eficiência nutricional da hidroponia

8/3/2019 Eficincia Nutricional da Hidroponia

1/74

Acmulo de nutrientes e formao deAcmulo de nutrientes e formao deAcmulo de nutrientes e formao deAcmulo de nutrientes e formao de

colheitacolheitacolheitacolheita


2/74

Importncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundoAspectos bsicos da nutrio para produo deAspectos bsicos da nutrio para produo deAspectos bsicos da nutrio para produo deAspectos bsicos da nutrio para produo de

biomassabiomassabiomassabiomassaSolos tropicais e a exigncias nutricionais dasSolos tropicais e a exigncias nutricionais dasSolos tropicais e a exigncias nutricionais dasSolos tropicais e a exigncias nutricionais das

Aspectos da adubao para atendimento daAspectos da adubao para atendimento daAspectos da adubao para atendimento daAspectos da adubao para atendimento da

nutrio das plantasnutrio das plantasnutrio das plantasnutrio das plantas

Aspectos bsicos para otimizar a formao daAspectos bsicos para otimizar a formao daAspectos bsicos para otimizar a formao daAspectos bsicos para otimizar a formao da


EficinciaEficinciaEficinciaEficincia nutrionalnutrionalnutrionalnutrional : produzir mais com menos: produzir mais com menos: produzir mais com menos: produzir mais com menos


3/74

I r rI r rI r rI r r

no mundono mundono mundono mundo


4/74

Alguns dos principais fatores de risco de mortes anvel mundial no ano 2000

Desnutrio 30 milhes de mortes por ano (cercade 1 morte por segundo) (3600 mortes/h)


5/74

DistrbiosDistrbios nosnosseresseres humanoshumanosporpor desnutriodesnutrio

Deficincia de Zn

Deficincia vitamina A Deficincia de Iodo

e c nc a e e

Deficincia de Ca


6/74

Deficincia global de nutrientes (Fe, I) e

vitamina A

(Map from USAID)> 3 bilhes de pessoas afetadas


7/74

Estimativa da populao com risco de deficincia dezinco

Mais de 20% da populao mundial apresenta deficincia emzinco (Brown e Wuehler, 2000)


8/74

Existem 51 elementos essenciais para sustentar a vidahumana

Ar,gua &Energia

(3)

Proteinas(aminoacidos)

(9)

Lipdeos(2)

Macro-Minerais

(7)

Elementostraos

(17)

Vitaminas

(13)

OxignioguaCarboidratos

HistidineIsoleucineLeucineLysine

Acidoslinoleicos

NaKCaMg

FeZnCuMn

ADEK

MethioninePhenylalanineThreonineTryptophanValine

SPCl

IFSeMoCo (in B12)B

NiCrVSiAs

LiSn

C (Ascorbic acid)B1 (Thiamin)B2 (Riboflavin)B3 (Niacin)B5 (Pantothenicacid)

B6 (Pyroxidine)B7/H (Biotin)B9 (Folic acid,folacin)B12 (Cobalamin)


9/74

Importncia da Nutrio de PlantasImportncia da Nutrio de PlantasImportncia da Nutrio de PlantasImportncia da Nutrio de Plantas

Alimentos para o HomemAlimentos para o HomemAlimentos para o HomemAlimentos para o Homem


10/74

Importncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundoImportncia da desnutrio no mundo

O homem come Planta (direta ouO homem come Planta (direta ouO homem come Planta (direta ouO homem come Planta (direta ouindiretamente), portanto, para alimentaindiretamente), portanto, para alimentaindiretamente), portanto, para alimentaindiretamente), portanto, para alimenta----

lo tem que satisfazer primeiro a plantalo tem que satisfazer primeiro a plantalo tem que satisfazer primeiro a plantalo tem que satisfazer primeiro a planta


11/74

Agriculturabaixa/mdia tecnologia

Agricultura Altatecnologia


12/74

As ectos bsicos da nutrio araAs ectos bsicos da nutrio araAs ectos bsicos da nutrio araAs ectos bsicos da nutrio ara

produo de biomassaproduo de biomassaproduo de biomassaproduo de biomassa


13/74

Quais so osnutrientes?

absoro,transporte e

redistribuodos

Conceitos em nutrio de plantas

NUTRIO DE PLANTASNUTRIO DE PLANTASO conceito??O conceito??

