ESTUDO DA FORMULAÇÃO DOS FERTILIZANTES NITROGENADOS E FOSFATADOS CONSTITUÍDOS POR VERMICULITA EXPANDIDA MACRONUTRIENTES E COMPOSTOS POLIMÉRICOS: COMPREENSÃO DO COMPORTAMENTO DE LIBERAÇÃO LENTA DA UREIA E DO FÓSFORO

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, DOUGLAS SANTOS DE
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNICENTRO
Texto Completo: http://tede.unicentro.br:8080/jspui/handle/jspui/1941
Resumo: Fertilizers are essential elements in agriculture because they enable better production, however, some climatic conditions cause problems related to soil leaching. The intense incidence of sunlight causes the volatilization of the fertilizer, and the rocky materials present in the cultivated region hinder the mobility of these nutrients. These and other variations cause a decrease in the effectiveness of these fertilizers, harming plant development. To combat these aggravating factors, research is being carried out to minimize these adversities. In this sense, this study developed a nitrogen fertilizer and a slow-release phosphate fertilizer, capable of resisting soil leaching and volatilization. The work consisted in starting a previous study using expanded vermiculite interspersed with different amounts of urea by the mechanochemical method and later adding a biodegradable polymeric coating consisting of sodium alginate and hydrolyzed collagen. After analyzing the values of the first study, a second more detailed study was optimized, using vermiculite with four different granulometries, which were intercalated with urea by the recrystallization method, acquiring the slow-release nitrogen fertilizer. In this study, the experiment was also carried out to obtain the phosphate fertilizer through monoammonium phosphate MAP, applying the dilution method. In these two experiments, rice flour and critical pectin were added as binders to obtain the most resistant granules and, later, the polymeric coating consisting of sodium alginate and hydrolyzed collagen was applied. To better understand the release mechanism of these fertilizers, zero-order, first-order, Higuchi, and Korsmeyer-Peppas mathematical models were used. For the preliminary study, the X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric (TGA) techniques were used, and for the second study, the characterizations of XRD, FTIR, TGA, X-Ray Fluorescence Spectroscopy (EDXRF) and scanning electron microscopy (SEM). The values of slow release of the nitrogen fertilizer showed that for the preliminary test a release time of 210 hours was available and for the second experiment the nitrogen fertilizer reached a release time of 720 hours, reaching a release of 80,28% of urea. The phosphate fertilizer achieved a release time of 684 hours, reaching a release time of 77,7%. The pot tests carried out with the corn crop showed that the sample with higher amounts of fertilization (T3) of nitrogen and phosphate fertilizers provided a greater development of the plant in relation to the other tests with smaller amounts of these fertilizers (T1 and T2). These values from the second experiment prove that the binders and the polymeric coating helped to prolong the release time.
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These and other variations cause a decrease in the effectiveness of these fertilizers, harming plant development. To combat these aggravating factors, research is being carried out to minimize these adversities. In this sense, this study developed a nitrogen fertilizer and a slow-release phosphate fertilizer, capable of resisting soil leaching and volatilization. The work consisted in starting a previous study using expanded vermiculite interspersed with different amounts of urea by the mechanochemical method and later adding a biodegradable polymeric coating consisting of sodium alginate and hydrolyzed collagen. After analyzing the values of the first study, a second more detailed study was optimized, using vermiculite with four different granulometries, which were intercalated with urea by the recrystallization method, acquiring the slow-release nitrogen fertilizer. In this study, the experiment was also carried out to obtain the phosphate fertilizer through monoammonium phosphate MAP, applying the dilution method. In these two experiments, rice flour and critical pectin were added as binders to obtain the most resistant granules and, later, the polymeric coating consisting of sodium alginate and hydrolyzed collagen was applied. To better understand the release mechanism of these fertilizers, zero-order, first-order, Higuchi, and