BRPI0901636A2 - insumo agrìcola e método de sua produção - Google Patents
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Abstract
INSUMO AGRìCOLA E MéTODO DE SUA PRODUçãO. A presente invenção refere-se a um insumo agrícola compreendido por torta de mamona e palhada ou bagaço de gramíneas de grande porte, como o capim-elefante (Pennisetum purpureum) ou a cana de açúcar, ou, opcionalmente outros aditivos. A tecnologia apresentada de produção de insumos agrícolas através da compostagem da mistura de torta de mamona com a palhada ou bagaço de gramíneas de grande porte, como o capim-elefante e a cana de açúcar, produz adubos e substratos orgânicos isentos de contaminação química (carrapaticidas e/ou antibióticos) e biológica (sementes de plantas invasoras e/ou organismos patogênicos).
Description
"INSUMO AGRÍCOLA E MÉTODO DE SUA PRODUÇÃO"
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se a um insumo agrícola compreendido por torta demamona e palhada ou bagaço de gramíneas de grande porte, como o capim-elefante(Pennisetum purpureum) ou a cana de açúcar, ou, opcionalmente outros aditivos. Atecnologia apresentada de produção de insumos agrícolas através da compostagem damistura de torta de mamona com a palhada ou bagaço de gramíneas de grande porte,como o capim-elefante e a cana de açúcar, produz adubos e substratos orgânicos isentosde contaminação química (carrapaticidas e/ou antibióticos) e biológica (sementes deplantas invasoras e/ou organismos patogênicos).
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Adubos ou fertilizantes são insumos utilizados na produção agrícola e empaisagismo com o objetivo de restaurar ou manter a fertilidade do solo, suprindo asdeficiências em substâncias vitais à sobrevivência dos vegetais. São utilizados emgrande volume, geralmente de forma periódica e com demanda em todo territórionacional. Sua demanda é crescente, o que tem provocado significativa elevação do valordestes insumos nos últimos anos.
Os adubos podem ser classificados em minerais e orgânicos. Os adubosminerais, também chamados de adubos químicos, são resultantes do tratamento porprocessos químicos de rochas moídas, ou resíduos industriais, ou minerais encontradoscomo impurezas em jazidas. Podem conter apenas um elemento ou mais de um.Exemplos de adubos minerais são os adubos nitrogenados, fosfatados, potássicos,mistos e calcários. Os adubos orgânicos são resíduos animais ou vegetais quemelhoram as condições físicas, químicas e biológicas do solo. Exemplos de adubosorgânicos são os estercos de currais, resíduos da indústria de óleos, resíduos dematadouros, vinhaça, resíduos de filtro prensa (subproduto da indústria do açúcar) eadubos verdes, como as espécies de leguminosas de enraizamento profundo.
O esterco bovino e a cama de aviário são os fertilizantes orgânicos maisutilizados. Entretanto, estes produtos possuem algumas desvantagens: custo elevado edifícil obtenção em algumas regiões, principalmente em áreas próximas aos grandescentros urbanos. Comumente estes tipos de fertilizantes de origem animal apresentamproblemas de contaminação química, como resíduos de carrapaticidas e antibióticos, econtaminação biológica, como sementes de plantas invasoras e organismos patogênicosao homem. E ainda, podem apresentar dificuldades no seu transporte devido ao elevadoconteúdo de umidade; no seu armazenamento, devido à emissão de odores; e na suaaplicação, com a necessidade de peneiramento. Além das desvantagens citadas acima, oesterco bovino e a cama de aviário são produtos que não possuem padrões definidos, oque permite grandes variações em suas características entre diferentes lotes.
