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HIDROPONIA
INTRODUÇÃO
O termo hidroponia significa o cultivo de plantas em meio líquido. É derivado de
duas palavras de origem grega: “hydro”, que significa água, e “ponos”, que significa
trabalho. Foi proposto primeiramente pelo professor Willian F. Gericke, nos EUA, por
volta de 1930, quando utilizou esta técnica de cultivo em escala comercial.
HISTÓRICO
Numa retrospectiva da hidroponia, RESH (1985) cita os casos dos jardins suspensos
da Babilônia, os jardins flutuantes dos Astecas e da China como exemplos dos primeiros
cultivos em água. Trabalhos mais rigorosos, obviamente limitados pelos conhecimentos da
época, são listados STEINER (1985), de acordo com suas publicações (Quadro 4).
Já no século XX, muitos outros pesquisadores dedicaram-se ao estudo de soluções
nutritivas através da dissolução de sais em água destilada. Entre eles, devemos destacar D.R
Hoagland (1920) e D.I Arnon (1950) cujas, soluções propostas são utilizadas atualmente
com pequenas variações.
Quadro 4 – Contribuintes ao conhecimento sobre hidroponia
Nome autor
Robert Boyle (1627 – 1691)
John Woodward (1665 – 1728)
Henri Lomis Duhamel Dumoncean (1700 – 1782)
Nicolas Théodore de Saussure
A.F. Wiegmann (1771 – 1853)
L. Polstorff (1781 – 1844)
Fürst zu Salm-Horstmar (1799 – 1865)
Wilhelm Knop (1817 – 1901)
Julius Sachs (1832 – 1897)
Jean Baptiste Boussingault (1802-1887)
Método
Cultivo em água
Cultivo em água
Cultivo em água
Cultivo em água
Cultivo em água
Cultivo em areia
Diferentes substratos
Cultivo em água
Cultivo em água
Cultivo em areia
Ano
1666
1699
1758
1804
1842
1842
1849
1859
1859
1860
TÉCNICAS DE CULTIVO SEM SOLO
Várias técnicas podem ser utilizadas no cultivo de plantas sem solo. Basicamente as
diferenças vão se assentar no uso ou não de um material inerte de sustentação da planta
pelo seu sistema radicular. A seguir, a classificação apresentada por DAVTYAN (1980).
a) Cultivo em água ou nutricultura.
As raízes das plantas são continua ou descontinuamente submersas em uma solução
nutritiva. Inclui a técnica do N.F.T (Nutrient Film Thecnique).
b) Aeroponics
A solução nutritiva é aplicada a sistema radicular sob pressão formando um aerosol.
c) Cultivo em areia (Sand culture)
Designa o cultivo de plantas em partículas de diâmetro inferior a 3mm. (areia,
perlita, plástico, etc...).
d) Cultivo em cascalho (Gravel culture)
Designa o cultivo de plantas em partículas de diâmetro superior a 3mm. (cascalho,
basalto, plástico, etc...).
e) Cultivo em vermiculita.
O sistema radicular desenvolve-se em vermiculita pura ou mistura de outros
materiais inorgânicos.
f) Cultivo em lã-de-rocha
O sistema radicular desenvolve-se em lã-de-rocha ou fibra de vidro.
APLICAÇÃO DE TÉCNICAS DE HIDROPONIA
a) Aplicação em pesquisas
Muitas são as aplicações desta técnica e sua evolução confunde-se com os
estudos nutrição de plantas e a determinação da essencialidade dos nutrientes. Alem
disso é utilizada na determinação de diversos parâmetros do sistema radicular (pH,
temperatura, concentração de íons), associações simbióticas e micorrízicas, entre outros
(CARMELLO, 1994).
b) Aplicação em comercial
Produção de hortaliças, frutos e flores em escala. Também permite o cultivo de
plantas ornamentais para residências, escritórios, etc...
c) Como hobby
Opção de passatempo e lazer em pequenos espaços.
NUTRIÇÃO MINERAL DAS PLANTAS
Com exceção dos nutrientes não minerais C, H e O, que são incorporados ao
metabolismo vegetal através da água e da atmosfera, os demais nutrientes são absorvidos
via sistema radicular.
De acordo com as quantidades requeridas pelas plantas, os elementos minerais
essencialmente são classificados em:
Macronutrientes: N,P,K,Ca,Mg e S
Micronutrientes: B,CI,Cu,Fé,Mn,Mo e Zn.
A absorção dos nutrientes minerais depende de sua formula iônica, concentração na
solução nutritiva, idade da planta e das raízes, morfologia e distribuição das raízes e fatores
de ordem ambiental (luz, pH, temperatura, umidade e outros). Alem disso, a velocidade de
absorção dos nutrientes não corresponde às proporções em que se encontram diluídos na
solução.
