BR102012033149A2

BR102012033149A2 - Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora, formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora, uso de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora

Info

Publication number: BR102012033149A2
Application number: BRBR102012033149-7A
Authority: BR
Inventors: Fabiane Grecco Da Silva Porto; Irene Teresinha Santos Garcia; Iraja Ferreira Antunes; Bernardo Ueno; Luis Antonio Suita De Castro; Jose Francisco Martins Pereira; Angela Diniz Campos; Cesar Bauer Gomes; Walkyria Bueno Scivittaro
Original assignee: Embrapa Pesquisa Agropecuaria; Univ Fed Do Rio Grande Do Sul
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2012-12-26
Publication date: 2014-08-05
Also published as: US20150336854A1; WO2014100873A1; BR102012033149B1; US9868677B2; DE112013006230T5

Abstract

PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E FITOPROTETORA, FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E FITOPROTETORA, USO DE FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E FITOPROTETORA A presente invenção se enquadra no contexto da química verde e se refere genericamente a uma formulação fertilizante e fitoprotetora e, em uma modalidade particular, a uma formulação formadora de filmes e indutora da resistência de plantas. A respectiva formulação, quando aplicada em plantas e/ou frutos resulta na formação de filme na superficie do material, o qual possui a característica de fotoproteção contra as radiações UV-B e UV-C, resistência mantida na água mesmo após alta higroscopicidade, maior estabilidade sob temperaturas ambientais elevadas, formação dc porosidade desejada e homogeneidade de superfície.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção: “PROCESSO DE OBTENÇÃO DE FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E FITOPROTETORA, FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E FITOPROTETORA, USO DE FORMULAÇÃO COM CAPACIDADE FERTILIZANTE E

FITOPROTETORA”.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção se enquadra no contexto da química verde e se refere genericamente a uma formulação fertilizante e fitoprotetora e, em uma modalidade particular, a uma formulação formadora de filmes e indutora da resistência de plantas.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

Dentro do conceito de sustentabilidade, a química ambiental e/ou química verde tem avançado no sentido de introduzir processos e produtos para a substituição de tecnologias poluidoras. A utilização de matérias-primas de origem vegetal e/ou subprodutos resultantes do processamento dessas matérias-primas e a sua incorporação em 15 processos/produtos ecologicamente corretos tem se mostrado uma tendência mundial principalmente em países que apresentam grande disponibilidade de biomassa.

Em todo o mundo, a produção de carvão a partir da queima da madeira é vista como uma atividade insalubre e altamente poluente principalmente pelo lançamento de substâncias tóxicas no meio ambiente. Neste contexto, a redução deste lançamento bem como a utilização dos subprodutos do processo na agricultura é visto como uma solução ambientalmente correta e economicamente viável para o setor.

Durante o processo de carbonização da madeira o carvão é apenas uma fração dos produtos que podem ser obtidos. Caso sejam utilizados sistemas apropriados para a coleta, aproveitam-se os condensados pirolenhosos (fração pirolenhosa ou líquido pirolenhoso) e 25 os gases não condensáveis. A prática mais completa e eficiente é o aproveitamento do carvão vegetal, dos condensados e também dos gases incondensáveis da madeira, pelo processo de “destilação seca”. A fase líquida mais conhecida e que poderá ser utilizada na agricultura é o líquido pirolenhoso, denominado de extrato pirolenhoso, ácido pirolenhoso, vinagre de madeira, licor pirolenhoso, fumaça líquida ou bioóleo. A carbonização da 30 madeira é a principal fonte desta substância. Atualmente, os principais países produtores de extrato pirolenhoso são o Japão, China, Indonésia, Malásia, Brasil e Chile, incluindo outros no Sudeste Asiático e na América do Sul. A fabricação e utilização do extrato pirolenhoso é muito antiga. Na China existem relatos de sua utilização há milênios atrás e na índia é muito utilizado no tratamento de doenças.

Para produzir o extrato pirolenhoso, c necessário condensar os vapores contidos na

fumaça, obtendo-se assim um licor composto basicamente por alcatrão, ácido pirolenhoso c óleos vegetais, que podem ser separados por meio da decantação ou através de um processo de destilação. O ácido pirolenhoso ou extrato pirolenhoso puro ao mesmo tempo impulsiona os aspectos positivos e inibe os negativos na produção agrícola. Os gases 10 emanados dos fornos são canalizados e, após a formação do licor, há a decantação em tonéis. O extrato pirolenhoso obtido funciona tanto como controlador de pragas quanto como adubo orgânico. Outra vantagem do produto é que, por apresentar pH baixo, atua como catalisador dos defensivos químicos ácidos quando misturado a eles, podendo reduzir o volume desses produtos sem prejuízo na eficiência.

Após sua extração, o extrato pirolenhoso geralmente é mantido em repouso por 3 a

6 meses ate que suas reações cessem e seus componentes sejam estabilizados. A eliminação do alcatrão e outras impurezas do extrato pirolenhoso deve ser realizada deixando o líquido em repouso por até 6 meses para que ocorra a decantação das impurezas, Após este período o líquido se separará em 3 camadas distintas. Na primeira 20 camada há o predomínio de óleos vegetais, na segunda há o predomínio de extrato pirolenhoso e na terceira há o predomínio de alcatrão. Após a separação por decantação o extrato obtido é denominado extrato pirolenhoso bruto (EPB) e poderá, de acordo com a aplicação necessária, ser filtrado ou destilado.