É crescente a demanda por substratos na agricultura, que são insumos utilizadosprincipalmente para a produção de plantas ornamentais, produção de hortaliças emrecipientes, produção de mudas e como veículo para inoculantes. Grande parte dossubstratos utiliza turfa como componente principal, mas são crescentes os esforçosvisando substituir este material, devido a questões de proteção ambiental. Devido aolimitado volume para o crescimento das raízes, os substratos devem ser capazes deprovidenciar o fornecimento constante de água, oxigênio e nutrientes para as plantasBarros et al. (1996) utilizaram substratos compreendidos por solo, superfosfatosimples e torta de mamona para a produção de mudas de videira, na proporção de 10 kgde superfosfato e 20 kg de torta de mamona para cada m3 de solo. Apesar de tambémconter torta de mamona, o composto apresentava em sua composição superfosfato esubstratos de solo. Laufenberg et al. (2003) citam a utilização de torta de mamona comocomponente de um substrato para crescimento de microorganismos. Os autoresressaltam a importância dos dejetos industriais, principalmente os oriundos dasindústrias de alimentos para a produção de co-produtos de alto valor. Ritzinger &Grazziotti (2005) descrevem procedimentos utilizados para a produção, enraizamento eobtenção de mudas de acerola prontas para o plantio. Na fase de transplante das estacasenraizadas foi utilizado um substrato contendo torta de mamona. Entretanto, o substratotambém era constituído de casca de Pinus sp. queimada, vermiculita, calcáriodolomítico e fórmula NPK 10-10-10, não se tratando de substrato de origeminteiramente vegetal. Gouzalez et al. (2006) descrevem um substrato para produção demudas de tomate à base de misturas onde utilizaram 70% de casca de arroz carbonizada,diferentes teores de húmus de minhoca, diferentes teores de torta de mamona e farinhade ossos. Leal (2006) obteve adubos orgânicos eficientes para a adubação de base dehortaliças através da compostagem de matéria prima exclusivamente vegetal. O objetivofoi o de substituir o esterco bovino e a cama de aviário como fertilizantes orgânicos. Opesquisador executou três experimentos em que testou diferentes condições decompostagens e diversas proporções de matérias-primas, tendo como base a mistura deCrotalaria (Crotalaria juncea) e capim-elefante (Pennisetum purpureum) e descreveu osproblemas indesejáveis presentes em adubos orgânicos como organismos patogênicos,odor desagradável, substâncias tóxicas, baixa concentração de nutrientes econdicionamento do solo. Leal et al. (2007) utilizaram palhada de Crotalaria juncea ecapim elefante (Pennisetum purpureum) como substrato na produção de mudas dehortaliças (alface, beterraba e tomate), adicionando ou não esterco bovino curtido efertilizante líquido Agrobio (esterco, melaço, torta de mamona e micronutrientes).Segundo os pesquisadores, os compostos que continham apenas o capim-elefante foramos que apresentaram os piores resultados, provavelmente devido aos reduzidos teores denutrientes e à baixa estabilidade e maturidade dos compostos, que geralmente estãoassociadas à baixa capacidade de retenção de água, baixa CTC (capacidade de trocacatiônica), pH muito elevado e presença de substâncias tóxicas. Embora houvesse ocapim-elefante na combinação do substrato presente no artigo, sempre que foiadicionada a torta de mamona, a mesma estava incluída no fertilizante comercialAgrobio, que também continha esterco em sua formulação. O documento de patenteUS5900038 apresenta um substrato para cultivo contendo vegetais esmiuçadosselecionados de plantas do tipo knotgrass (Polygonum sachalinense, Reynoutriasachalinense ou R. japonicá), Cannabis sp., Dicksonia sp., e outras matérias-primasselecionadas de argila, quartzo, mica, manganês, cobre, boro, torta de mamona,madeira, óleo de mamona não refinado, fibras de coco, cinzas da combustão de lignito,folhagens e plantas C4 (Sorghum sp., Miscanthus sp., Andropogon sp., Coelorhachissp., Coix sp., Cymbopogon sp., Echinoloa sp., Erianthus sp., Hyparrhenia sp.,Leptochloa sp., Panieum sp., Paspalum sp., Pennisetum sp., Saceharum sp.,Schizachyrum sp., Spartina sp., Sporobolus sp., Themeda sp., Thripsacum sp. Vetiveriasp. e/ou Zea sp).
O documento de patente BR9904326 descreve uma composição orgânicaconstituída basicamente por materiais orgânicos biodegradáveis associados à bactériasanaeróbicas, sendo tais materiais selecionados do grupo formado por argila, bagaço decana-de-açúcar, casca de arroz, casca de Pinus sp., compostos orgânicos provenientesde usinas de lixo, estercos animais, farelo de arroz, farelo de soja, farinha de osso,farinha de ostra, farinha de peixe, serragem de madeira e torta de mamona. Apesar destefertilizante também utilizar como matérias-primas o bagaço de cana-de-açúcar e a tortade mamona, seu processo de produção está intimamente ligado à presença de bactériasanaeróbicas, além de apresentar outros materiais como esterco animal, farinhas de ossose de peixe e dejetos de lixo, que resultam em problemas no armazenamento, pelaemissão de odor desagradável, no transporte, devido à alta umidade e em problemas decontaminações químicas e biológicas, pela presença de antibióticos, carrapaticidas emicroorganismos patogênicos.
O documento de patente BR0503277 apresenta um fertilizante orgânico HSNIpara agricultura, compreendido por uma mistura balanceada de resíduos industriaisvegetais ou animais, acrescido de enzimas catalisadoras e bactérias, podendo contersangue animal com cal virgem, rúmen bovino, lodo de efluentes, resíduos de tratamentode esgoto, resíduos de curtume, cinza de caldeira ou quaisquer tipos de cinzas,serragem, casca de madeira, resíduos de reciclagem de papel, palhas de café, de soja oude mamona, torta de filtro de usinas de álcool, algodão, soja, milho, girassol, equaisquer tipos de tortas vegetais, esterco de galinha ou boi, cama de frango, suínos equaisquer outros tipos de origem animal, resíduos do refino de petróleo e quaisqueroutros tipos de origem mineral e fosfato natural. Apesar do fertilizante deste documentoapresentar como possíveis constituintes a mamona e quaisquer outros tipos de tortasvegetais, apresenta também material residual animal, o que resultará nos problemas jádescritos neste relatório descritivo.