SOLUÇÃO NUTRITIVA
Diferentes composições de soluções nutritivas têm sido formuladas tendo em vista
plantas especificas. Assim sendo, é difícil recomendar a melhor das soluções nutritivas.
a) pH e Condutividade elétrica
O pH é controlado pela adição de ácidos e bases e também pela mistura de
nutrientes. Em geral deve manter-se na faixa de 5,5 a 6,5 para a maior parte das
espécies. O valor é obtido através de um medidor portátil de pH. Quando abaixo da
faixa de 5,5 adiciona-se hidróxido de potássio KOH (1N). Quando acima de 7,0,
adiciona-se ácido nítrico HNO3 (1M).
A condutividade elétrica é outra das avaliações e tem sido recomendada para
a reposição de nutrientes na solução nutritiva. Não identifica faixa critica de
nutrientes e nem quais estão em falta ou em excesso. Na solução nutritiva para
alface, a condutividade elétrica é mantida de 1,5 a 2,0 milisiemens por centímetro
(ms/cm). Os valores podem ser obtidos com um multímetro adaptado. O seu uso
deve ser acompanhado por análise químicas.
b) Composição e preparo da solução nutritiva
Pelo Quadro 6, podemos calcular as quantidades dos nutrientes requeridos
para o cultivo da alface, por exemplo, em mg/litros: N (238), P(62), K(426),
Ca(161), Mg(24), S(320, B(0,3), Cu(0,05), Fé(5), Mn(0,4), Mo(0,05) e Zn(0,3).
Volume total: 1000 litros.
1) necessidade de Cálcio: 161mg/l
quantidade de nitrato de cálcio (17%Ca)
161 x 1000 = 161g
100g Nit. Cálcio______________ 17g Ca
x __________________________161g
Ca
X= 161 x 100 = 947g de Nitrato de Ca
17
Nitrato de Magnésio: muito caro
Nitrato de Amônio: pode ser usado até um limite de 10% do total de N a ser fornecido.
Nitrato de Sódio: seu uso é evitado porque o sódio vai competir com íons essenciais.
Sulfato de Potássio: muito caro
Cloreto de Cálcio: pode ser fitotóxico em grande quantidade.
Uréia: na água sofre hidrólise e libera amônia. Pode ser usada para espinafre d´água; causa
problemas em couve e alface.
Boro: dissolver em água quente.
c)Renovação da solução
Assim como para a própria solução, não existe uma regra definida quanto à adição
dos nutrientes extraídos pela cultura ou sua renovação completa. O ideal é que se faça um
acompanhamento constante que permita a manutenção da disponibilidade de todos os
nutrientes nas concentrações iniciais da solução. Assim é que, por exemplo, na alface de
verão, utiliza-se uma solução mais diluída que no inverno devido à maior absorção de água.
Na prática as soluções são renovadas completamente passados 60 90 dias de uso.
A grande maioria dessas formulações provêm de países do Hemisfério Norte e
podem ser adaptadas ao cultivo nas condições brasileiras, desde que previamente testadas e
modificadas quando houver necessidade.
Uma pequena listagem de soluções nutritivas para diversas espécies vegetais
encontra-se nos Quadros 7,8,9 e 10.
d) Manejo da solução
Além dos nutrientes, outros fatores da solução devem ser controlados. A
temperatura da solução não deve ultrapassar os 30ºC, sob risco de causar injurias à planta.
Durante épocas frias, recomenda-se que a temperatura esteja próxima de 16ºC de dia e 10ºC
à noite; nas épocas quentes, 24ºC de dia e 15ºC à noite.
Porém esses valores variam segundo a espécie e o cultivar utilizado.
A aeração, ou seja, o nível de oxigênio presente, também é importante para a
absorção dos nutrientes. Por isso recomenda-se que o sistema hidráulico disponha de um
sistema de “by-pass” na tubulação de recalque da bomba ou outro dispositivo para
realização a aeração de maneira artificial. A alface responde bem acima de 7,82 x 10-5
moles/l de oxigênio.
Se a temperatura é adequada, assim como a solução nutritiva, a raiz encontra-se as
melhores condições para desenvolver suas funções: sucção com mínimo esforço e atividade
biológica ótima. Nesta situação, o consumo energético da raiz é mínimo.
Em condições de cultivo no solo, a raiz responde por até 90% do consumo
energético total da planta. No cultivo hidropônico, a economia energética do sistema
radicular traduz-se em menor queima de carboidratos no processo respiratório e maior
quantidade destinada aos processos produtivos, quer seja para folhas, flores ou frutos.
e) Substratos
O uso de substratos, por razões de custo e manejo, normalmente implica em
pequenos volumes a serem exploradas pela raiz. Nessas condições, recomenda-se o aporte
da solução nutritiva em quantidades pequenas, com intervalos curtos e freqüentes.
