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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁCURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
MARINA BORDIN PINHEIRO
COMPOSTAGEM – UMA
ALTERNATIVA A DESTINAÇÃO
FINAL DE CARCAÇAS DE ANIMAIS
RIO DE JANEIRO
2015
MARINA BORDIN PINHEIRO
COMPOSTAGEM – UMA
ALTERNATIVA A DESTINAÇÃO
FINAL DE CARCAÇAS DE ANIMAIS
RIO DE JANEIRO
2015
Este trabalho visa empregar a
compostagem, como meio seguro e
de baixo custo, no descarte de
carcaças de animais.
AGRADECIMENTOS
Toda conquista é precedida por diversas batalhas, tropeços e acertos, e estes, só
são superados por aqueles que se determinam a lutar, e nesta conquista, tive a felicidade
de encontrar pessoas determinadas a me ajudar neste caminho, por isso lhes agradeço
pelo apoio incondicional.
Agradeço a Deus que nos momentos de maior angustia, esteve ao meu lado e
me deu forças para continuar.
Agradeço a todos da minha família, que diante dos tropeços e obstáculos que
surgiram, estiveram ao meu lado.
A minha mãe Adelaide Bordin, que nos momentos certos, como uma boa mãe,
me aconselhou e me fez ver que tudo era possível.
A minha irmã Mariana Bordin, que do seu jeito, me apoio e sempre
demonstrou sua admiração pelo meu esforço.
Ao meu filho Robson, por me esperar até que eu chegar em casa, para me dar
um boa noite e por ser a razão da minha vida e da minha luta.
Ao meu orientador Gustavo Klotz Tato, que mesmo falando sem parar, e muita
das vezes viajando tanto em seus devaneios, me mostrou como é se dedicar a algo
intensamente, mas sem perder a sanidade, e assim ser o melhor orientador que alguém
poderia ter.
A minha co-orientadora Gabriela Heliodoro, não tenho palavras que
descreveriam meu agradecimento, me orientou de todas as formas possíveis, em todas
as situações, não somente no trabalho, mas como pessoa, agradeço por ser quem você é
e por dividir sua atenção comigo.
Aos meus professores, que dividiram seu conhecimento, e me deram a
oportunidade de ser uma profissional melhor.
A minha amiga Priscila Caroline dos Santos Yanez, que mais do que uma
amiga, foi minha irmã, minha companheira de projeto, que começou tudo comigo
enfrentando cada desafio, e vamos terminar mais essa etapa juntas.
Aos meus amigos Tayane Fernades, Jehnnifer Mendonça e Guilherme Nunan,
que aguentaram muitos momentos de reclamações, desespero e apavoramento e em
nenhum deles, deixaram de acreditar no meu potencial, sempre com uma palavra de
conforto e otimismo.
E finalmente a todos aqueles que de alguma forma, por menor que tenha sido,
me ajudaram a chegar onde cheguei, pois toda ajuda, de coração, traz boas energias e
impulsionam para frente.
RESUMO
A compostagem é uma técnica utilizada principalmente na agropecuária, e se
apresenta como o melhor meio de descarte de carcaças de animais, pois permite a
produção de adubos orgânicos a partir de restos, reduz o custo de descarte de carcaças e
proporciona a eliminação de patógenos nos corpos. A utilização de composteiras para
esse descarte é indicada devido ao grande volume de resíduos sólidos orgânicos
enviados aos aterros sanitários, aumentando a poluição e degradação do solo. Em
indústrias e locais que tratam diretamente com animais, pode haver o risco de
contaminação caso o descarte não seja feito de forma correta. Este trabalho visa
empregar a compostagem no Núcleo de Preservação da Fauna do JBRJ (ProFaunaJB),
com o uso de leiras estáticas, eliminando assim os custos com a destinação dos animais
que vem a óbito após resgate e tratamento. Foram feitas duas leiras experimentais com
fragmentos de animais e restos vegetais, cada fragmento animal foi colocado em sacos,
utilizando a metodologia de litter bags, contendo a mesma massa (300 gramas), assim
como os restos vegetais. O acompanhamento do estado das pilhas foi feito através da
medição de temperatura com termômetro tipo espeto digital, não foi feito molhamento
para controle hídrico na pilha. Se tratando de leiras estáticas, as mesmas não foram
revolvidas durante todo o processo. Foram utilizados dois tratamentos, sendo um com
carcaças de mamíferos e outro como grupo controle contendo folhas mortas. Para cada
tratamento teve quatro repetições que eram retirados a cada 15 dias, num total de 16
sacos para cada pilha. Com esse trabalho pode ser visto a praticidade para se aplicar a
técnica de compostagem, não necessitando grandes espaços e a rapidez com que o
processo se deu. As carcaças com 15 dias já estavam em um nível de decomposição
avançado, restando apenas alguns vestígios de matéria orgânica. Não foram
identificados odores fortes e a presença de moscas. Não houve a produção de chorume
e, com a temperatura correta, ocorre à descontaminação de qualquer patógeno que
pudesse estar presente nas carcaças.
