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Desenvolvimento e avaliação agronômica de um novo fertilizante baseado em nanocompósitos enxofre-fosfatos minerais

Processo: 16/09343-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2016
Vigência (Término): 14 de janeiro de 2018
Área do conhecimento:Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
Pesquisador responsável:Cauê Ribeiro de Oliveira
Beneficiário:Gelton Geraldo Fernandes Guimarães
Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
Assunto(s):Enxofre   Nanocompósitos   Fertilizantes
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:enxofre | Fertilizantes | fosfato natural | nanocompósitos | Fertilidade do solo e nutrição de plantas

Resumo

Fosfato natural (FN) apresenta-se como estratégia para complementar a adubação fosfatada, entretanto, essas fontes não possuem o P prontamente disponível às plantas. Trabalhos recentes vêm demonstrando que a solubilidade é uma propriedade associada intrinsecamente ao tamanho da partícula, sendo possível aumentar significativamente a solubilidade por um processo de nanonização adequado. Assim, as propriedades das nanopartículas sugerem aplicação potencial para aumentar a solubilidade dos FN. Entretanto, uma dificuldade apresentada no uso de nanopartículas é sua tendência de aglomeração. O enxofre elementar (S0) apresenta potencial de uso como matriz dispersante de nanopartículas de fosfatos, sendo possível obtenção por extrusão em baixas temperaturas. Além do efeito da dispersão na solubilização, a acidez gerada com a oxidação do S0 a sulfato (SO42-) pode auxiliar a solubilização das nanopartículas de fosfatos. A inoculação de fungos capazes de oxidar o enxofre elementar, como por exemplo, Aspergillus niger, poderá controlar e potencializar a oxidação do S0 em diferentes solos. Portanto, a proposta central desse projeto é desenvolver um novo fertilizante, baseado na dispersão de nanopartículas de fosfato natural em matriz de enxofre elementar em diferentes proporções e com inoculação de A. niger para auxílio na oxidação do S0, avaliar sua solubilidade do FN, as interações do P e S com o solo e o aproveitamento destes nutrientes pela planta. A preparação do novo fertilizante será baseada no processo de extrusão, a partir de frações de FN moídas até faixas nanométricas dispersas na matriz de S0 por este método. Após avaliar a capacidade do fungo A. niger em oxidar S0, serão desenvolvidas rotas para viabilizar a inoculação de esporos do fungo durante a síntese dos nanocompósitos. A seguir, será realizada a caracterização dos nanocompósitos, seguidas de avaliações da liberação e especiação do P e S no solo, além da disponibilidade destes nutrientes às plantas.