Diversas formulações compreendendo FPB são dcscrilas na literatura com sua 25 utilização direcionada principalmente como fertilizante agrícola e ativador da resistência de plantas. Entre estas formulações pode ser citada aquela descrita pelo documento JP 6056617 que descreve uma composição aplicada no solo, peixes e plantas e que promove a melhora na atividade imunológica, melhora na função lisiológica e possui ação antimicrobiana. A respectiva formulação compreende extrato pirolenhoso destilado (800L), 30 misturado com solução aquosa contendo dextrina, quitina, quitosana (3kg-8kg), um componente solúvel de alho, 300 ppm de solução aquosa de germânio orgânico c 3%-8% dc solução aquosa de ácido acético. O documento JP 6287104 descreve um ativador vegetal compreendendo vinagre de madeira pré-tratado e quitosana. O pré-tratamento do vinagre de madeira consiste na sua mistura com 1,5 a 3,0 equivalentes de HSO3'1 ou hidrazinas para inativar 1 equivalente de aldeídos. O vinagre de madeira assim tratado é então misturado com quitosana na razão de 98,5-30% : 5 -1,5% (% m). O documento KR 5 20080074258 apresenta uma composição antimicrobiana compreendendo nanopartícula de prata, quitosana e licor pirolenhoso. Mais especificamente, a composição compreende 1,0- 5,0% de solução de quitosana, 1,0% - 2,0% de licor pirolenhoso e 1000 ppm-5000 ppm de prata. O documento JP 6197630 descrcvc um método de cultivo de cogumelos compreendendo a adição de um agente de crescimento de plantas contendo solução de 10 quitosana diluída e vinagre de madeira diluído em água. O referido método controla a ocorrência de microrganismos diversos, promove o crescimento de cogumelos, melhora a colheita, reduz 0 período de cultivo e resulta em cogumelos de alta qualidade.

Como pode ser observado através da análise dos documentos anteriormente citados, formulações compreendendo extrato pirolenhoso para aplicação agrícola possuem como 15 um dos componentes, a quitosana que, normalmente, atua possibilitando a formação de lilmes sobre a material agrícola tratado. O emprego de quitosana também é descrito com esta mesma função em vários outros documentos tais como JP 2003342111, KR 979931 e KR 20110094370. Embora largamente difundido, tais formulações de aplicação agrícola compreendendo quitosana c extrato pirolenhoso apresentam, após a aplicação, 20 características limitantes tais como baixa estabilidade do filme, irregularidade do mesmo c estrutura fibrosa bastante heterogênea do material. Estas características se traduzem em filmes de baixa resistência, menor durabilidade e formulações de pouca aplicabilidade no campo.

Dentro deste contexto, a presente invenção apresenta uma processo de obtenção de 25 uma formulação bem como uma formulação com característica fitoprotetora e fertilizante e que representa uma alternativa viável de composição para aplicação em plantas e frutos. A respectiva formulação possui o diferencial de manter suas características após aplicação através da formação de um lilmc estável, com maior durabilidade, resistência térmica, e melhor resistência quando da absorção de água sendo ideal para aplicação em campo. Estas 30 características são alcançadas através do emprego de combinação de componentes específicos em concentrações pré-determinadas e que garantem as características aqui citadas. Entre as características da formulação da invenção e, consequentemente, do produto formado após aplicação em plantas e frutos podem-se citar a indução da resistência sistêmica, a ação fungitóxica e nematicida comprovada, a formação de filme na superfície da planta após a pulverização, a fotoproteção contra as radiações UV-B e UV-C, a resistência do filme mantida na água mesmo após absorção, a maior estabilidade do filme 5 sob temperaturas ambientais elevadas, a formação de porosidade desejada e homogeneidade de superfície fotoprotetora.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção apresenta um processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora compreendendo, tal processo, as seguintes etapas:

A) Obtenção de extrato pirolenhoso destilado (EPD),

B) Obtenção de composição compreendendo EPD e quitosana,

C) Obtenção de solução mineral fertilizante,

D) Mistura da composição obtida na etapa B com a solução obtida na etapa C.

A invenção se refere, também, a uma formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora compreendendo, tal formulação, extrato pirolenhoso destilado (EPD), quitosana e minerais.

A invenção se refere, ainda, ao uso de formulação com capacidade fertilizante e protetora da invenção na aplicação em plantas, partes de plantas, inclusive frutos.

DESCRICÂO DAS FIGURAS Figura 1 - Termogramas obtidos através de calorimetria diferencial exploratória da

quitosana em ácido pirolenhoso destilado, com taxa de aquecimento de 10 0C min"1.

Figura 2 - A) Transmitância em função do comprimento de onda de filmes de quitosana/ácido pirolenhoso destilado com espessura de 50 μιτι; B) Absortividadc molar de filmes de quitosana/ácido pirolenhoso destilado em função do comprimento de onda.

Figura 3 - Espectro dc difração de raios X do filme de quitosana/ácido pirolenhoso

destilado, λ=0,1542 /ym.

Figura 4 - Perfil de análise termogravimétrica, e primeira derivada, dos filmes de quitosana/ácido pirolenhoso destilado.