Palavras-chaves: compostagem, resíduos sólidos, leiras.
ABSTRACT
The composting is a technique used mainly in agriculture, and in himself as the best
way to dispose of animal carcasses as it allows the production of organic fertilizers from
debris, reduces the cost of disposal of carcasses and elimination of pathogens on the
bodies. The use of composters for this disposal is indicated because of the large volume
of organic solid waste send to landfills by increasing pollution and soil degradation. In
industries and locations that deal directly with animals, there may be the risk of
contamination if the disposal is not done correctly. This work aims to employ the
composting in Núcleo de Preservação da Fauna of JBRJ (ProFaunaJB), with the use of
static windrows, thus eliminating the cost of the disposal of animals that come to death
after rescue and treatment. Two experimental fields were made with fragments of
animal and plant remains, each animal was placed in bags fragment, using the
methodology of litter bags, containing the same mass (300 g), as well as the plant
remains. The monitoring of the conditions of the cells was made by measuring of
temperature with thermometer type ESPETO DIGITAL, wasn’t done the wetting for
water control in the stack. When it comes to statics fields, the same have not been
plowed during the whole process. Two treatments were made, one with carcasses of
mammals and the other as control group containing dead leaves. For each treatment had
4 repetitions that were taken every 15 days, for a total of 16 bags for each cell. With this
work can be seen practicality to apply the compost technique and does not require large
spaces and how quickly the process was. Carcasses 15 days were already at a level of
advanced decomposition, leaving only a few traces of organic matter. No strong odors
and the presence of flies were identified. There was manure production and to correct
temperature, is the decontamination of any pathogen that could be present in the
substrates.
Keywords: compostin , solid waste piles .
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1. Curva de temperatura em função do tempo ........................................ 23
Gráfico 2. Curva de massa úmida da amostra pelo tempo ................................... 24
Gráfico 3. Curva da massa seca da amostra pelo tempo ...................................... 24
Gráfico 4. Comparativo de temperatura e chuva no período ................................ 26
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Jardim Botanico do Rio de Janeiro ................................................. 16
Figura 2. Saco de litter bags com carcaças de animais fragmentados ............. 18
Figura 3. Leiras estaticas montadas diretamente no solo ................................ 19
Figura 4. Sacos de tratamento alinhados nas leiras ........................................ 20
Figura 5. Marcação para retirada dos tratamentos ......................................... 22
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 10
1.1 TEMPERATURA 11
1.2 UMIDADE 11
1.3 AERAÇÃO 12
1.4 RELAÇÃO C/N (CARBONO/NITROGÊNIO) 12
1.5 MICRORGANISMOS 12
2 OBJETIVO GERAL 13
2.1 OBJETIVO ESPECÍFICO 13
3 METODOLOGIA 14
3.1 ÁREA DE ESTUDO 14
3.2 MATERIAL BIOLÓGICO UTILIZADO 17
3.3 MATERIAL AERADOR E FONTE DE CARBONO 17
3.4 DELINEAMENTO AMOSTRAL 17
4 RESULTADOS 23
4.1 TEMPERATURA 23
4.2 UMIDADE 23
5 DISCUSSÃO 25
6 CONCLUSÃO 27
10
1 INTRODUÇÃO
A compostagem é uma técnica antiga que vem se aperfeiçoando ao longo dos
anos e que consiste na proliferação de microrganismos através de um processo aeróbico.
