Lighting the anaerobic digestion process in rural areas: struvite from cattle manure digestate / Lighting the anaerobic digestion process in rural areas: struvite from cattle manure digestate

RESUMEN El objetivo de esta investigación fue obtener estruvita a partir del digerido de un digestor rural, alimentado con estiércol bovino. Con el fin de determinar las variables de operación para recuperar estruvita (iones PO4 3- y NH4+), se desarrolló un diseño de experimentos, en el cual se evaluó el efecto combinado de la relación molar de Mg2+:PO4 3- (1.5:1, 2.5:1 y 3.5:1), tiempo de reacción (10, 50 y 90 min) y velocidad de agitación (100, 450 y 800 rpm). Las condiciones determinadas como favorables fueron relación molar 1.5, tiempo de reacción 50 min y una velocidad de agitación de 450 rpm. Estos resultados muestran que la recuperación de fosfato más alta es alcanzada el contenido de Mg ya presente en el digerido de estiércol bovino (153 mg/L). Los porcentajes de recuperación obtenidos fueron 55 ± 4.94 % y 58 ± 7.72 % para NH4+ y PO4 3- respectivamente. La formación y composición de cristales de estruvita se confirmó mediante microscopía petrografía, microscopía electrónica de barrido (SEM) y radiación infrarroja. El rendimiento de estruvita obteniendo fue 295.75 mg/L de digerido utilizado.

ABSTRACT The aim of this research was recovery nutrients (PO4 3- and NH4+ ions) in form of struvite, used cattle manure digestate from low cost anaerobic digester. In order to determinate operating variables (Mg2+: PO4 3- molar ratio, reaction time and stirring speed) an experimental design was developed. Struvite crystal was identified by mean of petrographic microscopy and infrared radiation. The highest recovery rates of 55±4.94 % and 58±7.72 % for NH4+ and PO4 3-, respectively was achieved at 1.5 molar ratio, 50 minutes reaction time and 450 rpm stirring speed. Struvite yield was 295.75 mg/L. These results show that the highest phosphate recovery is achieved with the magnesium concentration (153 mg/L) contained in the cattle manure digestate.

RESUMO O intuito desta investigação foi obter estruvita partindo do digerido de um digestor rural, alimentado com esterco bovino. A fim de determinar as variáveis de operação para recuperar a estruvita (íons PO4 3" e NH4 +), foi desenvolvido um delineamento experimental, no qual foi avaliado o efeito combinado da razão molar de Mg2+: PO4 3" (1.5:1, 2.5:1 e 3.5: 1), tempo de reação (10, 50 e 90 min) e a velocidade de agitação (100, 450 e 800 rpm). A combinação de condições determinadas como favoráveis foram: relação molar de 1.5, tempo de reação de 50 minutos e velocidade de agitação de 450 rpm. Estes resultados indicam que a maior recuperação de fosfato é obtida com a concentração de magnésio (153 mg / L) contida no esterco bovino digerido. As porcentagens de recuperação obtidas foram de 55 ± 4.94% e 58 ± 7.72% para NH4+ e PO4 3" respectivamente. A formação e composição de cristais de estruvita foram confirmadas por meio de microscopia de petrografia, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e radiação infravermelha. O rendimento da estruvita obtida foi de 295.75 mg /L de digerido utilizado.

Mineralization and efficiency index of nitrogen in cattle manure fertilizers on the soil / Mineralização e índice de eficiência do nitrogênio de fertilizantes de esterco bovino no solo

ABSTRACT: This research aimed to evaluate the mineralization of nitrogen (N) and to define the efficiency index (EI) of N after the addition of organic fertilizers based on cattle manure on the soil under laboratory conditions. A completely randomized statistical design with four replicates was used. The treatments were set as follows: T1) Soil (control); T2) Soil + vermicompost of cattle manure (CMV); T3) Soil + cattle manure and straw compost (CMS); and T4) Soil + cattle manure (CM). Experimental units were constituted by acrylic flasks with 5 x 5cm (height x diameter). Each flask was added with 135g of wet soil and 2.20, 2.45 and 2.27g of CMV, CMS and CM, respectively. Treatments were incubated at 25°C and the amount of mineral N from the soil (N-NH4+ and N-NO2- + N-NO3-) was determined at the beginning of the experiment and after 7, 14, 28, 56 and 112 days of incubation. The highest concentration of N-NO2- + N-NO3- in the soil were observed within the CMS treatment. The EI of N was of 27, 23 and 22% for CMS, CMV and CM, respectively. The mineralization of N from organic fertilizers based on cattle manure occurs on its vast majority within the first 28 days after its addition to the soil. The EI of N from the organic fertilizers based of cattle manure was higher for CMS>CMV>CM and achieved only 80% of what expected for organic fertilizers derived from cattle manure.

