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Valorização de fibras de plantas invasoras

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Apresentação por Catarina Chemetova Oliveira do ISA/DCEB – Química e Ambiente, no Workshop MONTIS - NATIVA "Gestão de espécies invasoras em Portugal: onde estamos e para onde queremos ir?" realizado em Coimbra, na Escola Superior Agrária no dia 11 de Julho de 2017.

Mais informação em: http://invasoras.pt/workshop_montis_nativa/

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Valorização de fibras de plantas invasoras

  1. 1. Valorização de fibras vegetais de exóticas invasoras: formulação de substratos orgânicos destinados à produção de plantas envasadas Equipa de investigação: Catarina Chemetova, Henrique Ribeiro, Jorge Gominho e António Fabião Workshop Gestão de epécies Invasoras em Portugal: Para onde estamos e para onde queremos ir? Coimbra, 11 de Julho 2017 CatarinaChemetova catarinachemetova@isa.ulisboa.pt
  2. 2. Objectivo Produção de substrato orgânico a partir dos resíduos de casca de Acácia Estrutura da apresentação Introdução ◦ O que são substratos orgânicos? Metodologia ◦ Espécie-alvo utilizada: Acacia melanoxylon ◦ Propriedades analisadas: Biológicas, Químicas e Físicas. Resultados ◦ Fitotoxicidade (planta teste – agrião) ◦ Propriedades Químicas&Físicas ◦ Ensaio em vaso (planta teste – couve chinesa) Conclusões&Sugestões 2
  3. 3. O que são substratos orgânicos? Substratos orgânicos são utilizados no cultivo de plantas e funcionam como meio de suporte na fixação das raízes. Desempenhando uma importante função na retenção de água e nutrientes essenciais a cada cultura. As fibras de spagnum (turfa) são o substrato orgânico mais utilizado mundialmente. A sua extração está associada a problemas ambientais cuja procura de soluções alternativas à utilização de turfa tem aumentado ao longo dos anos. Em Portugal, a turfa é importada de países como: Finlândia, Dinamarca, Polónia, Letónia, Lituânia, entre outros. Características desejadas na escolha do substrato orgânico: Não tóxico; Biologicamente estável; Capacidade de reter água; Arejamento da raíz; Localmente disponível. 3
  4. 4. Espécie-alvo utilizada: Acacia melanoxylon Local de recolha material: Parques Sintra Monte da Lua Biomassa vegetal: cascas de Acacia melanoxylon provenientes do descasque de árvores adultas Inverno/2015 Secagem ao ar livre em ambiente seco nas instalações do CEF/ISA Moenda da cascas: casca fina (crivo Ø = 4mm) e casca grosseira (crivo Ø = 10mm) Envelhecimento da cascas com adição de água até ao “fist” Condições (temperatura e exposição luminosa) controlas Duração do envelhecimento: 8 semanas Formulação de substratos orgânicos em proporções de 25/75 e 50/50 casca fresca casca envelhecida Turfa 4
  5. 5. Propriedades dos substratos analisadas Químicas Análise do substrato (1:5 volume de extrato) pH Condutividade eléctrica Principais elementos extraíveis: Azoto mineral (NO3 - + NH4 +) e Fósforo (P) Físicas Relações ar-água Biológicas – resposta da planta Fitotoxicidade Ensaio caixas petri utilizando Lepidium sativum (agrião) como planta teste Ensaio em vaso utilizando Brassica napa spp. pekenensis (couve chinesa) Normas Europeias: Growing Media and Soil Amendments 5
  6. 6. Fitotoxicidade (agrião) casca fresca (crivo Ø = 10mm) casca fresca (crivo Ø = 4mm) Turfa (testemunha) As cascas frescas (grosseira e fina) inibiram o crescimento da raíz do agrião 6
  7. 7. Fitotoxicidade (agrião) casca envelhecida (crivo Ø = 10mm) casca envelhecida (crivo Ø = 4mm) Turfa (testemunha) Após 8 semanas, as cascas (grosseira e fina) permitiram o crescimento da raíz do agrião semelhante à turfa 7
