Resíduo de biocombustível de batata doce como fonte de adubo orgânico na formação de pastagens

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1 Resíduo de biocombustível de batata doce como fonte de adubo orgânico na formação de pastagens Celso Hackenhaar, Flavia Tonani de Siqueira, Guilherme Benko de Siqueira, Nelsa Maria Hackenhaar, 1 2 Weder Ferreira dos Santos e Joênes Mucci Peluzio 2 ¹ Mestre em Agroenergia, Universidade Federal do Tocantins - UFT. celso@uft.edu.br eng.agricola.weder@gmail.com Professora do Programa de Mestrado em Agroenergia, Universidade Federal do Tocantins - UFT. flaviatonani@uft.edu.br; 3 joenesp@uft.edu.br Professor do Curso de Engenharia de Alimentos, Universidade Federal do Tocantins - UFT. 4 guibenko@uft.edu.br Mestranda em Agroenergia, Universidade Federal do Tocantins - UFT. neusahac@hotmail.com Resumo - A batata-doce (Ipomoea Batatas L.) possui grande potencial para produção de etanol. A produção de etanol de batata doce traz benefícios significativos para o Tocantins, porém o resíduo gerado pode trazer grandes problemas ambientais se não houver uma destinação adequada. O questionamento que pauta a elaboração do experimento é: Qual a viabilidade da utilização do resíduo da batata doce como fonte de adubação fosfatada orgânica. Objetivou-se avaliar a utilização do resíduo de biocombustíveis de batata doce como fonte de adubo orgânico na formação de pastagem de Brachiaria Convert HD 364 em substituição a adubação fosfatada química. Foram testados quatro tratamentos: 1 - sem adubação fosfatada; 2 - adubação fosfatada química; 3 - adubação fosfatada química + adubação fosfatada orgânica; 4 - adubação fosfatada orgânica, com cinco repetições. Os resultados obtidos apresentaram uma superioridade considerável dos tratamentos onde houve aplicação do resíduo da batata doce, proporcionando maior produção de biomassa e matéria seca por hectare. Palavras-chave: Adubo orgânico, fontes convencionais de energia, produção de etanol, Ipomoea batatas, resíduo de biocombustíveis. Biofuel residue of sweet potato as a source of organic fertilizer on pasture establishment Abstract - The sweet potato (Ipomoea Batatas L.) has great potential for ethanol production. The production of ethanol from sweet potatoes brings significant benefits to the Tocantins state, but the waste generated can bring major environmental problems if there is not an appropriate destination. So the question that guides the development of the experiment is: What is the feasibility of using sweet potato residue as a source of organic fertilizer. This study aimed to evaluate the use of biofuel residues of sweet potato as a source of organic fertilizer in the formation of Brachiaria Convert HD 364 to replace the chemical phosphate fertilization. Four treatments were tested: 1 - without fertilization, 2 - fertilization phosphated chemistry, 3 - fertilization phosphated chemistry + fertilization phosphated organic and 4 - fertilization phosphated organic, with five replicates. The results showed a significant superiority of the treatments where there was residue application of sweet potatoes, providing greater biomass production and dry matter per hectare. Keywords: Organic fertilizer, conventional sources of energy, ethanol production, Ipomoea batatas, biofuel residue. Introdução A batata-doce (Ipomoea batatas L.) é uma cultura rústica e adaptada tanto às condições tropicais quanto subtropicais, com elevado potencial ao desenvolvimento tecnológico, sendo originária das regiões tropicais da América Central e do Sul (Pereira Júnior et al., 2008; Vasconcelos, 1998). Apresenta uma ótima produção de biomassa para obtenção de álcool combustível, associada ao baixo custo de produção e rusticidade (Castro & Emygdio, 2009; Silveira, 2008). No ano 2000, Silveira et al. (2002) realizaram uma coleta, por todo o Estado do Tocantins, chegando a coletar 102 genótipos de batata-doce. Com este acervo foi possível implantar um banco de germoplasma