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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35915| Título: | Caracterização e potencial agronômico de biocarvão de resíduos de beneficiamento de grãos de milho |
| Título(s) alternativo(s): | Characterization and agronomic potential of biochar from corn grain processing residues |
| Autor(es): | Batista, Igor de Souza |
| Orientador(es): | Poggere, Giovana Clarice |
| Palavras-chave: | Resíduos orgânicos Solos - Qualidade Sustentabilidade Agricultura Organic wastes Soils - Quality Sustainability Agriculture |
| Data do documento: | 6-Dez-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | BATISTA, Igor de Souza. Caracterização e potencial agronômico de biocarvão de resíduos de beneficiamento de grãos de milho. 2025. Dissertação (Mestrado em Tecnologias Ambientais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2024. |
| Resumo: | A agricultura é um dos principais ativos econômicos do Brasil, possuindo grande representatividade no Produto Interno Bruto anual, além de estar em expansão tanto em área de plantio, quanto no aumento da produtividade. Um dos principais grãos cultivados no País é o milho, que tem grande aplicação no plantio de segunda safra e é amplamente utilizado na produção de ração animal, destaca-se também a sua maior valorização com a utilização do milho em usinas para produção de etanol. Com cada vez mais a necessidade da utilização do milho, maior é a geração de resíduos proveniente do processo de beneficiamento do grão, esses resíduos são formados em sua grande maioria por matéria orgânica geradas nas limpezas (peneiramentos) dos grãos e de cinzas do processo de secagem. O objetivo do estudo foi analisar as características do biocarvão produzido a partir de resíduos do processo de beneficiamento de grãos de milho e verificar seu efeito no desenvolvimento inicial da cultura do milho. Foram coletadas amostras de resíduos gerados em uma unidade de beneficiamento de milho na região oeste do Paraná, sendo os resíduos caracterizados pelo seu teor médio de sólidos, pH e condutividade elétrica (CE) em triplicata. Sendo posteriormente, submetidos ao processo de pirólise em forno mufla em rampa de aquecimento para três temperaturas finais, 300 ºC, 500 ºC e 700 ºC. Em seguida, os biocarvões produzidos foram aplicados em tratamentos com diferentes doses (0, 10, 30 e 60 t ha-1) em amostras pentaplicatas de solo para germinação de sementes de milho visando a avaliação do potencial agronômico por meio de análises de índice de clorofila, teor de sólidos, matéria seca das raízes e parte aérea das plantas, e determinação de pH e condutividade elétrica do solo. Foram registrados valores de matéria seca entre 0,10 e 0,16 g para as raízes e entre 0,09 e 0,19 g para a parte aérea das plantas. Também foi observado que a condutividade elétrica apresentou valores similares nas três temperaturas de pirólise, onde ela foi maior nos tratamentos de maior dose de biocarvão, com valores entre 53 e 190 uS cm-1. Os valores de pH dos tratamentos foram similares aos da CE, sendo maior nas maiores doses do biocarvão, variando entre 5,32 e 9,03. De modo geral, foi observado que biocarvão atuou na melhoria do solo com relação ao aumento de pH e melhoria na clorofila foliar. Por se tratar de uma avaliação inicial, pode ser que o reflexo no aumento da matéria seca ainda não pode ser observado, contudo, mostrou melhorias na clorofila, indicando melhoria na absorção de nitrogênio e/ou magnésio pelas plantas. Dessa maneira, pode ser sugerido que o tratamento na temperatura de 300 °C resultou em um melhor desempenho global, visto menor gasto energético para produção, melhor rendimento e variáveis similares às outras temperaturas de pirólise para a produção do biocarvão. |
| Abstract: | Agriculture is one of Brazil's main economic assets, having significant representation in the annual Gross Domestic Product, and it is expanding both in planting area and productivity. One of the main grains cultivated in the country is corn, which has great application in second-crop planting and is widely used in animal feed production. Its value has also increased with the use of corn in ethanol production plants. With the growing need for corn, there is an increase in waste generated from the grain processing process. This waste is mostly composed of organic matter generated during the cleaning (screening) of the grains and ashes from the drying process. The study aimed to analyze the characteristics of biochar produced from corn grain processing waste and to verify its effect on the initial development of corn crops. Samples of waste generated in a corn processing unit in the western region of Paraná were collected, and the waste was characterized by its average solids content, pH, and electrical conductivity (EC) in triplicate. Subsequently, the waste was subjected to the pyrolysis process in a muffle furnace with a heating ramp to three final temperatures, 300°C, 500°C, and 700°C. The produced biochars were then applied in treatments with different doses (0, 10, 30, and 60 t ha-1) in quintuplicate soil samples for corn seed germination, aiming to evaluate the agronomic potential through analyses of chlorophyll index, solids content, dry matter of roots and aerial parts of the plants, and determination of soil pH and electrical conductivity. Dry matter values between 0.10 and 0.16 g for roots and between 0.09 and 0.19 g for the aerial parts of the plants were recorded. It was also observed that electrical conductivity showed similar values at the three pyrolysis temperatures, being higher in treatments with higher doses of biochar, with values between 53 and 190 µS cm-1. The pH values of the treatments were similar to those of EC, being higher at higher doses of biochar, ranging from 5.32 to 9.03. Overall, it was observed that biochar improved the soil by increasing pH and enhancing foliar chlorophyll. As this is an initial evaluation, the increase in dry matter may not yet be observed; however, improvements in chlorophyll were noted, indicating better nitrogen and/or magnesium absorption by the plants. Thus, it can be suggested that the treatment at 300°C resulted in better overall performance, given the lower energy expenditure for production, better yield, and similar variables to other pyrolysis temperatures for biochar production. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/35915 |
| Aparece nas coleções: | MD - Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Ambientais |
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