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dc.creatorALBUQUERQUE, Alan Rodrigo Leal de-
dc.date.accessioned2021-09-09T13:04:57Z-
dc.date.available2021-09-09T13:04:57Z-
dc.date.issued2021-06-25-
dc.identifier.citationALBUQUERQUE, Alan Rodrigo Leal de. Resíduo mineral a partir de biomassas amazônicas como uma fonte alternativa de nutrientes para a agricultura. Orientadora: Simone Patrícia Aranha da Paz; Coorientador: Rômulo Simões Angélica. 2021. 121 f. Tese (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2021. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13509. Acesso em:.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13509-
dc.description.abstractThe agrominerals and fertilizers deficiency in Brazil has acted as an obstacle to the country's consolidation plans as a world agricultural power and has placed damage on its trade balance. When we take the Amazon region as a reference, to which the expansion of the national agricultural border has been directed, this scenario has been even more unfavorable, since this region, in addition to having limited resources, also presents low developed technologies, which has increased the deforestation of large areas for low-yield agricultural production. In addition, in order to reduce dependence on fossil fuels, Brazil has been investing in modern biofuel production, mainly in the technological development of bioenergy conversion and production from lignocellulosic waste and energy forest plantations. Although the use of these bioenergy sources contributes to mitigating competition with food products and CO2 emissions problems, increase biomass uses, especially in the firewood and charcoal form, has caused an increase in the demand for fertilizers and has produced large quantities of mineral residues, which occur as biomass ashes. Therefore, one of the major challenges for the sustainable management of biomass residues as a source of renewable energy is the production of large quantities of ash, which are destined for disposal due to the lack of a recycling system. From an environmental and socio-economic aspect, ash recycling in agriculture and forestry soils can play an important role in facing the difficulty of integrating the use of renewable energy, fertilizers dearth, and organic and mineral residues management. Among the main advantages of the ash application in agricultural and forest soils are the ability to neutralize acidity and the ability to supply important nutrients to plants, such as Ca, Mg, P, and K. Although the agronomic effects of biomass ash are common knowledge, its application in the soil requires attention because textural and compositional variations can directly interfere in the solubility, availability, and absorption of nutrients. In addition, the response of the ash's fertilizing capacity depends on the properties of the soil, mainly pH, texture, and organic matter content. Thus, the applicability of biomass ash becomes more favorable after chemical, mineralogical, and agronomic tests. In this context, having as one of the biggest challenges of the Amazon region the residues management and the increased demand for fertilizer to attend the expansion of the agricultural border and the production of energy forests, the research aimed to evaluate the yield and composition of ash from Amazonian biomasses, as well as carrying out a first evaluation of the effects of these residues on the fertility of acid soils, with special attention to the P dynamics and the plant nutrition and yield. To this end, the mineral residue, generated by the açaí seeds and wood chips combustion and co-produced by a calcined phosphate fertilizer industry, was subjected to chemical and mineralogical analyzes, and to incubation tests with soils and plant. The results were used to estimate that the fertilizer industry produces ~ 4.7 – 9.9 tons/day of ash, which occurs as bottom ash and has a relatively low compositional variability throughout the year. Ash from Amazonian biomasses is mineralogically composed of amorphous phases, silicates, and oxides and chemically composed of SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, P2O5, K2O, and MgO. The highest quantities of SiO2 and Al2O3 mainly result from quartz and kaolinite incorporated in the biomasses. By contrast, CaO and MgO originate from wood chips, whereas K2O and P2O5 originate from açaí seeds. According to the results of the soils incubations and the Avena sativa cultivation, the applications of ash from Amazonian biomasses promoted moderate effects in the correction of acidity in soils, produced increases in the availability of macronutrients (P, Ca, Mg, and K) and micronutrients (B, Cu, Fe, and Mo), and favored plant production and nutrition. In soils rich in organic matter content, the applications of biomass ash also positively affected the transformation of inorganic P into organic P. Even in high amounts, the biomass ash supply offered no risk salinity, nutrient immobilization, Al and Mn toxicity, and contamination by As, Cd, Cr, Hg, and Pb soil and plants. Therefore, the recycling of mineral residue co-produced by the combustion of Amazonian biomass in agricultural or forest soils may represent a sustainable and strategic alternative for the management of industrial waste and for the maintenance of the fertility of the dystrophic soils of the Amazon region. In addition, the application of biomass ash can be a great ally in reducing losses due to P precipitation in acidic soils in the region.pt_BR
dc.description.provenanceSubmitted by Hyago Soares Baia (hyago.sb7@gmail.com) on 2021-09-08T15:05:45Z No. of bitstreams: 2 Tese_ResiduoMineralBiomassas.pdf: 5713682 bytes, checksum: d5e6c96112851c3f7c22c4e1d98e3f94 (MD5) license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5)en
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dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Parápt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.source1 CD-ROMpt_BR
dc.subjectGeoquímicapt_BR
dc.subjectMineralogiapt_BR
dc.subjectCinza vegetalpt_BR
dc.subjectBiomassa Amazônicapt_BR
dc.subjectFertilizante alternativopt_BR
dc.subjectFertilizante alternativopt_BR
dc.subjectMineralogypt_BR
dc.subjectBiomass ashpt_BR
dc.subjectAmazonian biomasspt_BR
dc.subjectAlternative fertilizerpt_BR
dc.titleResíduo mineral a partir de biomassas amazônicas como uma fonte alternativa de nutrientes para a agriculturapt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentInstituto de Geociênciaspt_BR
dc.publisher.initialsUFPApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIASpt_BR
dc.contributor.advisor1PAZ, Simone Patrícia Aranha da-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5376678084716817pt_BR
dc.contributor.advisor-co1ANGÉLICA, Rômulo Simões-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7501959623721607pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6365736603862580pt_BR
dc.description.resumoA deficiência de agrominerais e fertilizantes no Brasil tem atuado como entrave aos planos de consolidação do país como uma potência agrícola e tem representado um ônus à sua balança comercial. Quando tomamos como referência a região amazônica, para a qual está direcionada a expansão da fronteira agrícola nacional, esse cenário tem sido ainda mais desfavorável, uma vez que essa região, além de contar com recursos limitados, também apresenta tecnologias pouco desenvolvidas, o que tem agravado a situação dos desmatamentos de extensas áreas para uma produção agrícola de baixo rendimento. Somado a isso, com o objetivo de reduzir a dependência de combustíveis fósseis, o Brasil vem investindo no desenvolvimento tecnológico de conversão e produção de bioenergia a partir de resíduos lignocelulósicos e plantações de florestas energéticas em larga escala. Embora o emprego dessas fontes de bioenergia contribua para a redução da emissão de CO2 e amenize a competição por produtos agro alimentícios, o seu uso crescente, sobretudo sob a forma de lenha e carvão vegetal, tem provocado aumento na demanda por fertilizantes e tem produzido grandes quantidades de resíduos minerais, os quais se encontram como cinzas vegetais. Dessa forma, um dos grandes desafios para o manejo sustentável de resíduos de biomassas como fonte de energia renovável é a produção das grandes quantidades de cinzas, que, devido à ausência de um sistema de reaproveitamento, são destinadas frequentemente ao descarte. Do ponto de vista ambiental e socioeconômico, ao invés do descarte, o reaproveitamento das cinzas vegetais na agricultura ou silvicultura pode representar um papel importante frente à dificuldade de conciliar o uso de energia renovável, escassez de fertilizantes e manejo sustentável de resíduos vegetais e minerais. Dentre as principais vantagens da aplicação de cinza em solos agrícolas e florestais destacam-se sua capacidade de neutralização de acidez e habilidade em fornecer nutrientes importantes para as plantas, como Ca, Mg, P e K. Embora seja de conhecimento comum os efeitos agronômicos das cinzas vegetais, a sua aplicação no solo requer atenção, pois variações texturais e composicionais podem interferir diretamente na solubilidade, disponibilidade e absorção de nutrientes. Além disso, a resposta da capacidade fertilizante da cinza depende das propriedades do solo, especialmente do pH, textura e conteúdo de matéria orgânica. Dessa forma, a aplicabilidade de cinzas vegetais tornar-se mais propício após avaliações químicas, mineralógicas e testes agronômicos. Nesse contexto, tendo como uns dos grandes desafios da região amazônica o manejo sustentável de resíduos e a crescente demanda por fertilizante para atender à expansão da fronteira agrícola e à produção de florestas energéticas em larga escala, buscou-se, nessa pesquisa, avaliar o rendimento e a composição de cinza de biomassas amazônicas, bem como investigar os efeitos desses resíduos na fertilidade de solos ácidos, prestando-se especial atenção à dinâmica do P e à nutrição e produção vegetal. Para atender a esses objetivos o resíduo mineral, gerado pela combustão da mistura de caroços de açaí e cavacos de madeiras e coproduzido por uma indústria de fertilizante de fosfato calcinado, foi submetido às análises químicas e mineralógicas, e à testes de incubação com solos e planta. De acordo com os resultados obtidos na pesquisa, estima-se que a indústria de fertilizante fosfático coproduz ~ 4,7 a 9,9 toneladas/dia de resíduo mineral, o qual ocorre como cinza de fundo (botton ash) e apresenta uma variabilidade composicional relativamente baixa ao longo do ano. A cinza de biomassas amazônicas é constituída majoritariamente por fases amorfas e, de maneira subordinada, por silicatos e óxidos. Quimicamente é composta por SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, P2O5, K2O e MgO. Os teores de SiO2 e Al2O3 resultaram, principalmente, da incorporação de componentes do solo à matéria-prima de biomassa, como grãos de quartzo e partículas de caulinita. O CaO e MgO tiveram como principal fonte os cavacos de madeiras, enquanto o K2O e P2O5 resultaram, predominantemente, da queima das sementes de açaí. Conforme os resultados das incubações com solos e do cultivo de Avena sativa, as aplicações da cinza de biomassas amazônicas promoveram efeitos moderados na correção da acidez dos solos, produziram aumentos na disponibilidade de macronutrientes (P, Ca, Mg e K) e micronutrientes (B, Cu, Fe e Mo), e favoreceram a produção e nutrição vegetal. Nos solos ricos em matéria orgânica, as aplicações da cinza vegetal também afetaram positivamente a transformação de P inorgânico em P orgânico. Mesmo em elevadas dosagens, o aporte de cinza vegetal não ofereceu riscos de salinidade, imobilização de nutrientes, toxidade por Al e Mn e contaminação por As, Cd, Cr, Hg e Pb dos solos e plantas. Portanto, a reaproveitamento do resíduo mineral coproduzido pela combustão de biomassas amazônicas em solos agrícolas ou florestais pode representar uma alternativa sustentável e estratégica para o manejo de resíduos industriais e para a manutenção da fertilidade dos solos distróficos da região amazônica. Além disso, a aplicação de cinzas vegetais pode ser uma grande aliada na redução das perdas por precipitação de P nos solos ácidos da região.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímicapt_BR
dc.subject.linhadepesquisaMINERALOGIA E GEOQUÍMICApt_BR
dc.subject.areadeconcentracaoGEOQUÍMICA E PETROLOGIApt_BR
dc.contributor.advisor1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-5880-7638pt_BR
dc.contributor.advisor-co1ORCIDhttps://orcid.org/0000-0002-3026-5523pt_BR
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