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo avaliar em condição de laboratório a mineralização do nitrogênio (N) e determinar o índice de eficiência (EI) do N após adição de fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino no solo. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos avaliados foram: T1) Solo (testemunha); T2) Solo + vermicomposto de esterco bovino (CMV); T3) Solo + composto de palha e esterco bovino (CMS); e T4) Solo + esterco bovino (CM). As unidades experimentais foram frascos de acrílico com 5cm de altura e 5cm de diâmetro. Em cada frasco, foram adicionados 135g de solo úmido e 2,20, 2,45 e 2,27g de CMV, CMS e CM, respectivamente. Os tratamentos foram acondicionados em incubadora a 25°C e os teores de N mineral do solo (N-NH4+ e N-NO2- + N-NO3-) foram determinados na data de instalação, aos 7, 14, 28, 56 e 112 dias de incubação. Os maiores teores de N-NO2- + N-NO3- no solo foram observados no tratamento CMS. O EI do N foi de 27, 23 e 22% para CMS, CM e CMV, respectivamente. A mineralização do N dos fertilizantes orgânicos a base do esterco bovino ocorre em sua grande maioria nos primeiros 28 dias após sua adição ao solo. O EI do N dos fertilizantes orgânicos a base de esterco bovino foi maior para CMS>CMV>CM e atingem apenas 80% do esperado para fertilizantes orgânicos oriundos de esterco bovino.

Água salina e biofertilizante bovino na produção de frutos e alocação de biomassa em noni (Morinda citrifolia L. ) / Saline water and bovine biofertilizer on yield and biomass allocation in noni plants (Morinda citrifolia L. )

RESUMO: Têm sido evidenciado que os compostos orgânicos exercem ação mitigadora dos efeitos tóxicos dos sais às plantas, promovendo maior crescimento e desenvolvimento em solos com excesso de sais. Nessa direção, um experimento foi desenvolvido para avaliar os efeitos do biofertilizante bovino na produção de frutos e alocação de biomassa pelos diversos órgãos de plantas de noni, irrigadas com águas salinas. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso, com quatro repetições e duas plantas por parcela, adotando o arranjo fatorial 5 x 2, correspondente a salinidade das águas de irrigação de 0,5; 1,5; 3,0; 4,5; 6,0 dS m-1, em substratos sem e com biofertilizante bovino, aplicado uma única vez, em volume correspondente a 10% do volume do substrato, um dia antes da instalação do experimento. As variáveis avaliadas foram: salinidade do solo, expressa pela condutividade elétrica do extrato de saturação do solo; número de frutos; massa média de fruto; produção de frutos por planta; e alocação de biomassa pelas raízes, caules, folhas e frutos. O aumento da salinidade da água de irrigação elevou o caráter salino do solo desde "não salino" para "fortemente salino" e, inibiu a produção de frutos e a acumulação de biomassa seca das plantas de noni em geral, mas, com maior intensidade nos tratamentos sem o insumo orgânico. O biofertilizante estimula o crescimento e a produção de plantas de noni cultivadas sob irrigação com águas de alta salinidade.

ABSTRACT: Organic compounds have shown to exercise a mitigating action on salts in plants and they promote growth and development in salt stress environments. In this sense, an experiment was carried out in order to evaluate the effects of saline water irrigation and bovine biofertilizer on yield and biomass allocation by the various organs of noni plants. Treatments were arranged in a randomized block design with four replications and two plants per plot using the 5 x 2 factorial design, which correspond to the salinity levels of irrigation water of 0.5, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 dS m-1 in substrates with and without bovine biofertilizer, applied to the soil once, in the volume corresponding to 10% of the volume of the substrate one day before the implementation of the experiment. The variables evaluated were soil salinity, expressed as electrical conductivity of the soil saturation extract, fruit number, fruit weight and fruit yield per plant, and biomass allocation by roots, stems, leaves and fruit. The increasing salinity of the water for irrigation increased the saline character of the soil from non-saline to saline soil and inhibited the production and accumulation of dry biomass in noni plants in general but with more intensity in the plants of the treatments without bovine biofertilizer applied to the soil in liquid form. The biofertilizer stimulates the growth and production of noni plants grown under irrigation with high salinity water.

Produção de mudas de manjericão com diferentes tipos de substratos e recipientes / Production of basil seedlings with different types of substrates and recipients

A utilização de pó de coco em substratos para obtenção de mudas tem crescido principalmente na região Nordeste do Brasil, onde essa matéria prima pode ser obtida com facilidade. No entanto, poucos são os trabalhos com a utilização deste substrato em espécies como o manjericão. Desta forma, objetivou-se avaliar o desempenho de mudas de manjericão cv. Genovese em substratos contendo pó de coco, foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, avaliou-se o efeito de doses de calcário (0 1 e 2 g L-1 de substrato) e fertilizante formulado [NPK 06-24-12 + (6% Ca; 5% S; 0,2% Zn; 0,05% B; 0,02% Cu; 0,15% Fe; 0,10% Mn e 0,003% B) - 3, 6 e 9 g L-1 de substrato], em mistura de pó de coco + vermiculita (1:1). No segundo, avaliou-se o efeito de recipientes e composições de substratos contendo esterco bovino curtido. Após a avaliação dos resultados, conclui-se que a produção de mudas de manjericão utilizando calcário e NPK em bandeja de poliestireno expandido de 128 células, deve-se utilizar pó de coco acrescido com 1 g L-1 de calcário dolomítico com 9 g L-1 de fertilizante 06-24-12 + Micro. Já para uma produção de mudas utilizando esterco bovino curtido, o substrato indicado é o pó de coco e esterco bovino curtido na proporção de 2:1, em tubetes.