O documento BR0204652 descreve um fertilizante obtido a partir da casca dearroz carbonizada ou torrada, enriquecida com micro e macronutrientes ou com torta demamona. O documento de patente BR9204159 apresenta vim processo de obtenção defertilizante a partir de bagaço de cana-de-açúcar enriquecido com elementos químicos,cal virgem, óxido de magnésio, enxofre, boro, zinco e micro elementos. O processo deobtenção de fertilizante descrito neste documento apresenta como produto final umadubo orgânico constituído de bagaço de cana-de-açúcar enriquecido com elementosquímicos e micro elementos.
O documento de patente CN1958522 descreve um método para produzir umfertilizante orgânico através de dejetos da fermentação líquida de álcool produzido pelacana-de-açúcar. O fertilizante é composto de 10-90% do peso de bagaço de cana-de-açúcar e 10-90% de sedimentos filtrados. O fertilizante pode ainda conter nitrogênio,fósforo, potássio e outras matérias orgânicas.
O documento CN1546437 apresenta um fertilizante orgânico compreendido pordejetos de indústrias açucareiras, como melaço (10-82%), restos de cana-de-açúcar(18-90%) e materiais selecionados do grupo de vegetais, restos de turfa, excrementosanimais, fertilizantes inorgânicos e dejetos (0-15%). Apesar de apresentar como vim doscomponentes restos de cana-de-açúcar, apresenta também excrementos animais, queacarretam odor desagradável e possíveis contaminações, e fertilizantes inorgânicos, queo torna um fertilizante misto e não 100% orgânico.
O documento de patente JP2007015881 fornece um fertilizante orgânicoelaborado a partir de bagaço de cana-de-açúcar, fermentado e decomposto, eexcremento bovino, que ocasionam mau cheiro e possíveis contaminações porantibióticos e carrapaticidas utilizados no gado e plantas daninhas ou microorganismospatogênicos presentes no esterco.
O documento FR2769855 descreve composições para promover germinação ecrescimento de plantas em terras com reduzida fertilidade, compreendidas por materialhidrófilo e substâncias minerais. Materiais hidrófilos satisfatórios podem ser de origemanimal, agrícola ou substâncias minerais, derivados de milho, madeira, papel, cana-de-açúcar, esponjas marinhas ou borracha, ou podem ser sintéticos como polímerosacrílicos e copolímeros.
O documento W02005009924 apresenta um método para produzir fertilizantesorgânicos compreendidos por biomassa de indústrias de alimentos, álcool, açúcar,fermentos, celulose e papel. O fertilizante possui 18-22% de umidade ou quandodividido 20-37%, e inclui melado, substrato orgânico fermentado, fosfato de amônio emicroorganismos.
Outros documentos de patentes que descrevem fertilizantes incluem, não selimitando a, CNl 785933, CNl 392125, KR20040026466, KR950014890B, CNl 562906,US5676727, US6273927 e CN1765843.
Devido às desvantagens dos fertilizantes habitualmente utilizados, há muitotempo buscam-se substitutos, principalmente para o esterco bovino e a cama de aviário.A compostagem de resíduos e outros materiais orgânicos é um procedimento que podeser utilizado para atender a demanda por insumos orgânicos. Para que o processo decompostagem ocorra de forma eficiente, necessita utilizar misturas de materiais ricosem carbono (C), como palha e serragem, com materiais ricos em nitrogênio (N)5 comoestercos e tortas. A viabilidade econômica da obtenção de insumos orgânicos através dacompostagem está intimamente relacionada à utilização de matérias-primas abundantes,de custo competitivo e com reduzidos níveis de contaminação química e biológica.
Seguindo-se estes critérios, identifica-se a torta de mamona e palhada ou bagaçode gramíneas de grande porte, como o capim elefante e a cana de açúcar, comomateriais de origem vegetal adequados para a obtenção de insumos agrícolas através dacompostagem. A torta de mamona é um sub-produto da extração do óleo das sementesda mamoneira (Ricinus comunis L.). Trata-se de produto com elevado teor de N e queestudos já demonstraram a rapidez com que é mineralizada e, conseqüentemente, tornadisponíveis os seus nutrientes. Algumas gramíneas de grande porte, como capimelefante e a cana de açúcar possuem elevada capacidade de produção de palhada oubagaço, cuja composição química favorece o processo de compostagem. O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) é uma das espécies forrageiras tropicais maisimportantes, em função do seu elevado potencial de produção de matéria seca,aceitabilidade e qualidade. O bagaço de cana de açúcar é um subproduto da industria doetanol e do açúcar, cuja disponibilidade tende a crescer face a emergente expansão daindústria de agroenergia.
