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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Potencial multifuncional da quitosana em fertilizantes de liberação controlada: sinergia entre nutrição nitrogenada, bioestimulação e proteção antimicrobiana
Alternate title (s): Multifunctional potential of chitosan in controlled-release fertilizers: synergy between nitrogen nutrition, biostimulation, and antimicrobial protection
Author: Damasceno, Marco Antônio de Mauro
First Advisor: Malagoni, Ricardo Amâncio
First member of the Committee: Falleiros, Larissa Nayhara Soares Santana
Second member of the Committee: Vieira, Patrícia Angélica
Summary: A crescente pressão pela segurança alimentar global intensifica o uso de fertilizantes nitrogenados convencionais, como a ureia, cuja aplicação é marcada por baixa eficiência agronômica e passivos ambientais severos, como a lixiviação de nitratos e a emissão de gases de efeito estufa. Embora os fertilizantes de liberação controlada (CRFs) busquem mitigar essas perdas, o uso de polímeros sintéticos em seus revestimentos gera o acúmulo de microplásticos nos ecossistemas, fenômeno conhecido como poluição branca. Este trabalho investiga o potencial tecnológico da quitosana como uma matriz biopolimérica multifuncional e biodegradável, analisando, por meio de uma revisão sistemática e compilação de estudos de caso, sua capacidade de integrar nutrição, bioestimulação e proteção fitossanitária. O texto detalha como o processo de desacetilação e a natureza policatiônica do biopolímero regulam a cinética de liberação de nitrogênio via difusão multiestágio e intumescimento, sincronizando a oferta nutricional com a demanda fisiológica das culturas. Os resultados compilados demonstraram ganhos de biomassa superiores a 264,26% no comprimento e 366,72% no diâmetro do caule em couve-chinesa, evidenciando que o uso dessas matrizes permite reduzir em 25% a carga de fertilizante mineral sem perda de produtividade. Os achados indicaram ainda um incremento de 469,21% nos teores de aminoácidos totais e de 103,51% em vitamina C, comprovando a otimização das rotas metabólicas vegetais. No âmbito fitossanitário, a quitosana alcançou 100% de inibição contra a bactéria Bacillus cereus e reduziu a mortalidade por Fusarium oxysporum em mais de 90%, atuando tanto por ação direta quanto como eliciador de resistência sistêmica. Na mitigação de estresses abióticos, o tratamento reduziu em até 51,52% a toxicidade por sódio em tomateiros sob salinidade, preservando o aparelho fotossintético. No solo, a diversidade bacteriana (índice de Shannon) elevou-se em 23,55%, com aumentos nas atividades das enzimas urease (46,54%) e fosfatase ácida (14,94%), consolidando um ambiente rizosférico mais resiliente. Conclui-se que a quitosana transcende a função de barreira física, consolidando-se como uma plataforma inteligente que alinha a alta produtividade aos princípios da química verde.
Abstract: The increasing pressure for global food security intensifies the use of conventional nitrogen fertilizers, such as urea, whose application is marked by low agronomic efficiency and severe environmental liabilities, such as nitrate leaching and greenhouse gas emissions. Although controlled-release fertilizers (CRFs) seek to mitigate these losses, the use of synthetic polymers in their coatings generates the accumulation of microplastics in ecosystems, a phenomenon known as white pollution. This work investigates the technological potential of chitosan as a multifunctional and biodegradable biopolymeric matrix, analyzing, through a systematic review and compilation of case studies, its ability to integrate nutrition, biostimulation, and phytosanitary protection. The text details how the deacetylation process and the polycationic nature of the biopolymer regulate nitrogen release kinetics via multi-stage diffusion and swelling, synchronizing the nutritional supply with the physiological demand of crops. The compiled results demonstrate biomass gains exceeding 264,26% in stem length and 366,72% in stem diameter in Chinese cabbage, evidencing that the use of these matrices allows for a 25% reduction in the mineral fertilizer load without loss of productivity. The findings further indicate an increment of 469.21% in total amino acid contents and 103.51% in Vitamin C, proving the optimization of plant metabolic pathways. In the phytosanitary scope, chitosan achieved 100% inhibition against the bacterium Bacillus cereus and reduced mortality from Fusarium oxysporum by more than 90%, acting both through direct action and as an elicitor of systemic resistance. In the mitigation of abiotic stresses, the treatment reduced sodium toxicity by up to 51.52% in tomato plants under salinity, preserving the photosynthetic apparatus. In the soil, bacterial diversity (Shannon index) increased by 23.55%, with increases in the activities of the enzymes urease (46.54%) and acid phosphatase (14.94%), consolidating a more resilient rhizospheric environment. It is concluded that chitosan transcends the function of a physical barrier, consolidating itself as an intelligent platform that aligns high productivity with the principles of green chemistry.
Keywords: Eliciador
Química Verde
Poluição Branca
Rizosfera
Biopolímero
NUE
Elicitor
Green Chemistry
White Pollution
Rhizosphere
Biopolymer
NUE
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: DAMASCENO, Marco Antônio de Mauro. Potencial multifuncional da quitosana em fertilizantes de liberação controlada: sinergia entre nutrição nitrogenada, bioestimulação e proteção antimicrobiana. 2026. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49455
Date of defense: 20-Mar-2026
Appears in Collections:TCC - Engenharia Química

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