Korsmeyer-Peppas mathematical models were used. For the preliminary study, the X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric (TGA) techniques were used, and for the second study, the characterizations of XRD, FTIR, TGA, X-Ray Fluorescence Spectroscopy (EDXRF) and scanning electron microscopy (SEM). The values of slow release of the nitrogen fertilizer showed that for the preliminary test a release time of 210 hours was available and for the second experiment the nitrogen fertilizer reached a release time of 720 hours, reaching a release of 80,28% of urea. The phosphate fertilizer achieved a release time of 684 hours, reaching a release time of 77,7%. The pot tests carried out with the corn crop showed that the sample with higher amounts of fertilization (T3) of nitrogen and phosphate fertilizers provided a greater development of the plant in relation to the other tests with smaller amounts of these fertilizers (T1 and T2). These values from the second experiment prove that the binders and the polymeric coating helped to prolong the release time.Os fertilizantes são compostos que possuem um papel relevante na agricultura porque possibilitam uma melhor produção. No entanto, ocorre algumas problemática ao realizar a adubações como por exemplos fertilizantes nitrogenados que sofrem volatilização por elevada incidência de raios solares e lixiviação provocada pela chuva. Para os fertilizantes a base de fosfato ocorre a fixação no solo devido ao fosforo realizar ligações químicas com óxidos iônicos disponíveis em solos argilosos. Estas e outras variações ocasionam uma diminuição na efetividade destes adubos, prejudicando o desenvolvimento das plantas. Para combater estes agravantes estão sendo realizadas pesquisas para minimizar estas adversidades, neste sentido, este estudo elaborou dois fertilizantes de liberação lenta, um nitrogenado e um fosfatado, capazes de resistir a lixiviação, volatilização e fixação do solo. O trabalho constituiu em iniciar um estudo prévio, utilizando a vermiculita expandida intercalada com diferentes quantidades de ureia pelo método mecanoquímico e posteriormente agregar um revestimento polimérico biodegradável, constituído de alginato de sódio e colágeno hidrolisado. Após analisar os valores do primeiro estudo, foi otimizado um segundo estudo mais detalhado, utilizando vermiculita com quatro diferentes granulometrias, as quais foram intercaladas com ureia pelo método recristalização, adquirindo o fertilizante nitrogenado de liberação lenta. Neste estudo, também foi realizado um experimento para a obtenção do fertilizante fosfatado através do fosfato monoamônico MAP, aplicando o método de diluição. Nestes dois experimentos foi adicionado farinha de arroz e pectina crítica como aglutinantes, com o objetivo de obter grânulos mais resistentes. Posteriormente, foi realizado a aplicação do revestimento polimérico constituído por alginato de sódio e colágeno hidrolisado. Para compreender melhor o mecanismo de liberação destes fertilizantes foi utilizado os modelos matemáticos de zero ordem, primeira ordem, Higuchi e Korsmeyer-Peppas. Para o estudo preliminar foi empregado as técnicas de difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e termogravimétrica (TGA) e para o segundo estudo foi aplicado as técnicas de caracterização de DRX, FTIR, TGA, difração de fluorescência de raios X (EDXRF) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os valores de liberação lenta do fertilizante nitrogenado mostraram que para o teste preliminar foi disponibilizado um tempo de liberação de 210 horas e para o segundo experimento o fertilizante nitrogenado alcançou um tempo de liberação de 720 horas, alcançando uma liberação de 80,28 % de ureia. O fertilizante fosfatado conseguiu um tempo de liberação de 684 horas, atingindo um tempo de liberação de 77,7%. Os testes de vasos realizados com a cultura do milho, apontaram que a amostra com maiores quantidades de adubação (T3) dos fertilizantes nitrogenado e fosfatado disponibilizaram um maior desenvolvimento da planta com relação aos outros testes com quantidade menores destes fertilizantes (T1 e T2). Estes valores do segundo experimento provam que os aglutinantes e o revestimento polimérico ajudaram a prolongar o tempo de liberação.Submitted by Fabiano Jucá (fjuca@unicentro.br) on 2022-08-15T17:06:02Z No. of bitstreams: 1 Tese - Douglas Santos de Oliveira.pdf: 6757411 bytes, checksum: 710b8c6b678ba4aa72635f7046c1cee4 (MD5)Made available in DSpace on 2022-08-15T17:06:02Z (GMT). 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