Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-09-08Bitstream added on 2014-06-13T19:47:07Z : No. of bitstreams: 1 ferrarese_rfms_me_sjrp.pdf: 569531 bytes, checksum: 2da8f73d485e4749222432b449999a7a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O Brasil vem apresentando crescimento no cultivo de cana-de-açúcar, bem como no número de usinas instaladas no país, ocupando hoje a posição de maior produtor mundial. O Estado de São Paulo destaca-se como o maior produtor do país, onde a Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande é a 3ª maior do Estado. Com tal crescimento também veio a exigência do mercado externo sobre a produção sustentável, ou seja, necessidade de dar destinos adequados para os resíduos gerados em todo processo produtivo. Dentre os principais resíduos gerados na indústria sucroalcooleira destacam-se os efluentes líquidos, principalmente a água de lavagem (proveniente da limpeza de máquinas da indústria, da lavagem da cana, piso, entre outros) e a vinhaça (proveniente da destilação do álcool), sendo esta última apresentando um potencial poluidor muito elevado para os compartimentos ambientais (água, solo, ar). Visando o entendimento da dinâmica dos poluentes nesta região, este trabalho tem como objetivo principal avaliar a contribuição da atividade sucroalcooleira no aporte de poluentes para os compartimentos ambientais, como água, atmosfera, solo e sedimento na Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande. Neste contexto, amostras de água superficial e subterrânea, solo, sedimento, deposição atmosférica total e tecido vegetal foram coletadas no período de novembro/09 a outubro/10. Os resultados de deposição atmosférica total indicam que a atividade sucroalcooleira tem papel fundamental no aporte dos elementos quantificados, uma vez que, para a maioria dos parâmetros, a média ponderada pelo volume (MPV) no período de safra foi 4,5-9,5% maior do que a MPV do período de entressafra. A água de lavagem e a vinhaça apresentaram grandes variações nas concentrações mínimas e máximas... / Brazil has been an increase in the sugar cane cultivation, as well as the number of ethanol industry installed in the country. São Paulo state is the largest producer in the country, where the Turvo/Grande watershed is the 3rd largest producer in this state. The reasons for growth also came from demand of foreign markets about sustainable production and need to appropriate destinations for the waste generated throughout the production process. The main waste generated in the ethanol industry is wastewater, especially washes water (cleaning machines, washing sugarcane and floor and others from industrial process) and vinasse (derived from alcohol distillation), being this wastewater shows high pollution potential for environmental matrices. For understanding pollutants dynamics in the region, this study conducts at assessing the contribution of sugarcane and ethanol activity in the input of pollutants into water, atmosphere, soil and sediment in Turvo/Grande watershed. In this context, samples of surface water, groundwater, soil, sediment, total atmospheric deposition and plant tissue were collected in the period from November 2009 to October 2010. Results indicate that total atmospheric deposition acts intake for most parameters, since the volume-weighted mean (VWM) was 4.5 to 9.5% greater during the harvest period compared to the non-harvest period. Wash water and vinasse showed large variations in minimum and maximum concentrations obtained, where the largest variations to vinasse was of TOC analysis (11,117 a 30,466 mg L-1) and the wash water was conductivity (796 a 4,240 µS cm-1). For surface water and groundwater, the biggest variation occurred for nitrate, with higher values during the harvest period (10.6 and 14.4 mg L-1, respectively (value Ntotal). The contribution... (Complete abstract click electronic access below)

The agriculture has come to pass by big changes that include the introduction of synthetic chemical products, the use of more refined machinery, the diminution of the diversification of cultures and the emergency of more specialized and large-scale producers. Consequently, in the evolution of the man and the environment relation, the environmental imbalances arose and, as result of that, there is the need of giving support to the basic cycles that guarantee the life in the land. Therefore, it is necessary to use other sources of energy which bring to itself the concept of equilibrium with the Nature, resulting in indicators of sustainability of the agroecosystems. This way, this work aimed to study the biological attributes and chemists of a soil, cultivated with sugar cane classified as Vertisoil fertirrigado with vinasse, in two agricultural areas of the São José do Pinheiro plant, in Laranjeiras, in the state of Sergipe, Brazil. One of them with fertirigation and the other one without application of vinasse. The experimental delineation was in randomized statistical blocks, with three handlings, in other words, three depths: 0-15, 15-30 and 30-45 cm, with ten repetitions. In the biological attributes, the density and diversity of the population of fungi were evaluated, it was verified that it had a significant effect of the vinasse in soil for fungi between the studied areas, mainly in the area where the vinasse is applied. The statistical analysis reveals that there was a significant difference in the populations of microorganisms between the areas A and B, which did not occur between the depths. In the chemical attributes, there was a bigger penetration of macronutrients and micronutrients in the layers 0-15 cm and 15-30 cm. The study concluded that the application of the vinasse altered the biological conditions, and the chemistry of the soil, and that the population density of the microorganisms, can be a good indicator of the quality of the soil in the areas studied, being these