regional, objetivando estudar e selecionar genótipos com elevada produção de biomassa a serem utilizados no programa de melhoramento genético direcionado para produção de etanol. Em 2007 foram lançados 10 cultivares de batata-doce com produtividade variando entre 28 t ha a 65 t ha para as condições do Estado do Tocantins (Silveira et al., 2008). As cultivares de batata-doce desenvolvidas por Silveira (2008) podem, em média, produzir de 120 a 199 litros de etanol por tonelada de raiz. Na literatura, relatos apontam que produtividades superiores a 50 t ha são uma condição primordial para tornar a batata-doce uma matéria-prima promissora para produção de etanol fino (Souza, 2005; Silveira, 2008). A fração do resíduo de batata doce corresponde de 20-25% do material original, o qual apresenta alto teor de umidade (Silveira, 2008). Parte deste material pode ser reutilizando nos tanques de fermentação, porém, a maior quantidade constitui um problema ambiental, pois ainda não há informações sob utilização do mesmo para outros fins. A possibilidade de utilização deste resíduo com adubo orgânico, além de reduzir impactos ambientais, pode agregar valor ao produto e aumentar as possibilidades de retorno do 33

2 capital investido na atividade. O objetivo deste estudo foi avaliar o resíduo de biocombustível de batata doce (Ipomoea batatas Lam.) como fonte de adubação fosfatada orgânica na formação de pastagem do hibrido de Brachiária CONVERT HD 364 na região central do Estado do Tocantins. Material e Métodos No ano agrícola 2011/12, foi realizado um experimento na estação experimental do campus da Universidade Federal do Tocantins, no município de Palmas, em solo do tipo Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico. Após prévia análise de solo, os parâmetros encontrados foram os seguintes: Ca 0,83 cmolc/dm³, Mg 0,32 cmolc/dm³, H+Al 3,13 cmolc/dm³, K 0,1 cmolc/dm³, CTC 4,30 cmolc/dm³, K 11,7 mg/dm³, P 0,9 mg/dm³, V 27,4%, MO 6,8%, ph CaCl 5,1, ph H2O 4,4, Areia 68%, Silte 6%, Argila 26%. Foi corrigida a acidez do solo dois meses antes da semeadura, sendo utilizados 1.5 ton.ha de calcário dolomítico. Foram realizadas as operações de aração, gradagem e sulcamento. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualisado com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: 1 - solo sem adubação fosfatada; 2- adubação fosfatada química: 3 - adubação fosfatada química + adubação fosfatada orgânica, 4 - adubação fosfatada orgânica. A parcela experimental apresentou uma dimensão de 3,0 x 2,0 m, com sete linhas, totalizando uma área de 120 m², utilizadas para avaliações as três linhas centrais. A adubação fosfatada utilizada nos diferentes tratamentos foi de 90 kg de P2O 5 por hectare, exceto no tratamento sem adubação fosfatada, utilizando-se como fonte química de fósforo o superfosfato simples, sendo substituído total ou parcialmente (50% do fósforo total) por resíduo de batata doce nos tratamentos que continham adubação orgânica. A composição química do resíduo apresentou o seguinte teor: Matéria seca (MS) 4%, Proteína -3 bruta (PB) 18%, P 0,93 mg.dm, K2O (Solúvel) 35%, Mg 0,02 cmolc/dm³, Ca 0,05 cmolc/dm³. Os tratamentos que receberam adubação orgânica foram adubados dois meses antes da semeadura, em três doses parceladas de 60 litros a cada aplicação, totalizando 180 litros por parcela do resíduo para o tratamento 4 e de 90 litros (30 litros a cada aplicação) para o tratamento 3 isso para garantir a mineralização da matéria orgânica e disponibilização do Fósforo (P) mineral. Foi utilizado no experimento um híbrido de Brachiária desenvolvido pela Dow AgroSciences (Brachiaria spp.): nº 00735, cultivar Mulato II, de nome comercial Convert HD 364, resultante do cruzamento entre Brachiaria ruziziensis, Brachiaria decumbens e Brachiaria brizantha. Segundo o fabricante, a gramínea apresenta alta qualidade e produção forrageira com elevados índices de proteína e boa digestibilidade, adaptada aos solos tropicais ácidos e bem