Parâmetros de transporte do íon potássio via aplicação de vinhaça em solos condicionados com biochar de cana-de-açúcar

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gustavo Junior, Jorge Nascimento
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Peclet number; Biochar; Dinâmica de potássio; Fator de retardamento; Parâmetros de transporte; Potassium dynamics; Retardation factor; STANMOD; Transport parameters
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-08112022-121937/

A busca por sistemas de produção agrícola sustentáveis é tema de destaque no atual contexto mundial e sua implementação demanda tecnologias que proporcionem a reutilização racional de resíduos agrícolas, de modo a promover melhorias no solo, proteção de recursos hídricos, redução da emissão de gases de efeito estufa, dentre outros fatores. Nesse contexto, o Brasil ocupa lugar de destaque, como maior produtor mundial de cana-de-açúcar, cuja cadeia produtiva gera diversos resíduos tais como: vinhaça, bagaço e torta de filtro. E que uma vez utilizados indiscriminadamente podem representar um problema econômico e ambiental. O potássio é o principal nutriente da composição química da vinhaça, possuindo potencial de uso como fertilizante, porém, diante de uma aplicação inadequada às plantas, pode vir a contaminar corpos hídricos e águas subterrâneas, bem como, reduzir a sua eficiência de aproveitamento pelas plantas nessas condições. No caso do bagaço de cana e a torta de filtro, diante de estudos recentes, comprova-se o potencial de uso dessas matérias primas ao serem pirolisadas e convertidas em biochar, um tipo de carvão vegetal que, quando incorporado ao solo, apresenta a capacidade de promover melhorias em suas propriedades físico-químicas. Sendo assim, a hipótese da presente pesquisa é que a aplicação de biochars oriundo de tais matérias primas, pirolisadas em diferentes temperaturas e incubadas ao solo em diferentes tempos de duração são capazes de promover melhorias físico-químicas no solo. Nesse sentido, o principal objetivo dessa pesquisa foi avaliar a dinâmica do íon potássio em um solo representativo da região canavieira de Piracicaba, SP, incorporado com biochar, por meio da obtenção de parâmetros de transporte do íon potássio, mediante a elaboração e ajuste numérico de Breakthrough Curves (BTC s). Foram utilizados diferentes tipos de biochar (matérias primas de bagaço da cana-de-açúcar (B) e torta de filtro (T)), sob diferentes pirólises (250°C e 450°C) e diferentes tempos de incubação (0 e 2 meses). Os parâmetros de transporte do K+ aplicado via vinhaça, avaliados, foram: fator de retardamento (R), Peclet number (P) e coeficiente de dispersão (D). Tais parâmetros foram obtidos mediante o ajuste numérico das BTC\'s, em colunas condicionadas com diferentes tipos de biochar e tempos de incubação, além das colunas controle (sem biochar). Os dados foram ajustados pelo modelo STANMOD (STudio of ANalytical MODels) e os parâmetros foram submetidos à uma análise de variância em esquema fatorial triplo (2 x 2 x 2) e quando constatadas significância no teste F a 5% de probabilidade os resultados foram desdobrados e submetidos ao teste de Tukey (p≥0,05). Pelos resultados obtidos, notou-se uma melhoria química no solo, com o aumento nos teores de fósforo disponível superiores a 300% em relação ao solo natural. Além disso, elevações de 17% na CTC do solo também foram obtidas. O pH do solo foi incrementado em todos os tratamentos aos 2 meses de incubação, cabendo ressaltar que em ambos os períodos de incubação, os demais biochars promoveram aumento nos teores de matéria orgânica do solo. Em termos físicos pode-se dizer que a densidade do solo nas colunas foi significantemente reduzida naquelas condicionadas com os biochar. Apesar de todas essas alterações promovidas pela aplicação do biochar, não foram encontradas diferenças estatísticas nos parâmetros de transporte do íon potássio obtidos quando foram comparadas as colunas condicionadas com biochar com aquelas que não foram condicionadas. Em termos de fator de retardamento os valores variaram de 1,25 a 1,11, respectivamente, indicando uma baixa interação do potássio com solo. Os valores médios do Peclet number variaram de 5,34 a 22,77 indicando que o transporte de potássio no solo, por difusão, nessas condições do estudo foi quase que desprezível em relação ao transporte convectivo-dispersivo. O coeficiente de dispersão, indicador da \"distribuição\" do K+ no solo, variou de 0,52 cm2 min-1 a 5,05 cm2 min-1. Embora os parâmetros obtidos nos tratamentos não tenham se diferido do controle, foram notadas diferenças significativas nos parâmetros D e P entre as combinações dos diferentes fatores. Diante dos resultados obtidos pode-se inferir que o biochar pode ser um importante aliado no processo de melhoria da qualidade físico-química do solo. Contudo, ressalta-se que estudos envolvendo a elaboração de BTC\'s e aplicação do modelo STANMOD em outras condições fazem-se necessários para melhor elucidação da relação dos biochars com os parâmetros de transporte do íon potássio proveniente da vinhaça.