Obtém-se, a partir disso, matéria orgânica bio estabilizada ou humificada de forma
sustentável, podendo este composto ser utilizado como fertilizante orgânico (INÁCIO,
2009).
Ainda superficialmente conhecida, a compostagem é minimamente aplicada pelo
poder público ou empresas privadas (INÁCIO, 2009). Em muitos locais esta técnica é
vista com o pré-conceito de causadora da poluição do ar ou dos lençóis freáticos,
ocorrendo exatamente o contrário segundo Filho & Novaes (2009). Entre as principais
vantagens do sistema de compostagem pode-se citar: i) a rápida decomposição
microbiana e a oxigenação da matéria orgânica, tornando a compostagem estável com
mínima produção de odores e higienizada devido às reações exotérmicas de
decomposição (TORRES, 2012); ii) a matéria orgânica composta se liga às partículas
(areia, silte e argila), ajudando na retenção e drenagem do solo melhorando sua aeração;
iii) aumenta a capacidade de infiltração de água, reduzindo a erosão; iv) elimina
patógenos; v) aumenta o número de minhocas, insetos e microrganismos desejáveis,
devido a presença de matéria orgânica, reduzindo a incidência de doenças nas plantas
(NASCIMENTO, 2005).
Nas últimas décadas o ambiente vem sofrendo grandes impactos,
principalmente no que se refere ao acúmulo de resíduos sólidos, que aumentam a cada
dia gerando problemas ao ambiente (TEIXEIRA, 2002). A Agenda 21, documento
elaborado por cerca de 160 países por ocasião da Conferência das Nações Unidas sobre
Meio Ambiente e Desenvolvimento Humano – ECO-92, mostra uma preocupação
constante com o problema dos resíduos sólidos, inserindo-o em suas diretrizes
(MESQUITA, 2004). A Política Nacional de Resíduos Sólidos (Brasil, 2010) estatui o
uso da compostagem como uma destinação final ambientalmente adequada e prevê a
implantação deste sistema para a destinação final de resíduos sólidos orgânicos, tema
deste trabalho. A técnica é muito útil para a indústria e centros que tratam diretamente
com animais, como Núcleo de Conservação da Fauna do JBRJ (ProFaunaJB) e a Clínica
11
de Recuperação de Animais Selvagens de Vargem Pequena – Universidade Estácio de
Sá (CRAS UNESA-VP). Seu uso evitaria a grande quantidade de peças anatômicas que
potencialmente são indevidamente enviadas para aterros e lixões. O método reduziria
ainda o custo de contratação de empresas especializadas na destinação correta por entes
público/ privados, facilitando o processamento delas. A compostagem, sendo feita
corretamente, é provavelmente um dos métodos mais econômicos para a reciclagem de
resíduos sólidos (matéria orgânica vegetal e animal).
Alguns fatores influenciam diretamente no processo de compostagem:
1.1 TEMPERATURA
A temperatura varia de acordo com a ação dos microrganismos. A primeira fase
se inicia aproximadamente de 1 a 3 dias da montagem da pilha. Nesta etapa,
denominada estágio mesofílico, as temperaturas podem variar de 40° a 450C. O aumento
da temperatura, podendo chegar até 600C, inicia a fase termofílica. Nela, as leiras, pilhas
longas de material orgânico distribuídas sobre o solo em linhas, atingem seu nível
máximo, podendo durar vários dias. Segundo Inácio (2009), a taxa de atividade
microbiana na compostagem decresce a temperaturas acima de 600C. A geração de calor
acontece quando os microrganismos oxidam a matéria orgânica, ou seja, promovem a
quebra das ligações entre as moléculas de carbono liberando calor.
1.2 UMIDADE
A umidade é um dos fatores mais importantes a serem controlados na pilha de
composto, pois os microrganismos necessitam de água para sobreviver (TORRES,
2012). A quantidade de água que a leira deve receber durante o processo é controlada.
Se a mesma ficar muito seca a atividade dos microrganismos reduzira. Se a pilha ficar
excessivamente úmida entra em conflito com o oxigênio do ambiente, ocorrendo a
fermentação e transformando o processo de compostagem em anaeróbico, o que pode
provocar odores fortes.
