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Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Biossolubilização de fósforo proveniente de rocha fosfática utilizando fungos e bactérias
Alternate title (s): Phosphorus biosolubilization from phosphate rock using fungi and bacteria
Author: Carmo, Taciana Soares do
First Advisor: Ribeiro, Eloízio Júlio
First coorientator: Resende, Miriam Maria de
Second coorientator: Cardoso, Vicelma Luiz
First member of the Committee: Lopes, Verônica dos Santos
Second member of the Committee: Servulo, Eliana Flávia Camporese
Third member of the Committee: Marques, Petrus Pires
Fourth member of the Committee: Dantas, Raquel Cristina Cavalcanti
Fifth member of the Committee: Vieira, Patrícia Angélica
Summary: As plantas, como todo ser vivo, necessitam de nutrientes que são um dos fatores determinantes para o crescimento e desenvolvimento, e que por sua vez são retirados do solo. O fósforo é um elemento essencial para as plantas e está presente no solo em baixas concentrações. Para conseguir suprir tal necessidade, fertilizantes (adubos) químicos são adicionados, porém, um dos principais problemas relativos à absorção do fósforo pelas plantas se deve ao fato de uma grande parte ser do adubo químico e estar na forma imobilizado como fosfatos insolúveis. Mundialmente, mais de 99% dos fertilizantes fosfatados são produzidos a partir de reservas de rochas fosfáticas e utilização de ácidos inorgânicos fortes (ácido sulfúrico) para obtenção de formas mais solúveis de fosfato, gerando subprodutos impactantes ao meio ambiente. A utilização de microrganismos solubilizadores de fosfato (MSF) tem-se mostrado uma alternativa biotecnológica promissora para a produção de adubos com fósforos solúveis a partir de rocha fosfática (RF). Assim, este trabalho teve como objetivo selecionar fungos e bactérias com desempenho eficiente na biossolubilização de fósforo, assim como fazer uma avaliação da utilização de co-culturas no processo, e ainda estudar o processo de biossolubilização de fósforo em reatores cônicos de bancada, air lift e reator rotativo, analisando as condições operacionais e os ácidos orgânicos produzidos ao longo do processo. Para os testes realizados em fermentação submersa utilizando espécies de Trichoderma verificou-se que todas apresentaram comportamento semelhante em relação as variáveis analisadas (pH, produção de ácidos, fósforo solúvel e quantidade de biomassa), sendo que a associação (co-cultura) das culturas de Trichoderma mostrou-se mais eficiente, com máxima eficiência alcançada de 19,4%. Nos testes realizados em fermentação no estado sólido, em reator do tipo tambor rotativo com umidade inicial de 55%, a eficiência máxima foi de 49,6%. Constatou-se a importância da produção de ácidos orgânicos, o valor do pH do meio para o processo, bem como as composições e condições de crescimento do microrganismos, tanto para os processos utilizando fungos quanto para os que foram utilizadas bactérias. Nos testes nos quais as bactérias foram os MSF, as espécies do gênero Bacillus testadas apresentaram o mesmo potencial solubilizador para rocha fosfática, quando testadas isoladamente. No caso das bactérias acidófilas, a Acidithiobacillus ferrooxidans apresentou melhores resultados comparativamente a Acidithiobacillus thiooxidans.
Abstract: Plants, like every living thing, need nutrients that are one of the determining factors for growth and development, and which in turn are removed from the soil. Phosphorus is an essential element for plants and is present in the soil at low concentrations. In order to meet this need, chemical fertilizers are added, however, one of the main problems regarding the absorption of phosphorus by plants is due to the fact that a large part of the chemical fertilizer is in the immobilized form as insoluble phosphates. Worldwide, more than 99% of phosphate fertilizers are produced from phosphate rock reserves and use of strong inorganic acids (sulfuric acid) to obtain more soluble forms of phosphate, generating by-products that impact the environment. The use of phosphate solubilizing microorganisms (MSF) has been shown to be a promising biotechnological alternative for the production of fertilizers with soluble phosphates from phosphate rock (RF). The objective of this work was to select fungi and bacteria with efficient performance in phosphorus biosolubilization, as well as to evaluate the use of co-cultures in the process and to study the phosphorus biosolubilization process in conical, lift and rotary reactor, analyzing the operational conditions and the organic acids produced throughout the process. For the tests carried out in submerged fermentation using Trichoderma species, it was verified that all presented similar behavior in relation to the analyzed variables (pH, acid production, soluble phosphorus and amount of biomass), and the association (co-culture) of Trichoderma showed to be more efficient, with maximum efficiency achieved of 19.4%. In the tests carried out in solid state fermentation, in a rotary drum type reactor with initial moisture of 55%, the maximum efficiency was 49.6%. The importance of the production of organic acids, the pH value of the medium for the process, as well as the compositions and conditions of growth of the microorganisms were verified, both for the processes using fungi and for which the bacteria were used. In the tests in which the bacteria were the MSF, the species of the genus Bacillus tested had the same solubilizing potential for phosphate rock, when tested alone. In the case of acidophilic bacteria, Acidithiobacillus ferrooxidans presented better results compared to Acidithiobacillus thiooxidans.
Keywords: Engenharia química
Fertilizantes fosfatados
Adubos e fertilizantes
Fósforo na nutrição de plantas
Biossolubilização
Rocha fosfática
Fungos
Bactérias
Co-culturas
Biosolubilization
Phosphate rock
Fungi
Bacteria
Co-cultures
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: CARMO, Taciana Soares do. Biossolubilização de fósforo proveniente de rocha fosfática utilizando fungos e bactérias. 2017. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21342
Date of defense: 27-Jul-2017
Appears in Collections:TESE - Engenharia Química

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