Suas funes? nutrientes?

Diagnstico de

deficincias/excessos?Anlise qumica

Visual


14/74

Natureza:

>100 elementos

Essencial (sem ele a plantano vive)

Benfico (aumenta o crescimentoe a produo em situaes

particulares.Txico (no pertencendo s

categorias anteriores, diminui ocrescimento e a rodu o

Conceitos em nutrio de plantas

Na planta:

Total:40-50 elementos

16 elementos so Essenciais

podendo levar morte.

Quantos?


15/74

Quais?

Conceitos de nutrientes e critrios de essencialidade


16/74

O que ? NUTRIENTE

Um elemento qumico considerado essencial as plantas


r r os e essenc a a e(Arnon & Stout, 1939)


17/74

O elemento participa deum composto ou de uma


,qual a planta no vive


18/74

Importncia dos nutrientes nas plantas

Estrutural

Ativador

rupoprosttico

As trs funes que os elementospodem desempenhar


19/74


20/74

Lei do mnimo

Nutriente em < qdde => Limitante, mesmoos demais => qdde adequada


21/74

Plantas vivas:at 95% H2O + 5% M.S.(Reichardt, 1985)

Qual a proporo que aparecem nas plantas?

Composio relativa dos nutrientes nas plantas

~ 92% : C (40%)+H(12%)+O(40%)

~ 8%: Macro e micronutrientes100% MS


22/74

Solos tropicais e a exignciasSolos tropicais e a exignciasSolos tropicais e a exignciasSolos tropicais e a exigncias

nutricionais das culturasnutricionais das culturasnutricionais das culturasnutricionais das culturas

At d


23/74

Solos tropicais:

Atende as

exigncias dasculturas?

baixa fertilidade


24/74

Problemas de Acidez (84%)


25/74

Exigncia nutricional e consumo aparente de fertilizantes

(N+P2O5+K2O) de algumas culturas do Brasil

Acmulo de nutrientes pelas culturas e a formao de colheitaAcmulo de nutrientes pelas culturas e a formao de colheitaAcmulo de nutrientes pelas culturas e a formao de colheitaAcmulo de nutrientes pelas culturas e a formao de colheita

Cultura Exigncia nutricional total 4 Consumo defertilizantes2

N+P+K N+P2

O5

+K2

O1 N+P2

O5

+K2

O

Soja 3 (2,8 t ha-1) 90(54)+7+38 152 (97) 145

Cana-de-acar (73,0 t ha-1) 73+9,7+76 186 206

-1

Obs. 1 Px2,29136 = P2O5; Kx1,20458 = K2O;2 ANDA (1999); 3 Na soja, estima-se que 60% da exigncia em N provm da

fixao biolgica, e o restante do solo (54 kg ha-1 de N); 4 A necessidade de adubao maior que a exigncia nutricionalpois existem perdas dos nutrientes no solo, em mdia para N, P e K de 50, 70 e 30%, respectivamente.

, ,

Milho (3,7 t ha-1) 176+32+149 430 110Arroz (3,2 t ha-1) 82+8+47 157 77

Feijo (1 t ha-1) 102+9+93 235 31

Mandioca (16,6 mil plantas) 187+15+98 339 8


26/74

Aspectos da adubao paraAspectos da adubao paraAspectos da adubao paraAspectos da adubao para

plantasplantasplantasplantas


27/74

NUTRIONUTRIO

Adubao

FERTILIDADEFERTILIDADE

DO SOLODO SOLO

i d l Ad b


28/74

FERTILIDADE DO SOLOFERTILIDADE DO SOLOAnlise qumicaAnlise qumica

Adubao: (Exigncia da Planta - Qdade do Solo) x f

Planta

Nutrio de Plantas e Adubao

NUTRIO DE PLANTASAnlise qumica

O que? Quanto?