A presente invenção trata de uma tecnologia promissora que produz fertilizantese substratos orgânicos isentos de contaminação química ou biológica. Utiliza umprocesso industrial simples que necessita de reduzido investimento para a produção emgrande escala. Possui custo competitivo em relação aos estercos e aos outros insumosorgânicos existentes no mercado, pois utiliza matérias-primas abundantes, e quegeralmente estão isentas de contaminação química e biológica.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
"Insumo Agrícola compreendendo: (i) torta de mamona; (ii) um ingredientevegetal selecionado do grupo consistindo de palhada ou bagaço de gramíneas de grandeporte, como a cana-de-açúcar e o capim-elefante; (iii) opcionalmente, a mistura, emqualquer proporção, de pelo menos um ingrediente vegetal selecionado do grupoconsistindo de palhada ou bagaço de gramíneas de grande porte diferente do ingrediente(ii), preferencialmente a cana-de-açúcar ou capim-elefante, (iv) opcionalmente, umingrediente vegetal isento de partes vegetais de planta invasora e de contaminaçãoquímica e/ou biológica; e (v) opcionalmente, um veículo agricolamente aceitávelvegetal isento de partes vegetais de planta invasora e de contaminação química e/oubiológica". A tecnologia apresentada possibilita a produção de adubos e substratosorgânicos isentos de contaminação química e biológica.
É também uma concretização da invenção, prover um método para produção deadubos e substratos de origem majoritariamente ou predominantemente vegetal. Ométodo compreende as etapas de: (a) fragmentar os materiais vegetais a um tamanho departícula suficiente para propiciar o contato íntimo entre ditos materiais visando suadegradação natural; (b) dispor ditos materiais vegetais em pilhas para incubaçãomicrobiana por um tempo suficiente para o finalização da compostagem; (c) revolver,periodicamente, ditos materiais das pilhas em processo de compostagem parauniformizar a atuação microbiana por toda a massa; (d) amostragem periódica dos ditosmateriais vegetais sob compostagem para análise; (e) embalagem do adubo orgânico,predominantemente vegetal para consumo. De modo preferencial, a relação inicial C:Nfica situada na faixa entre 35 e 45 e uma relação final C:N na faixa entre 10 e 20.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A Figura 1 apresenta as avaliações da temperatura das pilhas ao longo de 90dias de compostagem.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= temperatura em °C; -·-Ambiente; Capim elefante + torta de mamona C:N = 40; —a— Capim elefante +torta de mamona C:N = 30; —x— Capim elefante + torta de mamona C:N = 20;Capim elefante + palhada de Crotalariajuncea C:N = 30). A= Io revolvimento; B= 2orevolvimento e C=3° revolvimento.
A Figura 2 apresenta os valores de densidade (em kg.m3 de matéria seca)observados ao longo do tempo para os diferentes compostos estudados.(eixo X= tempoem dias; eixo Y= densidade em kg/m3; -·- Capim elefante + torta de mamona C:N =40; -·- Capim elefante + torta de mamona C:N = 30; — a— Capim elefante + torta demamona C:N = 20; -x- Capim elefante + palhada de Crotalaria juncea C:N = 30).A Figura 3 apresenta os valores de pH observados ao longo do tempo para osdiferentes compostos estudados.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= pH -·- Capimelefante + torta de mamona C:N = 40; Capim elefante + torta de mamona C:N = 30;Capim elefante + torta de mamona C:N = 20; -x- Capim elefante + palhada deCrotalariajuncea C:N = 30).
A Figura 4 apresenta os valores de condutividade elétrica (em dS m"1)observados ao longo do tempo para os diferentes compostos estudados.(eixo X= tempoem dias; eixo Y= CE em dS/m1; -·- Capim elefante + torta de mamona C:N = 40; -■-Capim elefante + torta de mamona C:N = 30; — a— Capim elefante + torta de mamonaC:N = 20; -x- Capim elefante + palhada de Crotalaria juncea C:N = 30).
A Figura 5 apresenta valores da proporção (em %) da massa dos diferentescompostos estudados em relação a sua massa inicial.(eixo X= tempo em dias; eixo Y=% da massa inicial; -·- Capim elefante + torta de mamona C:N = 40; Capimelefante + torta de mamona C:N = 30; —▲— Capim elefante + torta de mamona C:N =20; -x- Capim elefante + palhada de Crotalaria juncea C:N = 30).
A Figura 6 apresenta os teores de matéria orgânica do processo de compostagemde misturas de matérias-primas de origem vegetal apresentando diferentes relações C:N.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= teor de matéria orgânica em %; -·- Capim elefante +torta de mamona C:N = 40; -■- Capim elefante + torta de mamona C:N = 30; —▲—Capim elefante + torta de mamona C:N = 20; -x- Capim elefante + palhada deCrotalariajuncea C:N = 30).