drenados, resistente aos períodos de seca prolongados e maior tolerância às cigarrinhas-das-pastagens. Como é um material novo no mercado e havendo pouca ou quase nenhuma pesquisa de aplicação de fósforo de diferentes origens, optou-se pela utilização desse híbrido para a pesquisa. A semeadura foi efetuada em 18 de novembro de 2011, conforme indicação de pesquisa (EMBRAPA, 2000). Utilizou-se a taxa de semeadura de 23 kg.ha de semente (86 sementes por metro linear) de Convert HD 364 não incrustadas. A semeadura e a adubação fosfatada química foram efetuadas com espaçamento entre linhas de 20 cm e um total de 7 linhas por parcela. Os tratos culturais como capina foram realizados à medida que se fizeram necessários. A adubação de cobertura foi feita com ureia como fonte de nitrogênio aos 45 dias da semeadura, aplicando-se 50 kg N.ha. Com base na área útil da parcela, foram avaliadas as seguintes características: a) número de plantas germinadas: número total de plântulas que apresentaram brotações visíveis, acima da superfície do solo, avaliado aos 21 dias após a semeadura. b) número de perfilhos: foi realizado em cinco contagens, com intervalos de sete dias contados a partir do vigésimo dia do inicio da geminação. A cada leitura os perfilhos foram marcados com arames de cores diferentes, evitando assim que o mesmo perfilho fosse contado novamente na próxima leitura. As contagens de perfilhos e o número de plantas germinadas foram realizados nas três linhas centrais de cada parcela. Para leitura de perfilho considerou-se, uma amostragem de 12 (doze) plantas por parcela. c) altura das plantas: foi realizada ainda a leitura da altura média das plantas nas três linhas centrais tomadas ao acaso, utilizando-se para medição uma régua graduada, esta avaliação de altura iniciou aos 27 (vinte e sete) dias após a germinação, em quatro repetições, com intervalos de sete dias até o 47 (quadragésimo sétimo) dia. Uma ultima avaliação foi realizada na data do corte há 100 dias após a data da semeadura. d) produção média: as avaliações de produção de matéria morta (MM) e matéria seca (MS), folha e colmo da forrageira foram feitas com o corte das três linhas centrais de cada parcela, sendo o material todo pesado e separado em duas subamostras. O material de uma sub amostra foi pesado, picado e seco em estufa ventilada a 65ºC por 48 horas, segundo metodologias descritas por Silva et al. (2007). A segunda subamostra foi destinada à separação de folha e colmo que posteriormente foram pesadas e secas em estufa para quantificação da produção de cada fração em relação à produção total de massa seca. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e as médias dos tratamentos comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Nas análises foi utilizado o software SISVAR. 34

3 Resultados e Discussão A análise de variância apresentada na Tabela 1 revelou efeito significativo entre tratamentos apenas para as características número de perfilhos, altura de plantas, matéria seca e folha. Os coeficientes de variação oscilaram de 4,07 a 21,51% para estas características. Na Tabela 2 estão apresentadas as médias das características estudadas para a germinação, a ausência de efeito com adubação fosfatada entre tratamentos pode ser atribuída ao fato de que a germinação depende muito mais das reservas da semente e do teor de umidade do solo que das fontes de nutrientes disponíveis no solo. Considerando que a semeadura foi realizada em período chuvoso, a umidade do solo foi suficiente para garantir a germinação uniforme das sementes de todos os tratamentos. Quanto ao perfilhamento, verificou-se que o tratamento sem adubação resultou em um menor número por plantas em relação aos tratamentos que receberam adubação. Para os tratamentos que receberam adubação fosfatada, o tratamento adubação orgânica apresentou maior perfilhamento (3,85 perfilhos) diferindo estatisticamente apenas do tratamento sem adubação. Estes resultados estão em concordância com