Solo

Fertilizantes

f

N i d Pl Ad b


29/74

Fatores que causam perdas

CHUVA

ABSORO

FERTILIZANTEf

Nutrio de Plantas e Adubao

EROSON = P = KLIXIVIAO

NO3- > K+

FIXAOH2PO4-

SOLO

VOLATILIZAOURIA (NH3)

f N: 40-50% ;P: 70-80%; K: 30%


30/74

COLMOS - t/ha

cana-de-acar

FERTILIZANTE - kg/ha

21 pases

BR


31/74

Aspectos bsicos paraAspectos bsicos paraAspectos bsicos paraAspectos bsicos para

ot m zar a ormao aot m zar a ormao aot m zar a ormao aot m zar a ormao a



32/74

Fotossntese

PRODUOSUSTENTADA

6CO2 + 6H2O -> 6O2 + C6H12O6CO2O2

Nutrio de Plantas

nutrientes

H2O

CO2

O2



33/74


Apenas, ~5% do totalde radiao solar

aproveitada pelafotossntese;


34/74

Os nutrientes so importantes paraumentar a colheita.

S isso no basta, preciso que o

r rseja otimizada.

Porque? Como?

Por que otimizar a colheita???


35/74

POPULAO

GROS - t/ha

gros - t/hadados atuais projeo

bilhesPOPULAO

Por que, otimizar a colheita???

fertilizantes

adubosorgnicos

solo - reservas

Tendncia global de aumento populacional, produtividade

de gros e origem dos nutrientes vegetais


36/74

Desafio da Agricultura no

futuro ~ prximos 50 anosPopulao Mundial: Alta (~10

Por que otimizar a colheita???

bi)~ Dobrar a produo de

alimentos e aumentar qualidadeReservas de fertilizantes finitas

C i i f d


37/74

Concientizar a humanidade:ue no existe alimento rtis

Como otimizar a formao da

colheita de formasustentvel???

Reciclar os nutrientes

Melhorar a qualidade doalimento

preciso melhorar a qualidade do alimento


38/74

preciso melhorar a qualidade do alimento

Tendncias Histricas de ferro e zinco em gros de variedades de trigo

duro de Inverno nos E.U.A. (1873 a 2000)(Garvin et al., J. Sci. Food Agr. 2006)


39/74

Eficincia nutrional :Eficincia nutrional :Eficincia nutrional :Eficincia nutrional :

produzir mais com menosproduzir mais com menosproduzir mais com menosproduzir mais com menos

Composio relativa dos nutrientes nas plantas


40/74

C p p

Nutriente Cana-de-acar(100 t ha-1)

Soja(5,6 t ha-1)

Trigo(3,0 t ha-1)

Colmos Folhas Total Gros Restos

culturais

Total Gros Restos

culturais

Total

______________________________kg ha-1 __________________________________N 90 60 150 152 29 181 75 50 125P 10 10 20 11 2 13 15 7 22

entes

Extrao total (parte area) e exportao pela

colheita (gros) de culturas comerciais

Ca 60 40 100 8 43 51 3 13 16Mg 35 17 52 6 20 26 9 5 14

Macronutri

S 25 20 45 4 2 6 5 9 14

___________________________________g ha-1 ________________________________B 200 100 300 58 131 189 100 200 300Cu 180 90 270 34 30 64 17 14 31Fe 2500 6400 8900 275 840 1115 190 500 690Mn 1200 4500 5700 102 210 312 140 320 460Mo - - - 11 2 13 - - -

M

icronutrientes

Zn 500 220 720 102 43 145 120 80 200

C ti i f d


41/74

Como otimizar a formao da

colheita de formasustentvel???

,respeitando ambiente e aspessoas: eficincia nutricional

Como otimizar???


42/74

Eficincia nutricional tima:

Alta produtividade com timasprticas agrcolas

Como otimizar???

Dose adequada

poca adequadaInterao entre nutrientesadequada



43/74

poca de aplicao adequada: padro de extrao dos

nutrientes variam c/ ciclo

Marcha de absoro de N, P e K pelo milho.



44/74

Padro de extrao dos nutrientes variam c/ ciclo

Marcha de absoro de N, P e K pelo milho.

Como otimizar???


45/74

preciso aumentar o

aproveitamento do nutrientepela planta e converter mais

Como otimizar???

em pro u o agr co a einteresse e com qualidade,tendo eficincia nutricionalsatisfatria.


