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Tipo do documento: Dissertação
Title: Potencial produtivo e contribuição da FBN nas culturas de capim-elefante e cana-de-açúcar para fins energéticos
Other Titles: Productive potential and contribution of BNF to the cultivation of Elephant grass and Sugarcane for energy purposes
Authors: Oliveira, Carolina Almada Gomes de
Orientador(a): Urquiaga Caballero, Segundo Sacramento
Primeiro membro da banca: Urquiaga Caballero, Segundo Sacramento
Segundo membro da banca: Alves, Bruno José Rodrigues
Terceiro membro da banca: Araújo, Adelson Paulo de
Keywords: Biomassa;Bioenergia;15N;FBN;Biomass;Bioenergy;BNF
Área(s) do CNPq: Agronomia
Agronomia
Idioma: por
Issue Date: 28-Feb-2022
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Fitotecnia
Citation: OLIVEIRA, Carolina Almada Gomes de. Potencial produtivo e contribuição da FBN nas culturas de capim- elefante e cana-de-açúcar para fins energéticos. 2022. 63 p. Dissertação (Mestrado em fitotecnia) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica. 2022.
Abstract: Diante do aumento da demanda energética mundial e dos impactos ambientais gerados pela queima de combustíveis fósseis, tornou-se fundamental a busca por fontes renováveis de energia. O capim-elefante e a cana-de-açúcar são duas gramíneas que possuem alta eficiência fotossintética e grande capacidade de acumular matéria seca, o que as tornam opções para produção de biomassa para fins energéticos. Os objetivos desse estudo foram avaliar o potencial produtivo de biomassa seca de 10 genótipos de capim-elefante e de 3 variedades de cana-de- açúcar, e quantificar a contribuição da fixação biológica de nitrogênio (FBN) para esses genótipos. Foram realizados dois experimentos em dois tanques de concreto, de 120 m2 e 0,6 m de profundidade, preenchidos com solo Argissolo marcado com 15N. Os experimentos foram conduzidos sem uso de fertilizante nitrogenado para favorecer o processo da FBN e receberam adubações com macro e micronutrientes, de acordo com análises de solo. Os cortes dos experimentos foram realizados a cada seis meses para o capim e a cada ano para a cana-de- açúcar. No momento da colheita, foi realizado corte das plantas e pesagem total da biomassa fresca. De cada parcela foram separadas plantas de capim-elefante e cana-de-açúcar, de forma aleatória, e fracionadas em palha, folha verde e colmo. Dessas frações foram retiradas subamostras, acondicionadas em saco de papel, pesadas e levadas para estufa de circulação forçada à 65° até estabilização da biomassa. Assim que o material foi retirado da estufa, as subamostras foram pesadas novamente para obtenção da produção de massa seca. Foi utilizada a técnica de abundância natural de 15N para calcular o N derivado da FBN. Não houve diferença estatística entre os genótipos e as variedades na maioria dos parâmetros avaliados. Os genótipos de capim-elefante P13G13, P21G15 e BRS CAPIAÇU apresentaram maior produção anual de biomassa seca, atingindo aproximadamente 24 Mg ha- 1. A variedade de cana-de-açúcar RB867515 destacou-se na produção de biomassa seca, de 117 Mg ha- 1. O acúmulo de N no capim-elefante foi 110 kg ha-1 no ano e na cana-de-açúcar foi em média 100 kg ha-1 no ano. A média da contribuição da FBN ficou em torno de 35% para os genótipos de capim-elefante e em torno de 30% para as variedades de cana-de-açúcar. Já a quantidade de N derivado da FBN foi de aproximadamente 41,8 kg de N derivado da FBN para o capim-elefante e 35 kg N para a cana-de-açúcar, considerando uma média anual. É possível concluir que o capim-elefante e a cana-de-açúcar são duas espécies vegetais com grande potencial para acumulação de biomassa para fins energéticos, quando se considera as condições aplicadas aos experimentos em questão e que recebem significativa contribuição de N via a FBN.
Abstract: In view of the increase in world energy demand and the environmental impacts generated by the burning of fossil fuels, the search for renewable energy sources has become fundamental. Elephant grass and sugar cane are two grasses that have high photosynthetic efficiency and great capacity to accumulate dry matter, which make them options for biomass production for energy purposes. The objectives of this study were to evaluate the dry biomass production potential of 10 elephant grass genotypes and 3 sugarcane varieties, and to quantify the contribution of biological nitrogen fixation (BNF) to these genotypes. Two experiments were conducted in two concrete tanks, 120 m2 and 0.6 m deep, filled with 15N -labeled Argisol soil. The experiments were conducted without the use of nitrogen fertilizer to favor the BNF process and received fertilization with macro- and micronutrients, according to soil analysis. The experiments were cut every six months for elephant grass and each year for sugarcane. At harvest time, the plants were cut and the total fresh biomass weighed. Elephant grass and sugarcane plants were randomly separated from each plot and fractionated into straw, green leaf, and thatched. From these fractions, sub-samples were taken, packed in paper bags, weighed, and taken to a forced circulation oven at 65° until biomass stabilization. Once the material was removed from the oven, the sub-samples were weighed again to obtain the dry mass production. The 15N natural abundance technique was used to calculate the N derived from BNF. There was no statistical difference between the genotypes and varieties in most of the parameters evaluated. Elephant grass genotypes P13G13, P21G15 and BRS CAPIAÇU showed higher annual dry biomass production, reaching approximately 24 Mg ha-1. The sugarcane variety RB867515 stood out in dry biomass production, of 117 Mg ha-1. N accumulation in elephant grass was 110 kg ha-1 in the year and in sugarcane was on average 100 kg ha-1 in the year. The average BNF contribution was around 35% for elephant grass genotypes and around 30% for sugarcane varieties. BNF-derived N was approximately 41.8 kg N for elephant grass and 35 kg N for sugar cane, considering an average annual production. It is possible to conclude that elephant grass and sugarcane are two plant species with great potential for biomass accumulation for energy purposes, when considering the conditions applied to the experiments in question and that receive a significant contribution from N via the BNF.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/18197
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