Figura 5 - Variação de massa relativa dos filmes de quitosana/ácido pirolenhoso destilado, após diferentes tempos de imersão em água destilada a 25 °C. Figura 6 - Micrografia eletrônica do filme de quitosana/ácido pirolenhoso destilado, após a pulverização em uma superfície lisa em temperatura de 18 0C a 25 °C.

Figura 7 - Micrografia eletrônica do filme de quitosana/ácido pirolenhoso destilado, após a pulverização em uma superfície lisa em temperatura de 18 0C a 25 °C.

DESCRICÂO DAS FIGURAS DO ANEXO 1

Figura 1 - Vista parcial dos experimentos para avaliação da eficiência dos formulados em reduzir a incidência de antracnose no feijoeiro, (A) plantas em câmara úmida após a inoculação de esporos de Colletotrichum lindemuthianum, (B) plantas antes da inoculação do fungo.

Figura 2 - Avaliação do efeito do fitoprotetor filme de quitosana/ácido pirolenhoso

(Fl), quitosana/ácido pirolenhoso/minerais (F2) após a pulverização, para avaliação de vigor e desenvolvimento em feijão (C) e batata (D).

Figura 3 - Pimenteiras cv. Mitla híbrida inoculadas com nematoide e tratadas com os formulados extrato pirolenhoso/quitosana (T3) e extrato pirolenhoso/quitosana/minerais (T4), testemunha positiva (Tl), testemunha com nematoide (T2), mostrando a presença das necroses nas folhas.

Figura 4 - Diferença no vigor de Pimenteiras cv. Mitla híbrida inoculadas com nematoide e tratadas com os formulados extrato pirolenhoso/quitosana (T3) e extrato pirolenhoso/quitosana/minerais (T4), testemunha positiva (Tl), testemunha com nematoide (T2).

Figura 5- Inibição do crescimento micelial do isolado 5.7 Colletolrichum gloeosporioides provocado pelo formulado fertilizante fitoprotetor ácido pirolenhoso/quitosana, referência na foto para 1,1% e 2,3%, (2) o fungicida padrão utilizado para controle do fungo, (3) testemunha e fungicida padrão diluído IOx.

Figura 6 - Inibição do crescimento micelial do isolado 02/08 de Monilinia fruticola

pelo formulado fitoprotetor ácido pirolenhoso/quitosana, referência na foto para 1,1% e 2,3% (1) e (2) o fungicida padrão utilizado para controle do fungo, (3) testemunha e fungicida padrão diluído IOx.

DESCRICÂO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um processo de obtenção de uma formulação bem como a uma formulação com característica Iltoprotetora e fertilizante e que representa uma alternativa viável de composição para aplicação em plantas e frutos mantendo, tal formulação, suas características através da formação de um filme estável, com maior 5 durabilidade, resistência térmica e manutenção das características quando da absorção de água sendo ideal para aplicação em campo.

A referida invenção utiliza um subproduto do processo de obtenção de carvão a partir da queima da madeira para, após tratamento específico, utilizá-lo em combinação com quitosana e minerais específicos obtendo-se uma formulação que, após aplicação em 10 plantas, possui características desejáveis e até então não atingidas plenamente por produtos similares tais como indução da resistência sistêmica, ação fungitóxica e nematicida comprovada, formação de filme na superfície da planta após a pulverização, fotoproteção contra as radiações UV-B e UV-C, resistência do filme mantida na água mesmo após alta absorção, maior estabilidade do filme sob temperatura ambiental elevada, formação de 15 porosidade desejada e homogeneidade de superfície fotoprotetora.

Após a aplicação em plantas e frutos, o filme formado bloqueia eficientemente a radiação na região do UV-B e UV-C. A elevada absortividade molar decresce com o aumento do comprimento de onda. A formulação é termicamente estável até 60 0C e o filme resultante perde uma pequena quantidade de água sob aquecimento, mas é 20 termicamente estável em uma ampla faixa de temperatura, sofrendo decomposição somente a 300 0C. O filme apresenta estrutura semicristalina que lhe confere flexibilidade e porosidade, características desejáveis nos processos de penetração de água e trocas gasosas.

O filme mantém sua integridade sob imersão em água por até 7 dias e apresenta excelente higroscopicidade, podendo absorver água até 300% de sua massa com pouca perda das características iniciais, o que permite seu uso corno coberturas para plantas em condições ambientais.

A invenção se refere a um processo de obtenção de uma formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora. A invenção também trata da formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora. A respectiva formulação promove a formação de filme capaz de revestir a superfície onde é aplicado, planta ou fruto. O filme produzido a partir desta formulação mantém a estabilidade em água até por uma semana, bloqueia eficientemente a radiação UV-B e UV-C, é termicamente estável até 60 0C e possui estrutura semicristalina, o que lhe confere a flexibilidade e porosidade, que são características desejáveis nos processos de penetração de água e trocas gasosas realizado pelas plantas. A formulação da presente invenção apresenta ação fungitóxica in vitro para 5 Monilinia Jructicola e Colletotrichum, e ação nematicida sobre juvenis de segundo estádio de M graninieola e M. javanica, com mortalidade in vitro. A formulação também estimula as enzimas relacionadas aos mecanismos de defesa e estresse ambiental das plantas (peroxidase (PO), fenilalaninaamônia-liase ((FAL), β 1,3 glucanase (β 1,3)). A referida formulação inibe parcialmente o processo de senescência natural da fruta proveniente de 10 plantas tratadas com promoção da cicatrização total ou parcial de ferimentos. Atua, ainda, desacelerando o processo de hidrólise da pectina em maçãs armazenadas, mantendo os teores de pectina por maior período de tempo, e a suculência natural em maçãs, conferindo maior qualidade às frutas em aplicações pré-colheita.