Trabalhando-se com variedades próprias para estufa, ainda pouco disponíveis no
Brasil, é possível obter-se um incremento na qualidade dos cultivos. Assim sendo, no
exterior, o tomate é uma das culturas mais empregadas. Melão, pepino, vagem, berinjela e
abobrinha são bastantes difundidos. O pimentão tem problemas de adaptação quando a
temperatura do substratos é elevada.
Os materiais empregados no cultivo hidropônico como empregados no cultivo
hidropônico como substrato podem ser de origem mineral (lã de rocha, areia, vermiculita,
etc.) orgânica (turfa, algodão, casca de pinus, fibra de côco, palha de arroz, etc..) ou
industrial (polipropileno, polietileno, lã de vidro, etc.). Comercialmente são fornecidos na
forma de sacos contínuos (“salsichas”) de coloração branca externa e cinza ou grafite
internamente.
CONSIDERAÇÕES PRÁTICAS
O preparo da solução e o cultivo hidropônico requerem alguns cuidados, muita
sensibilidade e observações. Assim, recomenda-se que:
- a diluição dos sais deve ser feita no maior volume possível de água para evitar-se
imobilização (Precipitação) dos mesmos.
- utilização adequada de ambiente protegido (estufas) conforme as condições locais
- manutenção constante da solução fora da ação da luz, para evitar desenvolvimento
de algas.
- reposição diária do volume da água evapotrasnpirada. Para alface, por exemplo,
recomenda-se um mínimo de 1 litro de água por planta.
A utilização de análise química em cultivos hidropônicos é uma necessidade para
quem está interessado em produzir com tecnologia (solução nutritiva equilibrada), com
menor gasto de fertilizante ou sais e desejar evitar o desperdício e problemas de absorção
dos nutrientes, para isso devemos ter um bom manejo de troca e a utilização de sais de alta
qualidade, a exemplo do que está ocorrendo em países do primeiro mundo.
Outra questão, de extrema importância a considerar, é a Pressão Osmótica. Sabe-se
que pelo princípio da osmose, a água se movimenta de um meio hipotônico, ou seja, de
uma solução menos concentrada para uma soluçao mais concentrada, quando as mesmas
estão separadas por uma membrana semipermeável ( a membrana que envolve as raízes
das plantas é semipermeável). Assim, quando se dissolvem sais na água, para fazer uma
solução nutritiva, aumenta-se a sua pressão osmótica, ou seja, diminui-se a tendência que a
solução tinha de penetrar nas raízes das plantas, de tal forma que, a partir de certa
quantidade de sais, a tendência da água passa a ser de sair das células das raízes ,
promovendo a sua morte. Por isso, a solução nutritiva deve conter nutrientes nas
proporções adequadas, mas também deve ser suficientemente diluída para que ela não
cause danos as raízes.
Lembre-se que, além do equilíbrio de nutrientes, é importante ficar atento à
temperatura, à oxigenação e ao PH da solução nutritiva, como providenciar adequada
luminosidade e umidade relativa ao ambiente da estufa.
VANTAGENS DESVANTAGENS DO SISTEMA HIDROPÔNICO
a) Vantagens
- Produção em pequenas áreas próximas aos grandes centros consumidores
(Agricultura urbana).
- Utilização de baixos volumes de água e com controle de qualidade da mesma.
- Redução drástica do uso de agrotóxicos.
- Fixação de mão de obra de tradição agrícola.
- Redução de números de operações durante o ciclo da cultura.
- Antecipação da colheita.
- Obtenção de produtos com qualidade superior.
- Produção fora de época (Sazonalidade).
- Redução de riscos advindos de adversidades climáticas.
- Rápido retorno econômico.
b) Desvantagens
- Desconhecimento das técnicas de hidroponia e plasticultura.
- Resistência dos produtores à adoção de novas técnicas (Tradicionalismo)
- Alta exigência de cuidado fitossanitario.
- Falta de pessoal técnico qualificado.
- Estrutura de comercialização variada.
- Falta de financiamento.
c) Canal de Plantio
O canal onde vai se desenvolver a planta e onde a solução nutritiva vai
circular pode ser constituído de diversos materiais. Entretanto, deve-se
considerar que a solução nutritiva é corrosiva e, por isso, todo material sujeito a
corrosão deve ser evitado ou protegido com algum revestimento, como filmes
plásticos.
Dentre os materiais utilizados como canais de cultivo, têm-se as telhas de
fibro-amianto, argamassa armada, madeira revestida com plástico PVC rígido,
filme de polietileno, etc..
