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Potencial de utilização de biochars de resíduos da agroindústria para recuperação de voçorocas

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Resumo

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização de biochars produzidos com resíduos da agroindústria no processo de recuperação de voçorocas. De forma específica: (i) caracterizar química e fisicamente biochars produzidos a partir de resíduos da agroindústria em diferentes temperaturas, (ii) avaliar as modificações ocorridas no solo-sedimento após sua aplicação e (iii) avaliar o efeito do biochar no desenvolvimento da planta indicadora capim Vetiveria zizanioides L. Para melhor condução e execução, a tese foi desenvolvida em duas etapas. Na primeira etapa foram produzidos biochars de casca de café (CC), cama de frango (CF), bagaço de cana-de-açúcar (BC) e palha de milho (PM), nas temperaturas de 350 e 450ºC. Os materiais foram avaliados quanto às suas características químicas e físicas. Os resultados obtidos indicam que houve influência da temperatura nas propriedades químicas e físicas dos biochars. Os biochars CC e CF apresentaram maior teor de nutrientes, capacidade de troca de cátions (CTC), condutividade elétrica e cinzas, o que demonstra maior potencial para corrigir as deficiências nutricionais do solo. Os biochars de BC e PM apresentaram maior teor de carbono e grupos aromáticos, indicando ser mais adequados para imobilização de nutrientes no solo e aumento da CTC. Na segunda etapa, foi coletado, no horizonte C, solo-sedimento de uma voçoroca ativa, que também foi caracterizado quanto aos seus atributos físicos e químicos. O solo-sedimento foi incubado por 30 dias com diferentes doses de biochars, a fim de avaliar o efeito dos tratamentos sobre a fertilidade do mesmo. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, composto por 5 biochars, sendo 2 puros (CC e CF) + 3 misturas (CC+CF, CC+BC, CF+BC) x 6 concentrações (5 diferentes concentrações v/v (0,5;1;2;5;10%) + controle) x 4 repetições, totalizando 104 amostras. A planta indicadora utilizada foi o capim Vetiveria zizanioides L, que foi avaliado quanto ao seu desenvolvimento em parte aérea e raiz. Houve aumento significativo na fertilidade do solo-sedimento à medida que se elevou a concentração dos biochars. Os melhores resultados do teste de incubação foram para os tratamentos CF, CC+CF, CC, principalmente devido a grande quantidade de cinzas e nutrientes presentes neste tipo de biochar, que promoveu aumentos consideráveis no pH, na quantidade de fósforo e potássio disponível. Com relação ao efeito dos tratamentos sobre desenvolvimento da planta indicadora, CC+BC e CF+BC, principalmente a 5%, foram os que apresentaram os melhores resultados, proporcionando aumento de até quatro vezes na quantidade de massa seca total das plantas.

Abstract

The objective of this work was to evaluate the potential use of biochars produced with agro-industrial residues in the gully’s recovery process. Specifically: (i) chemically and physically characterize biochars produced from agro-industrial residues at different temperatures, (ii) evaluate the modifications that occurred in the soil-sediment after its application and (iii) evaluate the effect of biochar on plant development indicator grass Vetiveria zizanioides L. For better conduction and execution, the thesis was developed in two stages. In the first stage, coffee husk biochars (CC), chicken litter (CF), sugarcane bagasse (BC) and corn straw (PM) were produced at temperatures of 350 and 450ºC. The materials were evaluated for their chemical and physical characteristics. The results obtained indicate that there was influence of temperature on the chemical and physical properties of biochars. The CC and CF biochars showed higher nutrient content, cation exchange capacity (CTC), electrical conductivity and ash, which demonstrates greater potential to correct soil nutritional deficiencies. BC and PM biochars had higher carbon content and aromatic groups, indicating that they are more suitable for soil nutrient immobilization and CTC increase. In the second stage, soil-sediment from an active gully was collected, at horizon C, which was also characterized in terms of its physical and chemical attributes. The soil-sediment was incubated for 30 days with different doses of biochars, in order to evaluate the effect of the treatments on its fertility. The experimental design was completely randomized, consisting of 5 biochars, 2 pure (CC and CF) + 3 mixtures (CC+CF, CC+BC, CF+BC) x 6 concentrations (5 different concentrations v/v (0, 5.1;2;5;10%) + control) x 4 repetitions, totaling 104 samples. The indicator plant used was the grass Vetiveria zizanioides L, which was evaluated for its development in aerial part and root. There was a significant increase in soil-sediment fertility as the concentration of biochars increased. The best results of the incubation test were for the treatments CF, CC+CF, CC, mainly due to the large amount of ash and nutrients present in this type of biochar, which promoted considerable increases in pH, in the amount of phosphorus and potassium available. Regarding the effect of treatments on indicator plant development, CC+BC and CF+BC, mainly at 5%, were the ones that showed the best results, providing an increase of up to four times in the amount of total plant dry mass.

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VEIGA, T. R. L. A. Potencial de utilização de biochars de resíduos da agroindústria para recuperação de voçorocas. 2021. 91 p. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia da Madeira) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2021.

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