1.3 AERAÇÃO
12
Por se tratar de um processo aeróbico, a pilha necessita de ar para a
decomposição. Portanto, o material empilhado não deverá sofrer compactação excessiva
e, periodicamente, deve ser revolvido. Como a geração de calor na leira é muito alta, se
a pilha ficar muito compactada ocorre à fermentação na ausência do ar, havendo perda
de nitrogênio, surgimento de odores desagradáveis e aumento de proliferação de moscas
(LIMA et al., 2008). Outros fatores também podem levar a queda de Oxigênio na pilha,
como o excesso de umidade, o tamanho da composteira e a elevada demanda biológica
de oxigênio.
1.4 RELAÇÃO C/N (CARBONO/NITROGÊNIO)
A relação C/N é fundamental para eficiência no processo de compostagem.
Esses dois elementos estão presentes em todos os seres vivos, e os microrganismos
utilizam o carbono para seu desenvolvimento e o nitrogênio para a síntese de proteínas,
o que evidência a necessidade elevada de carbono. O equilíbrio, na composteira, destes
dois elementos pode variar de alto a baixo. A relação C/N alta implica numa degradação
lenta (35/1), onde há pouco nitrogênio e excesso de carbono, gerando assim um produto
final com baixo teor de matéria orgânica. A relação C/N baixa é uma degradação rápida
(20/1), que significa excesso de nitrogênio, que evapora na forma de amônia (NH3),
causando mau odor, o que polui a atmosfera e reduz a qualidade do composto. A razão
ideal de C/N para compostagem está entre 25 a 30/1, permitindo o aproveitamento do
produto final. Para este trabalho, a relação C/N do material não foi aferida por não se
tratar do objetivo e da necessidade de análises químicas para tal.
1.5 MICRORGANISMOS
A ação dos microrganismos é fundamental na formação do composto orgânico.
No processo de compostagem, encontramos diversos grupos de microrganismos,
criófilos, mesófilos, termófilos (bactérias, actinomicetas, leveduras, fungos, ácaros, etc.)
predominando em diferentes fases da compostagem (OLIVEIRA, SARTORI,
GARCEZ, 2008). Segundo Pereira Neto (2007) a atividade microbiana está relacionada
à diversificação e concentração de nutrientes da pilha, sendo estes nutrientes
13
decompostos em diversas fases do processo. Podem-se determinar as fases da
compostagem de acordo com a ação microbiana, na fase inicial, Mesofilica, os
microrganismos, predominantemente bactérias, suportam temperaturas mais amenas,
estes fazem a quebra da matéria orgânica inicial, o que gera a liberação de calor
(AVILA). Quando as temperaturas se elevam acima de 40°C, os microrganismos
termofilicos predominam, acelerando a decomposição (OLIVEIRA, SARTORI,
GARCEZ, 2008). Ao chegarem a temperaturas acima de 65°C, os microrganismos são
eliminados, incluindo agentes patogênicos.
2 OBJETIVOS GERAIS
O objetivo desta pesquisa é poder empregar de forma pratica, segura, eficiente e
de baixo custo, o uso de composteiras para o descarte de carcaças de animais que
venham a óbito no ProFaunaJB.
2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Verificar as condições de decomposição de carcaças em leiras para essa
finalidade;
• Avaliar o tempo necessário para a completa decomposição de carcaças
de mamíferos;
• Avaliar a presença de odor e/ou chorume no local;
• Avaliar a possibilidade de implantação do sistema em outros locais.
14
3 METODOLOGIA
3.1 ÁREA DE ESTUDO
O experimento foi feito dentro do Instituto de Pesquisa Jardim Botânico do Rio
de Janeiro, em área de Mata Atlântica nas coordenadas 22°58'13.1"S 43°13'32.4"W
(Figura 1).
A Mata Atlântica apresenta uma variedade de formações, englobando um
diversificado conjunto de ecossistemas florestais com estrutura e composições
florísticas bastante diferenciadas (Florestas: Ombrófila Densa, Ombrófila Mista,
Estacional Semidecidual, Estacional Decidual e Ombrófila Aberta). Abarca, ainda,
ecossistemas associados como as restingas, manguezais e campos de altitude,
acompanhando as características climáticas da região onde ocorre (IBF, 2015). Tendo
uma biodiversidade extremamente rica, a Mata atlântica também é um dos biomas mais
ameaçados, onde os remanescentes de vegetação nativa estão reduzidos a cerca de 22%
de sua cobertura original. Em relação à fauna, encontramos diversas espécies, entre
mamíferos, aves, repteis, anfíbios e peixes, onde, algumas espécies endêmicas,
encontram se na lista de espécies ameaçadas de extinção (IUCN, 2015).