A Figura 7 apresenta os teores de nitrogênio do processo de compostagem demisturas de matérias-primas de origem vegetal apresentando diferentes relações C:N.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= teor de N em %; -·- Capim elefante + torta demamona C:N = 40; -■- Capim elefante + torta de mamona C:N = 30; —▲— Capimelefante + torta de mamona C:N = 20; -x- Capim elefante + palhada de Crotalariajuncea C:N = 30).
A Figura 8 apresenta a relação C:N do processo de compostagem de misturas dematérias-primas de origem vegetal.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= relação C:N; -·-Capim elefante + torta de mamona C:N = 40; -■- Capim elefante + torta de mamonaC:N = 30; —a— Capim elefante + torta de mamona C:N = 20; -x- Capim elefante +palhada de Crotalariajuncea C:N = 30).
A Figura 9 apresenta a proporção de nitrogênio ao longo do processo decompostagem em relação ao conteúdo inicial de misturas de matérias-primas de origemvegetal apresentando diferentes relações C:N.(eixo X= tempo em dias; eixo Y= % do Ninicial; -·- Capim elefante + torta de mamona C:N = 40; -■- Capim elefante + torta demamona C:N = 30; —▲— Capim elefante + torta de mamona C:N = 20; -x- Capimelefante + palhada de Crotalariajuncea C:N = 30).
DESCRIÇÃO DETALHADA DA EWENCÂO
Com a finalidade de tornar mais claro e completo o entendimento da invenção,mas sem restringi-la, são apresentados a seguir, alguns conceitos:
"Adubo orgânico" ou "fertilizante orgânico" é qualquer composto oriundo derestos de vegetais ou animais, que podem ser utilizados na agricultura para fins defertilização de solos ou plantas.
"Substrato orgânico" é qualquer material ou composto de origem orgânica, quepode ser utilizado como meio de crescimento para plantas cultivadas em recipientes.
"Compostagem" é o conjunto de técnicas aplicadas para controlar a decomposiçãode materiais orgânicos, com a finalidade de obter, no menor tempo possível, ummaterial estável, rico em húmus e nutrientes minerais, com atributos físicos, químicos ebiológicos superiores (sob o aspecto agronômico) àqueles encontrados na(s) matéria(s)-prima(s).
"Torta de mamona" é o mais tradicional e importante subproduto da cadeiaprodutiva da mamona, produzida a partir da extração do óleo das sementes destaoleaginosa. É um composto ricamente nitrogenado, eficiente na recuperação de terrasesgotadas.
"Bagaço de cana-de-açúcar" é um subproduto da indústria da cana-de-açúcar(,Saccharum sp.), assim como a sacarose e a palha. É constituído por celulose,hemicelulose e lignina.
"Capim-elefante" (Pennisetum purpureum) é uma gramínea triplóide, de origemafricana, introduzida no Brasil na década de 50. É uma das forrageiras mais importantese difundidas em todas as regiões tropicais e subtropicais do mundo, sendo encontradaem altitudes que variam desde o nível do mar até 2000 m. É constituído por celulose,hemicelulose e lignina.
A compostagem é um procedimento que visa acelerar e direcionar o processo dedecomposição de materiais orgânicos que ocorre espontaneamente na natureza. Estadecomposição, dependendo dos materiais utilizados e das condições em que é realizada,pode resultar em materiais ricos em nutrientes e em substâncias húmicas que aumentama fertilidade dos solos. Na natureza, este processo pode ser muito lento e produzirsubstâncias indesejáveis caso não ocorram condições ideais de aeração, umidade ecomposição química do material.
A compostagem permite reproduzir as condições ideais visando obterdeterminado efeito ou produto. Quando o objetivo é a obtenção de fertilizantes ou desubstratos orgânicos, a mistura das matérias primas e o processo de compostagemdevem ser direcionados para a obtenção de um produto estabilizado, rico em nutrientese em substâncias húmicas e isento de contaminação química e biológica.
Inúmeros procedimentos de compostagem estão descritos na literatura científica eem bases de patentes. As diferenças estão basicamente nas matérias-primas eproporções utilizadas, pois as condições de umidade, temperatura, aeração e pHgeralmente são mantidas dentro de faixas ótimas já estabelecidas. Para se obter sucessoeconômico através da compostagem é necessário utilizar misturas de matérias-primasque resultem em produtos de qualidade e com custo competitivo.
A tecnologia apresentada na presente invenção consiste na utilização depreferencialmente, duas diferentes misturas de matérias-primas: torta de mamona ebagaço de cana; e torta de mamona e palhada de capim-elefante. Opcionalmente podemser utilizadas outras gramíneas, que possuam composições semelhantes à da cana deaçúcar e do capim elefante.