O processo de obtenção da formulação com capacidade fertilizante fitoprotetora da presente invenção compreende as seguintes etapas:

A) Obtenção de extrato pirolenhoso destilado (EPD),

B) Obtenção de composição compreendendo EPD e quitosana,

C) Obtenção de solução mineral fertilizante,

D) Mistura da composição obtida na etapa B com a solução obtida na etapa C.

Na presente invenção, o extrato pirolenhoso destilado (EPD) é obtido a partir do

extrato pirolenhoso bruto (EPB). Entende-se como extrato pirolenhoso bruto, a fase líquida obtida quando da condensação da fumaça durante a queima da madeira para a produção de carvão. O EPB também é denominado como líquido pirolenhoso ou ácido pirolenhoso ou vinagre de madeira ou licor pirolenhoso ou fumaça líquida ou bioóleo. No caso do EPB da 25 presente invenção, este deve ser produzido utilizando parâmetros dc controle que permitam a obtenção de um produto com a menor quantidade de alcatrão possível. A presença de alcatrão no EPB o torna tóxico e inviável para a utilização na agricultura. No caso da presente invenção, o EPB é obtido de acordo as orientações de obtenção descritas em Campos, A.D. (Técnicas de produção de extrato pirolenhoso para uso agrícola. Embrapa 30 Clima Temperado, Circular Técnica n°65, 2007. ISSN 1981-5999). Como parte do seu processo de obtenção / separação, o EPB é mantido em repouso por 3 a 6 meses e separado por decantação dos demais componentes resultantes da condensação da fumaça. Alternativamente, após sua separação dos demais componentes resultantes da condensação da fumaça, o EPB obtido pode, ainda, ser submetido a um processo de fíltração com o intuito de eliminar impurezas restantes. Na presente invenção, o EPD é obtido a partir da destilação à vácuo do EPB. Mais especificamente, o EPD é obtido a partir da destilação à vácuo à temperatura mínima e máxima de 60 0C e 75 0C respectivamente.

A etapa B do processo de obtenção de formulação fertilizante fitoprotetora da presente invenção compreende a obtenção de composição precursora contendo EPD e quitosana. Para a obtenção da respectiva composição precursora, quitosana é misturada com o EPD. Preferencialmente, para sua utilização na presente invenção, a quitosana deve 10 possuir um grau de desacetilação mínimo de 97%. Ainda preferencialmente, a concentração de quitosana em EPD na composição obtida na etapa B da invenção deve variar de 0,05 g/L a 30 g/L resultando em uma condutividade da composição da composição obtida em B que deve variar de 1038 μ8 cm'1 a 4970 μ8 cm'1. Em uma concretização preferencial, a concentração de quitosana em EPD na composição obtida da 15 etapa B do processo é de 10 g/L resultando em uma condutividade de 1938 μ8 cm'1 «2190 μ8 cm'1.

A obtenção de solução mineral fertilizante descrita na etapa C do processo de obtenção de formulação fertilizante e fitoprotetora da presente invenção é realizada através da adição de minerais à agua. Diversos minerais com capacidade fertilizante podem ser 20 utilizados na obtenção da solução mineral (etapa C) da presente invenção. Preferencialmente, os minerais são selecionados dentre silício e/ou boro e/ou molibdênio e/ou manganês e/ou zinco e/ou cálcio e/ou cobre. Ainda preferencialmente, as concentrações dos respectivos minerais utilizados são: silício: 0,07 g/L a 0,50 g/L; boro: 0,04 g/L a 0,08 g/L; molibdênio: 0,02 g/L a 0,09 g/L; manganês: 0,04 g/L a 0,13 g/L; 25 zinco: 0,02 g/L a 0,10 g/L; cálcio: 0,03 g/L a 0,30 g/L; cobre: 0,065 g/L a 0,2 g/L.

