aulas 9 e 10 hidroponia

Prof. Francisco Hevilásio F. Pereira Cultivos em ambiente protegido

HIDROPONIAEstrutura e classificação dos sistemas

hidropônicos

Cultivos Protegidos

Pombal – PB

HidroponiaTermo Hidroponia é de origem grega → Hidro: água e Ponia: trabalho

Conceito:é uma técnica em que a nutrição da planta é feita por meio de uma solução aquosa que contém todos os elementos essenciais ao crescimento e produção da planta em proporções e quantidades definidas

Surgiu concomitantemente com o advento da nutrição mineral de plantas

Histórico- Em 1600 (Jan Van Helmont)

• Vasos com 150 kg de solo

• Estacas de salgueiro de 2,5 kg

• Vedou os vasos para não entrar poeira

• Irrigou somente com água durante 5 anos

• O peso final da planta foi de 82 kg e perca de peso

do solo foi de 180 g

- Em 1699 (John Woodward)

• Utilizou o cultivo em água contendo várias

proporções de solo

Histórico- Em 1860 e 1861 (Sachs e Knop)

• Conduziu a primeira planta de semente a semente

em solução nutritiva

- Em 1925 (W. F. Gericke)

• Lançou as bases para o cultivo hidropônico

comercial na California (kits caros e inadequados)

- Em 1945 (II Guerra Mundial)

• Americanos e Japoneses cultivavam hortaliças em

ilhas rochosas do pacífico para alimentar os

soldados usando areia e solução nutritiva

Histórico- Em 1950 (Hoagland & Arnon)

• Formulou solução nutritiva que é utilizada até hoje

- Em 1965 (Inglês Allen Cooper)

• Relançou o cultivo hidropônico comercial

utilizando a técnica do NFT – Nutrient Film Technique (Técnica do Fluxo Laminar de Nutrientes)

- No Brasil a utilização desta técnica ainda é recente

Estrutura utilizada no cultivo hidropônico- Sistema hidráulico (NFT)

• Reservatórios

• Motobomba e encanamentos

- Bancadas ou mesas para cultivo

• Base de sustentação para os canais de cultivo

• Canais de cultivo ou recipientes individuais

• Sistema de fluxo e refluxo

- Sistema de aeração (Recipientes individuais – solução estática)

• Encanamentos

• Compressor de Ar

- Substrato, kit de irrigação e coleta de água de drenagem

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Classificação dos sistemas hidropônicos- Quanto ao substrato (sistemas de duas fases)

→ Cultivo em água

• Circulante: NFT

• Estático: com injeção de ar comprimido

• Exclusão da luz (crescimento de algas)

• Suporte para a planta

→ Aeroponia – nebulizações regulares de solução

nutritiva mantendo a UR a 100% em recipiente

fechado e opaco

- Quanto ao substrato (sistemas de três fases)

→ Areia, cascalho, fibra de coco, entre outros

Duas fases

Três fases

NFT – técnica do fluxo laminar de nutrientes- Consiste na circulação de um fino filme de solução nutritiva dentro de canais com 2-4% de declividade

→ Nível do solo

→ Elevados em bancadas

- Componentes

• Canais: tomate (23cm de largura e 5cm espessura)

• Tanque elevado ou bombeamento direto

• Tanque de coleta de solução dos canais

• Taxa de fluxo: 2 L/minuto

• Espessura do filme de solução: 3 a 10 mm

• Contínua ou intermitente (15 e pára 30 min.)

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Solução estática aerada : recipientes individuais- Impermeáveis, resistentes, opacos, isolamento térmico e

reutilizáveis.

→ Temperatura > 30ºC afeta a disp. de O2

→ Pintar com tinta alumínio

→ Lavagem do recipiente

→ Perfurar a tampa: vazador 14

→ Fixação das plantas: isopor, borracha ou espuma

plástica

- Solução nutritiva

• Qualidade da água, CE, pH e aeração

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Floating ou piscina

- Usa mesa ou tanque raso nivelado (10 a 15 cm).

→ Lâmina de solução nutritiva (5 a 10 cm)

→ Sistema de alimentação e drenagem de solução

→ Muito usado para a produção de mudas em

bandejas ou espuma fenólica

Substrato- Cascalho e areia

→ Individuais

→ Canais

• Subirrigação

• Gotejamento

• Microaspersão

- Regiões deserticas: areia (0,6 a 2,0 mm de diâmetro)

• Distância entre os drenos (1,5 a 2,0 m)

• Drenos: cano de PVC de 50 mm

• Lâmina de drenagem: 8,0%

• Quantidade de sais < 2.000 mg/L

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HIDROPONIAFormulação e preparo da solução nutritiva

Cultivos Protegidos

Pombal – PB

Solução nutritiva: macronutrientesPontos a serem considerados:

→ As plantas apresentam absorção seletiva de nutrientes

→ Deve-se obedecer limites de pH (5,5 a 6,5)

→ Potencial osmótico (- 0,8 atm ou Mpa)

→ Proporção entre os nutrientes

• Interferência na absorção um do outro

• Precipitações de compostos insolúveis

→ Concentração de nutrientes em plantas bem nutridas pode servir como ponto de partida para formular a solução nutritiva (Steiner, 1984)

Formulação de solução nutritiva

MACRONUTRIENTES

Exemplo 1: Formular solução nutritiva a partir da concentração dos macronutrientes na matéria seca em plantas de tomate.