46/74

70

75

80

85

90

95

100

3600

3700

3800

3900

4000

4100

4200

4300

4400

4500

Neficincia(%)

odetrigo

(kg/ha)

Baixa Produo

Alta Eficincia

Alta Produo

Baixa Eficincia

Contato on-raizAbsoro

50

55

60

65

3000

3100

3200

3300

3400

3500

0 30 60 90 120

Produ

N (kg/ha)

Spolidorio (1999)


47/74

Otimizar o ndice deOtimizar o ndice deOtimizar o ndice deOtimizar o ndice de

co e ta co e ta co e ta co e ta

C varia com a espcie


48/74

CulturaCultura ProdutoProduto CCCOLCOL UM (%)UM (%) CulturaCultura ProdutoProduto CCCOLCOL UM (%)UM (%)

C varia com a espcie

ndice de colheita (CCOL) e teor de umidade (UM)da parte colhida de variedades altamente

produtivas

acaxacax ru o , e oe o r o ,

AlgodoAlgodo Fibra 0,10 - GirassolGirassol Gro 0,25 13

AmendoimAmendoim Gro 0,30 15 MilhoMilho Gro 0,40 13

ArrozArroz Gro 0,45 17 SojaSoja Gro 0,35 8

CanaCana Colmo 0,75 80 SorgoSorgo Gro 0,35 13


49/74

Esquema ilustrativo do acmulo de matria seca em diversos

rgos em dois hbridos de trigo e a exigncia ao N.

Eficincia


50/74

- espcies/cultivares/gentipos

Eficincia

- prove amen o e nu r en es

Eficincias


51/74

- Absoro

-

Eficincias

(contedo total do nutriente na planta)/(matria seca de razes)

- Utilizao

((contedo do nutriente na parte area)/(contedo total do nutriente na planta)) 100

(matria seca total produzida)2/(contedo total do nutriente na planta)

Eficincia


52/74

- Agronmica

Eficincia

(produo de gros por unidade de nutriente aplicada ao solo)

Cultura Parte da planta N acumuladoMatria seca

produzida Parte da

planta Total(2)

N requerido

para

produo de


53/74

p p

1 t de gros(3)

t ha-1 kg ha-1 kg t-1

AnuaisParte reprodutiva (semente) 1,3

29 (22,3)1

Parte vegetativa

(caule/ramo/folha)

1,7 49Algodoeiro

Raiz 0,5 6

84 65

Vagem 1 47 (47)Caule 0,4 8

Folhas 1,2 53Feijo

Raiz 0,1 2

110 110

Gros 3 45 (15)

Colmos 2 15

Folhas 2 15

Arroz

Casca 1 8

Raiz 1 20

103 34

(1) Exportao relativa de nutrientes atravs dos gros produzidos (kg t-1): N acumulado nosgros/matria seca dos gros;

(2)

Sugere a exigncia nutricional (total) por rea da cultura para o respectivo nvel de produtividade;(3) Sugere a exigncia nutricional relativa de N da cultura para produo de uma tonelada do produtocomercial (gros/colmos); obtido pela frmula: N acumulado na planta (partevegetativa+reprodutiva)/matria seca do produto comercial.

EXERCCIOS 01- EFICINCIA NUTRICIONAL


54/74

EXERCCIOS 01 EFICINCIA NUTRICIONAL

1- Qual cultura apresenta a maior exigncia nutricional eexportao para nitrognio.

2- E qual implicao prtica das taxas de exportao denutrientes pelas culturas.


55/74

RespostasRespostasRespostasRespostas::::1111----ExignciaExignciaExignciaExigncia totaltotaltotaltotal

MaiorMaiorMaiorMaior:::: feijofeijofeijofeijo

MenorMenorMenorMenor:::: algodoalgodoalgodoalgodo

2222----Feijo.Feijo.Feijo.Feijo.

Quanto mais exportaQuanto mais exportaQuanto mais exportaQuanto mais exporta----se, maior esgotamentose, maior esgotamentose, maior esgotamentose, maior esgotamento

do solo ao dado nutrientes com a retirada dado solo ao dado nutrientes com a retirada dado solo ao dado nutrientes com a retirada dado solo ao dado nutrientes com a retirada da

colheita e, portanto, devecolheita e, portanto, devecolheita e, portanto, devecolheita e, portanto, deve----se fazer a maiorse fazer a maiorse fazer a maiorse fazer a maior

reposireposireposireposio do nutriente via adubao do nutriente via adubao do nutriente via adubao do nutriente via adubao parao parao parao paracultura subseqcultura subseqcultura subseqcultura subseqente.ente.ente.ente.