aqueles obtidos por Werner & Haag (1972), que em experimentos dentro de vasos, obtiveram resultados favoráveis na melhoria do perfilhamento das plantas forrageiras e no volume de matéria seca do sistema radicular, com a utilização de adubação fosfatada e por Edvan et al. (2010), que no município de Campina Grande- PB, avaliaram o efeito da adubação orgânica sobre as características morfogênicas, estruturais e produtivas do capim buffel. Segundo Mesquita et al. (2010), o fósforo influencia no estabelecimento de pastagens, uma vez que promove um melhor desenvolvimento do sistema radicular, promovendo uma maior absorção dos nutrientes e, posteriormente maior ganho de massa, além disso, é responsável por 80% do perfilhamento de espécies forrageiras. Com relação à altura de plantas, o tratamento testemunha resultou em plantas mais baixas, com média de 50,20 cm no momento do corte, seguido pelo tratamento com adubação química com 90,6 cm, com uma diferença significativa de 40,4 cm. As médias de altura de plantas do tratamento com adubação química e orgânica e do tratamento com adubação orgânica foram estatisticamente iguais de 116,00 cm e 117,20 cm, respectivamente, superando significativamente as médias dos tratamentos testemunha e com adubação química, em até 133,47%%. A mistura de adubação orgânica com química proporcionou as maiores produções de matéria seca por hectare, seguido pelos tratamentos com adubação orgânica e adubação química que não diferiram entre si. A menor produção de MS do tratamento testemunha está associada diretamente ao menor porte das plantas. Estes resultados concordam com Werner & Haag (1972) que afirmam que a baixa disponibilidade de P no solo, frequentemente limita o crescimento e desenvolvimento das espécies forrageiras. As produções de matéria seca (até 21,12 t.ha ) obtidas com a Convert HD 364 quando adubada com adubação fosfatada orgânica, com 100 dias, são muito superiores aquelas encontradas na literatura para brachiárias, mesmo submetidas a altos níveis de adubação fosfatada e nitrogenada como apresentaram Lira et al. (1994) quando obtiveram produções de 6,6 t.ha para Brachiária decumbens, recebendo 120 kg P2O 5.ha e 60 kg N.ha (Souza et al., 2003). No entanto, a alta taxa de semeadura utilizada neste experimento, certamente contribuiu enormemente para esta alta produção, garantindo um stand médio de 86 plantas/m linear. Os resultados obtidos apresentaram uma superioridade do tratamento adubação química e orgânica em relação aos demais. Tal fato pode ser explicado, pois, a matéria orgânica ajuda na retenção de nutrientes fornecidos quimicamente, dando tempo ao aproveitamento dos mesmos pelas plantas, amenizando os efeitos de sua infiltração rápida para as camadas mais profundas do solo. Edvan et al. (2010) também observaram benefícios da adubação orgânica e química no desenvolvimento do capim buffel, principalmente, em relação ao perfilhamento e na produção de matéria seca. As porcentagens de matéria mineral e de colmo em relação à biomassa total não apresentaram diferenças significativas com aplicação do P. No entanto, é importante observar, que a quantidade de colmos entre os tratamentos foram semelhantes, sendo esta uma característica importante Tabela 1. Resumo da análise de variância para as variáveis analisadas. Quadrados Médios Fontes de GL Número de Altura de variação Germinação Matéria ferfilhos # plantas # Matéria seca (21 dias) morta # (total) (100 dias) Folha # Colmo Tratamentos 3 238,450 ns 0,549* 15,229* ,022* 3,473 ns 1,853* 56,723 ns Erro ,450 0,025 0, ,92 1,893 0,534 33,609 Média 153,850 2,014 9, ,16 3,641 6,543 43,197 CV(%) 8,0 7,84 4,07 21,51 37,78 11,17 13,42 ns: Não significativo; * Significativo a 5% de probabilidade pelo teste F. # Opção de transformação: Raiz Quadrada de Y +1 SQRT (Y + 1) 35

