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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.64.2012.tde-26092012-152806
Document
Author
Full name
Alinne da Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2012
Supervisor
Committee
Muraoka, Takashi (President)
Gava, Glauber José de Castro
Rossetto, Raffaella
Kiehl, Jorge de Castro
Ramos, Nilza Patricia
Title in Portuguese
Vinhaça concentrada de cana-de-açúcar: monitoramento das propriedades químicas do solo e mineralização líquida de nitrogênio
Keywords in Portuguese
Extratores de solução
Incubação aeróbica
Profundidade
Abstract in Portuguese
A geração de grande quantidade de vinhaça resultante da produção de etanol induziu questionamentos a respeito de sua disposição e possível armazenamento. No Estado de São Paulo, a norma P4.231 da CETESB restringiu a aplicação de vinhaça em muitos solos, resultando na necessidade de distribuí-la em áreas distantes da usina. Porém, devido a grande quantidade de água no resíduo, o transporte torna-se inviável do ponto de vista econômico. Uma alternativa para diminuir os custos de transporte é reduzir o volume por evaporação, originando a vinhaça concentrada (VC). No entanto, as temperaturas altas durante o processo de concentração provocam modificações na matéria orgânica, consequentemente, alterando a dinâmica das transformações do N no solo e, considerando ainda que a sua aplicação é realizada na linha de plantio, diferentemente da vinhaça não concentrada (VNC) que é aplicada em área total, pouco se conhece sobre os efeitos no solo e a sua eficiência agronômica. Com o objetivo de (1) conhecer algumas propriedades físico-químicas da VC e compará-la com a VNC, (2) avaliar os efeitos das doses de VC na fertilidade do solo, percolação de íons, produtividade de soqueira de cana-de-açúcar e qualidade tecnológica dos colmos e (3) determinar a mineralização líquida do N (Nm) foram: (I) coletadas amostras de VC e VNC em duas usinas entre os anos de 2010 e 2011, (II) realizado um experimento na cidade de Batatais, SP, em uma área comercial de cana-de-açúcar, (III) conduzido um experimento de incubação aeróbia com os objetivos de determinar o Nm e, através do ajuste a equação de primeira ordem, determinar a mineralização potencial do N (N0), a constante de mineralização do N (k) e (4) parametrizar o módulo SoilN do modelo APSIM para solo que recebeu aplicação de vinhaça. Verificou-se que o processo de concentração da vinhaça promove grande variação no teor de alguns elementos, especialmente o Na+ e as formas de nitrogênio amoniacal e nítrica. A aplicação de 30 m3 ha-1 de VC na linha da cana promoveu aumento nas concentrações de Cl-, NO3 -, Ca+2, Mg+2 e SO4 -2 nas soluções coletadas pelos extratores a 0,80 m de profundidade. De maneira geral foi observado aumento do pH, CTC e dos teores dos cátions trocáveis em função das doses, ao mesmo tempo que os valores de m% decresceram, resultando dessa forma em maior disponibilidade de nutrientes, aumento da fertilidade do solo e consequentemente aumento de produtividade, pois os tratamentos com VC promoveram ganhos de 8 Mg ha-1 em relação ao tratamento controle e, mesmo pela grande quantidade de K+ concentrado na linha de plantio as características tecnológicas dos colmos não foram prejudicadas. Com base nos valores de Nm, N0 e k, pode-se concluir que ocorreu imobilização do N mineral pela biomassa microbiana nos tratamentos com VC. O módulo SoilN do APSIM apresentou bom desempenho em simular a produção de NO3 -, pois a nitrificação calculada diariamente a partir do modelo se ajustou adequadamente aos valores de nitrato observados nas incubações; o modelo foi bem sucedido em calcular as perdas de N no tratamento com a maior dose de VNC a partir dos valores da curva de retenção e do volume de água aplicada no solo.
Title in English
Concentrated vinasse from sugarcane: monitoring of soil chemical properties and net nitrogen mineralization
Keywords in English
Aerobic incubation
Depth
Solution extractors
Abstract in English
In São Paulo State, the legislation from CETESB restricts the application of vinasse in many soils, resulting in the need to distribute it in areas distant from the mill. However, due to the large amount of waste water, the transport becomes unfeasible economically. An alternative is to reduce the volume by evaporation, resulting in the concentrated vinasse (CV). But, high temperatures during the evaporation cause changes in the organic matter. So, considering that its application is in the row of sugarcane, unlike the not concentrated vinasse (NCV) which is applied in the total area, the objectives were (1) study some physicochemical properties of the CV and compare it with NCV, (2) evaluate the effects of CV in soil fertility, ions percolation, productivity, and technological quality of stems and (3) evaluate the net N mineralization (Nm). (I) Samples of CV and NCV were collected at two sugarcane mills in 2010 and 2011, (II) an experiment was conducted in São Paulo, in a commercial sugarcane area, (III) an aerobic incubation was conducted to determine Nm, potential N mineralization (N0), rate of N mineralization (k) and (IV) parameterize SoilN APSIM model for soil with vinasse application. It was found that the evaporation of the vinasse leads to greater variation in the concentration of some elements, especially Na+ and ammoniacal and nitrate nitrogen. 30 m3 ha-1 of CV applied in the sugarcane line caused high concentration of Cl-, NO3 -, Ca +2, Mg+2 and SO4 -2 in the soil solutions collected at 0.80 m. There were increase in pH, CEC and the content of the cations, while the values of m% decreased, resulting in availability of nutrient, increasing the soil fertility and productivity. CV promoted gains of 8 Mg ha-1 compared to control and, even the large amount of K+ concentrated in the sugarcane line, the technological characteristics of the stems were not impaired. Based on the values of Nm, k and N0, we can conclude that the mineral N was immobilized by microbial biomass in CV treatments. The APSIM showed good performance to simulate NO3 - production. The nitrification calculated daily from the model was successful to fit to the values observed. The model was successful to calculate N losses in treatment with the highest dose of NCV.
 
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AlinnedaSilva.pdf (1.37 Mbytes)
Publishing Date
2012-10-02
 
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