Biodegradação de fertilizantes de eficiência melhorada baseados em carboximetilcelulose/ quitosana/zeólita incorporados com macro e micronutrientes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Larissa Santos
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/14516
Resumo: Due to population growth, there is a need to increase food production to meet demand. Consequently, the use of fertilizers is rising, making it possible to increase productivity without expanding the agricultural area. Due to the high mobility of ions in the soil, the overuse of fertilizers has as a principal consequence the contamination of the soil, rivers, lakes, and aquifers. To overcome this problem, it is proposed to use enhanced efficiency fertilizers (EEF), making the fertilizer available more slowly to plants, reducing losses and contamination. The commercial materials available on the market use non-biodegradable polymers to cover the fertilizer, causing the accumulation of residues in the soil. An alternative to these polymers is those of natural origin and biodegradable. Thus, the objective of this work was to evaluate EEF materials developed in the group of polymeric materials and biosorbents (Lab. MPB). These materials are constituted by chitosan and carboxymethylcellulose and macro-enriched zeolite (K, N), and micronutrients (Zn, Cu, Mn, Fe). The zeolite was enriched with nutrients by the sorption technique, and the films were obtained by the casting technique, followed by pressing with temperature. The biodegradation was evaluated for 80 days following the ABNT 14283 standard with modifications. The biodegradation of the materials is related to the production of CO2. Based on the evolution of CO2, the developed materials presented a biodegradation profile superior to the commercial Basacote material. Also, we observed that micronutrients might have inhibited the biodegradation of the materials since the biodegradation was higher for material with only macronutrients. FTIR analyses showed that the material after biodegradation still presents characteristic bands of the polymers and the KNO3 fertilizer, which may indicate that only a portion of the nutrient was released in the medium. Thus, the developed materials have great potential to be applied as EEF material.
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To overcome this problem, it is proposed to use enhanced efficiency fertilizers (EEF), making the fertilizer available more slowly to plants, reducing losses and contamination. The commercial materials available on the market use non-biodegradable polymers to cover the fertilizer, causing the accumulation of residues in the soil. An alternative to these polymers is those of natural origin and biodegradable. Thus, the objective of this work was to evaluate EEF materials developed in the group of polymeric materials and biosorbents (Lab. MPB). These materials are constituted by chitosan and carboxymethylcellulose and macro-enriched zeolite (K, N), and micronutrients (Zn, Cu, Mn, Fe). The zeolite was enriched with nutrients by the sorption technique, and the films were obtained by the casting technique, followed by pressing with temperature. The biodegradation was evaluated for 80 days following the ABNT 14283 standard with modifications. The biodegradation of the materials is related to the production of CO2. Based on the evolution of CO2, the developed materials presented a biodegradation profile superior to the commercial Basacote material. Also, we observed that micronutrients might have inhibited the biodegradation of the materials since the biodegradation was higher for material with only macronutrients. FTIR analyses showed that the material after biodegradation still presents characteristic bands of the polymers and the KNO3 fertilizer, which may indicate that only a portion of the nutrient was released in the medium. Thus, the developed materials have great potential to be applied as EEF material.Devido ao aumento populacional, há uma necessidade de aumentar-se a produção de alimentos para suprir a demanda. Como consequência, o uso de fertilizantes passa a ser cada vez maior, pois possibilita aumentar-se a produtividade sem precisar expandir a área agricultável. Entretanto, o uso excessivo de fertilizantes tem como principal consequência a contaminação do solo, rios, lagos, aquíferos, devido à alta mobilidade dos íons no solo. Para contornar esse problema, propõe-se o uso de fertilizantes de eficiência melhorada (FEM), que disponibilizam o fertilizante de forma mais lenta para as plantas, diminuindo as perdas, bem como a contaminação. Atualmente, os materiais comerciais disponíveis no mercado utilizam polímeros não biodegradáveis para recobrir o fertilizante, causando o acúmulo de resíduos no solo. Uma alternativa a estes polímeros são os de origem natural e biodegradáveis. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar materiais de FEM desenvolvidos no grupo de materiais poliméricos e biossorventes (Lab. MPB). Estes materiais são constituídos pelos polímeros quitosana e carboximetilcelulose, zeólita enriquecida macro (K, N) e micronutrientes (Zn, Cu, Mn, Fe). A zeólita foi enriquecida com os nutrientes pela técnica de sorção e os filmes foram obtidos pela técnica de casting, seguida pela prensagem com temperatura. A biodegradação dos materiais desenvolvidos foi avaliada durante 80 dias seguindo a norma ABNT 14283 com modificações, onde a biodegradação dos materiais é relacionada com a produção de CO2. Com base na evolução de CO2¬, os materiais desenvolvidos apresentaram um perfil de biodegradação superior ao material comercial Basacote. Além disso, observou-se que a presença dos micronutrientes pode ter inibido a biodegradação dos materiais, visto que a biodegradação foi superior para o material apenas com macronutriente. Análises de FTIR mostraram que o material após a biodegradação ainda apresenta bandas características dos polímeros, bem como do fertilizante KNO3, o que pode indicar que apenas uma parcela do nutriente foi liberada no meio. Dessa forma, os materiais desenvolvidos possuem grande potencial para serem aplicados como um material de FEM.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus ArarasQuímica - QL-ArUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFertilizantes de eficiência melhoradaBiodegradaçãoPolímeros naturaisAgriculturaSustentabilidadeCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA INORGANICA::NAO-METAIS E SEUS COMPOSTOSBiodegradação de fertilizantes de eficiência melhorada baseados em carboximetilcelulose/ quitosana/zeólita incorporados com macro e micronutrientesBiodegradation of improved efficiency fertilizers based on carboxymethylcellulose/chitosan/zeolite incorporated with macro and micronutrientsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600650c730c-a69b-4486-9826-ea8835424fa5reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTCC_LarissaFernandes.pdfTCC_LarissaFernandes.pdfapplication/pdf1364502https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14516/1/TCC_LarissaFernandes.pdf072a601d82a67e4411dc5c8c256736afMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14516/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52TEXTTCC_LarissaFernandes.pdf.txtTCC_LarissaFernandes.pdf.txtExtracted texttext/plain60654https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14516/3/TCC_LarissaFernandes.pdf.txt4cf4d070fa3ed7ea30bddf62d7bac5c0MD53THUMBNAILTCC_LarissaFernandes.pdf.jpgTCC_LarissaFernandes.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7582https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/14516/4/TCC_LarissaFernandes.pdf.jpge7ec83c70df03eb56e321ebf13386432MD54ufscar/145162023-09-18 18:32:12.449oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/14516Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:12Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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description Due to population growth, there is a need to increase food production to meet demand. Consequently, the use of fertilizers is rising, making it possible to increase productivity without expanding the agricultural area. Due to the high mobility of ions in the soil, the overuse of fertilizers has as a principal consequence the contamination of the soil, rivers, lakes, and aquifers. To overcome this problem, it is proposed to use enhanced efficiency fertilizers (EEF), making the fertilizer available more slowly to plants, reducing losses and contamination. The commercial materials available on the market use non-biodegradable polymers to cover the fertilizer, causing the accumulation of residues in the soil. An alternative to these polymers is those of natural origin and biodegradable. Thus, the objective of this work was to evaluate EEF materials developed in the group of polymeric materials and biosorbents (Lab. MPB). These materials are constituted by chitosan and carboxymethylcellulose and macro-enriched zeolite (K, N), and micronutrients (Zn, Cu, Mn, Fe). The zeolite was enriched with nutrients by the sorption technique, and the films were obtained by the casting technique, followed by pressing with temperature. The biodegradation was evaluated for 80 days following the ABNT 14283 standard with modifications. The biodegradation of the materials is related to the production of CO2. Based on the evolution of CO2, the developed materials presented a biodegradation profile superior to the commercial Basacote material. Also, we observed that micronutrients might have inhibited the biodegradation of the materials since the biodegradation was higher for material with only macronutrients. FTIR analyses showed that the material after biodegradation still presents characteristic bands of the polymers and the KNO3 fertilizer, which may indicate that only a portion of the nutrient was released in the medium. Thus, the developed materials have great potential to be applied as EEF material.
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