The utilization of coconut dust as a substrate for seedling production has been increased recently, principally in the northeast region of Brazil, where such material can be easily obtained. However, there are few works using this substrate in species like basil. Thus, aiming to evaluate seedling performance of basil cv. Genovese in substrates containing coconut dust, we carried out two essays. The results have shown that the production of seedlings of basil using lime and NPK in polystyrene trays of 128 cells should be used with coconut powder plus 1 g L-1 of dolomitic limestone with 9 g L-1 of fertilizer 06 -24-12 + Micro. The substrate to grow seedlings in plastic pots of basil is coconut powder or cattle manure in the ratio of 2:1.

Protected environments and substrates for production of genipap seedlings / Ambientes protegidos e substratos para formação de mudas de jenipapeiro

Genipap (Genipa americana L., Rubiaceae ) is a native Brazilian species and can be used in the recovery of degraded forest areas or for food supply. In order for the species to reach its potential, production of high quality seedlings is essential. The objective of this study was to evaluate genipap seedlings in protected environments and different substrates. The environments tested were: (1) a greenhouse with polyethylene film in the top, with aluminized screen (Aliminet®) of 50%-shading under this film, and lateral sides covered with 50%-shading nylon net (Sombrite®), (2) a shaded hut, all sides covered with 50%-shading nylon net (Sombrite®), and (3) a nursery shelter, with all lateral sides uncovered and the roof covered with leaves of buriti (Mauritia flexuosa). In these environments the following substrates were tested: 50% cattle manure + 50% cassava foliage, 50% cattle manure + 50% Vida Verde®, 50% cattle manure + 50% vermiculite, and 25% cattle manure + 25% vermiculite + 25% of cassava foliage + 25% Vida Verde®. Because there was no repetition of the growth environment, the effect of environment was examined using statistical procedures for analysis of combined experiments. Within environments a completely randomized design was used with five replications. All substrates are suitable for the formation of genipap seedlings, where the recommended substrates are: 50% cattle manure + 50% cassava foliage and 50% cattle manure + 50% Vida Verde® for the greenhouse and the substrates composed of 50% cattle manure + 50% vermiculite and 25% cattle manure + 25% cassava foliage + 25% Vida Verde®+ 25% vermiculite for the shaded hut. The buriti shelter is not recommended for production of genipap seedlings.

O jenipapo (Genipa americana L., Rubiaceae) é uma espécie brasileira nativa e pode ser utilizada na recomposição de áreas de florestas degradadas ou fornecimento de alimentos. Para que a espécie atinja elevado potencial, a produção de mudas de elevada qualidade é essencial. O objetivo deste estudo foi avaliar mudas de jenipapo em ambientes protegidos e diferentes substratos. Os ambientes testados foram; (1) uma estufa agrícola com filme de polietileno transparente na cobertura, com tela aluminizada (Aliminet®) de 50% de sombreamento sob este filme, e lateral com tela de 50% de sombreamento; (2) uma cabana sombreada com todos os lados cobertos com tela de nylon de 50% de sombreamento (Sombrite®), e (3) um abrigo com todas as laterais sem fechamentos e cobertura com folhas de buriti (Mauritia flexuosa). Nestes ambientes foram testados os substratos 50% esterco bovino + 50% rama de mandioca, 50% esterco bovino + 50% Vida Verde®, 50% esterco bovino + 50% vermiculita e 25% esterco bovino + 25% vermiculita + 25% rama de mandioca + 25% Vida Verde®. Por não haver repetição do ambiente de cultivo, o efeito do ambiente foi examinado usando procedimento estatístico para análise de experimentos combinados. Dentro dos ambientes um delineamento experimental inteiramente casualizado foi utilizado com cinco repetições. Todos os substratos são indicados para formação de mudas de jenipapeiro, sendo recomendados os substratos a base de 50% esterco bovino + 50% rama de mandioca e 50% esterco bovino + 50% vida verde para a estufa agrícola e os substratos com 50% de esterco bovino + 50% vermiculita e 25% esterco bovino + 25% rama de mandioca + 25% vida verde + 25% vermiculita para a cabana sombreada. O abrigo com buriti não é recomendado para produção de mudas de jenipapo.