Filmes de celulose incorporados com macro (K, Ca e Mg) e micronutrientes (Fe, Cu e Mn) como recipiente para propagação vegetal

dc.contributor.advisor-co1Souza, Claudinei Fonseca
dc.contributor.advisor-co1Latteshttps://lattes.cnpq.br/4858219292242433
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-9501-0794
dc.contributor.advisor1Faez, Roselena
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0654750186618555
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1263-7837
dc.contributor.authorDuarte, Maria Carolina Salomé
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/5305221213386706
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0009-5408-5461
dc.contributor.refereePastre, Adriana Campos
dc.contributor.refereeMontagnolli, Renato Nallin
dc.contributor.refereeLatteshttps://lattes.cnpq.br/2634621642907240
dc.contributor.refereeorcidhttp://lattes.cnpq.br/7455124733755299
dc.date.accessioned2026-06-25T14:14:55Z
dc.date.issued2024-08-29
dc.description.abstractAn approach to minimizing the environmental, agronomic, and economic impacts of excessive fertilizer use is to optimize nutrient release through controlled and/or slow-release fertilizers, such as enhanced efficiency fertilizers (EEFs). However, many commercial EEFs contain non-biodegradable matrices that can lead to environmental contamination. Using biodegradable polymers like cellulose can mitigate this issue and improve fertilizer efficiency. In addition to functioning as EEFs, cellulose films can also serve as substrates for plant propagation, making them a promising alternative. This study developed and modified phosphorylated cellulose (P-Cel) films with phosphate groups to enhance the introduction and retention of ions such as K+, Mg 2+, Ca2+, Cu2+, Fe2+ e Mn2+. The films were prepared via casting with 1% (w/v) P-Cel incorporated with salts of Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O e MnSO4.H2O, and were characterized thermally (TGA, DSC), structurally (FTIR, XRD), and morphologically (SEM), in addition to evaluating ion release in water. The results indicate that the cellulose phosphorylation was successful, with 40% phosphorylation, and that the films functioned as EEFs, as confirmed by structural, thermal, and morphological analyses. The incorporation of salts was evidenced by band broadening and intensification and the appearance of new NO3-, SO42-, P=O, and P-O-H bands. XRD revealed interactions between the salts and P-Cel, particularly in equimolar quantities, while excess salt partially masked the characteristic peaks of P-Cel and the fertilizers. Thermal analyses confirmed the presence of salts, indicated by the release of water molecules from the hydrated salts after cation binding with phosphate. Elemental mapping (EDS) reinforced these interactions, showing a greater affinity of Ca2+ for PO43- compared to NO3-. Water solubility tests showed that macronutrients were released within the first 60 min, while micronutrients were released within 8 h, indicating a slower release than pure salts. Thus, P-Cel/fertilizer films demonstrate great potential as EEFs, as they are biodegradable, minimize environmental pollution, and provide controlled nutrient release, contributing to plant propagation and sustainability.eng
dc.description.resumoUma abordagem para minimizar os impactos ambientais, agronômicos e econômicos do uso excessivo dos fertilizantes é otimizar a liberação de nutrientes por meio de fertilizantes de liberação controlada e/ou lenta, como em fertilizantes de eficiência aprimorada (FEA). No entanto, muitos FEAs comerciais contêm matrizes não biodegradáveis que podem causar contaminação ambiental. O uso de polímeros biodegradáveis, como a celulose, pode mitigar esse problema e melhorar a eficiência dos fertilizantes. Filmes de celulose, além de funcionarem como FEAs, podem servir como substratos para propagação de plantas, tornando-os uma alternativa promissora. Neste trabalho, foram desenvolvidos filmes de celulose fosforilada (P-Cel), modificada com grupos fosfato para introdução e maior retenção de íons como K+, Mg 2+, Ca2+, Cu2+, Fe2+ e Mn2+. Os filmes foram preparados via casting com P-Cel 1% (m/v) incorporada com sais de Ca(NO3)2, KNO3, MgSO4.7H2O, CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O e MnSO4.H2O e caracterizados térmica (TGA, DSC), estrutural (FTIR, DRX) e morfologicamente (MEV), além da avaliação da liberação dos íons em água. Os resultados indicaram que a fosforilação da celulose foi bem-sucedida, com 40% de fosforilação, e que os filmes funcionaram como FEAs, conforme confirmado pelas análises estruturais, térmicas e morfológicas. A incorporação dos sais foi evidenciada pelo alargamento e intensificação das bandas, além do surgimento de novas bandas de NO3-, SO42-, P=O e P-O-H. O DRX revelou interações entre os sais e a P-Cel, especialmente em quantidades equimolares, enquanto o excesso de sal mascarou parcialmente os picos característicos. As análises térmicas confirmaram a presença dos sais, com a liberação de moléculas de água dos sais hidratados após a ligação dos cátions ao fosfato. O mapeamento elementar (EDS) reforçou essas interações, mostrando maior afinidade do Ca2+ com o PO43- do que com o NO3-. Nos testes de solubilidade em água, os macronutrientes foram liberados nos primeiros 60 min, enquanto os micronutrientes em até 8 h, indicando uma liberação mais lenta em comparação com os sais puros. Dessa forma, os filmes de P-Cel/fertilizantes apresentam grande potencial como FEAs, pois são biodegradáveis, minimizam a poluição ambiental e oferecem liberação controlada de nutrientes, contribuindo para a propagação vegetal e para a sustentabilidade.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationDUARTE, Maria Carolina Salomé. Filmes de celulose incorporados com macro (K, Ca e Mg) e micronutrientes (Fe, Cu e Mn) como recipiente para propagação vegetal. 2024. Dissertação (Mestrado em Agricultura e Ambiente) – Universidade Federal de São Carlos, Campus Araras, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/24272.*
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/24272
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus Araras
dc.publisher.centerCentro de Ciências Agrárias - CCA
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Agricultura e Ambiente - PPGAA-Ar
dc.relation.uriPolymer Bulletin (2026) 83:326 https://doi.org/10.1007/s00289-026-06380-y
dc.rightsCC0 1.0 Universalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
dc.subjectFilmespor
dc.subjectFertilizantespor
dc.subjectMicronutrientes e macronutrientespor
dc.subjectCelulosepor
dc.subjectFilmseng
dc.subjectFertilizerseng
dc.subjectMicronutrients and macronutrientseng
dc.subjectCelluloseeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.titleFilmes de celulose incorporados com macro (K, Ca e Mg) e micronutrientes (Fe, Cu e Mn) como recipiente para propagação vegetal
dc.title.alternativeCellulose films incorporated with macro- (K, Ca, and Mg) and micronutrients (Fe, Cu, and Mn) as a container for plant propagation.eng
dc.typeDissertação

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