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre a bolsa::
Diversas estrategias pueden reducir la dependencia de materia prima del exterior para la producción de fertilizantes en Brasil 
Estratégias podem reduzir a dependência externa de matéria-prima para fertilizantes 
Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre a bolsa:
Novo nanomaterial mantém mais fósforo disponível no solo do que fertilizante vendido no mercado 
Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias (0 total):
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Publicações científicas (16)
(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)
DO VALLE, STELLA FORTUNA; GIROTO, AMANDA SOARES; GESTAL REIS, HEITOR PONTES; GUIMARAES, GELTON G. F.; RIBEIRO, CAUE. Synergy of Phosphate-Controlled Release and Sulfur Oxidation in Novel Polysulfide Composites for Sustainable Fertilization. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 69, n. 8, p. 2392-2402, . (16/10636-8, 18/10104-1, 16/09343-6)
GIROTO, AMANDA S.; DO VALLE, STELLA F.; GUIMARAES, GELTON G. F.; JABLONOWSKI, NICOLAI D.; RIBEIRO, CAUE; MATTOSO, LUIZ HENRIQUE C.. Different Zn loading in Urea-Formaldehyde influences the N controlled release by structure modification. SCIENTIFIC REPORTS, v. 11, n. 1, . (16/09343-6, 18/10104-1, 16/10636-8)
GIROTO, AMANDA S.; DO VALLE, STELLA F.; GUIMARAES, GELTON G. F.; MOLINA, ARTHUR; REIS, HEITOR P. G.; FERNANDES, DIRCEU M.; BERNARDI, ALBERTO C. C.; MATTOSO, LUIZ H. C.; RIBEIRO, CAUE. Tailoring Efficient Materials for NPK All-in-One Granular Fertilization. Industrial & Engineering Chemistry Research, v. 59, n. 41, p. 18387-18395, . (18/10104-1, 13/11821-5, 16/10636-8, 16/09343-6)
PEREIRA, ELAINE I.; NOGUEIRA, ANA RITA A.; CRUZ, CAMILA C. T.; GUIMARAES, GELTON G. F.; FOSCHIN, MILENE M.; BERNARDI, ALBERTO C. C.; RIBEIRO, CAUE. Controlled Urea Release Employing Nanocomposites Increases the Efficiency of Nitrogen Use by Forage. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 5, n. 11, p. 9993-10001, . (15/14488-0, 16/09343-6)
KLAIC, RODRIGO; GUIMARAES, GELTON G. F.; GIROTO, AMANDA S.; BERNARDI, ALBERTO C. C.; ZANGIROLAMI, TERESA C.; RIBEIRO, CAUE; FARINAS, CRISTIANE S.. Synergy of Aspergillus niger and Components in Biofertilizer Composites Increases the Availability of Nutrients to Plants. Current Microbiology, v. 78, n. 4, . (16/10636-8, 16/09343-6, 13/11821-5)
MAJARON, VINICIUS F.; DA SILVA, MARISA G.; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; KLAIC, RODRIGO; GIROTO, AMANDA; GUIMARAES, GELTON G. F.; POLITO, WAGNER L.; FARINAS, CRISTIANE S.; RIBEIRO, CAUE. Synergy between castor oil polyurethane/starch polymer coating and local acidification by A. niger for increasing the efficiency of nitrogen fertilization using urea granules. INDUSTRIAL CROPS AND PRODUCTS, v. 154, . (16/10636-8, 17/18673-2, 18/10448-2, 18/10104-1, 16/09343-6)
VALLE, STELLA F.; GIROTO, AMANDA S.; GUIMARAES, GELTON G. F.; NAGEL, KERSTIN A.; GALINSKI, ANNA; COHNEN, JENS; JABLONOWSKI, NICOLAI D.; RIBEIRO, CAUE. Co-fertilization of Sulfur and Struvite-Phosphorus in a Slow-Release Fertilizer Improves Soybean Cultivation. FRONTIERS IN PLANT SCIENCE, v. 13, p. 12-pg., . (16/10636-8, 16/09343-6, 18/10104-1)
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GUIMARAES, GELTON G. F.; KLAIC, RODRIGO; GIROTO, AMANDA S.; MAJARON, VINICIUS F.; AVANSI, JR., WALDIR; FARINAS, CRISTIANE S.; RIBEIRO, CAUE. Smart Fertilization Based on Sulfur-Phosphate Composites: Synergy among Materials in a Structure with Multiple Fertilization Roles. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 6, n. 9, p. 12187-12196, . (13/11821-5, 16/09343-6)
BERNARDO, MARCELA P.; GUIMARAES, GELTON G. F.; MAJARON, VINICIUS F.; RIBEIRO, CAUE. Controlled Release of Phosphate from Layered Double Hydroxide Structures: Dynamics in Soil and Application as Smart Fertilizer. ACS SUSTAINABLE CHEMISTRY & ENGINEERING, v. 6, n. 4, p. 5152-5161, . (16/09343-6)
KLAIC, RODRIGO; GIROTO, AMANDA S.; GUIMARAES, GELTON G. F.; PLOTEGHER, FABIO; RIBEIRO, CAUE; ZANGIROLAMI, TERESA C.; FARINAS, CRISTIANE S.. Nanocomposite of starch-phosphate rock bioactivated for environmentally-friendly fertilization. MINERALS ENGINEERING, v. 128, p. 230-237, . (13/11821-5, 16/09343-6, 17/11149-6, 16/10636-8)
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GIROTO, AMANDA S.; GUIMARAES, GELTON G. F.; FOSCHINI, MILENE; RIBEIRO, CAUE. Role of Slow-Release Nanocomposite Fertilizers on Nitrogen and Phosphate Availability in Soil. SCIENTIFIC REPORTS, v. 7, . (13/11821-5, 16/09343-6)
VALLE, STELLA F.; GIROTO, AMANDA S.; KLAIC, RODRIGO; BEVILAQUA, DENISE; RIBEIRO, CAUE. Co-Application of Porous Polysulfide Pellets with Acidithiobacillus thiooxidans Improves Sulfate Availability in Soil. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 30, n. 11, p. 9-pg., . (16/10636-8, 18/10104-1, 16/09343-6)
GIROTO, A. S.; GUIMARES, G. G. F.; RIBEIRO, C.. A Novel, Simple Route to Produce Urea:Urea-Formaldehyde Composites for Controlled Release of Fertilizers. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 26, n. 6, p. 2448-2458, . (13/11821-5, 16/09343-6)
DA CRUZ, DIEGO FERNANDES; BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; FERNANDES GUIMARAES, GELTON GERALDO; POLITO, WAGNER LUIZ; RIBEIRO, CAUE. Role of Polymeric Coating on the Phosphate Availability as a Fertilizer: Insight from Phosphate Release by Castor Polyurethane Coatings. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 65, n. 29, p. 5890-5895, . (16/09343-6)

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE COMPÓSITOS DE FERTILIZANTES BASEADOS NA DISPERSÃO DE FOSFATOS MINERAIS EM MATRIZ DE AMIDO-ENXOFRE ATIVADO POR Aspergilus niger E PRODUTOS OBTIDOS BR1020180695495 - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) . CAUE RIBEIRO DE OLIVEIRA / RODRIGO KLAIC / GELTON GERALDO FERNANDES GUIMARÃES / CRISTIANE SANCHEZ FARINAS / AMANDA SOARES GIROTO / VINICIUS FERRAZ MAJARON / TERESA CRISTINA ZANGIROLAMI - 25 de setembro de 2018