EXERCCIOS 01- EFICINCIA NUTRICIONAL


56/74

EXERCCIOS 01 EFICINCIA NUTRICIONAL

3- Faa o clculo dos ndices de eficincia de

absoro, transporte e uso do N pelos hbridos A eB. Indique a cultura mais eficiente em cada ndicenutricional ara N estudado.

Matria secaMatria seca Teor de NTeor de N Acmulo de NAcmulo de N

ParteParteareaarea

RaizRaiz PlantaPlantainteirainteira

ParteParteareaarea

RaizRaiz ParteParteareaarea

RaizRaiz PlantaPlantainteirainteira

g por plantag por planta g kgg kg--11 g por plantag por planta

Hbrido AHbrido A 20002000 10001000 30003000 2020 1010 4040 1010 5050

Hbrido BHbrido B 500500 500500 10001000 4040 2020 2020 1010 3030



57/74

a)a)a)a) eficinciaeficinciaeficinciaeficincia dededede absor absorabsorabsoroooo ==== (conte(conte(conte(contedodododo totaltotaltotaltotal dodododo nutrientenutrientenutrientenutriente nanananaplanta)/(matplanta)/(matplanta)/(matplanta)/(matriariariaria secasecasecaseca dededede rarararazes)zes)zes)zes);;;;

ParteParte

areaarea

RaizRaiz PlantaPlanta

inteirainteira

ParteParte

areaarea

RaizRaiz ParteParte

areaarea

RaizRaiz PlantaPlanta

inteirainteirag por plantag por planta g kgg kg--11 g por plantag por planta

Hbrido AHbrido A 20002000 10001000 30003000 2020 1010 4040 1010 5050

Hbrido BHbrido B 500500 500500 10001000 4040 2020 2020 1010 3030

HHHHbridobridobridobrido AAAA:::: 50505050////1000100010001000 ==== 0000,,,,05050505gggg

HHHHbridobridobridobrido BBBB:::: 30303030////500500500500 ==== 0000,,,,06060606gggg

b)b)b)b) eficinciaeficinciaeficinciaeficincia dededede translocatranslocatranslocatranslocaoooo ==== ((conte((conte((conte((contedodododo dodododo nutrientenutrientenutrientenutriente nananana parteparteparteparteaaaarea)/(conterea)/(conterea)/(conterea)/(contedodododo totaltotaltotaltotal dodododo nutrientenutrientenutrientenutriente nananana planta))planta))planta))planta)) 100100100100

HHHHbridobridobridobrido AAAA:::: ((((40404040////50505050)x)x)x)x100100100100 ==== 80808080,,,,0000%%%%

HHHHbridobridobridobrido BBBB:::: ((((20202020////30303030)x)x)x)x100100100100 ==== 66666666,,,,6666%%%%


ParteParte

RaizRaiz PlantaPlantai t ii t i

ParteParte

RaizRaiz ParteParte

RaizRaiz PlantaPlantai t ii t i


58/74

c) eficincia de utilizac) eficincia de utilizac) eficincia de utilizac) eficincia de utilizao = (mato = (mato = (mato = (matria seca total produzida)ria seca total produzida)ria seca total produzida)ria seca total produzida)2222/(conte/(conte/(conte/(contedo totaldo totaldo totaldo total

areaarea inteirainteira areaarea areaarea inteirainteira

g por plantag por planta g kgg kg--11 g por plantag por planta

Hbrido AHbrido A 20002000 10001000 30003000 2020 1010 4040 1010 5050

Hbrido BHbrido B 500500 500500 10001000 4040 2020 2020 1010 3030

HHHHbrido A: (3000)brido A: (3000)brido A: (3000)brido A: (3000)2222/50= 180.000,0/50= 180.000,0/50= 180.000,0/50= 180.000,0

HHHHbrido B: (1000)brido B: (1000)brido B: (1000)brido B: (1000)2222/30= 33.333,3/30= 33.333,3/30= 33.333,3/30= 33.333,3

A eficincia de uso do NA eficincia de uso do NA eficincia de uso do NA eficincia de uso do N oooo ndice mais importante para explicar a maiorndice mais importante para explicar a maiorndice mais importante para explicar a maiorndice mais importante para explicar a maiorproduproduproduproduo de mato de mato de mato de matria seca do hria seca do hria seca do hria seca do hbrido A.brido A.brido A.brido A.

