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Tipo do documento: Dissertação
Title: Uso da biomassa de microalgas cultivadas em águas residuárias da bovinocultura para produção de rúcula (Eruca vesicaria (L.) Cav.)
Other Titles: Use of microalgae biomass cultivated in cattle wastewater for arugula (Eruca vesicaria (L.) Cav.) production
Authors: Dagnaisser, Laiza Santos
Orientador(a): Mendonça, Henrique Vieira de
Primeiro coorientador: Pinheiro, Érika Flávia Machado
Primeiro membro da banca: Mendonça, Henrique Vieira de
Segundo membro da banca: Salvador, Conan Ayade
Terceiro membro da banca: Campos, David Vilas Boas de
Keywords: biofertilizante;horticultura;bovinocultura orgânica;biofixação de CO2;biofertilizer;horticulture;organic cattle farming;CO2 biofixation
Área(s) do CNPq: Engenharia Agrícola
Idioma: por
Issue Date: 24-May-2023
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental
Citation: DAGNAISSER, Laiza Santos. Uso da biomassa de microalgas cultivadas em águas residuárias da bovinocultura para produção de rúcula (Eruca vesicaria (L.) Cav.). 2023. 94 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola e Ambiental) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, RJ, 2023.
Abstract: As microalgas têm sido estudadas nos últimos anos devido ao seu potencial biotecnológico. O cultivo de microalgas em águas residuárias pode resultar na produção de um biofertilizante para culturas agrícolas. A aplicação da biomassa de microalgas como um biofertilizante para produção de hortaliças é um dos possíveis usos desse bioproduto. O objetivo geral do presente trabalho foi avaliar a utilização da biomassa de microalgas, cultivadas em água residuária de bovinocultura de leite com manejo orgânico (ARB), como biofertilizante no cultivo de rúcula. O primeiro capítulo teve como objetivo produzir, em ARB, biomassa de Arthrospira platensis DHR 20 (Spirulina) com características físicas, químicas e microbiológicas compatíveis para ser usada como biofertilizante líquido. Também, objetivou-se determinar a taxa de biofixação de CO2 no processo de cultivo da microalga na ARB. A ARB foi biorremediada com microalgas em fotobiorreatores de coluna adaptados em garrafas de polietileno tereftalato de 2 L. A caracterização da ARB e da biomassa de microalgas foi realizada por meio das análises dos teores totais de macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg), micronutrientes (Zn, Cu, B), teor de Na, Razão de Adsorção de Sódio (RAS), pH, teor de carbono orgânico total (C), relação C:N, condutividade elétrica (CE) e parâmetros microbiológicos (coliformes termotolerantes, ovos viáveis de helmintos, Salmonella sp.). O segundo capítulo teve como objetivo avaliar comparativamente o efeito do biofertilizante de biomassa de microalgas, oriundo da produção de microalgas em ARB, com a aplicação de ARB e com o uso de fonte convencional de nitrogênio (ureia) no desenvolvimento da parte aérea e das raízes da rúcula. Também, objetivou-se verificar as características microbiológicas nas folhas das rúculas ao final do cultivo, bem como, avaliar as alterações nas propriedades químicas do solo e na estrutura do solo após o experimento. O experimento foi composto por três tratamentos: T1 – Controle, com aplicação de ureia; T2 –ARB; T3 – Biofertilizante de biomassa de microalgas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com sete repetições com quatro plantas em cada parcela experimental. O biofertilizante de biomassa de microalgas apresenta potencial nutritivo para plantas, principalmente como fonte de N e K, e como condicionador do solo. De acordo com a RAS, o biofertilizante de microalgas e a ARB não apresentam nenhum grau de restrição para uso no solo quanto a sodicidade e grau de restrição de uso ligeira a moderada quanto a salinidade. A taxa de biofixação média de CO2 obtida permite concluir que o cultivo de Spirulina em ARB apresenta aptidão para a biofixação desse gás de efeito estufa. As plantas de rúcula produzidas nos três tratamentos apresentaram qualidade de desenvolvimento semelhantes segundo Índice de Qualidade de Dickson. Entretanto, as plantas fertilizadas com ureia apresentaram desempenho estatisticamente superior em altura, número de folhas, diâmetro do caule, área foliar e massa seca da parte aérea e maior concentração de N e Na nas folhas em comparação T2 e T3. As folhas de rúcula dos três tratamentos apresentaram resultado negativo para a presença de coliformes termotolerantes. A avaliação da estrutura do solo após o experimento indica que o biofertilizante de microalgas, bem como a ARB, pode agir como condicionador do solo, melhorando sua qualidade estrutural se comparado com o solo adubado com ureia.
Abstract: Microalgae have been studied in recent years due to their biotechnological potential. The cultivation of microalgae in wastewater can result in the production of a biofertilizer for agricultural crops. The application of microalgae biomass as a biofertilizer for horticultural production is one of the possible uses of this bioproduct. The main objective of the present work was to evaluate the use of microalgae biomass, cultivated in organic managed cattle wastewater (CW), as biofertilizer in arugula cultivation. The first chapter aimed to produce, in CW, microalgae Arthrospira platensis DHR 20 (Spirulina) with compatible physical, chemical, and microbiological characteristics to be used as liquid biofertilizer. Determine the rate of CO2 biofixation in the microalgae cultivation in CW was also an objective of this chapter. The CW was bioremediated with microalgae in column photobioreactors adapted in 2 L polyethylene terephthalate bottles. The characterization of the CW and microalgae biomass was performed by analyzing total macronutrient (N, P, K, Ca, Mg), micronutrients (Zn, Cu, B), Na content, Sodium Adsorption Ratio (SAR), pH, total organic carbon (C) content, C:N ratio, electrical conductivity (EC), and microbiological parameters (thermotolerant coliforms, viable helminth eggs, Salmonella sp.). The second chapter aimed to comparatively evaluate the effect of microalgae nitrogen biofertilizer, from microalgae production in ARB, with only ARB and with conventional nitrogen source (urea) on the development of the shoot and roots of arugula. It also aimed to verify the microbiological characteristics in the leaves of the arugula at the end of the cultivation, as well as to evaluate the changes in the chemical properties of the soil and in the soil structure after the experiment. The experiment consisted of three treatments: T1 - Control, with application of urea; T2 - CW; T3 - Microalgae biomass biofertilizer. The experimental design was entirely randomized with seven repetitions with four seedlings each experimental plot. The microalgae biomass biofertilizer has nutritional potential for plants, mainly as a source of N and K, and as a soil conditioner. According to the SAR, microalgae biofertilizer and ARB do not have any degree of restriction for soil use for sodicity and slight to moderate degree of restriction for salinity. The average of CO2 biofixation obtained enables the conclusion that the cultivation of the microalga Spirulina in CW presents suitability for the biocapture of this Greenhouse gas. The arugula plants produced in the three treatments presented similar developmental quality according to Dickson’s Quality Index. However, the plants fertilized with urea showed statistically superior performance in height, number of leaves, stem diameter, leaf area, and shoot dry mass, and higher concentration of N and Na in the leaves compared to T2 and T3. The arugula leaves of the three treatments showed negative results for the presence of thermotolerant coliforms. The evaluation of soil structure after the experiment indicates that microalgae biofertilizer, as well as ARB, can act as a soil conditioner, improving its structural quality when compared to soil fertilized with urea.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13315
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Agrícola e Ambiental

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