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.

Publicações científicas

(13)

(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, 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, NOV 2017. (15/14488-0, 16/09343-6)

BORTOLETTO-SANTOS, RICARDO; FERNANDES GUIMARAES, GELTON GERALDO; RONCATO JUNIOR, VANDERLEI; DA CRUZ, DIEGO FERNANDES; POLITO, WAGNER LUIZ; RIBEIRO, CAUE. Biodegradable oil-based polymeric coatings on urea fertilizer: N release kinetic transformations of urea in soil. Scientia Agricola, v. 77, n. 1, 2020. (16/09343-6, 15/17588-6)

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, OCT 15 2020. (16/10636-8, 17/18673-2, 18/10448-2, 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, APR 7 2021. (16/09343-6, 18/10104-1, 16/10636-8)

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, SEP 2018. (13/11821-5, 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, MAR 2021. (16/10636-8, 16/09343-6, 13/11821-5)

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, MAR 3 2021. (16/10636-8, 18/10104-1, 16/09343-6)

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, OCT 14 2020. (18/10104-1, 13/11821-5, 16/10636-8, 16/09343-6)

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, APR 13 2017. (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, APR 2018. (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, JUN 2018. (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, JUL 26 2017. (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, NOV 2018. (13/11821-5, 16/09343-6, 17/11149-6, 16/10636-8)