Aulas 9 e 10 - Hidroponia

Prof. Francisco Hevilásio F. Pereira
Cultivos em ambiente protegido
Hidroponia
Termo Hidroponia é de origem grega → Hidro: água e
Ponia: trabalho
Cultivos Protegidos
HIDROPONIA
Estrutura e classificação dos sistemas
hidropônicos
Pombal – PB
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
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
- 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
Estrutura utilizada no cultivo hidropônico
- 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)
- 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
- No Brasil a utilização desta técnica ainda é recente
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Cultivos em ambiente protegido
Classificação dos sistemas hidropônicos
Duas fases
- 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
NFT – técnica do fluxo laminar de nutrientes
Três fases
- 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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Cultivos em ambiente protegido
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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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Cultivos em ambiente protegido
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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Cultivos Protegidos
HIDROPONIA
Formulação e preparo da solução nutritiva
Pombal – PB
Solução nutritiva: macronutrientes
Pontos a serem considerados:
→ As plantas apresentam absorção seletiva de nutrientes
Formulação de solução nutritiva
→ Deve-se obedecer limites de pH (5,5 a 6,5)
→ Potencial osmótico (- 0,8 atm ou Mpa)
MACRONUTRIENTES
→ 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)
Exemplo 1: Formular solução nutritiva a partir da concentração dos
macronutrientes na matéria seca em plantas de tomate.
Sais mais usados para formulação de solução
nutritiva
Nutrientes
% de MS
Mg/100g MS
N-NO3-
4,0
4.000
P-H2PO4-
0,7
700
Ca(NO3)2
Ca(H2PO4)2
MgSO4
K2SO4
NH4Cl
(NH4)2SO4
KCl
Sais
K+
7,0
7.000
KNO3
Ca2+
2,0
2.000
NH4(NO3)2
Mg2+
0,5
500
NaNO3
KH2PO4
MAP
300
NaH2PO4
Mg(NO3)2
CaCl2
NH4H2PO4
CaSO4
Na2SO4
S-SO4--
0,3
Potencial osmótico da solução: - 0,8 atm a 25ºC
0,987 atm = 0,1 Mpa
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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: micronutrientes
Solução nutritiva: micronutrientes
Pontos a serem considerados:
Pontos a serem considerados:
→ As formulações com micronutrientes apresentam apenas limites
mínimos e máximos
→ 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
P.A. (Fe = 55,8; Mn = 54,9; Zn = 65,4; B = 10,8; Cu = 63,3; Mo =
95,9)
→ São preparados utilizando-se apenas duas soluções padrões
• Todos os micronutrientes menos o ferro
• Solução de ferro + agente quelante
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Cultivos em ambiente protegido
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.
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
• 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.
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
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HIDROPONIA
Manutenção e renovação da solução nutritiva
Pombal – PB
Prof. Francisco Hevilásio F. Pereira
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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 do pH
• Ajuste diário para a faixa de 5,5 a 6,5
• Baixo: NaOH ou KOH
• < 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-)
• Alto: HCl
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)
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
• 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 de
HCl 0,1N seriam necessários para baixar o pH de um vaso de 10L de
capacidade contendo a mesma solução?