Sistema compósito de liberação controlada à base de vidro-alginato/CMC-microrganismos como potencial fertilizante multielementar no cultivo de Paspalum spp.

• Processo: 24/22346-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Danilo Manzani
• Beneficiário: Jose Hermeson da Silva Soares
• Instituição Sede: Instituto de Química de São Carlos (IQSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Alginatos Liberação controlada de fármacos Micro-organismos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alginato | fertilizantes compósitos multifuncionais | fertilizantes vítreos | Liberação Controlada | microrganismos | Paspalum spp | Fertilizantes especiais

Resumo

Os fertilizantes desempenham um papel crucial na produção global de alimentos, especialmente no contexto de crescimento populacional e desigualdade na distribuição de recursos agrícolas. O Brasil se destaca como o quarto maior consumidor e importador de fertilizantes no mundo. Essa dependência externa pode ser atribuída, em parte, à ineficiência de formulações tradicionais, que apresentam limitações tanto na composição de macro e micronutrientes quanto na alta solubilidade, resultando em perdas significativas por imobilização no solo, lixiviação e percolação, o que compromete o crescimento das plantas. Nesse cenário, os fertilizantes vítreos, pertencentes à classe dos vidros óxidos, emergem como uma alternativa promissora em comparação aos fertilizantes convencionais. Esses materiais são caracterizados como um estado condensado da matéria não cristalina e oferecem uma matriz altamente versátil que possibilita a incorporação de nutrientes com liberação controlada. Uma abordagem inovadora, proposta neste projeto, envolve a combinação de vidros com microrganismos e alginato/CMC para formar compósitos, ampliando suas funções. Microrganismos rizosféricos e endolíticos, conhecidos como promotores de crescimento vegetal, são capazes de fixar nitrogênio, fornecendo nutrientes para as plantas e resolvendo o desafio da incorporação de fontes nitrogenadas diretamente na matriz vítrea. Além disso, esses microrganismos ajudam a reduzir perdas de fósforo liberado no solo e produzem ácido indolacético (AIA), que solubiliza o fósforo inorgânico/orgânico e desempenha papel essencial no desenvolvimento celular das plantas. O uso de alginato/CMC no compósito também oferece a vantagem de liberação controlada dos nutrientes, além de proteção contra variações ambientais. Assim, este projeto propõe a produção de fertilizantes vítreos multielementar pelo método de fusão e resfriamento, seguido pelo encapsulamento dos microrganismos em uma matriz de alginato/CMC por meio do método de gel-casting para formar esferas compósitas, atuando como potenciais fertilizantes. Os testes in vitro e in vivo incluirão técnicas de caracterização de materiais e espectroscopia, além de ensaios de liberação de nutrientes, viabilidade celular, produção de AIA, fixação de nitrogênio e solubilização de fósforo. Finalmente, experimentos em casa de vegetação serão conduzidos com a planta forrageira Paspalum spp., utilizando análises bromatológicas. A escolha do Paspalum se justifica por sua alta variabilidade genética, que proporciona um elevado potencial adaptativo em comparação com outras espécies, como a Brachiaria.