aulas 9 e 10 hidroponia
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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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Prof. Francisco Hevilásio F. Pereira Cultivos em ambiente protegido
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