DESAFIO NUTRICIONAL

Importncia dos nutrientes nas plantas


59/74

DESAFIO NUTRICIONAL

Pomar A:70 ton/ha Pomar B:10 ton/ha

Nutrio levada a srio !

Maior produo sustentvel: otimizar aproduo de alimentos, fibras e energiacom eficincia satisfatria e com maior

ganho para o ambiente e socialmente justo

HIDROPONIA


60/74

O termo Hidroponia (do grego:h dro= ua e onos=trabalho,

relativamente novo, designado comocultivo sem solo.

Hid i


61/74

Hidroponia

Cultivo

comercialPesquisa

Sintomatologia;Seleo de plantas tolerantesa estresse nutricional;Absoro inica;Transporte de ons ou compostos;

Taxas de redistribuio de nutrientes;Partio de fotoassimilados na planta;Qualidade de produtos em hidroponia(Ex. acmulo de nitrato)

Produtos nobres de alta qualidad(livres de microorganismos,defensivos)Maior valor agregado ao produto;Produo de vrias hortalias

As tcnicas de cultivo sem solo, podemser divididas em vrias categorias, em


62/74

Cultura em gua ou hidroponia: as razes das

plantas so imersas em uma soluo formadapor gua e nutrientes, denominada sol. Nutritiva,

ser divididas em vrias categorias, em

funo dos substratos utilizados(Castellane & Arajo, 1995):

Cultura em areia: as plantas so sustentadaspor um substrato slido, e as partculaspossuem dimetro entre 0,6 e 3,0 mm;

Cultura em cascalho: qdo o substrato utilizado slido, com partculas de dimetro > 3 mm;


63/74

Cultura em vermiculita: qdo o substratoutilizado a vermiculita ou a sua mistura comoutros materiais;

Cultura em l-de-rocha: utiliza comosubstrato a l-de-rocha, l-de-vidro ou outromaterial semelhante (alta porosidade eabsoro de gua, nutrientes e ar prximo asrazes)

HIDROPONIASUGESTES DE SOLUES NUTRITIVAS


64/74

Nutriente/fertiliz. Castellane & Arajo(1995) Pereira Neto(1997)g/1000LNitrato de clcio 950 1400Nitrato de potssio 900 260Fosfato de potssio 272 -Cloreto de potssio - 250

Fosfato monoamnio - 150Fe EDTA 50 24,9Sulfato de mangans 1,70 1,66Brax 2,85 -

cido brico - 2,86Sulfato de zinco 1,15 0,43Sulfato de cobre 0,19 0,08

Molibdato de sdio 0,12 0,12

HIDROPONIA

PREPARO E USO DAS SOLUES


65/74

PREPARO E USO DAS SOLUES

Ordem de adi o:

Pesquisa: Destilada e/ou deionizada;

Comercial: Potvel ou tratada

Uso

da gua:

1- Macros sem Ca;2- Sais de Ca;

3- Micros sem Fe;4- Fontes de Fe.

5- Demais nutrientes

HIDROPONIA

MANEJO DAS SOLUES


66/74

MANEJO DAS SOLUES

pH: 5,5-6,5

Fonte dos nutrientesCE: 1,5 4,0 mS/cm (1 mS/cm=640ppm de

nutrientes) Presso Osmtica: 0,5-1,0 atm

Temperatura: 18-24

o

C (vero)ou 10-16oC (inverno)

Oxigenao: manter adequada

-

HIDROPONIApH


67/74

HIDROPONIApH


68/74

HIDROPONIApH


69/74

HIDROPONIApH


70/74

HIDROPONIApH


71/74

Fonte dos nutrientes


72/74

Sais solveis

Fonte de Fe **

HIDROPONIA

MANEJO DAS SOLUES


73/74

Concentrao: 100% (sem

diluio): inverno e/ou produofinal; e 50% no crescimento inicial;

Reposio dos nutrientes:

anlise qumica semanal ouCE atingir 50% da inicial, repondocom soluo a 50% da inicial


74/74

eficiência nutricional da hidroponia

Documents