Potencial osmótico da solução: - 0,8 atm a 25ºC

0,987 atm = 0,1 Mpa

Nutrientes % de MS Mg/100g MS

N-NO3- 4,0 4.000

P-H2PO4- 0,7 700

K+ 7,0 7.000

Ca2+ 2,0 2.000

Mg2+ 0,5 500

S-SO4-- 0,3 300

Sais mais usados para formulação de solução nutritiva

Sais

Ca(NO3)2 Ca(H2PO4)2 MgSO4

KNO3 K2SO4 NH4Cl

NH4(NO3)2 (NH4)2SO4 KCl

NaNO3 KH2PO4 MAP

NaH2PO4 Mg(NO3)2 CaCl2

NH4H2PO4 CaSO4 Na2SO4

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Exemplo 2: Calcular a quantidade de fertilizante a partir da concentração dos macronutrientes na solução nutritiva considerados ótimo para a cultura do tomate.

Nutrientes mmol L-1 P. atômico mg L-1/ g/1000L

N-NO3- 12,47 14 174,58

N-NH4+ 1,38 14 19,32

P-H2PO4- 1,09 31 33,79

K+ 5,59 39 218,01

Ca2+ 3,64 40 145,6

Mg2+ 1,82 24 43,68

S-SO4-- 1,51 32 48,32

Formulação de solução nutritiva

MICRONUTRIENTES

Solução nutritiva: micronutrientesPontos a serem considerados:

→ As formulações com micronutrientes apresentam apenas limites mínimos e máximos

P.A. (Fe = 55,8; Mn = 54,9; Zn = 65,4; B = 10,8; Cu = 63,3; Mo = 95,9)

Solução nutritiva: micronutrientesPontos a serem considerados:

→ Por as concentrações serem pequenas não alteram o potencial osmótico a níveis consideráveis

→ As concentrações dos íons que acompanham os micronutrientes nos fertilizantes são consideradas desprezíveis

• Sulfatos

• Cloretos

• Sódio e amônio

→ São preparados utilizando-se apenas duas soluções padrões

• Todos os micronutrientes menos o ferro

• Solução de ferro + agente quelante

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Exemplo 3: Deseja-se preparar uma solução nutritiva com 46; 0,3; 36; 0,5; 1,5 e 40 µmol L-1 de B, Cu, Mn, Mo, Zn e Fe.

• O peso molecular do molibdato de amônio foi dividido por sete porque apresenta em sua constituição 7 átomos de Mo.

• Dilui-se essas quantidades para um litro de solução-estoque.

• Quantidade de solução-estoque para preparo de 1.000L de solução nutritiva.

Solução-estoque de Ferro quelatizado (40 mmol L-1)

• Fe-EDTA (FeCl3 ou FeSO4 + Na2EDTA)

→ FeCl3 (40 x 270,30 = 10.812 mg = 10,812 g): dilui-se p/ 0,5L

→ Na2EDTA (40 x 372,30 = 14.889,6 mg = 14,89 g: dilui-se p/ 0,5L

Observações:

1 - Junta-se as duas soluções e agita-se para ligação do Fe ao EDTA

2 – Usa-se 1L de micronutrientes + 1L de Fe-EDTA para 1.000L de solução nutritiva

3 – Utilizar frasco escuro ou envolvido por papel alumínio para evitar fotoxidação

4 – Se possível colocar em geladeira

HIDROPONIAManutenção e renovação da solução nutritiva

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Pontos a serem considerados

→ Água

→ Potencial hidrogeniônico (pH)

→ Concentração de nutrientes

Água

• Manter o reservatório com volume uniforme

• Completar o volume diariamente ou 2 a 3x → dependendo do

consumo da planta

• Utilizar água de boa qualidade

Potencial hidrogeniônico (pH)

• Ajuste diário para a faixa de 5,5 a 6,5

• < 4,0 danos a membrana celulares

> 7,0 causa restrição na disponibilidade de nutrientes (micro e P)

• Se a planta consome mais cátions: ↓ pH (H+)

• Se a planta consome mais ânions: ↑ pH (0H-)

Ex: Nitrogênio (nitrato ↑ pH; amônio ↓ pH)

Observações importantes:

1) hortaliças de frutos não se recomenda usar fontes amoniacais de N devido a competição com o Ca causar deficiência deste último.

2) N amoniacal (10 a 20% do N-total)

Ajuste do pH

• Baixo: NaOH ou KOH

• Alto: HCl

• Completa-se o volume do recipiente

• Ajuste vaso a vaso com potenciômetro portátil

• Retira-se amostras de volume conhecido (HCl ou NaOH – 0,001 N) e faz-se o cálculo para o volume total do recipiente (0,1N ou 1N)

Exemplo: Supondo-se que para baixar o pH de 20 mL de solução de 6,0 para 5,5 tenha sido gasto 0,3 mL de HCl 0,01N. Quantos mL deHCl 0,1N seriam necessários para baixar o pH de um vaso de 10L de capacidade contendo a mesma solução?

Concentração de nutrientes

• Ajuste prático é feito utilizando a Condutividade Elétrica (CE)

• Aparelho utilizado: condutivímetro

• Medida indireta da concentração de íons

• Faixa adequada (2 a 4 dS/m)

• Adicionar nutrientes quando a CE reduzir a valores entre 30-50%

• Depleção de nutrientes a valores maiores do que 50% somente quando vai trocar a solução

• Troca da solução: comercialmente a cada 02 meses

• Troca da solução: pesquisa renovação semanalmente