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Title: Compostagem de esterco de galinha: composição química da matéria orgânica e extração de substâncias húmicas
Other Titles: Chicken manure composting: organic matter composition and humic substances extraction
???metadata.dc.creator???: Dias, Bruno de Oliveira
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Silva, Carlos Alberto
???metadata.dc.contributor.advisor-co???: Sánchez-Monedero, Miguel Angel
???metadata.dc.contributor.referee1???: Magriotis, Zuy Maria
Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Zinn, Yuri Lopes
Canellas, Luciano Pasqualoto
Keywords: Esterco animal - Compostagem
Carvão
Humo - Extração
Extratores químicos
Termodegradação
Índice de humificação
Humification index
Termodegradation
Chemical extractors
???metadata.dc.date.submitted???: 20-Aug-2009
Issue Date: 18-Sep-2014
Citation: DIAS, B. de O. Compostagem de esterco de galinha: composição química da matéria orgânica e extração de substâncias húmicas. 2009. 107 p. Tese (Doutorado em Ciência do Solo)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009.
???metadata.dc.description.resumo???: As atividades agroindustriais são responsáveis pela geração de grandes quantidades de resíduos orgânicos e a compostagem é um processo eficiente para o tratamento dos resíduos. O grau de humificação dos compostos é um parâmetro importante para a determinação da qualidade da matéria orgânica e do grau de estabilidade química do material. Este estudo foi realizado com os objetivos de avaliar a dinâmica de humificação da matéria orgânica, durante o processo de compostagem de estercos de galinha, por meio da determinação de diversos atríbutos químicos e do uso de técnicas espectroscópicas na análise da composição química da matéria orgânica, bem como avaliar a eficiência de soluções alcalinas em diferentes concentrações na extração de substâncias húmicas de compostos orgânicos e os teores de nutrientes presentes nos extratos húmicos. Três misturas de resíduos orgânicos/compostos foram preparadas, utilizando-se esterco de galinha incubado com diferentes agentes estruturantes: carvão vegetal, casca de café e serragem, na proporção 1:1 (peso fresco). Foram coletadas subamostras dos resíduos depois de 0, 30, 60, 120 e 210 dias após o início do processo de compostagem. Avaliando os efeitos dos agentes estruturantes na degradação da matéria orgânica e no processo de humificação, foi constatado que, apesar da natureza inerte do carvão vegetal, a mistura para compostagem preparada com esse agente estruturante sofreu uma degradação da matéria orgânica de 70% do conteúdo inicial. A matéria orgânica da mistura de esterco de galinha com carvão apresenta alto grau de polimerização, com relativo aumento na proporção de ácido húmico em relação ao ácido fúlvico e, no final do processo de compostagem, a fração ácido húmico representa mais de 90% da fração extraível, o que demostra uma intensa humificação desse material. O enriquecimento do esterco com carvão reduz as perdas de nitrogênio no composto maduro, embora o uso de serragem seja mais eficiente na preservação da matéria orgânica e de nitrogênio. A termogravimetria evidenciou um aumento na resistência à termodegradação com o avanço da humificação. Os espectros de infravermelho mostraram a presença de grupos alifáticos, aromáticos, -OH fenólicos, carboxílicos e carboidratos. Foram verificados aumentos na absorção referentes aos grupamentos aromáticos e diminuição na região dos carboidratos, para as amostras dos compostos orgânicos, principalmente na mistura de esterco de galinha com carvão vegetal. A espectroscopia de RMN de 13C indicou um pequeno aumento no teor de grupamentos aromáticos e redução no teor de grupos alifáticos, durante o processo de compostagem. No estudo realizado para avaliar o potencial de soluções alcalinas em extrair substâncias húmicas presentes em compostos orgânicos, verificou-se que, em geral, a solução de KOH, na concentração 0,5 mol L-1, apresentou o maior potencial de extração de C-substâncias húmicas. O aumento da concentração dos extratores NaOH e KOH afeta a relação C-FAH/C-FAF, de modo que os dois extratores favorecem o aumento dessa relação, possivelmente, devido à maior solubilização de ácido húmico em relação ao fúlvico. Neste estudo, as soluções de NaOH não foram eficientes na extração de substâncias húmicas presentes nos compostos orgânicos. Os maiores teores de nutrientes foram encontrados no composto de esterco de galinha com casca de café, entretanto, os teores dos elementos químicos variaram para cada extrator, não sendo possível identificar qual solução alcalina possibilita o maior enriquecimento do extrato húmico em nutrientes.
The agro-industrial activities are responsible for the generation of large amounts of organic waste, and composting is an efficient process for the treatment of such waste; humification degree is an important parameter for determining the quality of the compost produced. This study aims to evaluate the dynamics of humification of organic matter during composting of chicken manure, by using several chemical and spectroscopic analysis (Infrared - IF-TR; nuclear magnetic resonance - NMR), and alkaline solutions to extract humic compounds formed during composting and, the nutrients contents in the humic extracts. Three mixtures were prepared by mixing chicken manure with different structuring agents, such as: charcoal, coffee husk and sawdust originating from the furniture industry. The materials mentioned were mixed in the proportion of 1:1 (fresh weight), and subsamples were collected from each waste after 0, 30, 60, 120 and 210 days after compost incubation. Evaluating the effects of structuring agents in the degradation of organic matter and in the process of humification, it was verified that, despite the inert nature of biochar, the composting mixture prepared with this agent underwent an organic matter degradation of 70% of its initial content. The chemical nature of organic matter of the poultry manure-biochar mixture is characterized by a high polymerisation degree of the humic-like substances, with a relative high proportion of humic acids in relation to fulvic acids. At the end of the composting process, the humic acid fraction represented more than 90% of the alkali extractable fraction, reflecting the intense humification of this material. Enrichment of poultry manure with biochar reduces the nitrogen loss in the mature composts, although the use of wood sawdust would be more efficient in preserving the organic matter and nitrogen in the mature compost. Thermogravimetry showed an increase in the humic materials resistance to termodegradation with increasing humification. The infrared spectra showed the presence of aliphatic, aromatic, phenolic-OH, carboxylic and carbohydrates. Increases were observed in the absorption related to the aromatic groups and a decrease in the carbohydrate for the samples of organic compounds, especially for the mixture of chicken manure with charcoal. The 13C NMR spectroscopy indicated a small increase in the content of aromatic groups and a decrease in aliphatic content during the composting process. In the study conducted to evaluate the potential for extraction of humic substances in organic compounds, it was found that, in general, the extractor KOH, in the concentration 0.5 mol L-1 presented the highest efficiency in the humic substances extraction for all the organic composts analyzed. Increase of the concentration of KOH and NaOH extractants affects the ratio C-HAF/C-FAF, and both the extractants favor the increase in the humic acid contents in relation to the fulvic acid extracted due, probably, to increased solubilization of humic acids. None of the three evaluated concentrations of NaOH solution was efficient in extracting the humic substances present in the organic waste/composts studied. The higer contents of nutritients were found in the poultry manure composite with coffee husk, however, the chemical elements contents varied for each extractor, not being possible to identify which alkaline solution enables the higher humic extract enrichment in nutrients.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/3785
Publisher: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
???metadata.dc.language???: pt_BR
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