As matérias-primas devem ser utilizadas em proporções tais que resultem emmisturas com relação carbono:nitrogênio preferencialmente entre 35 e 45 no início dacompostagem. Não há necessidade de utilização de inoculante ou qualquer outro aditivoA proporção C:N é o fator desencadeante e responsável pela humificação. A umidadedeve ser mantida entre 40 e 60% durante o processo de compostagem.
Os materiais para compostagem devem ser picados ou moídos com fragmentosmenores que 1,0 centímetro e. montados em pilhas aéreas perfeitamente misturados,preferencialmente sobre um suporte inerte. Quanto melhor a mistura mais eficiente seráo processo. As pilhas de compostagem devem ser montadas com dimensões quepermitam aeração suficiente para evitar a formação de ambiente anaeróbico. Devem serrealizados revolvimentos periódicos, , visando homogeneizar o material. O número derevolvimentos será função da eficiência em se misturar o material no ato dorevolvimento.
Na produção industrial, os revolvimentos devem ser realizados semanalmente noprimeiro mês de compostagem e quinzenalmente após o primeiro mês. A estabilizaçãodo material ocorre a partir de 60 dias após o inicio da compostagem, que é mais curtoque o tempo conhecido do estado da arte. O grau de humificação do produto aumentacom o prolongamento do tempo de compostagem, o que reflete a estabilidade doproduto. Vale ressaltar que a qualidade do produto também aumenta, quanto maior otempo de compostagem. Porém o custo também é elevado em conseqüência do aumentode tempo. Portanto, conseguir vim produto de alta qualidade e resposta em menor tempo,como no produto proposto, é altamente desejável
O produto obtido com a tecnologia descrita é um fertilizante orgânico para serutilizado em produção vegetal, como por exemplo, em paisagismo ou na produçãoagrícola, como condicionador de solo ou como fornecedor de nutrientes. Pode ainda serutilizado como substrato para a produção de mudas, para a produção vegetal emrecipientes, tais como vasos de flores, ou como veículo de inoculantes.
A tecnologia da presente invenção é inovadora no sentido de se obter fertilizantesorgânicos de origem predominantemente, ou até exclusivamente, vegetal a partir dacompostagem da mistura de torta de mamona com palhada ou bagaço de gramíneas degrande porte, respeitando a relação C:N em valores tais que permita o processo decompostagem ideal.
O produto obtido na presente invenção apresenta vantagens em relação aossimilares existentes no mercado, pois é isento de contaminação química e biológica, e oseu custo pode ser muito inferior. Pode ser produzido em grande escala, pois requer umprocesso industrial simples, que não necessita de grandes investimentos em infra-estrutura e utiliza matérias-primas abundantes e que são resíduos de outras áreastecnológicas, podendo ser considerada uma tecnologia ambientalmente amigável.As matérias-primas utilizadas são sub-produtos industriais, o que ressalta o altovalor agregado do produto por utilizar biomassa oriunda de indústrias de bioenergia esucroalcooleiras. A torta de mamona, obtida após a extração do óleo de mamona,é umproduto de fácil transporte e armazenamento. O bagaço de cana é um subproduto daindústria sucro-alcooleira que é utilizado na geração de energia e na alimentaçãoanimal, mas como é abundante, de custo reduzido e disponível em diversas partes doterritório nacional, torna-se uma matéria-prima muito promissora para a utilização naprodução de compostos. Em locais ou épocas em que é difícil a obtenção do bagaço decana, este pode ser substituído pelo capim-elefante, que é uma das espécies forrageirastropicais mais cultivadas. A demanda por este produto geralmente concentra-se nosperíodos mais secos do ano. O excedente que ocorre nos períodos mais chuvosos podeser utilizado para a produção do composto orgânico.
O processo proposto é altamente eficiente, muito simples e não requer adição denenhum produto químico, resultando em produto ideal para produção ambientalmenteamigável de vegetais.
EXEMPLO
Exemplo 1: Formulação e produção do insumo de origem vegetal
Foram testados diferentes formulações e períodos de compostagem.
As formulações estudadas foram as seguintes:
T1 - Capim-elefante e torta de mamona (C:N = 40);
T2 - Capim-elefante e torta de mamona (C:N = 30);
T3 - Capim-elefante e torta de mamona (C:N = 20);
T4 - Capim-elefante e crotalária (C:N = 30) utilizado como testemunha, umavez que se conhecia sua eficiência demonstrada em trabalhos anteriores.
Os materiais foram picados, misturados e montados em pilhas de 1,5 m delargura, por 1,2 m de altura.
Os compostos foram obtidos a partir de diferentes períodos de incubação, aos 60e 90 dias após o início do processo.
As épocas de amostragem e respectivas determinações foram realizadas comodescritas a seguir:Semanalmente: temperatura das pilhas. Aos 0, 7, 14, 21, 30, 45, 60 e 90 dias:pH, condutividade elétrica (CE), teor de C, teor de N, densidade e teor de umidade.Aos0, 14, 30, 60 e 90 dias: revolvimentos, perda de massa, perda de N.
