Fertilizantes granulados à base de biocarvão com aglutinantes agroindustriais para melhorar a eficiência de uso do fósforo e a saúde de solos tropicais
| dc.creator | José Mendes dos Santos Júnior | |
| dc.date.accessioned | 2026-03-09T12:22:58Z | |
| dc.date.issued | 2026-02-25 | |
| dc.description.abstract | Phosphorus (P) is rapidly fixed in highly weathered Oxisols, resulting in low nutrient recovery efficiency from soluble fertilizers. Biochar has been proposed as a matrix for slow-release fertilizers; however, its application in powder form poses operational limitations, such as particulate matter emission and wind-drift losses. Therefore, the objective of this thesis was to develop and evaluate biochar-based granular fertilizers (BBGFs) produced from eucalyptus charcoal fines (Eucalyptus urograndis) and reactive natural phosphate at a 3:1 ratio (w/w), using three agro-industrial binders: cassava wastewater (CW), pyroligneous extract (PE), and bio-oil (BO). Three complementary studies were carried out in a dystrophic Red-Yellow Oxisol under Cerrado vegetation. In the first, the granular properties of BBGFs produced with five binder proportions (50, 75, 100, 125, and 150% of the biochar–phosphate mixture weight) were evaluated in a completely randomized design (CRD), 3 x 5 factorial scheme; the granules with the most favorable attributes (75 to 150%) were selected for a bioassay with common bean (Phaseolus vulgaris L., cv. BRSMG Uai) in a CRD, 3 x 4 + 4 factorial scheme (three binders, four proportions, and four controls: unfertilized soil, natural phosphate, biochar + natural phosphate, and biochar alone). In the second, BBGFs were incubated for 10 and 40 days in a CRD, 3 x 4 + 4 factorial scheme, to assess β-glucosidase, acid phosphatase, and arylsulfatase activities, as well as soil chemical properties. In the third, the agronomic effectiveness and residual effect of BBGFs were evaluated over five successive cropping cycles of Urochloa brizantha BRS Paiaguás in a randomized block design, 3 x 4 + 4 factorial scheme, including a soluble P control (KH2PO4). BO granules exhibited the highest crushing strength and density, whereas PE granules showed the highest salinity index. BBGFs promoted increases in shoot and root dry matter of common bean compared to unfertilized soil, particularly BBGFs-PE, which increased shoot and root biomass by 123.73% and 755.17%, respectively. In the second study, all formulations enhanced enzymatic activities above controls, with increases exceeding 8%. BBGFs-BO at 150% maintained the most stable enzymatic activity over time. BBGFs-CW were the most effective in increasing available P (24.0 mg kg⁻¹), while BBGFs-BO and BBGFs-PE enhanced soil organic carbon and cation exchange capacity by up to 430% and 163%, respectively. In the third study, BBGFs-PE at 125% and 150% achieved relative agronomic effectiveness of 96.8% and 101.3%, respectively. At the 150% proportion, BBGFs-PE increased total P uptake by 6.5% over KH2PO4. BBGFs-CW exhibited an initial low-release phase, with agronomic recovery from the fourth cycle onward. BBGFs-BO restricted biomass production at the highest binder proportions but promoted the highest Soil Quality Index. BBGFs-PE at the 125 and 150% proportions represent the most balanced alternative for replacing soluble phosphate sources, as they combine agronomic effectiveness, sustained P supply, and improved soil quality. | |
| dc.description.sponsorship | FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais | |
| dc.description.sponsorship | CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/2035 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Solos -- Fertilidade | |
| dc.subject | Adubos e fertilizantes | |
| dc.subject | Pirolise | |
| dc.subject.other | Atividade enzimática | |
| dc.subject.other | Ciclagem de nutrientes | |
| dc.subject.other | Fertilidade do solo | |
| dc.subject.other | Fertilizantes de liberação lenta | |
| dc.subject.other | Pirólise | |
| dc.subject.other | Qualidade do solo | |
| dc.title | Fertilizantes granulados à base de biocarvão com aglutinantes agroindustriais para melhorar a eficiência de uso do fósforo e a saúde de solos tropicais | |
