[pt] O carvão vegetal é um dos produtos gerados a partir da decomposição térmica, comumente denominada pirólise, de uma determinada biomassa em ausência total ou quase total de um agente oxidante, como o oxigênio do ar. Estudos baseados na Terra Preta de Índio indicam que o carvão pode contribuir diretamente com a melhoria da qualidade do solo, e com isso, permite a recuperação de solos degradados, além da contribuição no crescimento de espécies vegetais. Outro benefício da adição do carvão no solo é a capacidade de reter os nutrientes, fornecidos na aplicação de fertilizantes, reduzindo assim a perda por lixiviação. Com o objetivo de condicionar solos, três carvões vegetais foram estudados. Primeiramente foi realizada a caracterização deles, a fim de determinar as diferenças físicas e químicas, posteriormente foram realizados ensaios de adsorção de fertilizante nos mesmos. Os carvões vegetais utilizados neste trabalho foram produzidos em três condições distintas, sendo dois de resíduos de diferentes espécies, denominados biocarvão de pirólise lenta e biocarvão de pirólise lenta ativado, e a matéria prima do terceiro é resíduo de eucalípto, denominado biocarvão de pirólise rápida. O fertilizante empregado nos ensaios de adsorção foi um Organomineral à base de Dejetos de Suínos com SuperFosfato Triplo. Nos ensaios de caracterização identificou-se elevada porosidade em todos os carvões vegetais, sendo o biocarvão de pirólise rápida aquele com valor mais elevado. Dentre os carvões vegetais estudados, o biocarvão de pirólise rápida é o que possui maior teor de nutrientes totais, e não foram observadas diferenças significantes entre os biocarvões de pirólise lenta e o de pirólise lenta ativado. Foram identificados baixos teores de celulose, entretanto os teores de lignina foram elevados. A capacidade sortiva identificada nos biocarvões 7 é bastante elevada, tendo seu valor semelhante nas três amostras. Nas três amostras de solos, a utilização de biocarvões como adsorventes de fertilizantes é satisfatória e podem ser utilizados na melhoria de solos degradados. Quando aplicados em um solo não degradado, o biocarvão de pirólise lenta e o lenta ativado não tiveram grande influência na capacidade sortiva do solo, entretanto, influenciaram nos parâmetros cinéticos determinados no modelo de pseudo segunda ordem. / [en] The biochar is one of the products generated from the thermal decomposition, also named pyrolysis, of a particular biomass under an atmosphere almost or completely absence of an oxidizing agent, like the oxygen present in the air. Studies based on Terra Preta de Índio indicate that the biochar can contribute directly with the improvement of the quality of the soil, allowing the recovery of degraded soils, besides contributing with the growth of plant species. Another benefit from the addition of the biochar in the soil is the capacity of retaining nutrients provided by fertilizers, reducing the lost by leaching. With the objective of conditioning soils, three biochars were studied. Firstly, the biochars were characterized to determine the chemical and physical differences among them. Posteriorly, experiments of fertilizers adsorption of were carried out with the same biochars samples. The biochars used in this study were produced in three different conditions, being two of them from residue of different biomass species, denominated biochar of slow pyrolysis and biochar of slow pyrolysis activated, and the raw material of the third one is residue of eucalyptus, denominated biochar of fast pyrolysis. The fertilizer used in the experiments of adsorption was a biofertilizer produced from Swine s residues and Triple SuperPhospate, provided by EMBRAPA Solos, located in Rio de Janeiro/RJ. In the experiments of characterization, high porosities were identified in all biochars, being the fast pyrolysis biochar the one with higher value. Among the biochars studied, the fast pyrolysis biochar is the one with the highest total nutrients content and no significant differences were observed in the total nutrient content in others biochars. Low cellulose contents were identified in the biochars, however the lignin contents were high. The sorptive capacity evaluated was high and basically the same value for the three biochars. In the three soil samples, the evaluation of the biochars as adsorbents of fertilizers were satisfactory and can be used for improving degraded soils. When applied in a non-degraded soil, the slow pyrolysis and slow pyrolysis activated biochar did not have great influence in the sorptive capacity of the soil, however they affects the kinetic parameters determined by the pseudo-second order model.

