology using scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that HLS and raw PW, when applied at appropriate doses, showed potential to enhance plant growth.