| dc.type | Tese de doutorado | |
| local.contributor.advisor1 | Luiz Arnaldo Fernandes | |
| local.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/3677072293273147 | |
| local.contributor.referee1 | Fernando Colen | |
| local.contributor.referee1 | Rodinei Facco Pegoraro | |
| local.contributor.referee1 | Amário Nuno Meireles Duarte | |
| local.contributor.referee1 | Enilson de Barros Silva | |
| local.contributor.referee1 | Luiz Arnaldo Fernandes | |
| local.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/3018045241200895 | |
| local.description.resumo | O fósforo (P) é rapidamente fixado em Latossolos intemperizados, de modo que a eficiência de recuperação do nutriente proveniente de fertilizantes solúveis é baixa. O biocarvão tem sido proposto como matriz para fertilizantes de liberação lenta; todavia, sua aplicação na forma de pó impõe limitações operacionais, como emissão de material particulado e perdas por deriva eólica. Assim, a presente tese teve como objetivo desenvolver e avaliar fertilizantes granulados à base de biocarvão (Biochar-based granular fertilizers – BBGFs), formulados com finos de carvão de eucalipto (Eucalyptus urograndis) e fosfato natural reativo na proporção 3:1 (m/m), empregando três aglutinantes agroindustriais: manipueira (CW), extrato pirolenhoso (PE) e bio-óleo (BO). Três estudos complementares foram conduzidos em Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico sob Cerrado. No primeiro, avaliaram-se as propriedades granulares dos BBGFs produzidos com cinco proporções de aglutinante (50, 75, 100, 125 e 150% da massa da mistura biocarvão–fosfato), em delineamento inteiramente casualizado (DIC), esquema fatorial 3 x 5; os grânulos com atributos mais favoráveis (75 a 150%) foram selecionados para um bioensaio com feijão comum (Phaseolus vulgaris L., cv. BRSMG Uai), em DIC, fatorial 3 x 4 + 4 (três aglutinantes, quatro proporções e quatro controles: solo sem fertilização, fosfato natural, biocarvão + fosfato natural e biocarvão isolado). No segundo, os BBGFs foram incubados por 10 e 40 dias, em DIC, fatorial 3 x 4 + 4, para avaliação das atividades de β-glicosidase, fosfatase ácida e arilsulfatase, além de atributos químicos do solo. No terceiro, avaliou-se a eficácia agronômica e o efeito residual dos BBGFs em cinco ciclos consecutivos de Urochloa brizantha BRS Paiaguás, em blocos casualizados, fatorial 3 x 4 + 4, incluindo controle de P solúvel (KH2PO4). Os grânulos com BO apresentaram maior resistência mecânica e densidade, enquanto os com PE exibiram maior índice de salinidade. Os BBGFs promoveram incrementos na matéria seca de parte aérea e de raízes do feijoeiro em relação ao solo sem fertilização, com destaque para os BBGFs-PE, que proporcionaram aumentos de 123,73% e 755,17%, respectivamente. No segundo estudo, todas as formulações elevaram as atividades enzimáticas acima dos controles, com incrementos superiores a 8%. Os BBGFs-BO a 150% mantiveram a atividade enzimática mais estável ao longo do tempo. Os BBGFs-CW foram os mais eficazes no aumento de P disponível (24,0 mg kg–1), enquanto BBGFs-BO e BBGFs-PE elevaram o carbono orgânico do solo e a capacidade de troca catiônica em até 430% e 163%, respectivamente. No terceiro estudo, os BBGFs-PE a 125% e 150% alcançaram eficácia agronômica relativa de 96,8% e 101,3%, respectivamente. Na proporção de 150%, os BBGFs-PE elevaram a absorção total de P em 6,5% acima do KH2PO4. Os BBGFs-CW apresentaram fase inicial de baixa liberação, com recuperação a partir do quarto ciclo. Os BBGFs-BO restringiram a produção de biomassa nas proporções mais altas do aglutinante, porém promoveram o maior Índice de Qualidade do Solo. Os BBGFs-PE nas proporções de 125 e 150% constituem a alternativa mais equilibrada para a substituição de fontes fosfatadas solúveis, por combinar eficácia agronômica, suprimento sustentado de P e melhoria da qualidade edáfica. | |
| local.identifier.orcid | https://orcid.org/0000-0003-1340-5245 | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ICA - INSTITUTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal | |
| local.subject.cnpq | CIENCIAS AGRARIAS |
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