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Híbridos poliméricos para liberação de nutrientes: preparação, caracterização e avaliação in situ no solo

Processo: 14/06566-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2014 - 30 de setembro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química
Pesquisador responsável:Roselena Faez
Beneficiário:Roselena Faez
Instituição-sede: Centro de Ciências Agrárias (CCA). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). Araras , SP, Brasil
Pesq. associados:Claudinei Fonseca Souza
Assunto(s):Agricultura  Fertilizantes  Polímeros (materiais)  Materiais híbridos  Biopolímeros  Bagaço de cana-de-açúcar 

Resumo

O tema principal deste projeto é a preparação, caracterização e aplicação de materiais poliméricos híbridos na liberação de nutrientes (nutri-liberadores) em solo e planta. O projeto engloba três principais metas: 1) Preparação e caracterização de híbridos poliméricos na forma de microesferas aditadas com macronutrientes (nitrogênio e potássio); 2) Avaliação do mecanismo e cinética de liberação do nutriente na água; 3) Avaliação da liberação do nutriente no solo (em laboratório e em campo) pela técnica TDR (Reflectometria no Domínio do tempo). A motivação principal está na preparação de uma microesfera a partir de materiais naturais (quitosana, argila montmorilonita e bagaço de cana-de-açúcar) aditada com nutrientes e a sua aplicação no solo com acompanhamento in situ da liberação do nutriente por uma técnica eletromagnética que avalia a movimentação iônica em sistemas particulados, como é o caso do solo. O aumento da eficiência do uso do fertilizante, a redução da toxicidade no solo e a diminuição dos efeitos negativos associados à sobredosagem são algumas das vantagens de materiais de liberação controlada. A quitosana é um biopolímero natural e possui a habilidade de formar filmes, fibras, géis e microesferas, responsáveis por suas mais diversas aplicações. É um polímero multifuncional contendo grupos amina (NH2) e hidroxila (OH-) capazes de interagir com diferentes moléculas e íons. A adição de silicatos lamelares, como argilas naturais, é uma alternativa muito promissora para melhorar as propriedades mecânicas e aumentar a capacidade de sorção tanto de água como compostos químicos. O bagaço de cana-de-açúcar é uma biomassa com alta capacidade de sorção de água e compostos químicos e a mistura com a quitosana fornece rigidez ao material para utilizá-lo diretamente no solo em proporções adequadas. Vale ressaltar que a sinergia das propriedades dos materiais quitosana/argila e quitosana/bagaço alia as propriedades de biopolímero e cargas naturais com a sustentabilidade do seu uso no solo em função das propriedades biodegradáveis da quitosana. É importante destacar que o uso da técnica da TDR no monitoramento in situ da liberação do nutriente no solo é inovador nesta área de materiais aplicados à agricultura e fornecerá informações de forma rápida e precisa sobre a eficiência do material no solo e planta de curto a longo prazo. Finalmente, a química aplicada à agricultura é um dos aspectos importantes do projeto, principalmente, em função do enfoque multidisciplinar em um campus de Ciências Agrárias. Vem de encontro com a criação de um núcleo de estudo que agrega diferentes profissionais em uma temática única, o ambiente.O presente projeto tem duração estimada de 24 meses e será desenvolvido por dois docentes da UFSCar. Durante este período pretende-se inovar na área de materiais aplicados à agricultura e ambiente, melhorar e consolidar um grupo de pesquisa na área de materiais híbridos no campus de Araras e formar recursos humanos (graduação e pós-graduação) neste campo de atuação. (AU)

Publicações científicas (12)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PEREIRA, TAMIRES DOS SANTOS; FRANCA, DEBORA; SOUZA, CLAUDINEI FONSECA; FAEZ, ROSELENA. Chitosan-Sugarcane Bagasse Microspheres as Fertilizer Delivery: On/Off Water Availability System. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, JUL 2020. Citações Web of Science: 0.
MESSA, LUCAS LUIZ; SOUZA, CLAUDINEI FONSECA; FAEZ, ROSELENA. Spray-dried potassium nitrate-containing chitosan/montmorillonite microparticles as potential enhanced efficiency fertilizer. Polymer Testing, v. 81, JAN 2020. Citações Web of Science: 1.
SOUZA, JOSIANE LIMA; DE CAMPOS, ADRIANA; FRANCA, DEBORA; FAEZ, ROSELENA. PHB and Montmorillonite Clay Composites as KNO3 and NPK Support for a Controlled Release. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 27, n. 9, p. 2089-2097, SEP 2019. Citações Web of Science: 0.
FRANCA, DEBORA; MEDINA, ANGELA FRACON; MESSA, LUCAS LUIZ; SOUZA, CLAUDINEI F.; FAEZ, ROSELENA. Chitosan spray-dried microcapsule and microsphere as fertilizer host for swellable - controlled release materials. Carbohydrate Polymers, v. 196, p. 47-55, SEP 15 2018. Citações Web of Science: 10.
SOUZA, JOSIANE DE LIMA; CHIAREGATO, CAMILA G.; FAEZ, ROSELENA. Green Composite Based on PHB and Montmorillonite for KNO3 and NPK Delivery System. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 26, n. 2, p. 670-679, FEB 2018. Citações Web of Science: 1.
MILANI, PRISCILA; FRANCA, DEBORA; BALIEIRO, ALINE GAMBARO; FAEZ, ROSELENA. Polymers and its applications in agriculture. POLIMEROS-CIENCIA E TECNOLOGIA, v. 27, n. 3, p. 256-266, JUL-SEP 2017. Citações Web of Science: 9.
SOUZA, CLAUDINEI F.; FAEZ, ROSELENA; BACALHAU, FABIANA B.; BACARIN, MURILO F.; PEREIRA, TAMIRES S. IN SITU MONITORING OF A CONTROLLED RELEASE OF FERTILIZERS IN LETTUCE CROP. Engenharia Agrícola, v. 37, n. 4, p. 656-664, JUL-AUG 2017. Citações Web of Science: 2.
Polymers and its applications in agriculture. POLIMEROS-CIENCIA E TECNOLOGIA, n. ahead, p. -, 2017.
CLAUDINEI F. SOUZA; ROSELENA FAEZ; FABIANA B. BACALHAU; MURILO F. BACARIN; TAMIRES S. PEREIRA. IN SITU MONITORING OF A CONTROLLED RELEASE OF FERTILIZERS IN LETTUCE CROP. Engenharia Agrícola, v. 37, n. 4, p. -, Ago. 2017.
PRISCILA MILANI; DÉBORA FRANÇA; ALINE GAMBARO BALIEIRO; ROSELENA FAEZ. Polymers and its applications in agriculture. POLIMEROS-CIENCIA E TECNOLOGIA, v. 27, n. 3, p. -, Set. 2017.
LUCAS L. MESSA; JOSÉ DANIEL FROES; CLAUDINEI F. SOUZA; ROSELENA FAEZ. HÍBRIDOS DE QUITOSANA-ARGILA PARA ENCAPSULAMENTO E LIBERAÇÃO SUSTENTADA DO FERTILIZANTE NITRATO DE POTÁSSIO. Química Nova, v. 39, n. 10, p. 1215-1220, Dez. 2016.
DOS SANTOS, BRUNA RODRIGUES; BACALHAU, FABIANA BRITTI; PEREIRA, TAMIRES DOS SANTOS; SOUZA, CLAUDINEI FONSECA; FAEZ, ROSELENA. Chitosan-Montmorillonite microspheres: A sustainable fertilizer delivery system. Carbohydrate Polymers, v. 127, p. 340-346, AUG 20 2015. Citações Web of Science: 23.

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