  8. 8. Propriedades químicas Crivo Envelhecimento Propriedades químicas pH CE N min P (mm) (semanas) (mS m-1) (mg L-1) (mg L-1) 4 0 5.56 d1 39.2 a 32.9 a 20.8 a 8 5.92 b 19.9 c 6.0 c n.d.2 10 0 5.69 c 26.4 b 23.4 b 18.4 b 8 6.20 a 14.6 d 5.2 c n.d. Turfa - 6.00 b 7.8 e 22.4 b 7.7 c 1 Médias seguidas pela mesma letra, em coluna, não diferem para P ≤ 0.05 pelo LSD-test 2 n.d. – não detectado, abaixo do limite de quantificação (2 mg L-1) Tabela 1. pH, condutividade eléctrica (CE), azoto mineral (N) e fósforo (P) nas cascas Após 8 semanas: • pH tende a subir • CE diminui • N mineral foi imobilizado até nível residual • P níveis inferiores aos quantificáveis Casca fina vs. grosseira: • < pH e > CE, Nmin e P Adição de fertilização > % finos (Ø < 1mm) 8
  9. 9. Propriedades físicas 30 40 50 60 70 80 90 100 Peat 25% 50% 25% 50% 25% 50% 25% 50% %volume  4 mm Fesh Bark Aged bark  4 mm  10 mm 10 mm Crivo (mm) Distribuição do tamanho das patículas (%) Ø >10 mm 10 - 5 mm 5 - 2 mm 2 - 1 mm Ø <1mm 4 0.00 0.00 1.84 48.51 49.65 10 0.01 2.00 45.04 25.05 27.90 Tabela 2. Distribuição das partículas em cada fracção Água dificilmente disponível Água “buffering” Água facilmente disponível Porosidade preenchida com ar Independente do envelhecimento, o incremento de 50% de casca: • Crivo Ø = 10 mm promoveu o arejamento • Crivo Ø = 4 mm manteve capacidade retenção de H2O Gráfico 1. Efeito do incremento, 25% e 50%, de casca nas misturas com turfa 9
  10. 10. Ensaio em vaso (couve chinesa) 1 – 25% casca fresca 4mm 3 – 25% casca fresca 10mm 5 – 25% casca envelhecida 4mm 7 – 25% casca envelhecida 10mm 14 – Turfa Avaliação do peso fresco aéreo Misturas 25% casca fresca = 25% casca envelhecida = turfa 10
  11. 11. Ensaio em vaso (couve chinesa) 2 – 50% casca fresca 4mm 4 – 50% casca fresca 10mm 6 – 50% casca envelhecida 4mm 8 – 50% casca envelhecida 10mm 14 – Turfa Misturas 50% casca fresca < 50% casca envelhecida = turfa Avaliação do peso fresco aéreo Efeito fitotoxico da casca fresca 11
  12. 12. Ensaio em vaso (couve chinesa) Avaliação visual da raíz Menor desenvolvimento da raíz nas misturas 50% casca fresca, manifestando o efeito fitotoxico: • Pior avaliação registada na 50% casca fresca (Ø = 4 mm) Misturas de substrato com casca envelhecida = turfa Em síntese: Misturar 50% de casca de Acacia melanoxylon envelhecida (independente da granulometria) proporcina o crescimento aéreo e radicular da planta (em vaso) igual à turfa. 12
  13. 13. Vantagens Os substratos de cultivo são, maioritariamente, produzidos a partir de turfa. É necessário reduzir a sua importação. Com este trabalho, demonstrou-se: •Existência de matéria-prima disponível localmente (casca de Acacia melanoxylon) que permitiu substituir 50% da turfa; •As duas granulometrias apresentaram características físicas distintas o que permite a utilização da casca com objetivos diferentes: a grosseira promoveu o arejamento, e a fina manteve a retenção de água. 13
  14. 14. Dificuldades das alternativas tomadas Escala laboratorial poderá condicionar as características da casca: •Granulometria diferente obtida dos moinhos “industriais” •Envelhecimento em câmaras de incubação (condições controladas) Necessidade em larga escala: •Envelhecimento obriga a existência de uma infraestrutura adequada; •Disponibilidade para período de envelhecimento de, pelo menos, 8 semanas; •Custos de aquisição de um moinho e os custos energéticos da moenda; •Optimização da granulometria das cascas obtidas. 14
  15. 15. Sugestões Avanço para ensaios piloto: •Utilização de moinhos “industriais”; •Infraestrutura piloto de dimensão ajustada para o envelhecimento; •Teste das cascas envelhecidas em viveiros industriais e com várias espécies de plantas. Trabalho fututo Potencial para aproveitamento e valorização de resíduos de biomassa provenientes das medidas de controlo de outras espécies de exóticas invasoras. 15
  16. 16. Obrigada pela vossa atenção! CatarinaChemetova catarinachemetova@isa.ulisboa.pt

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