O Jardim Botânico do Rio de Janeiro (JBRJ) foi fundado no ano de 1808,
quando o príncipe regente D. João veio com a corte portuguesa para o Brasil e adquiriu
a fazenda, que até o presente momento pertencia a Rodrigo de Freitas. D. João instalou
assim uma Fábrica de Pólvora no local. Desta época, até aproximadamente 1930, se
estabeleceu a plantação de diversas espécies de plantas, inicialmente especiarias como
Eugenia caryophyllata Thunb. (Cravo da índia) e plantações de chá como exemplo
Camellia sinensis e alguns exemplares de vegetais como o Abacateiro (Persea
americana) e a Fruta Pão (Artocarpus altilis). Em 1824, Frei Leandro, professor da
academia de medicina e cirurgia, assumiu a direção do Jardim Botânico e deu
continuidade aos seus ensinamentos voltados para história natural e botânica (JARDIM
BOTANICO, 2014).
Desde então o JBRJ realiza pesquisas cientificas voltadas para a área de
botânica. Foram criadas algumas revistas como a Archivos do Jardim Botânico em 1915
15
e a Rodriguésia em 1930. A trajetória do JBRJ é repleta de mudanças que o tornaram
hoje uma grande instituição de pesquisa cientifica, sendo o mais antigo jardim botânico
em funcionamento na história do Brasil (JARDIM BOTÂNICO, 2014).
O Núcleo de Conservação da Fauna (ProFaunaJB), lotado regimentalmente na
Coordenação de Conservação de Áreas Verdes / Diretoria de ambiente e tecnologia, tem
como objetivos principais o atendimento de socorro à fauna de vertebrados presente no
território do JBRJ (BRASIL, 2009). Preza ainda pela orientação ao público, visitantes e
colaboradores, além de moradores do entorno no correto comportamento em relação à
fauna e pesquisas científicas. São desenvolvidos projetos por estudantes que se aplicam
a esse objetivo, como exemplo a identificação taxonômica da fauna do jardim botânico.
(BRASIL, 2014).
17
3.2 MATERIAL BIOLÓGICO UTILIZADO
Animais debilitados que eventualmente venham a óbito no ProFAUNA são
armazenados em freezer. O armazenamento temporário deste material visa a correta
destinação dos cadáveres. Para a montagem do experimento foram utilizadas carcaças
de mamíferos oriundas do ProFAUNA e cedidas pelo CRAS-UNESA, armazenados
congelados e disponibilizados para esta pesquisa.
3.3 MATERIAL AERADOR E FONTE DE CARBONO
Foi utilizado como material carbonáceo restos vegetais, provenientes de varrição
das ruas e aleias do Arboreto do JBRJ. Este material permite uma fonte rica de carbono
e evita a compactação da pilha, mantendo a aeração necessária.
3.4 DELINEAMENTO AMOSTRAL
Para a realização deste experimento foram utilizados dois tratamentos com cinco
amostragens por tratamento, partindo do Tempo zero na implantação das pilhas,
seguidos de amostragens a cada 15 dias, com 4 repetições de cada amostra. O material
foi colocado dentro de litter bags (Crossley Jr. & Mary. 1962), com a massa
padronizada de 300 gramas (Figura 2). Carcaças de mamíferos como grupo teste e
folhas como grupo controle. Para obtenção desta massa em cada saco, as carcaças foram
degeladas e fragmentadas. Foi utilizada uma leira estática para cada tratamento, com
3,0x0,6x0,5 metros (Figura 3). Cada tratamento totalizou 20 repetições, sendo quatro
mantidos como marco zero e 16 colocadas nas pilhas dentro dos sacos que foram
distribuídos aleatoriamente em cada pilha (figura 4). As leiras estáticas não são
revolvidas e foram montadas diretamente no solo, com paredes aproximadamente retas.