As pilhas de compostagem foram revolvidas três vezes durante o período deprodução dos insumos.
Para todos os tratamentos ocorreu uma grande elevação da temperatura logo noinício do processo, com redução gradual até os momentos do segundo e do terceirorevolvimentos conforme mostrado na Figura 1 quando ocorreram novas elevações natemperatura, um comportamento típico da elevada atividade microbiana.
Conforme mostrado na Figura 2, observou-se um aumento da densidade aolongo do tempo para todos os tratamentos, o que está relacionado com a evolução doprocesso de humificação dos compostos orgânicos. Observou-se ainda que os materiaiscom maior proporção de torta de mamona apresentaram maiores densidades, o que seexplica pela maior densidade deste material em relação ao capim-elefante e àCrotalaria juncea.
Os resultados das avaliações de pH das pilhas ao longo do tempo são mostradosna Figura 3. Observou-se uma pequena elevação deste parâmetro ao longo dacompostagem para todos os tratamentos.
Os resultados de condutividade elétrica das pilhas ao longo do tempo sãomostrados na Figura 4. Observou-se a manutenção desta característica ao longo doperíodo de humificação do material.
No que se refere à perda de massa ao longo do tempo, os resultados sãomostrados na Figura 5. Observa-se que os tratamentos a base da mistura de capimelefante e torta de mamona, sofreram uma redução de massa da ordem de 50% ao longodo período (90 dias), valor menor que o da mistura com crotalária, que serviu dereferência para as avaliações.
Os teores de matéria orgânica (Figura 6) decresceram nos primeiros 60 dias etenderam a estabilizar-se após esse período em valores muito próximos para todos ostratamentos e correspondentes a 45% do carbono total.
Já os teores de nitrogênio (N) aumentaram ao longo do período decompostagem, chegando a valores elevados ao final dos 90 dias, conforme mostrado naFigura 7. Embora os valores observados para as misturas propostas não tivessemalcançado aqueles observados na testemunha (torta de mamona mais crotalária) osíndices de N observados foram altos e suficientes para prover cultivo de hortaliças dessenutriente, como será mostrado a seguir.
Os valores da relação C:N foram bem elevados no início dos tratamentos (Figura8) mas esses valores se estabilizaram entre 13 e 20 no final do processo. Vale ressaltarque ao redor de 60 dias de compostagem já se observava a estabilidade da relação C:N,o que indica a possibilidade, para misturas desses componentes, de um período maiscurto de compostagem que o preconizado em literatura.
A perda de nitrogênio durante os 90 dias de compostagem para os tratamentosobtidos com a mistura de torta de mamona e capim elefante foi da ordem de 23% paraC:N = 40, de 30% para C:N = 30 e 38% para C:N = 20, o que indica que para valoresmenores da relação C:N há uma tendência a maior perda de nitrogênio. Essasinformações são mostradas na Figura 9. A perda de nitrogênio para o tratamento capim-elefante e crotalária (C:N = 30), foi muito elevada, da ordem de 50%. Quanto maior aperda de nitrogênio, maior será o custo de produção, pois os materiais utilizados comofontes de nitrogênio geralmente são os componentes de maior custo nas formulações decomposto.
Exemplo 2: Uso do insumo na produção de alface
Foram testados os insumos obtidos em dois períodos de compostagem (60 e 90dias) contra outros 2 tratamentos testemunhas: esterco bovino e ausência de adubaçãoorgânica.
O experimento de alface foi realizado em parcelas de l,20m de largura,contendo 20 plantas distribuídas em 4 linhas e espaçadas 0,25 m entre plantas. Oexperimento foi delineado em blocos com 3 repetições e utilizou-se a cultivar Regina.Foi adicionado o equivalente a 10 toneladas por hectare de matéria seca de cadamaterial estudado, exceto na testemunha, sem adubação. O insumo foi aplicado a lanço,em uma única vez, com incorporação superficialantes do transplantio de mudas.
Os resultados são mostrados na Tabela 1. Não foram observadas variaçõessignificativas entre os tratamentos com respeito ás características estudadas, inclusivequanto á testemunha sem adubação.
Vale ressaltar que as altas temperaturas observadas durante o períodoexperimental podem ser responsável pela diminuição da produção. Entretanto nota-seum aumento na produção para as combinações capim elefante mais mamona com C:N20 e 60 dias de compostagem.
Tabela 1: resposta de alface aos diversos tratamentos testados
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Exemplo 3: Uso do insumo na produção de beterraba
Foram testados os insumos obtidos em dois períodos de compostagem (60 e 90dias) contra outros 2 tratamentos testemunhas: esterco bovino e ausência de adubaçãoorgânica.