O canal deve ser dimensionado em função da cultura. O que se verifica na
prática é que a maioria dos sistemas de cultivo hidropônico tipo NFT ou se
utilizam a telha de fibro-amianto revestida ou não com filme plástico, ou se
utilizam o PVC rígido, geralmente cortado ao meio no seu eixo longitudinal. O
filme plástico de polietileno preto e papel laminado de embalagem longa vida
também têm sido empregados na construção de canais apoiados em varais de
arame galvanizado.
O tamanho do sistema radicular da planta é outro parâmetro utilizado para
definir o tamanho do canal. Se por um lado as raízes da planta de alface e outras
as folhosas se desenvolvem bem em canais com dimensões de 0,10 a 0,15,m de
largura, o tomateiro, o pimentão, a berinjela, o pepino, o melão, o morangueiro,
etc., só se desenvolvem adequadamente em canais de largura de 0,20 a 0,30m.
Seja qual for o canal, existe a necessidade de cobri-lo, para sombrear as
raízes sustentar fisicamente a planta, evitar o aquecimento das raízes e da
solução nutritiva e evitar o desenvolvimento de algas. O sombreamento se
consegue com a utilização de placas de isopor 90,5m x 0,5m x 0,02m),
previamente perfurada de acordo com o espaçamento desejado. Além do isopor,
utiliza-se em grande escala o plástico de polietileno preto esticado sobre os
canais de cultivo e perfurado de acordo com o espaçamento de interesse. No
caso do plástico, também é necessário pintar de branco a superfície externa.
Outro aspecto referente ao canal diz respeito à sua declividade ou
escoamento da solução nutritiva por gravidade. Na pratica tem-se observado
declividade de canais de 2 a 3%. A declividade é importante e não deve ser
inferior a 1%. A permanência da solução nutritiva nas raízes por tempo
prolongado diminui a oxigenação da solução e pode concentrar sais (adubo). A
planta tem a habilidade de absorver a água da solução em maior quantidade do
que o faz com os sais.
Os canais, de modo geral, são montados sobre cavaletes (madeira ou metal)
ou bancadas, distribuídos horizontalmente ou dispostos na forma de degraus e
mesmos em posições totalmente na vertical, de modo a melhorar o
aproveitamento da área de cultivo, como acontece nos sistemas aeropônicos e
hidroaeropônicos.
O comprimento dos canais de cultivo não deve ser muito longo, uma vez que
isto facilita o aquecimento da solução nutritiva. Se a solução se aquece, tende a
perder a capacidade de reter o oxigênio nela dissolvido, provocando a carência
de oxigênio para o sistema radicular. Os canais mais longos podem acumular
certa quantidade de etileno o que pode causar a morte do sistema radicular, além
da possibilidade de acelerar a senescência da planta. Recomenda-se, para as
áreas de temperaturas mais elevadas, que o comprimento dos canais não
ultrapasse 30m e que a temperatura da solução não seja maior do que 30C. Além
disso, o que se observa em canais de cultivo longos, em regiões de temperaturas
mais elevadas, é que a demanda de águas pelas plantas é bastante intensa,
tornando a solução nutritiva cada vez mais concentrada. Obviamente, as plantas
situadas no final dos canais receberão soluções mais concentradas (maior
pressão osmótica), sofrendo um estresse hídrico / salino e apresentando
murchamento e queima nas extremidades das folhas novas.
d) Acessórios do sistemas hidropônicos
Temporizador (Timer) – utilizado para estabelecer a freqüência de irrigação
da planta com solução nutritiva. A freqüência de irrigação depende da fase de
desenvolvimento da planta e das condições do ambiente (temperatura, umidade
relativa e velocidade do ar). De modo geral, utiliza-se a freqüência de 15 min.,
com 15 min. de circulação da solução. Essa freqüência de irrigação deve iniciarse ao amanhecer e encerrar-se ao anoitecer. Durante a noite modifica-se a
freqüência para cada 2 horas, com 15 min. de circulação.
Peagâmetro – utilizado para o controle e manutenção do pH da solução nutritiva
numa faixa adequada ao desenvolvimento das plantas.
Condutivímetro – utilizado para a determinação da condutividade elétrica da
solução nutritiva.
Lembre-se somente através da prática diária e de algumas análises
químicas é possível oferecer às plantas uma quantidade de nutrientes
equilibrada par o seu desenvolvimento.
BIBLIOGRAFIA
Nutrição e adubação de hortaliças
Ferreira, M.E; CASTELLANE, P.;Cruz, M. Potafós, Piracicaba, 1993
Produção de Alface em Hidroponia
Faquin, V; Furtini Neto, A.E; Vilela,L.A.A. Lavras,1996
Hidroponia – Técnicas e Implantação Comercial do Cultivo da Alface
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Hidroponia: como cultivar tomate em sistema NFT
Moraes, c. a. g. Jundiaí, 1997