bioindicators of the quality of the soil. It cannot be affirmed with the information obtained, that the application of the vinasse degraded soil, preserving its quality, showing its correct and ecological use. / A agricultura vem passando por grandes mudanças que incluem a introdução de produtos químicos sintéticos, o uso de maquinaria mais sofisticada, a diminuição da diversificação de culturas e a emergência de produtores de grande porte e mais especializados. Conseqüentemente, na evolução da relação homem e o meio surgiram os desequilíbrios ambientais e, resultando disso, a necessidade de dar sustentação aos ciclos básicos que garantem a vida na terra. Por isso é necessário o uso de outras fontes de energia que aportem para si o conceito de equilíbrio com a Natureza, resultando em indicadores de sustentabilidade dos agroecossistemas. Desta forma, o trabalho objetivou estudar os atributos biológicos e químicos de um solo, cultivado com cana-de-açúcar classificado como Vertissolo fertirrigado com vinhaça, em duas áreas agrícolas da usina São José do Pinheiro, município de Laranjeiras, Sergipe, Brasil. Sendo uma com fertirrigação e a outra sem aplicação de vinhaça. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com três tratamentos, ou seja três profundidades: 0-15, 15-30 e 30-45 cm, com dez repetições. Nos atributos biológicos, foram avaliados a densidade e diversidade da população de fungos. Verificou-se que houve efeito significativo da vinhaça no solo para fungos entre as áreas estudadas, principalmente onde a vinhaça é aplicada. A análise estatística revelou que houve diferença significativa nas populações de microorganismos entre as áreas A e B, o mesmo não ocorrendo entre as profundidades. Nos atributos químicos, houve um aporte maior de macronutrientes e micronutrientes nas camadas 0-15 cm e 15-30 cm na área A. O estudo concluiu que a aplicação da vinhaça alterou as condições biológicas, e químicas do solo e que a densidade populacional dos microorganismos, pode ser um bom indicador de qualidade de solo nas áreas estudadas, sendo estes bioindicadores de qualidade do solo. Com as informações obtidas não se pode afirmar que a aplicação da vinhaça degradou o solo, preservando a sua qualidade, demonstrando o seu uso ecologicamente correto.

Orientador: Miguel Angelo Mutton / Banca: Ailto Antonio Casagrande / Banca: Rafaella Rossetto / Resumo: O crescimento da cultura da cana-de-açúcar, frente à demanda global por energia renovável, provoca preocupações quanto à sua sustentabilidade. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é oferecer uma visão sistêmica do processo agroindustrial da cana-de-açúcar, do ponto de vista dos ciclos biogeoquímicos com a reciclagem de resíduos e efluentes. Para o desenvolvimento do trabalho foram elaborados modelos conceituais e numéricos, apresentando conceitos de ruptura e regeneração de ciclos, sustentabilidade cruzada, equação de configuração do canavial e coeficiente de uso cultural da terra. Foi elaborado um modelo das vias e de estratégias de uso de resíduos e efluentes para N, P, K, Ca, Mg e S, nos diversos compartimentos do processo de produção. Fez-se uma abordagem sobre metais pesados. Foram formulados e discutidos alguns indicadores: índice de adubação (IA), índice de retorno (IR) e índice de emissão (IE), que permitiram uma análise da circulação de nutrientes e da sustentabilidade. No cenário analisado para validação do modelo, concluiu-se que as quantidades de potássio, cálcio e magnésio em circulação foram suficientes para a adubação da cultura, enquanto o nitrogênio, fósforo e enxofre emitidos foram insuficientes, exigindo adubações complementares. Concluiu-se que a moderna agroindústria da cana-de-açúcar apresenta-se conceitualmente muito favorável à sustentabilidade, e ainda exige melhorias para a efetividade desses conceitos. A verticalização da produção, mesmo em monocultivo, pode contribuir para o estabelecimento de um equilíbrio de manejo favorável à sustentabilidade. / Abstract: The expansion of the sugarcane culture, up against global demand for renewable energy, provokes concerns as for its sustainability. In this context, the objective of this work was to offer a systemic view of the sugarcane agro-industrial process, from the point of view of the biogeochemical cycles with the effluent and residues recycling. For the development of the work conceptual and numerical models were elaborated, showing concepts of rupture and regeneration of cycles, crossed sustainability, cane field configuration equation and cultural land use coefficient. A model of the logistics and use strategies of effluent and residues for N, P, K, Ca, Mg and S was elaborated, in the several compartments of the production process. An approach about heavy metals was made. Some indicators were formulated and discussed: fertilization index (IA), return index (IR) and emission index (IE), which allowed an analysis of the sustainability and nutrients circulation. In the scenario analyzed for the model validation, it was concluded, one concludes that the amount of potassium, calcium and magnesium in circulation were sufficient for the fertilization of the culture, while the nitrogen, phosphorus and sulfur emitted were insufficient, requiring complementary fertilizations. It was concluded that the modern sugarcane agro-industry is conceptually very favorable to the sustainability, and still demands improvements for the effectiveness of these concepts. The verticalization of the production, even in monoculture, can contribute to the establishment of a handling balance favorable to the sustainability. / Mestre

