dc.creator | Sarfaraz, Qamar | |
dc.date.accessioned | 2019-04-24T14:30:17Z | |
dc.date.available | 2019-04-24T14:30:17Z | |
dc.date.issued | 2019-01-25 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/16303 | |
dc.description.abstract | In near future the disposal of organic wastes may be a serious problem in Southern Brazil as the region has
plentiful amounts of animal farms and crop production. Preparing biochar can be a strategy to dispose off these
organic wastes in a suitable way by getting benefits in agriculture soils. So, according to the availability of the
materials, we proposed a study to prepare biochars from swine (SMB), poultry (PMB) and cattle (CMB) manures
and from rice (RSB), soybean (SSB) and corn (CSB) straws and I) to characterize on the basis of their chemical
and degradation characteristics, and carbon (C) mineralization when incorporated in soil and II) to increase soil
pH and reduce Al concentration in soil III) to evaluate the influence of biochars application on wheat in
combination with nitrogen fertilizer ((NH4)2SO3) and their residual effect on soybean crop under no tillage
system. Biochars were prepared at 450 °C in muffle furnace for 1 h with 10 °C increase in temperature min-1. All
biochars were alkaline in nature with pH >9.5. Overall C content and CEC were higher in crop straw biochars
than in animal manures biochars. On the other hand, for nutrient contents (N, P, K, Ca, Mg and micronutrients)
animal manures biochars presented higher concentration as compared to the crop straw biochars. The Fourier-
Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) spectroscopy of biochars presented the assurance of the less nutrient
loss from the materials during pyrolysis condition at low temperatures. The addition of biochars in soil emitted
a small amount of CO2 enhancing the C sequestration in soil. The addition of biochar in soil at rate of 0, 5, 10
and 20 Mg ha-1 increased soil pH and reduced the exchangeable Al up to a certain extent, that confirms that the
addition of low temperature biochars can be an appropriate technique to enhance soil pH and decline
exchangeable Al contents in acidic soils. The addition of 0, 10 and 20 Mg ha-1 of biochars in undisturbed soil
along with ammonium fertilizer increased plant height, and dry mass of wheat grown up to florescence, while
the addition of biochars without N showed a slight increase in comparison to control (without biochar and without
N). The residual effects of biochars on soybean also presented same behavior to previous crop (wheat), where
the previous N application enhanced the soybean plant height and crop straw as well. After the experiments,
stratified samples (0-5, 5-10, 10-15, 15-25 cm) were analyzed for NO3
-, NH4
+, P, K, Ca, Mg, pH and
exchangeable Al contents. We found that in soil top 5 cm the NO3
-, NH4
+, and P contents were influenced with
biochar doses and with application of N but in deeper layers there were no significant differences among biochars,
doses as well as N application. Soil pH and exchangeable Al were also affected directly up to 5 cm depth, while
with the increase in depth decreases soil pH and increases exchangeable Al contents. Hence, it can be concluded
that the biochars prepared from crop straws at low temperature are rich in C contents, have more CEC, presented
less C mineralization, and promote soil pH increase and exchangeable Al decrease, when incorporated in soil
under incubation conditions, while in greenhouse conditions all biochars were comparatively equal to each other
even at different doses. The increase in biochars rate increased the nutrients retention in soil, while no difference
occurred between animal manure and crop straw derived biochars. Thus, biochars can be considered a suitable
alternative for organic waste disposal, while promoting C sequestration and enhancing soil fertility. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Biocarvão | por |
dc.subject | Pirólise lenta | por |
dc.subject | PH do solo | por |
dc.subject | Plantio direto | por |
dc.subject | Efeito direto e residual | por |
dc.subject | Biochar | eng |
dc.subject | Slow pyrolysis | eng |
dc.subject | Soil pH | eng |
dc.subject | No-tillage | eng |
dc.subject | Direct and residual effect | eng |
dc.title | Caracterização de biocarvões derivados de diferentes dejetos animais e resíduos das culturas e seu uso em cultivos de grãos | por |
dc.title.alternative | Characterization of biochars derived from different animal manures and crop residues and their use in grain crops | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | Em um futuro próximo, o descarte de resíduos orgânicos pode ser um problema sério no Sul do Brasil, visto que
