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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2018.tde-14032018-142105
Documento
Autor
Nome completo
Ioná Rech
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2017
Orientador
Banca examinadora
Pavinato, Paulo Sergio (Presidente)
Abreu Junior, Cassio Hamilton
Bertoncini, Edna Ivani
Franco, Henrique Coutinho Junqueira
Kamogawa, Marcos Yassuo
Título em português
Estruvita: síntese, caracterização e avaliação para uso agrícola
Palavras-chave em português
Avaliação agronômica
Difusão de fósforo no solo
Liberação lenta de fósforo
Recuperação de fósforo
Síntese de estruvita
Solubilização de estruvita
Resumo em português
Um fertilizante que pode ser obtido a partir de dejetos de animais é o mineral estruvita (NH4PO4Mg.6H2O). O objetivo deste estudo foi sintetizar estruvita a partir da recuperação de P em excretas de aves de postura, por meio de um processo termo-químico e precipitação alcalina. A recuperação de P das excretas foi realizada através de incineração a 550°C, e extração ácida. A solução obtida foi caracterizada quimicamente sendo, em seguida, submetida a uma modelagem no software Visual MINTEQ 3.1, onde se definiu a concentração ideal de Mg para a síntese da estruvita (EP), considerando um valor de pH de 8,5. A EP foi caracterizada quanto a composição química e mineralógica, seguindo mesmo procedimento para uma estruvita formada naturalmente (EN) e uma estruvita comercial - Crystal Green® (CG). Foram realizados ensaios de solubilização das estruvitas EP, EN e CG, com sistema de fluxo intermintente de soluções com uma bomba peristáltica durante 8 horas. Foram preparadas 5 soluções com diferentes valores de pH (4, 5, 6, 7, 8) e 4 soluções com pH ajustado a 6, compostas por diferentes ácidos orgânicos: citrato tri-potássico, ácido oxálico, ácido ácetico, ácido málico, e ácido cítrico em pH natural de 3,9. A avaliação agronômica foi realizada em casa de vegetação, sob o cultivo de trigo e soja por 38 dias, em vasos contendo amostras de um Cambissolo Eutrófico. Neste estudo foi avaliado a solubilização das estruvitas de EP, EN e CG, comparadas com Superfosfato triplo (TSP), aplicadas a uma dose de 25 mg de P por vaso. A avaliação da solubilização foi feita por meio da coleta da solução do solo com o auxílio dos dispositivos Rhizons®. Ao final, foi avaliada a produção de massa seca, teor acumulado de P nos tecidos das plantas, além da eficiência relativa das estruvitas em relação ao TSP. Com o objetivo de avaliar a difusão de P no solo foi realizada marcação isotópica com 33P na estruvita (33ST) e no TSP (33TSP). A 33ST e o 33TSP foram aplicados em uma massa equivalente de 0,25 g em micropotes preenchidos com solo acondicionados em uma câmara com umidade relativa de 100% durante 21 dias. As coletas de solo dos micropotes foram realizadas aos 1º, 7º, 14º e 21º dias após a adubação, sendo coletadas amostras a cada 1 mm até a profundidade de 10 mm e, a partir desta, a cada 5 mm até a profundidade de 30 mm. O P foi extraído do solo e determinada a intensidade de 33P. A recuperação de P das excretas de aves de postura por meio do tratamento termo-químico foi de 75% do P total. As estruvitas EP, EN e CG apresentaram maior solubilidade em soluções com valores de pH ácido. Os ácidos orgânicos não apresentaram influência na solubilização das estruvitas. O TSP apresentou os maiores teores de P na planta e maior massa seca em comparação às estruvitas. A estruvita precipitada apresentou 80% de eficiencia em relação ao TSP. O TSP apresentou maior movimentação de P no solo em comparação a estruvita.
Título em inglês
Struvite: synthesis, characterization and evaluation for agricultural use
Palavras-chave em inglês
Agronomic evaluation
Phosphate fertilizer solubilisation
Phosphorus diffusion in soil
Phosphorus recovery
Slow release of phosphorus
Struvite precipitation
Resumo em inglês
A fertilizer that can be obtained from animal wastes is the mineral struvite (NH4PO4Mg.6H2O).The objective of this study was to synthesize struvite from P recovery in chicken manure through the thermochemical process and alkaline precipitation. The recovery of P from chicken manure was carried out with the incineration at 550°C, and acid extraction. The solution obtained was chemically characterized and then subjected to a modelling in Visual MINTEQ 3.1 software, where the ideal concentration of Mg for the synthesis of struvite (PS) was defined, considering a pH value of 8.5. The PS was characterized in terms of the concentration of elements and mineralogical composition following procedure for a natural struvite (NS) and a commercial struvite - Crystal Green® (CG). Were carried out solubilization assays using a intermittent solutions flow system on the samples PS, NS and CG with a peristaltic pump during 8 hours. Was prepared 5 solutions with different pH (4, 5, 6, 7, 8) and 4 solutions with pH adjusted to 6 composed of different organic acids: tri-potassium citrate, oxalic acid, acetic acid, malic acid, besides citric acid at natural pH equivalent to 3.9. The agonomic evaluation was carried out in a greenhouse under wheat and soybean cultivation for 38 days, in pots containing samples of an Eutrophic Cambisol. In this study the solubilization of struvites PS, NS and CG was compared to a Triple Superphosphate (TSP) applied at 25 mg of P per pot. The solubilization evaluation was done by means of the soil solution sampling with the devices Rhizons®. At the end, dry matter production, accumulated P content in the plant tissues and the relative efficiency of the struvite were evaluated in relation to TSP. With the objective of evaluating P diffusion has done the labeleing with a 33P in the struvite(33ST) and in the TSP (33TSP). The 33ST and 33TSP were applied an equivalent mass of 0.25 g in micro-pots containing soil and then packed in a chamber at 100% relative humidity for 21 days. Soil samples were collected at 1st, 7th, 14th and 21st days after fertilization sampling every 1 mm to a depth of 10 mm and from this, every 5 mm to a depth of 30 mm. The P was extracted and being analyzed the 33P intensity. The recovery of P from chicken manure by the thermochemical treatment was 75% of total P. The struvites PS, NS and CG showed higher solubility in solutions with acidic pH. Organic acids had no influence on struvite solubilization. The TSP fertilizer showed the highest tissue P levels and higher dry mass in comparison to struvites. The synthesized struvite showed 80% efficiency in relation to TSP. The TSP presented greater movement of P in the soil in comparison to struvite.
 
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Data de Liberação
2020-03-18
Data de Publicação
2018-03-28
 
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