Resumo: O Brasil vem apresentando crescimento no cultivo de cana-de-açúcar, bem como no número de usinas instaladas no país, ocupando hoje a posição de maior produtor mundial. O Estado de São Paulo destaca-se como o maior produtor do país, onde a Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande é a 3ª maior do Estado. Com tal crescimento também veio a exigência do mercado externo sobre a produção sustentável, ou seja, necessidade de dar destinos adequados para os resíduos gerados em todo processo produtivo. Dentre os principais resíduos gerados na indústria sucroalcooleira destacam-se os efluentes líquidos, principalmente a água de lavagem (proveniente da limpeza de máquinas da indústria, da lavagem da cana, piso, entre outros) e a vinhaça (proveniente da destilação do álcool), sendo esta última apresentando um potencial poluidor muito elevado para os compartimentos ambientais (água, solo, ar). Visando o entendimento da dinâmica dos poluentes nesta região, este trabalho tem como objetivo principal avaliar a contribuição da atividade sucroalcooleira no aporte de poluentes para os compartimentos ambientais, como água, atmosfera, solo e sedimento na Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande. Neste contexto, amostras de água superficial e subterrânea, solo, sedimento, deposição atmosférica total e tecido vegetal foram coletadas no período de novembro/09 a outubro/10. Os resultados de deposição atmosférica total indicam que a atividade sucroalcooleira tem papel fundamental no aporte dos elementos quantificados, uma vez que, para a maioria dos parâmetros, a média ponderada pelo volume (MPV) no período de safra foi 4,5-9,5% maior do que a MPV do período de entressafra. A água de lavagem e a vinhaça apresentaram grandes variações nas concentrações mínimas e máximas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil has been an increase in the sugar cane cultivation, as well as the number of ethanol industry installed in the country. São Paulo state is the largest producer in the country, where the Turvo/Grande watershed is the 3rd largest producer in this state. The reasons for growth also came from demand of foreign markets about sustainable production and need to appropriate destinations for the waste generated throughout the production process. The main waste generated in the ethanol industry is wastewater, especially washes water (cleaning machines, washing sugarcane and floor and others from industrial process) and vinasse (derived from alcohol distillation), being this wastewater shows high pollution potential for environmental matrices. For understanding pollutants dynamics in the region, this study conducts at assessing the contribution of sugarcane and ethanol activity in the input of pollutants into water, atmosphere, soil and sediment in Turvo/Grande watershed. In this context, samples of surface water, groundwater, soil, sediment, total atmospheric deposition and plant tissue were collected in the period from November 2009 to October 2010. Results indicate that total atmospheric deposition acts intake for most parameters, since the volume-weighted mean (VWM) was 4.5 to 9.5% greater during the harvest period compared to the non-harvest period. Wash water and vinasse showed large variations in minimum and maximum concentrations obtained, where the largest variations to vinasse was of TOC analysis (11,117 a 30,466 mg L-1) and the wash water was conductivity (796 a 4,240 µS cm-1). For surface water and groundwater, the biggest variation occurred for nitrate, with higher values during the harvest period (10.6 and 14.4 mg L-1, respectively (value Ntotal). The contribution... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Altair Benedito Moreira / Coorientador: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: Pedro Sergio Fadini / Banca: José Eduardo Bevilacqua / Mestre

Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator anaeróbio de leito fluidificado na degradação da vinhaça de cana-de-açúcar, sob condições mesofílicas. Ensaios batelada foram realizados a diferentes concentrações, visando avaliar a degradação do substrato pela biomassa anaeróbia e obtenção de parâmetros cinéticos. Vinhaça diluída a valores de DQO de 1984 mg/L, 2827 mg/L, 3800 mg/L, 6354 mg/L, 7395 mg/L, 10705 mg/L e 15872 mg/L foi utilizada nos experimentos, mostrando reduções de 67% em 192 horas, 75% em 358 horas, 81% em 408 horas, 80% em 480, 72% em 504 horas, 76% em 840 horas e de 71% em 1080, para essas concentrações, respectivamente. A reação ocorrida nos reatores foi analisada como sendo de ordem zero, com valor médio da constante de reação de 10,4 mg/L.h. Testes com partículas de poliamida, poliestireno e nylon foram realizados, objetivando a escolha da melhor partícula em termos de formação e desenvolvimento de biofilme para posterior uso no reator. As três partículas mostraram-se favoráveis à adesão e colonização de microrganismos. O reator anaeróbio de leito fluidificado foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB, que tratava água residuária de abatedouro de aves. O volume do reator era de 770 cm3, operando com tempo de detenção hidráulica de 24 h. A partícula utilizada como material suporte foi poliestireno. O tempo de operação do reator foi de 122 dias, sendo aplicada vinhaça diluída a valores de DQO que variaram de 1009 mg/L a 15874 mg/L e COVa de 1,0 Kg/m3.d a 15,9 Kg/m3.d, apresentando resultado de remoção de DQO médio de 51% a 70% e COVrv de 0,5 Kg/m3.d a 7,9 Kg/m3.d. Observações microscópicas em MEV, mostraram boa adesão microbiana nas partículas de poliestireno, em todas as fases do reator. / This work had as objective evaluates the efficiency of a anaerobic fluidized bed reactor for vinasse degradation under mesophilic conditions. Batch tests seeking to evaluate the degradation of the substratum for the anaerobic biomass and obtaining kinetic parameters were accomplished to different concentrations. Diluted vinasse to values of 1984 mg/L, 2827 mg/L, 3800 mg/L, 6354 mg/L, 7395 mg/L, 10705 mg/L and 15872 mg/L of COD was used in the experiments showing reductions of 67% in 192 hours, 75% in 358 hours, 81% in 408 hours, 80% in 480, 72% in 504 hours, 76% in 840 hours and of 71% in 1080, for those