4 Tabela 2. Índice de germinação (IG), número médio de perfilhos, altura media de plantas, produção matéria seca (PMS), matéria morta (MM), colmo, folha do hibrido de Brachiaria cv. Convert HD 364, em função dos tratamentos. Tratamentos Índice de germinação 21 dias após semeadura Número de perfilhos aos 47 dias Altura de plantas (cm) PMS (t/ha) MM Colmo Folha 1 - Sem adubação 158,6 A 1,332 B 50,20 C 3,66 C 9,00A 40,48A 50,51A 2 - Adubação química 156,2 A 3,716 A 90,60 B 11,98 B 15,21A 40,28 A 44,51AB 3 - Adubação química e orgânica 143,6 A 3,734 A 116,00 A 21,12 A 13,03A 44,94 A 42,03AB 4 - Adubação orgânica 157,0 A 3,850 A 117,20 A 15,68 B 19,95A 47,08 A 32,97 B Nas colunas, médias seguidas da mesma letra não diferem entre si, pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade do ponto de vista nutricional, considerando que a fração colmo é menos digestível em relação à folha. As plantas que não receberam adubação apresentaram maior porcentagem de folhas em relação à matéria seca total, quando comparadas às plantas que receberam adubação orgânica. Como as plantas adubadas tiveram maior desenvolvimento, esta diferença foi diluída pela produção total, que foi muito maior nestes tratamentos. Conclusões 1. O índice de germinação das plantas de Brachiaria Convert HD 364 não foi influenciado pela aplicação química ou orgânica P. 2. Houve maior perfilhamento nos tratamentos sujeitados à aplicação da adubação fosfatada independente da origem. 3. A altura das plantas foi influenciada pela aplicação da adubação fosfatada com resíduo. 4. A aplicação de fósforo na forma de resíduo na variedade híbrida de Brachiaria Convert HD 364 resultou num aumento significativo na produção de matéria seca durante o período avaliado, com melhor resultado quando houve a mistura de químico e orgânico. Referências CASTRO, L.A.S.; EMYGDIO, B.M. Batata-doce para produção de biocombustível (Infobios Informações Tecnológicas). EDVAN. R.L.; SANTOS, E.M.; VASCONCELOS, W.A.; S O U T O F I L H O, L. T. ; B O R B U R E M A, J. B. ; MEDEREIROS, G.R.; ANDRADE, A.P. Utilização de adubação orgânica em pastagem de capim Buffel (Cenchrus Ciliaris cv. Molopo). Archivos de Zootecnia, v.59, n.228, p.500, EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Estilosantes Campo Grande: estabelecimento, manejo e produção animal. Campos Grande: Embrapa Gado de Corte, LIRA. M,A.; FARIAS, I.; FERNANDES, A.P.M.; SOARES, L.M.; DUBEUX JUNIOR, J.C.B. Estabilidade de resposta do capim braquiária (Brachiária decumbens, STAPF) sob níveis crescentes de nitrogênio e fósforo. Pesquisa Agropecuária Brásileira, v.29, n.7, p , MESQUITA, E.E.; NERES, M.A.; OLIVEIRA, P.S.R.; MESQUITA, L.P.; SCHNEIDER, F.; TEODORO JÚNIOR, J. R. Teores críticos de fósforo no solo e características morfogênicas de Panicum maximum cultivares Mombaça e Tanzânia e Brachiaria híbrida Mulato sob aplicação de fósforo. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, v.11, n.2, p , PEREIRA JÚNIOR, L.R.; OLIVEIRA, A.P.; GAMA, J.S.N.; CAMPOS, V.B.; PRAZERES, S.S. Parcelamento do esterco bovino na produção de batata-doce. Revista Verde, v.3, n.3, p126, SILVA, R.C.; PEREIRA, J.M.; ARAÚJO, Q.R.; PIRES, A.J.V.; REI, A.J.D. Alterações nas propriedades químicas e físicas de um chernossolo com diferentes coberturas vegetais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.31, n.1, p.10107, SILVEIRA, M.A. (Coord.). A cultura de bata-doce como fonte de matéria prima para etanol. Palmas: LASPER UFT, (LASPER UFT. Boletim Técnico). SILVEIRA, M.A.; CAMPOS, G.A.; ANDRÉ, C.M.G.; BESSA, G.F.; NOGUEIRA, S.R.; SILVA, V.A.G.; OLIVEIRA, H.C.; RODRIGUES, S.S.S.; SANTANA, W.R.; TAVARES, I.B.; CARNEIRO, F.J.M. Resistência de clones de batata-doce coletados no Estado do Tocantins a insetos de solo e nematóides causadores de galhas. Horticultura Brasileira, v.20, n.2, SOUZA, A. F. B. C. Avaliação do processo de hidrólise e fermentativo de biomassa de batata-doce [Ipomoea batatas (L.) Lam] por meio de células imobilizadas para produção de etanol Dissertação (Mestrado em Ciências do Ambiente) - Universidade Federal do Tocantins, Palmas-TO,

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