A etapa D do processo de obtenção da formulação fertilizante e fitoprotetora da presente invenção compreende a mistura da composição obtida na etapa B com a solução obtida na etapa C do processo. Preferencialmente, a relação de mistura entre as soluções B:C varia de 0,05:99,95 a 30:70. A mistura das soluções BeC nas proporções descritas anteriormente resulta, então, na formulação fertilizante e fitoprotetora da invenção. A presente invenção também se refere a uma formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora compreendendo, tal formulação, EPD, quitosana e minerais. Mais especificamente, a invenção se refere a uma formulação fertilizante e fitoprotetora compreendendo EPD, quitosana e minerais onde, preferencialmente, a concentração de 5 quitosana na formulação varia de 2,5 x IO"5 g/L a 9 g/L. Diversos minerais com função fertilizante podem estar presentes na formulação da invenção. Preferencialmente, os minerais presentes na formulação fertilizante e fitoprotetora da invenção são selecionados dentre silício e/ou boro e/ou molibdênio e/ou manganês e/ou zinco e/ou cálcio e/ou cobre os quais, quando presentes, apresentam as seguintes concentrações: silício: 0,049 g/L a 0,5 10 g/L; boro: 0,028 g/L a 0,08 g/L; molibdênio: 0,014 g/L a 0,09 g/L; manganês: 0,028 g/L a 0,13 g/L; zinco: 0,014 g/l a 0,1 g/L; cálcio: 0,021 g/L a 0,3 g/L; cobre: 0,046 g/L a 0,2 g/L. A presente invenção se refere, ainda, a uma formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora compreendendo extrato pirolenhoso destilado (EPD), quitosana e minerais e sendo obtida de acordo com o processo de obtenção de formulação descrito neste 15 documento. Mais especificamente, a invenção se refere a uma formulação fertilizante e fitoprotetora compreendendo EPD, quitosana e minerais obtida de acordo com processo descrito neste documento onde, preferencialmente, a concentração de quitosana na formulação varia de 2,5 x IO"5 g/L a 9 g/L. Diversos minerais com função fertilizante podem estar presentes na formulação obtida de acordo com o processo descrito neste 20 documento. Preferencialmente, os minerais presentes na formulação são selecionados dentre silício e/ou boro e/ou molibdênio e/ou manganês e/ou zinco e/ou cálcio e ou cobre os quais, quando presentes, apresentam as seguintes concentrações: silício: 0,049 g/L a 0,5 g/L; boro: 0,028 g/L a 0,08 g/L; molibdênio: 0,014 g/L a 0,09 g/L; manganês: 0,028 g/L a

0,13 g/L; zinco: 0,014 g/l a 0,1 g/L; cálcio: 0,021 g/L a 0,3 g/L; cobre: 0,046 g/L a 0,2 g/L. A presente invenção se refere, ainda, ao uso de formulação com capacidade

fertilizante e fitoprotetora descrita anteriormente para aplicação em plantas, partes de plantas, inclusive frutos. Mais especificamente, a invenção se refere à utilização da respectiva formulação descrita na invenção para a obtenção de um filme sobre plantas e/ou frutos que possui característica fitoprotetora e fertilizante. Resultados Experimentais:

Caracterização físico-química da composição obtida na etapa B do processo de obtenção de formulação fertilizante e fitoprotetora

As composições de quitosana em ácido pirolenhoso destilado foram caracterizadas quanto à presença de eletrólitos em solução através de medidas de pH e condutividade que foram realizadas em equipamentos Digimed, modelos DM-20 e DM-31, respectivamente.

A condutividade e o pH das soluções de quitosana em ácido pirolenhoso destilado, em diferentes concentrações são mostradas na Tabela 1. A determinação da condutividade é importante para caracterização da presença de eletrólitos em solução, uma vez que tem 10 influência direta na formação do gel e no raio de hidratação do polímero. O pH é importante, uma vez que estudos sugerem que a quitosana apresenta maior potencial antifúngico em pH ácido na faixa de 3 a 4.

Tabela 1. Características físico-químicas das soluções de quitosana em ácido pirolenhoso destilado.

Concentração (g L-1) Condutividade pH (pS cm-1) 0 1035 3,26 0,05 1038 2,95 0,1 1035 n.d. 0,5 967 2,91 1,0 991 2,95 2,0 n.d. 3,06 2,5 1101 n.d. 5,0 1410 n.d. 10,0 2180 3,23 15,0 n.d. 2600 30,0 3,43 4970 O comportamento térmico dos géis foi determinado através de Calorimetria

Exploratória Diferencial (DSC). As medidas de DSC foram realizadas em um DSC Q 20 da TA Instruments, em um intervalo de temperatura de -40 0C a 60 °C, com taxa de aquecimento de 10 “C.min'1 sob fluxo de nitrogênio de 50 mL.min'1. A Figura 1 mostra o comportamento térmico do gel formado pelo sistema quitosana/ácido pirolenhoso destilado. A análise de DSC foi realizada com dois ciclos de aquecimento e um de resfriamento. Foram realizados rampas de aquecimento consecutivas. Observa-se na Figura 1 uma descontinuidade em aproximadamente 24 0C na curva 5 do 1 ° aquecimento, que não se repete no 2o aquecimento, o que sugere apenas uma perda de água pelo gel no primeiro aquecimento. Não foi possível observar nenhuma transição de fase mostrando que o gel permaneceu estável na faixa de temperatura estudada.

Caracterização dos filmes

Capacidade de bloquear a radiação UV/VIS

O comportamento típico de transmitância UV/Vis dos filmes de quitosana/ácido

pirolenhoso destilado é apresentado na Figura 2-A. A transmitância dos filmes foi avaliada em um intervalo de espessuras, que obedece a lei de Lambert-Beer. A absortividade molar foi calculada para diferentes comprimentos de onda através da expressão de Lambert-Beer (1) descrita a seguir:

onde A é a absorbância dos filmes, € é a absortividade molar, b é a espessura do filme ecé a concentração.

Considerando-se a espessura dos filmes e a concentração, foram calculadas as absortividades molares parciais que foram expressas em função do comprimento de onda na Figura 2-B. Os resultados para a absortividade molar em função do comprimento de onda, após 320 ηπι, foram obtidos através da equação (2) descrita abaixo:

A faixa espectral coberta mostrou que esses filmes podem ser usados como fotoprotetores, bloqueando quase completamente as radiações UV-B (319-280 ηπι) e UV-C (279-200 ηπι).