concentrations, respectively. The reaction happened in the batch reactors it was analyzed as being of order zero, with medium value of 10,4 mg/L.h for the constant of reaction. Tests with polyamide particles, polystyrene and nylon were accomplished, aiming at the choice of the best particle in formation terms and biofilme development for subsequent use in the reactor. The three particles were shown favorable to the adhesion and colonization of microorganisms. The fluidized bed reactor was inoculated with sludge from reactor UASB treating effluent frompoultry slaughterhouse. The volume of the reactor was of 770 cm3, operating with hydraulic detention time of 24 h. Polystyrene particles were used as material support. The reactor was operated for 122 days, being applied diluted vinasse to values of COD 1009 mg/L ranging to 15874 mg/L and organic loading rate (OLR) of 1,0 Kg/m3.d to 15,9 Kg/m3.d, presenting efficiency COD removal of 51% - 70% and OLR removal of 0,5 Kg/m3.d - 7,9 Kg/m3.d. Microscopic observations in MEV showed good microbial adhesion in the particles of polystyrene, in all the phases of the reactor.

A vinhaça é o principal resíduo da produção de etanol de cana-de-açúcar e, no Brasil, são gerados aproximadamente 250 milhões de m3 de vinhaça por safra. Atualmente, este efluente é usado para fertirrigação dos canaviais em sua forma in natura, ou seja, sem tratamento prévio. Devido à sua grande quantidade de matéria orgânica e de sais, a disposição inadequada no meio ambiente pode ser causa tanto de impactos no solo e na água, como de emissões de gases de efeito estufa. O objetivo geral deste estudo é comparar diferentes alternativas de processamento para o aproveitamento energético da vinhaça, em busca daquela com maior desenvolvimento tecnológico, que mitigue os possíveis impactos ambientais da fertirrigação com vinhaça in natura e que esteja associada a um menor custo. Para esta finalidade, foram configurados cinco cenários que representam as tecnologias mais estudadas atualmente. Como cenário de referência, foi estabelecido a fertirrigação com vinhaça in natura e, como suas alternativas, consideraram-se: 1.concentração, 2.biodigestão e 3.incineração com produção de energia elétrica, bem como 4.combinação da biodigestão com a concentração e com o uso veicular do biogás. Uma vez feita a avaliação, concluiu-se que todas as alternativas melhoram o desempenho ambiental da gestão do resíduo e, ao mesmo tempo, permitem o aproveitamento e a economia de energia. Entretanto, o sistema de concentração é a única opção que se mostra viável economicamente na situação atual. Para ser atrativo o investimento nas demais tecnologias, seria necessária a introdução de medidas que premiem monetariamente os serviços ambientais, tais como a mitigação de emissões de gases de efeito estufa, a redução do consumo de água e a produção de energia a partir de fontes renováveis. A combinação da biodigestão com a posterior concentração pode ser a opção que reúne o maior número de vantagens com respeito ao cenário de referência. Com esta combinação, o biogás produzido é utilizado para suprir o consumo de energia do processamento e para substituir o diesel na frota usada na produção da cana-de-açúcar. Relativo aos impactos ambientais, esta configuração tecnológica diminui o volume da vinhaça, facilita sua distribuição a longas distâncias, evita a concentração de nutrientes no entorno das usinas, elimina o odor da decomposição da vinhaça e as emissões de metano, possibilita a reutilização da água e permite a substituição de combustíveis fósseis. Além disso, a vinhaça biodigerida e concentrada tem boas qualidades como fertilizante. / The vinasse is the main residue of ethanol production from sugarcane. In Brazil, around 250 million m3 of vinasse are generated per harvesting season. Currently, this effluent is used in natura, ie, without previous treatment, for sugarcane fertirrigation. Due to its large amount of organic matter and salts, inadequate disposal in the environment may cause impacts on soil and water, as well as greenhouse gases emissions. This study aims to compare different alternative process for vinasse energy recovery, searching which ones have the highest technological development nowadays, mitigate the possible environmental impacts of fertirrigation using in nature vinasse and involve the lowest cost. For this purpose, five scenarios were configured, representing the most widely studied technologies. As the baseline scenario it was established fertirrigation using in nature vinasse and, as alternatives scenarios, the following ones were considered: 1. concentration, 2. digestion and 3. incineration with electricity generation, and 4. digestion plus concentration with vehicular use of biogas. It was concluded that all the alternatives improve the environmental performance of vinasse management since they also allow energy recovery and savings. However, only vinasse concentration system is economically feasible nowadays. For the other technologies to become an attractive investment, it would be necessary to include an economic valuation of environmental services, such as greenhouse gas emissions mitigation, reduction of water consumption and renewable energy production. The combination of digestion and subsequent concentration may be the option that brings together the largest number of advantages comparing to the baseline scenario. In this solution, the biogas produced is used to supply the process power consumption and to replace diesel in the fleet used for sugarcane production. Regarding the environmental impacts, this technology configuration reduces vinasse`s volume, facilitates its distribution to long distances, prevents nutrient concentration around mills, eliminates decomposition odor and methane emissions, enables water reuse and allows fossil fuels replacement. Furthermore, digested and concentrated vinasse has good qualities as fertilizer.

