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Título: Biochar de lodo de esgoto como condicionador do solo : efeitos nas propriedades agronômicas, fertilidade do solo e qualidade da matéria orgânica
Autor(es): Farias, Walda Monteiro
Orientador(es): Figueiredo, Cícero Célio de
Coorientador(es): Vale, Ailton Teixeira do
Assunto: Resíduos como fertilizante
Lodo de esgoto
Pirólise
Biochar
Biossólidos
Solos - produtividade
Milho - cultivo
Química do solo
Data de publicação: 22-Out-2018
Referência: FARIAS, Walda Monteiro. Biochar de lodo de esgoto como condicionador do solo : efeitos nas propriedades agronômicas, fertilidade do solo e qualidade da matéria orgânica. 2018. xvii, 104 f., il. Tese (Doutorado em Agronomia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: A produção de resíduos urbanos tem aumentado significativamente nas últimas décadas, acompanhando o acelerado e concentrado crescimento populacional. Porém, as alternativas para destinação final de resíduos como o lodo de esgoto (LE) proveniente do tratamento de águas residuárias ainda são reduzidas. Além disso, a implementação da Resolução CONAMA 375/2006 impôs uma série de restrições legais que praticamente inviabilizou o uso agrícola do LE produzido na maior parte das estações de tratamento do Brasil. Assim, como uma alternativa sustentável para utilização do LE em áreas agrícolas tem sido proposto o tratamento térmico desse resíduo por processo de pirólise, cujo produto final é denominado de biochar (BC). Produzido por pirólise a elevadas temperaturas e condições anóxicas, o BC possui características adsorventes, fertilizantes e condicionadoras de solos. A sua aplicação no solo tem demonstrado benefícios como a fixação de carbono, a redução de gases de efeito estufa, aumento na eficiência agronômica dos fertilizantes, maior desenvolvimento e produtividade das culturas e a melhoria das propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Entretanto, as propriedades do BC, o seu potencial agronômico e seus efeitos no solo variam conforme a origem da matéria prima e as condições de pirólise. Informações sobre os efeitos do BC de LE sobre a fertilidade do solo e nutrição de plantas em condições de campo e por dois anos consecutivos de cultivos de milho ainda são escassos na literatura. Entretanto, essas informações são fundamentais para elucidação de questões que esclareçam as condições do processo de produção que potencializem os efeitos do BC no solo e maximizem a produtividade das culturas. Assim, esse estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito de BC de LE nas propriedades químicas e no acúmulo de carbono no solo, e na nutrição e produtividade do milho. O experimento foi desenvolvido em área experimental da Fazenda Água Limpa-UnB, Brasília, DF, em Latossolo Vermelho Amarelo. Foram avaliados os seguintes tratamentos, compostos pela aplicação de BC de LE e fertilizante mineral (NPK): 1) Controle, 2) NPK, 3) BC300 produzido a 300 °C, 4) BC300 + NPK, 5) BC500 produzido a 500 °C, 6) BC500 + NPK, dispostos em blocos ao acaso com quatro repetições. Amostras de solos foram coletadas para análises dos atributos de fertilidade, carbono nas diferentes frações da matéria orgânica, e das características microbiológicas relacionadas ao fósforo. As plantas foram analisadas quanto aos parâmetros de produtividade e teores de macro e micronutrientes foliares. A aplicação do biochar de LE ao solo resultou em uma maior absorção de nutrientes pelas plantas e maiores rendimentos de milho, portanto, seu uso agrícola pode substituir fertilizantes minerais (nitrogênio, fósforo e micronutrientes) na produção dessa cultura. A combinação de BC de LE com NPK foi capaz de promover aumentos nos teores de COT. Além disso, o uso de biochars obtidos em diferentes temperaturas representa uma boa estratégia para o fornecimento de C promovendo ao mesmo tempo acúmulo de C com permanência de curto e longo prazo no solo. O biochar de LE também elevou a colonização das raízes de milho por fungos micorrízicos arbusculares (FMA’s) e estimulou a síntese e excreção de proteína ligada a glomalina facilmente extraível do solo. A aplicação do BC de LE ao solo constitue um fator de diferenciação e seleção para comunidade de FMA’s associados às plantas de milho. Assim, os resultados obtidos neste trabalho indicam que o BC de LE apresenta potencial para uso agrícola e pode atuar como fertilizante fornecedor de fertilizantes como P e N, além de favorecer a microbiota do solo. Ao mesmo tempo, o BC de LE apresenta ganhos ambientais por meio do acúmulo de carbono no solo.
Abstract: The production of urban waste has increased significantly in the last decades, following the accelerated and concentrated population growth. However, alternatives to final disposal of waste such as sewage sludge (SS) from wastewater treatment are still reduced. In addition, the implementation of CONAMA Resolution 375/2006 imposed a series of legal restrictions that practically prevented the agricultural use of SS produced in most treatment plants in Brazil. Thus, as a sustainable alternative for the use of SS in agricultural areas has been proposed the thermal treatment of this residue by pyrolysis process, whose final product is called biochar (BC). Produced by pyrolysis at high temperatures and anoxic conditions, the BC has adsorbent characteristics, fertilizers and soil conditioners. Its application to the soil has demonstrated benefits such as carbon sequestration, reduction of greenhouse gases emissions, increase in the agronomic efficiency of fertilizers, greater crop development and productivity, and improvement of soil physical, chemical and biological properties. However, the properties of the BC, its agronomic potential and its effects on the soil vary according to the origin of the raw material and the pyrolysis conditions. Information on the effects of SS biochar (SSB) on soil fertility and plant nutrition in field conditions and for two consecutive years of corn crops are still scarce in the literature. However, this information is fundamental for the elucidation of issues that clarify the conditions of the production process that potentiate the effects of SSB on the soil and maximize crop productivity. Thus, this study was conducted with the objective of evaluating the effect of SSB on chemical properties and soil carbon accumulation, and on corn nutrition and yield. The experiment was carried out in an experimental area of Fazenda Água Limpa-UnB, Brasília, DF, in Yellow Red Latosol. The following treatments were evaluated: 1) Control, 2) NPK, 3) BC300 produced at 300 ° C, 4) BC300 + NPK, 5) BC500 produced at 500 ° C, 6) BC500 + NPK, arranged in randomized blocks with four replicates. Soil samples were collected for analyzes of the fertility attributes, carbon in different fractions of organic matter, and the microbiological characteristics related to phosphorus. The plants were analyzed for productivity parameters and macro and micronutrients contents. The application of SSB biochar to the soil resulted in a higher nutrient uptake by plants and higher maize yields, therefore, its agricultural use can substitute mineral fertilizers (nitrogen, phosphorus and micronutrients) in the production of this crop. The combination of BC from LE with NPK was able to promote increases in TOC levels. In addition, the use of biochars obtained at different temperatures represents a good strategy for the supply of C while promoting accumulation of C with short and long-term permanence in the soil. LE biochar also increased the colonization of maize roots by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and stimulated the synthesis and excretion of glomalin-bound protein easily extractable from the soil. The application of BC of LE to the soil is a factor of differentiation and selection for FMA community associated with maize plants. Thus, the results obtained in this work indicate that the SSB has potential for agricultural use and can act as a fertilizer supplier of nutrients such as P and N, besides favoring the soil microbiota. At the same time, the BC of LE presents environmental gains through the accumulation of carbon in the soil.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).
Aparece nas coleções:FAV - Doutorado em Agronomia (Teses)

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