Características estruturais dos filmes

11,55°, situados sobre um enorme halo característico de materiais amorfos. Os filmes apresentaram então uma estrutura semicristalina. Essa característica scmicristalina é

(1)

y = 4,6.109 e(-x/lü0)+ 1,4. IO7

(2)

25

O difratograma de raios X dos filmes (Figura 3) mostrou os picos em 2Θ, 8,4-8,6 e interessante, pois confere ao filme flexibilidade e porosidade, características desejáveis nos processos de penetração de água e trocas gasosas.

Estabilidade térmica

Os perfis da análise termogravimétrica e da primeira derivada dos filmes de quitosana/ácido pirolenhoso destilado são apresentados na Figura 4. Em 45 0C os filmes perderam cerca de 20 % de massa, o que é atribuído à liberação de água e ácido acético aprisionados em sua estrutura. A 300 °C a quitosana começou a se degradar. O material restante (cerca de 40 % em massa) apresentou características de carbono amorfo.

Comportamento dos filmes em água

Os filmes mostraram-se estáveis em água, sem sofrer desintegração, por até uma

semana de imersão. A característica higroscópica do filme foi determinada através da variação de massa de água absorvida pelos filmes de acordo com a equação (3):

tsm =

/ Λ

YYli - OT0

OT0 j

*100 (3)

onde Δηι é o aumento de massa relativo, mo é a massa inicial do filme emjéa massa do filme no tempo de imersão i.

A Figura 5 mostra o aumento da absorção de água dos filmes em função do tempo.

O filme chegou a aumentar em 300% a sua massa em água.

As Figuras 6 e 7 mostram micrografias eletrônicas do filme de quitosana/ácido pirolenhoso destilado, após a pulverização em uma superfície lisa em temperatura de 18 a 25 °C.

Comportamento da planta após tratamento

A formulação fitoprotetora e fertilizante da invenção promove um aumento da adesão das moléculas à cutícula da planta, permitindo melhor contato entre a formulação da invenção nutriente e a superfície da folha. Nas Figuras IA e IB do Anexo 1 são mostradas vistas parciais dos experimentos para avaliação da eficiência dos formulados em

reduzir a incidência de antracnose no feijoeiro, Na Figura IA são mostradas plantas em câmara úmida após a inoculação de esporos de Collelolrichum lindemuíhianum, c na Figura IB são mostradas as plantas antes da inoculação do fungo. A Tabela 2 mostrada a seguir mostra o índice de doença segundo McKINNEY para incidência de antracnose após aplicação da formulação fitoprotetora e fertilizante da invenção.

Tabela 2 - índice de doença segundo McKINNEY para incidência de antracnose

Cultivares Macanudo Chocolate Tratamentos Exp. III* Exp. IV* Exp. III Exp. IV Formulado A 0,97 0,47 0,33 0,20 Ácido pirolenhoso/quitosana/ minerais 0,96 0,43 0,20 0,13 Ácido pirolenhoso/quitosana 0,99 0,33 0,29 0,17 Tla -Test. c/ inóculo 1 0,88 0,37 0,24 Tlb-Test. c/ inóculo e d fungicida 0,20 0,11 0,11 0,11 * Experimento III — uma aplicação

* Experimento IV—três aplicações exceto as testemunhas

Observa-se na Tabela 2, que após três aplicações dos formulados, as respostas das

plantas foram significativas quanto à resistência à antracnose (Colletolrichum lindemuthianum). O índice de Mckinney igual a 1, corresponde a alta incidência de doenças e alta suscetibilidade a antracnose. Após três aplicações da formulação da invenção verificou-se que o índice Mckinney passou para menos que 0,50, o que significa 10 que plantas que antes eram suscetíveis passaram a ter resistência intermediária. A cultivar Macanudo considerada suscetível a antracnose, passou a ser resistente, apresentando um índice de Mckinney de 0,33 (EPD + quitosana) e 0,43 (EPD + quitosana + minerais). A cultivar chocolate apresentou, após 3 aplicações, índices de Mckinney de 0,17 (EPD + quitosana) e 0,13 (EPD + quitosana + minerais) respectivamente.

A Figura 2 do Anexo 1 mostra o bom desenvolvimento das plantas tratadas com as

formulações da invenção (EPD + quitosana) e (EPD + quitosana + minerais).

A avaliação da atividade da peroxidase (PO), fenilalaninaamônia-liase (FAL), β 1,3 glucanase (β 1,3) após aplicação dos formulados ácido pirolenhoso/quitosana e ácido pirolenhoso/quitosana/minerais, em cultivo de pimenta híbrida cv. Mitla, inoculadas com nematoide Meloidogyne são mostrados na Tabela 3 a seguir. Tabela 3 - Atividade da peroxidase (PO), fenilalaninaamônia-liase (FAL), β 1,3 glucanase (β 1,3) após aplicação dos formulados EPD/quitosana e EPD/quitosana/minerais, em cultivo de pimenta híbrida cv. Mitla, inoculadas com nematoide Meloidogyne

EPD/quitosana PO FAL β1,3 PFO ue/min/g de ue/min/g de ue/g de ue/min/g de tecido tecido tecido tecido EPD/quitosana 385,91 b 28,41 ab 39,68 b 438,90 b EPD/quitosana/ 32,29 a 37,56 b 426,67 b nutrientes 320,00 c* Test. Inoculada com nematoide 472,58 a 27,45 b 62,86 a 498,77 a Test. Positiva 134,80 d 29,98 ab 29,26 c 354,43 c * letras distintas diferem entre si nas colunas pelo teste Duncan (p<0,05).