Emissões de N2 e N2O reduzem a eficiência da adubação e podem causar danos ambientais. O método do traçador isotópico (15N) é indicado para medições de N2 e N2O, masnão há relatos de sua utilização no Brasil na quantificação desses gases.O objetivo deste estudo foi adaptar o método do traçador 15N às condições brasileiras para quantificar N2 e N2O derivados do fertilizante aplicado à cana-de-açúcar. Para o ajuste do métodoforam conduzidos três experimentos: um em condições controladas e dois em condições de campo. Em ambiente controlado foram utilizados três solos com diferentes classes texturais. A influência da umidade (40, 60 e 80% da capacidade máxima de retenção de água - CMRA) e da adição ou não de dextrose (500 mgkg-1 de C), foram outros parâmetros avaliados. O K15NO3enriquecido em 23,24% em átomos de 15N foi a fonte de N (100 mg kg-1 de N) utilizada. Os trabalhos de campo foram realizados em Latossolo Vermelho da região de Piracicaba-SP, em área de canade- açúcar sem despalha a fogo. No segundo experimento, foram testadas: fontes de N (15ureia e 15NH4 15NO3, ambos com 31,9% em átomos de 15N); doses de N (55 e 110 kg ha-1); com e sem vinhaça (100 m3 ha-1). No terceiro foram testadas doses de N (70 e 140 kg ha-1)na forma de 15NH4 15NO3; doses de vinhaça (75 e 150 m3 ha-1); com e sem a cobertura de palha (11 Mg ha-1). Em cada experimento, buscou-se aprimorar o protocolo de coleta, preparo e análise dos gases. No primeiro experimento observou-se que somente tratamentos com dextrose emitiram N2O, sendo as emissões aumentadas com a elevação da CMRA de 40 para 60%.Perdas de N (N2 + N2O) do K15NO3variaram de 0,04 a 48,26%. No segundo experimento não foram observadas emissões nos tratamentos com 15ureia. Nos tratamentos com 15NH4 15NO3, somente N2O foi detectado.A vinhaça potencializou as emissões de N2O, mas os fatores de emissão ficaram abaixo de 0,4%. A não detecção do N2 levantou a hipótese que o enriquecimento isotópico dos fertilizantes foi insuficiente para marcar o N2 do interior das câmaras. Então, no último experimento, utilizou-se o 15NH4 15NO3enriquecido a 98 e a 10,43% para as determinações de N2 e N2O, respectivamente. Neste experimento a manutenção da palha intensificou as emissões de N2O proveniente do 15NH4 15NO3; a umidade, a temperatura, o Nmineral e o C-lábil do solo não apresentaram correlações significativas com emissões de N2O. Os fatores de emissão foram inferiores a 0,2%. No último experimento, também não foi detectado o N2, sugerindo que o N2O tenha sido o produto final da desnitrificação nos experimentos de campo. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas no método do traçador 15N foram eficazes para a quantificação dos gases. Outras adaptações, entretanto, deverão surgir à medida que a adoção do método do traçador 15N se intensifique no Brasil / N2 and N2O emissions decrease the fertilization efficiency and can cause environmental damages. The 15N tracer method is used to measure N2 and N2O emissions, but there are no reports of its application in Brazil. The objective of the present study was to adapt the 15N tracer method to Brazilian conditions to quantify the N2 and N2O from fertilizers applied in sugarcane crop. Three experiments were conducted to adjusting the method: one in controlled conditions and the others in field. In controlled conditions, three soils with distinct textural class were evaluated. It was measured the moisture content (40, 60 and 80 % of water holding capacity - CMRA) and two levels of dextrose (0 and 500 mg C kg-1). K15NO3 (23.24 atom% 15N) was the N source used (100 mg kg-1). The field experiments were carried out on a RhodicDystrudox in Piracicaba region, Sao Paulo state. In the second experiment, two N sources (urea and NH4NO3, both with 31.9 atom% 15N), two N levels (55 and 110 kg ha-1) and two vinasse addition levels (0 and 100 m³ ha-1) were evaluated. In the third experiment, two N levels (70 and 140 kg ha-1) using 15NH4 15NO3 as N source, two vinasse levels (75 and 150 m³ ha-1) and the presence (11 Mg ha-1) or not of straw covering were evaluated. In each experiment, we try to improve our sampling protocol, gases preparing and analysis based on the limitations detected. In the first experiment, the N2O emissions occurred only in dextrose presence and were increased when the CMRA was raised to 60%. The N losses (N2+N2O) from K15NO3 varied from 0.04 to 48.26%. In the second experiment, it was not observed N2O emission with urea fertilization. In the treatments with NH4NO3 fertilization, it was only observed N2O emission. The vinasse application potentiated the N2O emissions, but the emissions factors were below 0.4 %. We believed that fertilizer isotopic enrichment was not sufficient to label the N2 inside chambers and because of this it was not possible measure N2 emission. So, in the last experiment, we used the 15NH4 15NO3 enriched with 98 and 10.43 atom% 15N to measure the N2 and N2O emission, respectively. In the same experiment, the straw maintenance on soil surface increased the N2O emissions from NH4NO3. The moisture, temperature, N-mineral and the C-labile were not significantly correlated with N2O emissions. The emissions factors were under of 0.2%. In the last experiment, likewise, it was not detected N2 emission, suggesting that the final product from denitrification was N2O in field experiments. Our results showed that adaptations realized in 15N tracer method were effective to quantify gases emissions. However, others adaptations can arise as result of intensification in adoption of 15N tracer method in Brazil