a região possui grande quantidade de fazendas com criação animal e produção vegetal. O preparo de biocarvão
pode ser uma estratégia para o descarte destes resíduos orgânicos de maneira adequada, obtendo benefícios para
os solos agrícolas. Assim, de acordo com a disponibilidade de materiais, propusemos um estudo com o intuito
de preparar biocarvões a partir de dejetos de suínos (SMB), de aves (PMB) e de bovinos (CMB) e da palha de
arroz (RSB), de soja (SSB) e de milho (CSB) e: I) realizar sua caracterização com base em suas características
químicas e de degradação e pela mineralização do carbono (C) quando incorporados ao solo; II) aumentar o pH
do solo e reduzir a concentração de Al no solo; e III) avaliar a influência da aplicação de biocarvões no trigo em
combinação com fertilizante nitrogenado ((NH4)2SO3) e seu efeito residual na cultura da soja sob sistema plantio
direto. Os biocarvões foram preparados a 450 °C em forno mufla com aumento da temperatura em 10 °C min-1
por 1 h. Todos os biocarvões apresentaram natureza alcalina, tendo pH>9,5. De modo geral, os teores de C e a
CTC foram maiores nos biocarvões de resíduos vegetais em relação aos biocarvões de dejetos animais. Por outro
lado, para os teores de nutrientes (N, P, K, Ca, Mg e micronutrientes), os biocarvões de dejetos animais
apresentaram maior concentração em relação aos provenientes de resíduos vegetais. A espectroscopia FTIR dos
biocarvões demonstrou a garantia da menor perda de nutrientes dos materiais durante o processo de pirólise sob
baixas temperaturas. A adição de biocarvão ao solo emitiu uma pequena quantidade de CO2, aumentando o
sequestro de C no solo. A adição de biocarvão no solo nas doses de 0, 5, 10 e 20 Mg ha-1 aumentou o pH do solo
e reduziu o Al trocável até certo ponto, o que confirma que a adição de biocarvões produzidos sob baixa
temperatura pode ser uma técnica apropriada para melhorar o pH do solo e reduzir os teores de Al trocáveis em
solos ácidos. A adição de 0, 10 e 20 Mg ha-1 de biocarvão em solo não perturbado, juntamente com o fertilizante
amoniacal, aumentou a altura das plantas e a massa seca do trigo até o florescimento, enquanto que a adição de
biocarvões sem N apresentou um leve aumento em relação ao controle (sem biocarvão e sem N). Os efeitos
residuais do biocarvão na soja também apresentaram comportamento semelhante ao do cultivo anterior (trigo),
onde a adição prévia de N aumentou a altura da planta de soja, bem como a produção de palha da cultura. Após
os experimentos, amostras de solo estratificadas (0-5, 5-10, 10-15 e 15-25 cm) foram analisadas para
determinação dos valores de pH e dos teores de NO3
-, NH4
+, P, K Ca, Mg e Al trocável. Foi possível verificar
que nos 5 cm superficiais do solo os teores de NO3
-, NH4
+ e P foram influenciados com as doses de biocarvão e
com a aplicação de N. Contudo, nas camadas mais profundas não houve diferenças significativas entre os
biocarvões, bem como para a aplicação de N. O pH e o Al trocável do solo também foram diretamente afetados
até 5 cm de profundidade, enquanto que com o aumento da profundidade o pH do solo diminui e o teor de Al
trocável aumenta. Assim, pode-se concluir que os biocarvões preparados a partir de resíduos vegetais sob baixa
temperatura são ricos em C, têm maior CTC, apresentam menor mineralização de C e promovem o aumento do
pH do solo e a diminuição de Al trocável quando incorporados ao solo sob condições de incubação, enquanto
que em condições de casa de vegetação todos os biocarvões foram comparativamente iguais entre si, mesmo em
doses diferentes. O aumento na dose de biocarvão aumentou a retenção de nutrientes no solo, enquanto não houve
diferença entre os biocarvões derivados de dejetos animais e de resíduos vegetais. Deste modo, o biocarvão pode
ser considerado uma alternativa adequada para o descarte de resíduos orgânicos, promovendo o sequestro de C e
o aumento da fertilidade do solo. | por |
dc.contributor.advisor1 | Silva, Leandro Souza da | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2152888530643357 | por |
dc.contributor.referee1 | Brunetto, Gustavo | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1185169003700830 | por |
dc.contributor.referee2 | Mallmann, Fábio Joel Kochem | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3193437805018266 | por |
dc.contributor.referee3 | Vione, Elaine Luiza Biacchi | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2098453212367536 | por |
dc.contributor.referee4 | Souza, Eduardo Lorensi de | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/2959552862063583 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5332992546450177 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |