macronutrientes disponíveis em biofertilizante com … · avaliar a disponibilização de...

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XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro. 1 Aluna do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas do Departamento de Biologia, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. E-mail: [email protected] 2 Doutorando do Programa de Pós Graduação em Ciências do Solo do Departamento de Agronomia, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. 3 Professor Adjunto do Departamento de Agronomia e da Pós Graduação em Ciências do Solo, Universidade Federal Rural de Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900 Trabalho financiado por: CAPES, CNPq e UFRPE Macronutrientes Disponíveis em Biofertilizante Com Extrato de Levedura e Rocha Fosfatada e Potássica Cíntia Caroline Gouveia da Silva 1 , Vinícius Gedeão Bezerra de Carvalho 2 , Newton Pereira Stamford 3 . Introdução A produção de biofertilizante a partir de rochas fosfatada e potássica tem como base disponibilizar nutrientes para as plantas visando melhorar seu desenvolvimento e produtividade. Tais nutrientes podem ser considerados: Fósforo (P) e Cálcio (Ca) presentes na apatita, e o Potássio (K) e Magnésio (Mg) que ocorrem na biotita. Para solubilizar os nutrientes das rochas, é necessária a utilização de microrganismos como o Acidithiobacillus, que na presença de enxofre produz ácido sulfúrico metabolicamente (Stamford et al., 2008). O ácido sulfúrico por sua acidez (H + ) vai agir nos minerais disponibilizando nutrientes para o meio (He et al., 1996). O biofertilizante é um produto rico em nutrientes P, K, Ca e Mg, mas como nas rochas não possuem Nitrogênio (N) em sua composição, deverá haver a adição de composto orgânico. O nitrogênio é muito requerido pelas plantas, entretanto, é encontrado em pouca quantidade no solo (Santos et al., 2008) e esta ligado principalmente a matéria orgânica do solo (MOS). No trabalho é proposto adicionar N ao biofertilizante através do processo da fixação biológica. É adicionado ao produto, bactérias diazotróficas de vida livre junto com a matéria orgânica a fim de fornecer energia para os microrganismos, que são capazes de quebrar a tripla ligação do N atmosférico (Oliveira et al., 2008), e posteriormente, será disponibilizado N para o biofertilizante. Para produção do bioprotetor, é adicionada biomassa do fungo Cunninghamella elegans, que contem quitina e quitosana na sua parede celular. Vários trabalhos comprovam a eficiência da quitosana no combate a fungos fitopatogênicos (Cia et al., 2010; Di Piero & Guarda, 2008), contra bactérias (Dutta et al., 2009), entre outros. O trabalho propõe avaliar a disponibilização de macronutrientes presentes no biofertilizante e bioprotetor composto por extrato de levedura após incubação. Material e métodos A produção do biofertilizante foi realizada na horta do Departamento de Agronomia-UFRPE, campus Dois Irmãos. Foi utilizado pó de rocha com P e K (BP + BK) e produzido a partir da apatita de Iracê-BA, com 25% de P total e 1% de P disponível, e biotita xisto de Santa Luzia-PB, com 11% de K total e 0,1% de K disponível. No canteiro foram adicionados 2000 kg de rocha fosfatada (RP) e potássica (RK), na proporção 1:1, mais 200 kg de enxofre elementar. A mistura foi inoculada com a bactéria oxidante do enxofre Acidithiobacillus, diluindo 1L de meio contendo o microrganismo, em 20L de água destilada, e em seguida foi feita a pulverização em duas camadas. Cada camada de 20 cm contendo a mistura rocha (RP + RK) mais enxofre. Após a inoculação, o canteiro foi coberto com lona de plástico preto, que acelera a atuação da bactéria responsável pela oxidação do enxofre, cuja atividade é acelerada no escuro e também evita o encharcamento se ocorrerem chuvas intensas durante o período de produção do biofertilizante. A mistura (rocha/enxofre) foi irrigada diariamente, mantendo-se úmida em 80% da retenção máxima (próxima a 80% da capacidade de campo). Em seguida foi adicionado ao produto com rocha (R) + enxofre inoculado (S*) resíduo proveniente da indústria de cerveja (contendo extrato de levedura Saccharomyces cereviseae), para fornecimento de matéria orgânica básica (MO) para produção do biofertilizante misto (BNPK), utilizando a proporção percentual MO: BP+BK equivalente a 3:1. Em seguida, foi realizada a inoculação com duas bactérias diazotróficas de vida livre, NFB 10001 e NFB 10003, selecionadas em trabalhos anteriores, para enriquecimento do teor de N do biofertilizante. As diazotróficas que foram utilizadas estão armazenadas na coleção de isolados do Núcleo de Fixação Biológica de N2 nos trópicos (NFBNT/UFRPE). Juntamente com a inoculação do material usando as bactérias diazotróficas (NFB 10001 e NFB 10003) foi adicionada a matéria orgânica (melaço) como fonte de energia prontamente disponível para essas bactérias se desenvolverem. Em seguida o canteiro foi coberto com lona plástica, mantendo a umidade por um período de 30 dias (Figura 1). Após este período, metade do produto (2000 kg) foi conduzido para secagem e armazenamento. Ao material (BNPK) que permaneceu no canteiro (2000 kg) foi adicionada biomassa do fungo C. elegans, por diluição de 1L da cultura (com células viáveis em torno de 10 8 mL -1 ), em 10L de água destilada, para o fornecimento da quitosana ao produto visando a produção do bioprotetor (PNPK). Após incubação por 21 dias o produto foi coletado, secado e armazenado para posterior utilização. Durante o período de incubação, foi realizada a determinação de: pH (em água), P e K disponíveis e N total (Embrapa, 2009).

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XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.

1 Aluna do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas do Departamento de Biologia, Universidade Federal Rural de

Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. E-mail: [email protected] 2 Doutorando do Programa de Pós Graduação em Ciências do Solo do Departamento de Agronomia, Universidade Federal Rural de

Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900. 3 Professor Adjunto do Departamento de Agronomia e da Pós Graduação em Ciências do Solo, Universidade Federal Rural de

Pernambuco. Av. Dom Manuel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos, Recife, PE, CEP 52171-900

Trabalho financiado por: CAPES, CNPq e UFRPE

Macronutrientes Disponíveis em Biofertilizante Com Extrato de

Levedura e Rocha Fosfatada e Potássica

Cíntia Caroline Gouveia da Silva1, Vinícius Gedeão Bezerra de Carvalho2, Newton Pereira Stamford3.

Introdução

A produção de biofertilizante a partir de rochas fosfatada e potássica tem como base disponibilizar

nutrientes para as plantas visando melhorar seu desenvolvimento e produtividade. Tais nutrientes podem

ser considerados: Fósforo (P) e Cálcio (Ca) presentes na apatita, e o Potássio (K) e Magnésio (Mg) que

ocorrem na biotita. Para solubilizar os nutrientes das rochas, é necessária a utilização de microrganismos

como o Acidithiobacillus, que na presença de enxofre produz ácido sulfúrico metabolicamente (Stamford

et al., 2008). O ácido sulfúrico por sua acidez (H+) vai agir nos minerais disponibilizando nutrientes para

o meio (He et al., 1996). O biofertilizante é um produto rico em nutrientes P, K, Ca e Mg, mas como nas

rochas não possuem Nitrogênio (N) em sua composição, deverá haver a adição de composto orgânico. O

nitrogênio é muito requerido pelas plantas, entretanto, é encontrado em pouca quantidade no solo (Santos

et al., 2008) e esta ligado principalmente a matéria orgânica do solo (MOS). No trabalho é proposto

adicionar N ao biofertilizante através do processo da fixação biológica. É adicionado ao produto,

bactérias diazotróficas de vida livre junto com a matéria orgânica a fim de fornecer energia para os

microrganismos, que são capazes de quebrar a tripla ligação do N atmosférico (Oliveira et al., 2008), e

posteriormente, será disponibilizado N para o biofertilizante. Para produção do bioprotetor, é adicionada

biomassa do fungo Cunninghamella elegans, que contem quitina e quitosana na sua parede celular.

Vários trabalhos comprovam a eficiência da quitosana no combate a fungos fitopatogênicos (Cia et al.,

2010; Di Piero & Guarda, 2008), contra bactérias (Dutta et al., 2009), entre outros. O trabalho propõe

avaliar a disponibilização de macronutrientes presentes no biofertilizante e bioprotetor composto por

extrato de levedura após incubação.

Material e métodos

A produção do biofertilizante foi realizada na horta do Departamento de Agronomia-UFRPE, campus

Dois Irmãos. Foi utilizado pó de rocha com P e K (BP + BK) e produzido a partir da apatita de Iracê-BA,

com 25% de P total e 1% de P disponível, e biotita xisto de Santa Luzia-PB, com 11% de K total e 0,1%

de K disponível. No canteiro foram adicionados 2000 kg de rocha fosfatada (RP) e potássica (RK), na

proporção 1:1, mais 200 kg de enxofre elementar. A mistura foi inoculada com a bactéria oxidante do

enxofre Acidithiobacillus, diluindo 1L de meio contendo o microrganismo, em 20L de água destilada, e

em seguida foi feita a pulverização em duas camadas. Cada camada de 20 cm contendo a mistura rocha

(RP + RK) mais enxofre. Após a inoculação, o canteiro foi coberto com lona de plástico preto, que

acelera a atuação da bactéria responsável pela oxidação do enxofre, cuja atividade é acelerada no escuro e

também evita o encharcamento se ocorrerem chuvas intensas durante o período de produção do

biofertilizante. A mistura (rocha/enxofre) foi irrigada diariamente, mantendo-se úmida em 80% da

retenção máxima (próxima a 80% da capacidade de campo). Em seguida foi adicionado ao produto com

rocha (R) + enxofre inoculado (S*) resíduo proveniente da indústria de cerveja (contendo extrato de

levedura Saccharomyces cereviseae), para fornecimento de matéria orgânica básica (MO) para produção

do biofertilizante misto (BNPK), utilizando a proporção percentual MO: BP+BK equivalente a 3:1. Em

seguida, foi realizada a inoculação com duas bactérias diazotróficas de vida livre, NFB 10001 e NFB

10003, selecionadas em trabalhos anteriores, para enriquecimento do teor de N do biofertilizante. As

diazotróficas que foram utilizadas estão armazenadas na coleção de isolados do Núcleo de Fixação

Biológica de N2 nos trópicos (NFBNT/UFRPE). Juntamente com a inoculação do material usando as

bactérias diazotróficas (NFB 10001 e NFB 10003) foi adicionada a matéria orgânica (melaço) como fonte

de energia prontamente disponível para essas bactérias se desenvolverem. Em seguida o canteiro foi

coberto com lona plástica, mantendo a umidade por um período de 30 dias (Figura 1). Após este período,

metade do produto (2000 kg) foi conduzido para secagem e armazenamento. Ao material (BNPK) que

permaneceu no canteiro (2000 kg) foi adicionada biomassa do fungo C. elegans, por diluição de 1L da

cultura (com células viáveis em torno de 108 mL -1), em 10L de água destilada, para o fornecimento da

quitosana ao produto visando a produção do bioprotetor (PNPK). Após incubação por 21 dias o produto

foi coletado, secado e armazenado para posterior utilização. Durante o período de incubação, foi realizada

a determinação de: pH (em água), P e K disponíveis e N total (Embrapa, 2009).

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XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.

Resultados e Discussão

Os teores de pH no BNPK aumentaram do tempo zero, variando de 5,4 para 6,31 aos 31 dias de

avaliação (Tabela 1). Conforme esperado, o pH do biofertilizante (BNPK) ficou dentro da faixa ideal de

pH, não superando o valor de 6,3. Já o teor de fósforo disponível no BNPK aumentou de 0,74g kg -1 para

1,34g kg-1 em 35 dias de incubação, comportamento similar ocorreu com o teor de potássio que passou de

0,71g Kg-1 para 1,32g Kg-1. Esses dados demonstram a ação da aplicação do Acidithiobacillus sobre as

rochas (fosfatada e potássica), liberando nutrientes P e K para o meio como demonstrado por Stamford et

al. (2008), que corroboram co os resultados encontrados neste trabalho. Assim como os nutrientes Ca e

Mg que também aumentaram seus teores trocáveis no BNPK com o passar do tempo (Tabela 1). Quanto

ao N total os resultados apresentados na tabela 1, demonstram o efeito da aplicação das bactérias

diazotróficas de vida livre NFB 10001 e 10003. O N total aumentou mais de 140% passando de 4,8g kg-1

para 11,7g kg-1. Estas bactérias, na presença de uma fonte de energia, promovem a quebra da tripla

ligação do N atmosférico, aumentando o N total do produto (Oliveira et al., 2008). Neste caso, a fonte de

energia utilizada foi o resíduo da indústria de cerveja, que além de fornecer energia para os

microrganismos, promove uma destinação final mais adequada para o resíduo, e aumenta a

disponibilidade de nutrientes no BNPK. Os teores de todos os elementos avaliados permaneceram

estáveis 35 dias após a aplicação do C. elegans (Tabela 2). Provavelmente a ação dos Acidithiobacillus

aplicados anteriormente foi reduzida devido ao longo tempo em que foram aplicados ao bioprotetor. De

acordo com Franco et. al.( 2011), o pequeno aumento no teor disponível de P pode ser devido a

disponibilização do polifosfato inorgânico provocada pela ação do C. elegans (Franco et al., 2011).

Agradecimentos

Agradecemos o suporte financeiro promovido pela CAPES, CNPq e UFRPE para realização deste

projeto, assim como a empresa Biotech pelo fornecimento do resíduo para a produção do biofertilizante

de do bioprotetor.

Referências

CIA P.; BENATO, E. A.; PASCHOLATI, S. F.; GARCIA, E. O. Quitosana no controle pós-colheita da

podridão mole em caqui ‘Rama Forte’. Bragantia, Campinas, v. 69, n. 3, p. 745-752, 2010.

DI PIERO, R. M.; GUARDA, M. V. Quitosana reduz a severidade da antracnose e aumenta a atividade da

glucanase em feijoeiro comum. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasilia. v 43, n 9, p 1121-1128, 2008.

DUTTA, P. K.; TRIPATH, S.; MEHROTRA, G. K.; DUTTA, J. Perspectives for chitosan based

antimicrobial films in food applications. Food Chemistry. v. 114, Issue 4, p 1173-1182, 2009.

EMBRAPA – Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de análises químicas de solos,

plantas e fertilizantes. 2ª ed., p. 627, Brasília, 2009.

FRANCO, L.O.; ALBUQUERQUE, C.D.C.; STAMFORD, N.P.; LIMA, M.A.B.; TAKAKI, C.G.M.

Avaliação da atividade ácida e alcalina e acúmulo de fosfato inorganico em amostras de Cunninghamella

elegans. Analytica v.54, p.70-78, 2011.

HE ZL; BALIGAR VC; MARTENS DC; RITCHEY KD; KEMPER WD. Factors affecting phosphate

rock dissolution in acid soil amended with liming materials and cellulose. Soil Science Society of

American Journal, v. 60, p. 1596-1601, 1996.

OLIVEIRA, J. de P.; SILVA, M. L. R. B. da; LIRA, M. do C. C. P. de; BURITY, H. A. . Fixação do N2

associativa e em vida livre. Parte I – Fixação biológica do N2. In: FIGUEIREDO, M. do V. B.; BURITY,

H. A.; STAMFORD, N. P.; SANTOS, C. E. de R. e S. . Microorganismos de agrobiodiversidade: o novo

desafio para a agricultura. GUAÍBA: AGROLIVROS, p. 97 – 118, 2008.

STAMFORD, N. P.; IZQUIERDO, C. G.; FERNÁNDEZ, M. T. H.; MORENO, M. del C. M. .

Biofertilizantes de rochas fosfatadas e potássica com enxofre e Acidithiobacillus. Parte III – Matéria

orgânica e biofertilizantes. In: FIGUEIREDO, M. do V. B.; BURITY, H. A.; STAMFORD, N. P.;

SANTOS, C. E. de R. e S. . Microrganismos e agrobiodiversidade: o novo desafio para a agricultura.

GUAÍBA: AGROLIVROS, p. 401 – 420, 2008.

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XIII JORNADA DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO – JEPEX 2013 – UFRPE: Recife, 09 a 13 de dezembro.

Figura 1.: Canteiro de produção do biofertilizante protegido com lona escura

Tabela 1 – Teores de pH, P e K disponíveis, Ca e Mg trocáveis e N Total no Biofertilizante misto

(BNPK)

Tempos (Dias)

pH N-total P K Ca Mg

H2O (1:2,5) ------------------------------ g kg-1 --------------------------------------

0 5,45 4,8 0,74 0,71 0,27 0,37

7 5,66 5,6 0,82 1,03 0,28 0,38

14 5,92 7,2 0,99 1,23 0,30 0,41

21 6,10 8,5 1,21 1,26 0,32 0,40

28 6,22 10,3 1,27 1,27 0,35 0.42

35 6,30 11,7 1,34 1,32 0,36 0,42

Tabela 2 – Teores de pH, P e K disponíveis, Ca e Mg trocáveis e N Total no Bioprotetor (PNPK)

Tempos (Dias)

pH N-total P K Ca Mg

H2O (1:2,5) ------------------------------ g kg-1 --------------------------------------

0 6,30 11,7 1,34 1,32 0,36 0,42

7 6,27 10,8 1,36 1,34 0,37 0,43

14 6,47 11,3 1,38 1,38 0,36 0,41

21 6,42 11,5 1,38 1,34 0,36 0,44