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Title: Solubilização biológica de rocha potássica para aplicação como biofertilizante.
Authors: LODI, L. A.
Date Issued: 2021
Citation: 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química), Universidade Federal de São Carlos, Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia. Orientadora: Dra. Cristiane Sanchez Farinas.
Pages: 77 pag.
Description: O Potássio (K) desempenha um papel importante em diversos processos bioquímicos e fisiológicos nas plantas, porém as baixas concentrações de K solúvel no solo tornam necessário o uso de fertilizantes químicos a fim de suprir as necessidades nutricionais das plantas. No entanto, a produção de fertilizantes de K a partir do processamento químico de rochas potássicas (RKs) é considerada dispendiosa e pode causar danos ao meio ambiente. Em contrapartida, a solubilização biológica de RKs tem se mostrado uma estratégia em potencial para obtenção de biofertilizantes, visando uma agricultura mais sustentável. Nessa estratégia microrganismos são utilizados para promover a solubilização da RK, quando aplicado ao solo ou a partir de cultivo microbiano in vitro, sendo a produção de ácidos orgânicos no meio o principal mecanismo de solubilização deste processo. Nesse âmbito, este trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos de dissolução de rochas potássicas via ácidos orgânicos e o desenvolvimento de estratégias para aumentar a solubilidade do K presente na RKa partir de solubilização biológica por cultivo submerso. Este estudo foi realizado utilizando duas RKs modelo, rocha 1 (Yorkshire, Reino Unido) e rocha 2 (Minas Gerais, Brasil). As rochas foram previamente caracterizadas por Difração de Raios-X, Fluorescência de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e sua Área Superficial e Tamanho de Partículas médio foram determinados. Posteriormente, as RKs foram submetidas a ensaios de dissolução por 40 dias em água e diferentes ácidos orgânicos (cítrico, glucônico e oxálico) para avaliar o efeito destes na dissolução das rochas. Por fim, foram avaliadas estratégias para a promoção do aumento da solubilidade de K através da solubilização biológica da RK a partir da ação de microganismos produtores de ácidos orgânicos via cultivo submerso. Nesse contexto, foi avaliado o potencial de solubilização de diferentes cepas do fungo filamentoso Aspergillus (A. niger C, A. niger F12, A. niger 3T5B8 e Aspergillus 763), o efeito da concentração (1%, 2,5%, 5% e 10%) de duas fontes de carbono (glicose e glicerol) no cultivo, o efeito do pHinicial do meio de cultivo e o efeito da interação entre microrganismo-rocha para uma melhor compreensão da dinâmica da solubilização. Por fim, foi realizada um estudo da cinética de solubilização com RK natural e com a RK após um pré-tratamento de ativação mecânica (moagem), durante 10 dias. A partir dos resultados obtidos, as fases Polihalita (rocha 1) e K-Feldspato (rocha 2) foram identificadas na etapa de caracterização apresentando uma ordem de dissolução do K nos ácidos orgânicos de KCl (controle) > RKPolihalita > RKFeldspato. Os ácidos orgânicos não influenciaram significativamente na dissolução do K presente na RKPolihalita, em contrapartida influenciaram na liberação do K da RKFeldspato, bem como na liberação dos demais nutrientes de ambas as rochas. A RKPolihalita alcançou 100% de dissolução do K em todos os ácidos avaliados enquanto a RKFeldspato apresentou o maior percentual de dissolução em ácido oxálico (20,05%) após 25 dias. Dada a menor dissolução de K apresentada, a RKFeldspato foi utilizada na etapa de solubilização biológica por A. niger C em que as variáveis 5% de glicose, pHinicial 4 e cultivo sem a etapa de pré-cultivo foram as condições de cultivo selecionadas. Além disso, a interação física entre microrganismo-rocha foi capaz de aumentar cerca de 33% do K solubilizado no meio em comparação aos ensaios sem a presença do fungo. A cinética de solubilização da RKFeldspato natural alcançou um máximo de solubilização de 15,87% de K após 3 dias. O prétratamento da RKFeldspato proporcionou um aumento de 35% na solubilidade do K, se comparado com a RK natural, alcançando já no primeiro dia uma solubilização de 20,66% de K. Esses resultados evidenciam o efeito potencializador da solubilização biológica na liberação do K insolúvel presente na RKFeldspato.
Keywords: Feldspato
Dissolução mineral
Mecanismos de solubilização
Language: Portugues
Type of Material: Teses
Access: openAccess
Appears in Collections:Tese/dissertação (CNPDIA)

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