[pt] A fertilidade dos solos tem uma enorme importância para o meio ambiente, especialmente na produção de alimentos. Considerando-se isso, o presente trabalho buscou obter benefícios ambientais a partir da aplicação de um resíduo orgânico, rico em lignina, sobre o solo. Por meio dessa ação, buscou-se tornar o solo mais resistente à erosão e mais capaz de armazenar água e nutrientes. É importante citar, ainda, que o emprego de um resíduo orgânico configura um reaproveitamento de rejeito e possibilita o armazenamento de carbono. O procedimento teve início, então, com a obtenção de um composto rico em lignina. Em seguida, foi feita sua oxidação. Subsequentemente, esse material foi caracterizado, por termogravimetria (TG), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios x por energia dispersiva (EDS). Então, fez-se a inoculação do composto em um solo, seguida pela determinação dos limites de Atterberg e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Um dos resultados foi a obtenção de um composto rico em lignina a partir de bagaço de cana-de-açúcar, mas com rendimento de cerca de 10 por cento. Dando continuidade, usou-se um resíduo industrial de produção de celulose, cuja funcionalização com ácido acético apresentou o melhor rendimento. De acordo com a microscopia, o resíduo não funcionalizado exibiu notáveis rugosidade e superfície de contato, o que foi ainda otimizado pelo ácido acético. O EDS apontou a presença de carbono, oxigênio e enxofre. O FTIR indicou a existência de grupos oxigenados tanto antes quanto depois das funcionalizações. O limite de liquidez aumentou, bem como a acidez causada pelo íon hídron e a capacidade de troca de sódio, cálcio e potássio. / [en] Soil fertility is of enormous importance to the environment, especially in food production. Considering this, the present work sought to obtain environmental benefits from the application of an organic residue, rich in lignin, in the soil. Through this action, the aim was to make the soil more resistant to erosion and more capable of storing water and nutrients. It is important to mention, also, that the application of an organic residue constitutes a reuse of waste and enables the storage of carbon. The procedure then started with obtaining a lignin-rich compound. After, it s oxidation was made. Subsequently, this material was characterized by thermogravimetry (TG), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy x-ray spectroscopy (EDS). Then, the compound was inoculated into a soil, followed by determination of the Atterberg Limits and Cation Exchange Capacity (CTC). One of the results was to obtain a lignin-rich compound from sugarcane bagasse, but with yield of about 10 per cent. Continuing, an industrial cellulose production residue was used, whose functionalization with acetic acid presented the best yield when compared to with other acids. According to the microscopy, the non-functionalized residue exhibited remarkable roughness and contact surface, which was further optimized by the acetic acid. The EDS pointed to the presence of carbon, oxygen and sulfur. The FTIR indicated the existence of oxygen groups both before and after the functionalizations. The liquidity limit increased, as well as the acidity caused by the hydron and the capacity to exchange sodium, calcium and potassium.

[pt] De acordo com a projeção da Organização das Nações Unidas, a população mundial vai chegar a 11,2 bilhões em 2100, um aumento de 53 porcento. Suprir a demanda de alimentos para essas pessoas, impulsionando a agricultura sustentável, é o desafio para o século. A adição de biocarvão, um componente que possui alta capacidade de reter nutrientes e água, com fertilizantes no solo, pode ser uma alternativa viável para solucionar esse desafio. Os biocarvões utilizados nesse trabalho foram produzidos através de pirólise, em três temperaturas diferentes. Esses biocarvões foram caracterizados com o intuito de avaliar as suas propriedades físico-químicas. Com estas amostras foram produzidos 6 fertilizantes fosfatados à base de biocarvão, usando os fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. Esses fertilizantes foram aplicados ao solo, previamente caracterizado, para analisar a quantidade de fósforo disponível após tempos pré-estabelecidos da sua aplicação. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos inteiramente casualizados, com três repetições, usando a mesma dosagem de fósforo, além da testemunha (sem adição de fertilizante), em sete tempos diferentes, resultando em um total de 189 unidades experimentais. Os resultados indicam que em relação ao teor de P disponível no solo, o fertilizante com biocarvão pirolisado a 500 graus celsius (BC500) e Termofosfato (63,63 mg kg-1) e BC500 e MAP (146,59 mg kg-1) apresentaram os melhores resultados se comparado com os fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. Sendo assim, a adição do biocarvão aos fertilizantes promoveu uma liberação lenta de P ao longo do tempo, se comparado aos fertilizantes comerciais MAP e Termofosfato. O estudo cinético de liberação do P mostrou que o modelo que melhor representa o processo é o de pseudo-segunda ordem, com coeficiente de correlação igual a 0,99. / [en] According to the World Health Organization, the world population will reach 11.2 billion in 2100, an increase of 53 percent. To supply the food demand of these people, driving sustainable agriculture is the challenge for the century. The addition of biochar, a component that has a high capacity to retain nutrients and water, with fertilizers in the soil, can be a viable alternative to solve this challenge. The biochars used in this work were produced through pyrolysis, at three different temperatures. These biochars were characterized in order to evaluate their physical and chemical properties. These samples were used to produce six phosphate fertilizers based on biochar, using the commercial fertilizers MAP and Thermophosphate. These fertilizers were applied to the soil, previously characterized, to evaluate the amount of P available after pre-established times of its application. The experimental design used was randomized blocks, with three repetitions, using the same dosege of phosphorus, in addition to the control (without addition of fertilizer), in 7 different times, resulting in a total of 189 experiments. The results indicate that in relation to the available P content in the soil, the fertilizer with pyrolyzed biochar at 500 celsius degrees (BC500) and Thermophosphate (63,63 mg kg-1) and BC500 and MAP (146,59 mg kg-1) showed the best results compared to MAP and Thermophosphate commercial fertilizers. Therefore, the additions of biochar to fertilizers promoted a slow release of P over time, when compared to MAP and Thermophosphate commercial fertilizers. The kinetic study of P release showed that the model that best represents the process is the pseudo-second order, with a correlation coefficient of 0.99.