O experimento foi realizado em parcelas de l,20m de largura, contendo 32plantas distribuídas em 4 linhas e espaçadas 0,25 m entre plantas.O experimento foidelimeado em blocos com 3 repetições e utilizaou-se a cultivar Top Early Wonder. Foiadicionado o equivalente a 10 toneladas por hectare de matéria seca de cada materialestudado, exceto na testemunha, sem adubação. O insumo foi aplicado a lanço, em umaúnica vez, com incorporação superficialantes do transplantio de mudas.
Os resultados são mostrados na Tabela 2.
Não foram observadas variações significativas entre os tratamentos com respeitoás características estudadas, inclusive quanto á testemunha sem adubação. Vale ressaltarque as altas temperaturas observadas durante o período experimental podem serresponsáveis pela diminuição da produção. Entretanto, um aumento na produção de raizpara o tratamento de capim elefante mais torta de mamona, com CN 40 e 90 dias dehumificação.Tabela 2: Resposta de beterraba aos diversos tratamentos testados
<table>table see original document page 17</column></row><table>
Os resultados obtidos para formulações de composto da mistura de torta demamona com palhada de capim elefante são muito semelhantes àqueles obtidos comformulações baseadas na mistura de torta de mamona com bagaço de cana na medidaem que o capim elefante e a cana-de-açúcar possuem composições químicas muitopróximas, não só por serem oriundas da mesma família vegetal, as Gramíneas ouPoaceas, mas também porque elas possuem o mesmo tipo de metabolismo, C4.
Claims (18)
1. Insumo agrícola de origem vegetal caracterizado por compreender: (i) torta demamona; (ii) um ingrediente vegetal selecionado do grupo consistindo depalhada ou bagaço de gramíneas de grande porte, como a cana-de-açúcar e ocapim-elefante; (iii) opcionalmente, a mistura, em qualquer proporção, de pelomenos vim ingrediente vegetal selecionado do grupo consistindo de palhada oubagaço de gramíneas de grande porte diferente do dito ingrediente (ii), (iv)opcionalmente, um ingrediente vegetal isento de partes vegetais de plantainvasora e de contaminação química e/ou biológica; e (v) opcionalmente, umveículo agricolamente aceitável vegetal isento de partes vegetais de plantainvasora e de contaminação química e/ou biológica.
2. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com a reivindicação 1caracterizado pelo fato de o dito ingrediente (ii) ser selecionado do grupoconsistindo de bagaço de cana-de-açúcar e palhada de capim elefante.
3. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com reivindicação 2 caracterizadopor compreender a mistura de torta de mamona e bagaço de cana-de-açúcar.
4. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com reivindicação 2 caracterizadopor compreender a mistura de torta de mamona e palhada de capim elefante(Pennisetum purpureum).
5. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com reivindicação 2 caracterizadopor compreender a mistura de torta de mamona, bagaço de cana-de-açúcar epalhada de capim elefante ([Pennisetum purpureum).
6. Insumo agrícola de origem vegetal, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de ser produzido através da técnica de compostagem damistura de torta de mamona com o bagaço da cana-de-açúcar ou com a palhadade capim-elefante.
7. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com a reivindicação 6caracterizado por possuir a mistura uma relação C:N inicial entre 20 e 50.
8. Insumo agrícola de origem vegetal de acordo com a reivindicação 7caracterizado por possuir a mistura uma relação C:N inicial de 40.
9. Insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, de acordo com a reivindicação 1caracterizado pelo fato de ser utilizado como fertilizante e como substrato, para aprodução agrícola e ou paisagismo.
10. Insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, de acordo com a reivindicação 1caracterizado pelo fato de apresentar um teor de umidade ente 40 e 60%
11. Insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, de acordo com a reivindicação 1caracterizado pelo fato de apresentar um teor de matéria orgânica correspondentea 40 a 50% do carbono total
12. Insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, de acordo com a reivindicação- 11 caracterizado pelo fato de apresentar um teor de matéria orgânicacorrespondente a 45 % do carbono total
13. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal,caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: (a) fragmentar os materiaisvegetais a um tamanho de partícula suficiente para propiciar o contato íntimoentre ditos materiais visando sua degradação natural; (b) dispor ditos materiaisvegetais em pilhas para incubação microbiana por um tempo suficiente para ofinalização da compostagem; (c) revolver, periodicamente, ditos materiais daspilhas em processo de compostagem para uniformizar a atuação microbiana portoda a massa; (d)opcionalmente, amostragem periódica dos ditos materiaisvegetais sob compostagem para análise; (e) opcionalmente, embalagem do aduboorgânico, predominantemente vegetal para consumo.
14. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de apresentar,preferencialmente relação C:N inicial entre 35 e 45.
15. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de apresentar,preferencialmente relação C:N final entre 13 e 20.
16. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de apresentar um teor deumidade entre 40 e 60% durante o processo.
17. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, deacordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de proporcionarhumificação do produto em um período de 40 a 90 dias.
18. Método para obtenção de insumo agrícola de origem inteiramente vegetal, deacordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de proporcionarhumificação do produto em um período de 60 dias.
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