Evaluation of spent coffee grounds biochar and its effect in plant growth-promoting

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2023.003.0001

Keywords:

Biochar, Spent coffee grounds, Eruca sativa, Arthrospira platensis

Abstract

Due to modern agriculture practices, such as the massive use of chemical inputs, and the growing level of greenhouse gas emissions, it is increasingly latent the need to find technologies that help to mitigate the impacts caused in the ecosystem. In this context, the use of biochar stands out, a material produced from the pyrolysis of biomass waste. Biochar has the ability to improve soil physical and chemical properties, besides contributing to carbon stock and increase of microbial biodiversity. Therefore, the present work aimed to evaluate the production of biochar from spent coffee grounds waste at different temperatures, test the immobilization of microorganisms on its surface and investigate its role in promoting the growth of the vegetable Eruca vesicaria subsp. Sativa (arugula). The produced biochar had its physicochemical properties characterized by acid-base titration and pH analysis. The porous structure of biochar, as well as the efficiency of the biochar-microorganism complex, was evaluated by Scanning Electron Microscopy. In the presence and absence of biochar and biochar-microorganism complex, the cultivated crops were evaluated by determining the number of leaves, the length of aerial parts, the weight of fresh aerial parts, and the weight of dry aerial parts. The produced biochar showed a porous structure with positive results for the immobilization of microorganisms. In terms of vegetable cultivation, the application of biochar on the soil did not produce significant differences in the quality of the seedlings when compared with the control. However, the use of spent coffee grounds biochar inoculated with A. platensis cyanobacterium promoted plant development, providing the best results for all variables. The found results suggest the use of spent coffee grounds biochar as a carrier of microorganisms and put in evidence the potential of A. platensis in plant growth promotion.

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Author Biographies

Caroline Cordeiro da Silva, Universidade Federal de São Paulo

Biotecnologista pela Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), onde também se formou como bacharel em Ciência e Tecnologia. Realizou iniciação científica durante três anos na área de Microbiologia Aplicada no Laboratório de Sistemas Microbianos da UNIFESP SJC, pelo qual já foi bolsista PIBIC entre 2019 e 2020. Desenvolveu projetos envolvendo o cultivo de cianobactérias, caracterização e extração de biopolímeros e a produção de biochar com microrganismos imobilizados para promoção de crescimento vegetal. Atualmente trabalha na área de Controle de Qualidade Microbiológico no setor farmacêutico.

Maraisa Gonçalves, Universidade Federal de São Paulo

Possui doutorado pela Universidade Federal de Lavras na área ambiental, onde trabalhou no desenvolvimento de materiais a partir de resíduos da agroindústria para oxidação de contaminantes emergentes e têxtil. Trabalhou como pesquisadora no projeto Advance First Respiratory Protection (FRESP) no desenvolvimento de materiais adsorventes para máscaras protetoras (Projeto Europeu). Atua na área de desenvolvimento de Materiais e Química Ambiental, principalmente nos seguintes temas: reaproveitamento de resíduos, compostos de óxido de ferro, carvão ativado, fotocatalisadores e adsorção de contaminantes. Atualmente trabalha como professor adjunto na Universidade Federal de São Paulo e atua em projetos de pesquisa para o desenvolvido de materiais carbonáceos a partir de resíduo industriais para aplicação como adsorventes, fotocatalisadores ou como biochar. 

Elisa Esposito, Universidade Federal de São Paulo

Possui graduação em Biologia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul , mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (1992) e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (1995). Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal de São Paulo e orienta no curso de pós graduação em Biotecnologia da Universidade Federal de São Paulo. Tem experiência na área de Microbiologia, com ênfase em Microbiologia Ambiental (Estudo de inoculantes promotores de crescimento vegetal, sistemas agroflorestais, recuperação de áreas degradadas) e saúde (Estudo de prebióticos). 

Published

2023-09-30

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