Devido à crise que o setor sucroenergético vem sofrendo ultimamente, mediante baixas nas cotações de açúcar e etanol nos mercados internacionais, a técnica de irrigação em cana-de-açúcar vem passando por alguns questionamentos quanto a viabilidade de implantação dos sistemas. Diante disso, novos sistemas de irrigação vêm surgindo no meio sucroenergético em busca da redução de perdas de água por evaporação e lixiviação e, também buscando uma maior longevidade de canaviais a fim de obter maior lucro líquido ao longo da vida útil da lavoura. A exemplo disso tem-se o sistema de gotejamento subsuperficial já bastante difundido na Austrália. Outro aspecto é a aplicação de vinhaça em cana-de-açúcar, cuja técnica vem sendo adotada há muito tempo visto que promove melhorias nas condições físico-química do solo além de promover economias com redução da aplicação de fertilizantes minerais visto que a vinhaça é rica no nutriente potássio. Diante disso, buscouse conduzir uma pesquisa sobre fertirrigação com aplicação de vinhaça e adubação mineral, em diferentes doses, via gotejamento subsuperficial em um Argissolo vermelho-amarelo com a variedade de cana-de-açúcar CTC15, buscando verificar os seus efeitos na produtividade da variedade e parâmetros biométricos, visto que, irrigação por gotejamento subsupercial em cana-de-açúcar é uma tecnologia relativamente nova para cultura no Brasil. Portanto, foi instalado um experimento de campo em área de aproximadamente 1600 m2, composto por 6 tratamentos compostos de diferentes doses de vinhaça, adubação mineral e sequeiro, e 4 repetições, em delineamento inteiramente casualizado, conduzidos por duas safras de cana (2013-2014 e 2014-2015), sendo o T1 sem irrigação e com adubação convencional junto ao plantio, T2 fertirrigado convencionalmente, T3 ½ DoseCETESB, T4 dose calculada a partir dos critérios da norma P4.231/2015 (DoseCETESB), T5 2xDoseCETESB e T6 3xDoseCETESB. O manejo da irrigação foi realizado por tensiômetros instalados em profundidades de 20, 40 e 60 cm. Os parâmetros avaliados foram: biometria completa da parte aérea (altura de planta, comprimento de limbo foliar, largura de limbo foliar, distância entre internódios, número de colmos, diâmetro de colmos, número de folhas e de perfilhos, clorofila a, b e total), produção por área e avaliação tecnológica (Brix, Pureza, Fibra, Cinzas e ATR). Os parâmetros foram avaliados por análise estatística de variância e teste de comparação entre médias por Tukey a 5% de probabilidade. Diante dos resultados obtidos, comparado à condição de sequeiro (T1), a irrigação exercida no ciclo da cana planta promoveu ganhos em número de perfilhos da ordem de 16%, número de colmos na ordem de 10% e largura de limbo foliar em 15%. A fertirrigação com vinhaça no ciclo de primeira soca, em comparação ao sequeiro (T1), promoveu ganhos de 13% para altura de plantas, 5% para comprimento de folhas, 12% para número de perfilhos e 4% para largura de limbo foliar. E não foram encontradas diferenças estatísticas para clorofila a, b e total e nem para parâmetros tecnológicos nos dois ciclos. O tratamento que melhor respondeu a fertirrigação com vinhaça em produtividade foi T4 (DoseCETESB) obtendo um valor de 190 ton ha-1. / Due to low sugar and ethanol prices in international markets, questions have arisen about the economic feasibility of implementing new irrigation techniques. Consequently, irrigation systems with reduced leaching and evaporative water loss, and with greater longevity, are being developed to achieve higher net income for sugarcane. The use of subsurface drip is already widespread in Australia, for example. One such management technique is the use of vinasse in sugarcane crops in Brazil. Vinasse has a long history of use in sugarcane production in Brazil, since it promotes improvements in the physical-chemical conditions of the soil and reduces the use of mineral fertilizers, as it is rich the potassium. This research relates to subsurface drip fertigation of the CTC15 variety of sugarcane in a redyellow Argisol, with vinasse and mineral fertilizer. The objective was to characterize the effect of fertigation on yield and several biometric parameters, since subsurface drip irrigation/fertigation is a relatively new technology for sugarcane production in Brazil. A drip irrigation system was installed in a 1600 m2 field, consisting of 4 replications of 6 treatments with different vinasse doses, mineral fertilizer and rainfed conditions, in a completely randomized design. The treatments were T1: No irrigation and conventional fertilization at planting, T2: fertigation at conventional fertilizer levels, T3: fertigation at ½ the standard P4.231/2015 CETESB rate, T4: fertigation at the standard CETESB rate, T5: fertigation at twice the CETESB rate and T6: fertigation at three times the CETESB rate. Data were