As pilhas foram montadas com restos vegetais (serapilheira), como material carbonáceo,
permitindo que as paredes se sustentem garantindo a estrutura da leira.
21
O monitoramento da pilha foi feito através de parâmetros físicos, medições de
temperatura foram feitas três vezes por semana, em dias alternados em quatro pontos de
cada tratamento, com uso de termômetro manual com sonda tipo espeto, com precisão
de ±1C (±2F) e temperatura suportada de -50C até +200C ou -58F até +392F. Para
testar se há diferença na temperatura entre os tratamento será feito o Teste T de Student
para amostras independentes.
A irrigação da pilha ficou a cargo das precipitações. A pluviosidade foi
verificada no período do experimento usando-se os dados da estação pluviométrica
localizada no bairro Jardim Botânico, no Jockey Club do Brasil, localizado nas
coordenadas -22,97278°S -43,22389°W (Rio de Janeiro, 2015), ativa desde 01/01/1997.
Levou-se em consideração apenas os dados diários de chuvas.
O material decomposto dentro dos litter bags foi retirado da pilha em intervalos
de 15 dias (Figura 5), pesados em balança digital modelo ELCN – 15, com capacidade
de 15Kg, e postos em estufa de ventilação forçada a 70°C para secagem. O material foi
posto para secagem de forma individualizada, encerrados em uma trouxa de papel
alumínio. Após esta etapa o material foi novamente pesado e através da massa final
obteve-se a curva de decomposição do material em função do tempo e da temperatura.
25
5 DISCUSSÃO
As vantagens ambientais e de sustentabilidade, considerando a proposta deste
experimento, são diversas. Podemos destacar a facilidade em se adquirir os matérias
necessários para a montagem de uma leira, os restos vegetais, utilizados como fonte de
carbono. Além disto, a decomposição completa das carcaças, que inviabiliza a
proliferação de possíveis microrganismos patogênicos, permitindo que o composto
possa ser utilizado como adubo (CURCI, DUTRA, DOBEREINER, JUNIOR, 2007).
No entanto, provavelmente por causa do baixo regime pluviométrico no período
que compreendeu o experimento, as pilhas não passaram dos 45°C não sendo possível
inferir se o processo foi suficiente pra eliminar possíveis patógenos das amostras, como
versa Curci, Dutra, Dobereiner, Junior (2007).
Ainda assim o experimento foi efetivo no que tange a eliminação de carcaças,
como pode ser visto nos gráficos 2 e 3. Das 24 repetições padronizadas em 300 gramas,
obteve-se no fim do processo em média 32,5 gramas por litter bag. São 7,2 Kg de
matéria animal morta convertidos em, em média, 0,78 Kg no final do processo. Uma
redução de 91% da massa inicial, só restando no fim do processo pelos e ossos. Este
resíduo, desde que a fase termofilica seja efetiva e os patógenos eliminados, pode sofrer
descarte em lixo comum (TORRES, 2012).
Os motivos que fizeram com que o material não entrasse na fase termofílica
podem ser diversos, dentre eles, alta relação C/N do material, baixa umidade do mesmo
e pouca aeração, o tamanho das partículas e a variação no Ph. A pouca aeração não deve
ter sido um problema tão grande neste trabalho, pois o material folhoso de varrição
permite circulação de ar entre as partículas, como afirma Inácio, 2009.
A baixa umidade também não deve estar relacionada com a não inserção das
pilhas na fase termofílica, pois como pode ser visto no gráfico 4, o decrescimento da
temperatura é inverso ao aumento das chuvas. Resta apenas como explicação a alta
relação C/N do material que, com pouco material inoculante e baixa quantidade de
Nitrogênio nas pilhas não permitiu o crescimento microbiano, nem o aumento das
temperaturas, fazendo com que a mesma, não passasse para a segunda fase.
27
6 CONCLUSÃO
Concluiu se com esse trabalho que, a criação de leiras para o descarte de
carcaças de animais é viável e eficiente. Neste experimento a temperatura ideal para as
leiras não ocorreu, o que nos permite supor, avaliando outros fatores, que a relação C/N
não se estabeleceu, onde ouve déficit de nitrogênio. Em experimentos posteriores fica a
indicação de adicionar maior quantidade de material inoculante na hora de montar as
pilhas para aumentar a oferta de N.
28
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