Na tabela 3 a atividade das proteínas relacionadas à patogênese (β 1,3 glucanases,

PO, PFO e FAL) envolvidas em respostas de defesa e resistência a diversos tipos de estresse ambiental, apresentaram significativas alterações, quando as plantas foram tratadas com a formulação da invenção Isso indica que a formulação da invenção ativou o metabolismo de defesa no momento em que a planta foi agredida de alguma forma, 10 promovendo uma defesa rápida. Neste caso, observou-se a presença de necrose nas folhas das testemunhas (Figura 3 do anexo 1), indicando que não houve o processo de fitoproteção nestas plantas não tratadas. Isto é confirmado através da observação da Tabela

4 onde é possível observar que os compostos fenólicos (polifenois, monofenois, e orto e difenois, etc), que são substratos para as enzimas PO, PFO e FAL, não foram sintetizados 15 pela planta na ausência da formulação da invenção. Observou-se que, na testemunha, houve decréscimo significativo na concentração destes fenóis. Desta forma, a planta ao não conseguir se defender das agressões exigiu um gasto energético maior ao seu metabolismo e com isto fez com que o vigor e a produção fossem drasticamente reduzidos (Figura 4 do Anexo 1 e Tabela 5). Desta maneira conclui-se que o processo de defesa não foi ativado e a 20 planta ficou mais suscetível. Os compostos fenólicos são taninos, que quando presentes nas folhas, participam do processo de lignificação e produção de fitoalexinas, e também deixam as plantas mais indigestas e/ou menos atrativas para alguns insetos filófagos (insetos que se alimentam de folhas) e sugadores, tomando estas plantas mais resistentes também a essas pragas. A partir dos resultados apresentados pode-se concluir que a formulação da invenção apresentou a característica de ação de indução da resistência sistêmica das plantas.

Tabela 4 - Avaliação dos teores de compostos fenólicos (mg/lOOg) extraídos em metanol, metanol 50% e água após aplicação dos formulados ácido pirolenhoso/quitosana e ácido pirolenhoso/quitosana/minerais, em cultivo de pimenta híbrida cv. Mitla.

Fitoprotetores Metanol 50% Metanol 100% Água Compostos mg/lOOg mg/lOOg mg/lOOg Fenólicos totais mg/lOOg Ácido pirolenhoso/quitosana 2,21 a 3,69 a 1,18a 7,08 a Ácido pirolenhoso/quitosana/ 2,29 a 3,72 a 1,20a 7.21 a micronutrientes Test. Inoculada com nematoide 1,86 b 2,19 b 1,18a 5,23 b rIest. Positiva 1,98 b 2,42 b 0,77b 5,17b letras distintas diferem entre si nas colunas pelo teste Duncan (p<0,05).

Tabela 5 - Avaliação do vigor e produção da pimenta híbrida cv. Mitla após tratamentos

com os formulados ácido pirolenhoso/quitosana e ácido pirolenhoso/quitosana/minerais, em cultivo de pimenta híbrida cv. Mitla.

Formulados Peso/planta Numero de g frutos por planta Ácido pirolenhoso/quitosana 131,00b 25,00 b Ácido piiOlenhoso/quitosana/nutrientes 158,33 a 31,00 a Test. Inoculada e/ nematoide 126,00 b 17,00 c Test. Positiva 120,00 b 12,00 c letras distintas diferem entre si nas colunas pelo teste Duncan (p<0,05).

As Figuras 5 e 6 do Anexo 1 mostram resultados da inibição do crescimento micelial de isolados de Colletolrichum e Monilinia através da utilização da formulação da invenção comprovando a ação fungitóxica da formulação.

Experimentos para a avaliação do efeito da formulação da invenção foram também realizados visando testar a resistência a doenças e qualidade da fruta em macieiras cv Fuji. O interesse de um produto alternativo nesta cultura é a adequação às normas internacionais para a produção integrada, redução de agrotóxicos e de agressões ambientais. Os experimentos foram realizados utilizando três plantas por repetição e três repetições por tratamento. Foi deixada uma planta de bordadura entre as repetições e utilizadas 108 plantas no experimento.

A primeira análise foi realizada no experimento em cultivos convencionais de maças, foi quanto aos teores de pectina nas frutas. A presença de pectina garante a 5 suculência da fruta, quando a pectinase atua hidrolisando a pectina. Em um processo normal de senescência, a maçã apresenta textura farinhenta perdendo a qualidade sendo, portanto, ideal manter a suculência por maior tempo possível durante o armazenamento. Os resultados são mostrados na Tabela 6 a seguir.