collected for the 2013-2014 and 2014-2015 sugarcane crops. Irrigation was scheduled based on the moisture content in tensiometers installed at 20, 40 and 60 cm depth. The parameters evaluated were complete shoot biometrics (plant height, leaf blade length, width of leaf blade, the distance between internodes, number of stems, stalk diameter, number of leaves and tillers, chlorophyll a, b and total chlorophyll), crop yield, and sugarcane quality (Brix, Purity, Fiber, Embers and ATR). The parameters were evaluated by statistical analyses of variances, and comparison test of means by Tukey at 5% probability. Based on these results, compared to rainfed condition (T1), irrigation improved tiller number by 16 %, culm number by 10%, and width of leaf blade at 15%. The fertigation with vinasse in the first ratoon cycle, improved plant height by 13%, sheet length by 5%, number of tillers by 12%, and width of leaf blade by 4%. There were no statistical differences in chlorophyll A, chlorophyll B, total chlorophyll and sugarcane quality in either of the two crop cycles. The T4 treatment, fertigation at the standard CETESB rate, had the best yield response to fertigation with vinasse (190 ton ha-1).

O lodo proveniente de estações de tratamento de água (ETA) é formado pela decantação do material particulado presente na água e sua composição varia conforme as atividades do entorno do manancial e dos produtos acrescentados durante o processo de potabilização da água. Seu destino é nos cursos de água ou armazenado na ETA, gerando um passivo ambiental. Esse, na forma in natura não apresenta características suficientes para sua aplicação em solos, no entanto, agregado ao bagaço e vinhaça de cana-de-açúcar e tratado com os fungos Pleurotus spp., constituirá um produto com melhor estruturação, devido a capacidade do fungo em degradar, mineralizar e transformar substâncias poluentes. O objetivo desse estudo foi caracterizar o lodo gerado em ETA quanto a sua toxicidade utilizando plântulas de milho e avaliar sua utilização na agricultura como material orgânico após o tratamento com Pleurotus, para uma destinação final adequada do lodo. Foram realizados dois experimentos em laboratório, o primeiro para definir a proporção adequada da composição da mistura em cinco composições (0:1; 1:1; 1:2; 1:3 e 2:1 de lodo/bagaço), inoculadas com cada uma das linhagens dos fungos (P. sajor-caju e P. ostreatus) incubados por 12 dias. Após, avaliou-se o pH; condutividade elétrica, umidade, análises químicas de fertilidade e a atividade de três enzimas (lacase, peroxidase e manganês peroxidase). O segundo experimento foi realizado após a definição da composição da mistura e a linhagem de fungo que proporcionou os melhores resultados. A mistura de 1:2 (lodo/bagaço) com P. sajor-caju foi incubada por 60 dias. Avaliações antes da inoculação e após 60 dias de incubação foram realizadas da mesma maneira que no primeiro experimento, acrescentados das análises dos elementos químicos potencialmente tóxicos. O potencial de utilização agronômico da mistura tratada foi realizado incorporando o material ao solo nas concentrações de 0; 1; 10 e 100 de mistura/solo (g/kg). Dez sementes de milho (Zea mays) foram semeadas, após cinco dias de desenvolvimento realizou-se o desbaste, deixando cinco plântulas por vaso. As plântulas permaneceram em condições de casa de vegetação por mais 14 dias. Foram avaliadas: porcentagem de germinação, comprimento de raiz e parte aérea das plântulas e a produção de matéria seca e, os teores e acúmulo de elementos químicos potencialmente tóxicos nas raízes e parte aérea de milho. A proporção de 1: 2 da mistura tratada com P. sajor-caju foi escolhida com base nas características químicas avaliadas, produção de enzimas, redução de odor e descoloração da mistura. O material tratado não apresentou efeitos de toxicidade em Z. mays até a concentração de 10 g/kg (mistura/solo). Acima desta, na concentração de 100 g/kg observou-se a redução de parte aérea e aumento do crescimento das raízes e, elevadas concentrações de Al, Fe K e P. O teste de mistura e ecotoxicológico utilizando o lodo de ETA evidenciou sua utilização como material componente de um produto orgânico associado ao bagaço e vinhaça, na proporção de 1:2 (lodo/bagaço) inoculado com P. sajor-caju incubado por 60 dias em condições de laboratório / The sludge generation from water treatment plants (WTP) is formed by the setting of the particulate matter. The chemical composition of the sludge varies according to the activities surrounding the watershed and products added during the water purifying process. The normal destination of the sludge are the watercourses or the storage in the area of WTP. The sludge in nature form does not have enough features to their application to land. However, added to bagasse and vinasse, after going through a biological treatment using the fungi of genus Pleurotus, will be transformed in a product with better structuring due to the capacity of degradation, mineralization and conversion of pollutants. Based on this, the objective of this study is to characterize the sludge produced in WTP on its toxicity and evaluate the viability of this utilization in agriculture as an