Portal de Eventos CoPICT - UFSCar, [UFSCar Araras] XXV CIC e X CIDTI - 2018

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Estudo da cinética de liberação de nutrientes e biodegradação de partículas de pectina, quitosana e vinhaça visando aplicação como biofertilizante
Gabriel de Oliveira Ragazzo, Nathalia Leal Santos, Bianca Carreiro Cerri, Marcio Roberto Soares, Mariana Altenhofen da Silva

Última alteração: 2018-10-10

Resumo


A vinhaça é o principal resíduo da indústria sucroalcooleira, sendo utilizada na fertirrigação de plantios próximos às usinas. Porém, se aplicada em grandes quantidades, pode causar salinização do solo e/ou lixiviar contaminando lençóis freáticos. Biopolímeros, como a pectina e a quitosana, vem sendo considerados para a construção de sistemas de liberação lenta/controlada com foco na agricultura. Assim, o uso da vinhaça na produção de partículas fertilizantes à base de biopolímeros pode representar uma alternativa interessante para o uso desta água residuária e vem sendo foco de estudos do nosso grupo de pesquisa. O presente trabalho teve como objetivo a produção de partículas de pectina e de quitosana usando vinhaça como solvente, avaliando-se as propriedades físico-químicas, a biodegradação em solo e a cinética de liberação de nutrientes. As partículas foram preparadas pela técnica de gotejamento da solução de biopolímero em solução reticulante. Para as partículas contendo pectina, a solução reticulante utilizada foi solução de cloreto de cálcio 1% em etanol 98% e para quitosana solução de tripolifosfato de sódio 5%. Partículas controle, utilizando-se água como solvente, foram preparadas para fins de comparação. As partículas foram avaliadas quanto ao aspecto visual, diâmetro médio, pH, conteúdo de umidade (w), grau de intumescimento (GI), conteúdo de massa solubilizável (MS), resistência à compressão, cinética de liberação de nitrogênio (N), carbono (C) e potássio (K) em água e biodegradação em solo por respirometria. Em geral, as partículas apresentaram matriz polimérica homogênea e formatos esféricos com diâmetro médio de 3 e 2 mm para as partículas de pectina e de quitosana com vinhaça, respectivamente. A adição da vinhaça, conferiu maior estabilidade ao gel de pectina, comparado à formulação com água, tendo impacto positivo nas propriedades das partículas. Esta maior estabilidade é atribuída a características intrínsecas da vinhaça, como baixo pH, presença de sólidos solúveis e íons cálcio, atributos importantes no mecanismo de gelificação da pectina. As partículas de pectina e vinhaça apresentaram maior teor de MS e GI, enquanto que as de quitosana e vinhaça apresentaram maior força na compressão. O teste de biodegradação permitiu entender o comportamento dos materiais no solo, obtendo-se %mineralização, de 81 e 90% para as esferas de quitosana e de pectina, respectivamente, após 60 dias. Os perfis de liberação de C, N e K em água indicam uma rápida liberação do K das partículas, sendo observada uma menor taxa de liberação para as partículas de quitosana. Por outro lado, a liberação de C e N é mais lenta, aumentando em função da solubilização do próprio material ao longo do experimento. Os testes de liberação em água, apesar de permitirem a avaliação dos perfis de liberação em diferentes materiais, não representam a liberação dos componentes no solo, onde espera-se taxas de liberação significativamente menores. As partículas desenvolvidas no trabalho apresentam potencial para serem aplicados como fertilizante na agricultura, possibilitando a reciclagem de nutrientes da vinhaça para o solo e, sobretudo, o aproveitamento deste importante resíduo da indústria sucroalcooleira.


Palavras-chave


vinhaça, pectina, quitosana, liberação lenta