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

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)