organic material after Pleurotus treatment. There were two experiments in the laboratory, the first to set the proper proportion in the composition of the mixture testing in five compositions 1:0; 1:1; 1:2; 1:3 and 2:1 (sludge/bagasse), inoculated with each strain of the P. sajor-caju and P. ostreatus. After 12 days of incubation were evaluated of pH, electrical conductivity, moisture and the activity of three enzymes (laccase, peroxidase and manganese peroxidase). The second experiment was carried out after setting the composition of the mixture and the fungus strain that provided the best results. The mixture of 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju with evaluations before and after 60 days of incubation. The treated material was evaluated in the same way as the first experiment, with further analyses of organic carbon, total nitrogen and chemical nutrients or potentially toxic elements. The ecotoxicological test was carried out by incorporating the mixture into the soil in pots at concentrations of 0; 1; 10 and 100 of mixture/soil (g/kg). After that the maize (Zea mays) was sown and grown in conditions of green house for 14 days. Then were evaluated: percentage of germination, plant height, root length, dry matter production, and the content and accumulation of nutrient and/or potentially toxic chemicals elements. The ratio of 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju was chosen based on the results of chemical characteristics, production of enzymes, reducing odor and discoloration of the treated mixture. This material applied in soils showed no toxic effects in Zea mays up to a concentration of 10 g/kg (mixture/soil). Above this, in the concentration of 100 g/kg, was observed the shoot reduction, root growth and, high concentrations of Al, Fe, K and P. The mixture composition and ecotoxicological tests, revealed the potential of use sludge of WTS in material organic formulation together with bagasse and vinasse in the ratio 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju incubated for 60 days under laboratory conditions

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2016-08-15T14:59:01Z No. of bitstreams: 1 Joycyely Marytza de Araujo Souza Freitas.pdf: 1276370 bytes, checksum: e10a572ebdb1134c06165a605d65f64a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-15T14:59:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joycyely Marytza de Araujo Souza Freitas.pdf: 1276370 bytes, checksum: e10a572ebdb1134c06165a605d65f64a (MD5) Previous issue date: 2015-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The vinasse is rich in nutrients, particularly potassium, but it is classified as waste distillation process the juice of sugarcane for alcohol manufacturing process, which has no current state legislation on the discharge to the environment. Thus, the objective of the study is to evaluate the potassium ion interactions (K+), applied via vinasse in a representative soil of sugarcane zone (coastal board sandy texture) using adsorption isotherms. The methodology was based on physical, chemical and soil mineralogical and batch tests based on the recommendations of the Environmental Protection Agency (EPA-USA), where the experimental curves were adjusted by Langmuir and Freundlich isotherm models using the Sigma Plot 11.0 Software. Regarding the isotherms, the Freundlich model showed better fit the curve in two ways: linear and non-linear (direct adjustment), the non-linear model chosen on the basis of values of the coefficient of determination (R²). The potassium interaction with soil was mainly with organic matter and the presence of soil kaolinite, it had negative ions on the outer surface, thereby promoting the adsorption. The soil potassium adsorption capacity was higher for the first layer (0-20 cm) decreasing in depth. / A vinhaça é rica em nutrientes, principalmente em potássio, porém é classificada como rejeito do processo de destilação do caldo da cana-de-açúcar para processo de fabricação do álcool, que não possui legislação estadual vigente sobre o descarte no meio ambiente. Dessa forma, o objetivo do estudo é avaliar as interações do íon potássio (K+), aplicados via vinhaça, em um solo representativo da zona canavieira (tabuleiro costeiro de textura arenosa) por meio de isotermas de adsorção. A metodologia empregada foi baseada na caracterização física, química e mineralógica do solo, bem como de ensaios de equilíbrio em lote baseado nas recomendações da Environmental Protection Agency (EPA-USA), onde as curvas experimentais foram ajustadas pelos modelos de Isotermas de Langmuir e Freundlich com auxílio do software Sigma Plot versão 11.0. Com relação as isotermas, o modelo de Freundlich demonstrou melhor ajuste da curva nas duas formas: linear e não-linear (ajuste direto), sendo o modelo não-linear escolhido em função dos valores do coeficiente de determinação (R²). A interação do potássio com o solo se deu principalmente com a matéria orgânica e a presença de caulinita do solo, pois apresentaram íons negativos na superfície externa, favorecendo assim a adsorção. A capacidade de adsorção do potássio ao solo foi maior para a primeira camada (0-20 cm), diminuindo em profundidade.