Tabela 6 - Conteúdo de pectina ^g/mg) em maçã proveniente de pomar tratado com 10 formulados extrato pirolenhoso/quitosana e extrato pirolenhoso/quitosana/minerais e testemunha com tratamento convencional da cultura, durante o período de armazenamento das frutas em temperatura ambiente média de 24 a 26 °C. Para acelerar o processo de senescência as maças foram armazenadas em temperatura ambiente de 24 a 26 °C, por 120 dias.

Formulados Pectina ^g/mg) Pectina Pectina Pectina 08/04 ^g/mg) ^g/mg ^g/mg 27/04 18/05 23/06 Formulado -T5 51,24 b 48,93 bc 41,72 a 34,89 bed Rxtrato pirolenhoso/quitosana 54,31 a 52,17 a 44,83 a 36,43 abc Iixtrato pirolenhoso/quitosana/ 58,99 a 56,06 a 39,69 a 37,09 ab minerais Formulado 15-T9 50,60 b 48,98 bc 39,93 a 38,00 a Testemunha -Tl 49,90 b 46,04 c 41,48 a 33,24 d Coeficiente de variação (%) 5,4 5,7 6,2 3,9 * loiras distintas diferem entre si nas colunas pelo teste Dunean (p<(),05).

A análise da Tabela 6 mostra que mesmo em condições adequadas para a aceleração da senescência, as plantas tratadas com a formulação da invenção apresentaram após 120 dias de armazenamento maiores teores de pectina na fruta.

Claims

1. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: A) Obtenção de extrato pirolenhoso destilado (EPD), B) Obtenção de composição compreendendo EPD e quitosana, C) Obtenção de solução mineral fertilizante, D) Mistura da composição obtida na etapa B com a solução obtida na etapa C.

2. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que o EPD é obtido a partir do extrato pirolenhoso bruto (EPB).

3. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de que o EPD é obtido a partir da destilação à vácuo do EPB.

4. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 3 caracterizado pelo fato de o intervalo da temperatura de destilação para obtenção do EPD é de 60 0C a 75 0C.

5. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado pelo fato de que a composição da etapa B do processo é obtida pela mistura de quitosana e EPD.

6. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 5 caracterizado pelo fato de que a quitosana possui um grau de desacetilação mínimo de 97%.

7. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com as reivindicações 5 ou 6 caracterizado pelo fato de que a concentração de quitosana na composição da etapa B varia de 0,05 g/L a 30 g/L.

8. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7 caracterizado pelo fato de que a condutividade da composição obtida na etapa B varia de 1038 μ8 cm'1 a 4970 μβ cm"1.

9. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 8 caracterizado pelo fato de que a composição obtida na etapa B possui uma concentração de quitosana de 1 g/L.

10. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 9 caracterizado pelo fato de que a composição obtida na etapa B possui uma condutividade variando de 1938 μ8 cm'1 a 2190 μ8 cm'1.

11. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações IalO caracterizado pelo fato de que a solução na etapa C é obtida pela adição de minerais à água.

12. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com reivindicação 11 caracterizado pelo fato de que os minerais são selecionados dentre silício e/ou boro e/ou molibdênio e/ou manganês e/ou zinco e/ou cálcio e/ou cobre.

13. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com reivindicação 12 caracterizado pelo fato de que de que as concentrações de minerais na solução aquosa são: silício: 0,07 g/L a 0,5 g/L; boro: 0,04 g/L a 0,08 g/L; molibdênio: 0,02 g/L a 0,09 g/L; manganês: 0,04 g/L a 0,13 g/L; zinco: 0,02 g/L a 0,1 g/L; cálcio: 0,03 g/L a 0,3 g/L; cobre: 0,065g/L a 0,2 g/L.

14. Processo de obtenção de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado pelo fato de que a relação de mistura entre as soluções B:C varia de 0,05:99,95 a 30:70.

15. Formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora caracterizada pelo fato de que compreende extrato pirolenhoso destilado (EPD), quitosana e minerais.

16. Formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 15 caracterizada pelo fato de que a concentração de quitosana na formulação varia de 2,5 x 10'5 g/L a 9 g/L.

17. Formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 15 ou 16 caracterizada pelo fato de que os minerais na formulação são selecionados dentre silício e/ou boro e/ou molibdênio e/ou manganês e/ou zinco e/ou cálcio e/ou cobre.

18. Formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora de acordo com a reivindicação 17 caracterizada pelo fato de que as concentrações de minerais são: silício: 0,049 g/L a 0,5 g/L, boro: 0,028 g/L a 0,08 g/L, molibdênio: 0,014 g/L a 0,09 g/L, manganês: 0,028 g/L a 0,13 g/L, zinco: 0,014 g/l a 0,1 g/L, cálcio: 0,021 g/L a 0,3 g/L, cobre: 0,046 g/L a 0,2 g/L.

19. Formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora caracterizada pelo fato de que compreende extrato pirolenhoso destilado (EPD), quitosana e minerais e que é obtida de acordo com processo de obtenção descrito em qualquer uma das reivindicações 1 a 14.

20. Uso de formulação com capacidade fertilizante e protetora definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 19 caracterizado pelo fato de que é para aplicação em plantas, partes de plantas, inclusive frutos.

21. Uso de formulação com capacidade fertilizante e fitoprotetora definida em qualquer uma das reivindicações 15 a 19 caracterizado pelo fato de que é para obtenção de filme com capacidade fertilizante e fitoprotetora.