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Nutrição - P2
Resumo livro manual prático de hidropônia - contúdo 1
Hidroponia, termo derivado de "hidro" (água) e "ponos" (trabalho), significa "cultivo na
água". Apesar de ser frequentemente associada à modernidade, é uma prática
ancestral. Plantas cresceram em meios aquosos antes mesmo de se desenvolverem
em solo. Registros antigos, como hieróglifos egípcios, mostram o cultivo de plantas ao
longo do rio Nilo, enquanto na China o arroz é cultivado em água há milênios. Os
famosos Jardins Suspensos da Babilônia, uma das Sete Maravilhas do Mundo Antigo,
são considerados por muitos como um dos primeiros exemplos de hidroponia.
Na América Central, os Astecas desenvolveram as Chinampas, balsas flutuantes de
junco cobertas com solo rico em nutrientes retirado do fundo do lago Tenochtitlán.
Essas ilhas, com até 60 metros de comprimento, permitiam o cultivo de verduras e
flores. As raízes das plantas penetravam o solo até a água, garantindo acesso
contínuo a nutrientes. Mesmo após expandirem seu território, os Astecas mantiveram
essa prática, que impressionou os espanhóis ao ponto de William Prescott
descrevê-las como "assombrosas ilhas de verdura flutuantes".
O estudo científico das plantas começou em 1600, com Jan Van Helmont, que concluiu
que as plantas eram compostas basicamente por água após cultivar uma estaca de
salgueiro e observar seu crescimento significativo apenas com irrigação. Em 1699,
John Woodward descobriu que o crescimento era melhor em água com solo
dissolvido, indicando que outros elementos além da água também eram essenciais.
Pesquisas posteriores demonstraram que a água é absorvida pelas raízes e
transportada para as folhas, onde é transpirada. Descobriu-se também que as plantas
absorvem nutrientes do solo ou da água, liberam oxigênio pelas folhas e consomem
oxigênio pelas raízes. Em 1792, Joseph Priestley constatou que plantas absorvem
dióxido de carbono e liberam oxigênio, processo que Jean Ingen-Housz, anos depois,
provou depender da luz solar.
O interesse pelo cultivo hidropônico comercial surgiu em 1925 com os experimentos
de W.F. Gericke, nos EUA. No entanto, os primeiros sistemas eram caros e
ineficientes. A descoberta do polietileno por pesquisadores britânicos na década de
1930 foi crucial para tornar a hidroponia comercial viável, marcando o início de sua
modernização.
Durante a Segunda Guerra Mundial, em 1945, sistemas hidropônicos a céu aberto
foram implementados em ilhas rochosas do Pacífico, utilizando areia como substrato
para produzir hortaliças frescas destinadas aos soldados norte-americanos e
japoneses. Nos anos 1950 e 1960, a introdução de filmes plásticos em casas de
vegetação marcou um avanço significativo no cultivo de plantas.
Em 1965, o inglês Allen Cooper relançou a hidroponia comercial com a criação
da técnica NFT (Nutrient Film Technique), ou Técnica do Filme Nutriente. Nesse
sistema, uma solução nutritiva flui em forma de filme sobre canais com declive em
torno de 2%, banhando as raízes parcialmente submersas das plantas, fornecendo
todos os nutrientes necessários ao seu desenvolvimento. Apesar dos desafios iniciais,
a hidroponia se mostrou vantajosa por dispensar o uso de terra e garantir alta
produtividade em áreas pequenas. Essa técnica foi adotada em regiões com
condições adversas, como desertos do Oriente Médio e ilhas do Caribe.
Atualmente, a hidroponia é amplamente utilizada em países como Holanda, Alemanha,
Japão e Estados Unidos. A NASA também tem empregado essa tecnologia para
cultivar hortaliças em viagens espaciais longas, com planos de utilizá-la em missões
futuras em Marte. No Brasil, o cultivo hidropônico comercial, especialmente de
hortaliças e plantas ornamentais, é recente e se expande rapidamente, especialmente
próximo a grandes centros urbanos. A hidroponia oferece vantagens como ciclos de
produção mais curtos, maior produtividade, menor necessidade de mão de obra e
menor risco de poluição ambiental.
O cultivo hidropônico consiste em fornecer às plantas uma solução aquosa com todos
os nutrientes essenciais, sem quantidades elevadas de elementos tóxicos.
Esse cultivo pode ser feito em soluções aeradas, sem substratos, ou com substratos
inertes como areia e argila expandida para sustentação das plantas.
A solução nutritiva pode ser fornecida por fluxo contínuo ou intermitente (NFT),
subirrigação, ou gotejamento. No Brasil, o sistema NFT (Nutrient Film Technique) é
empregado em quase todos os cultivos hidropônicos. O uso da subirrigação e do
gotejamento são pouco expressivos.
Vantagens, desvantagens e classificação dos sist. hidropônicos
O solo é um ambiente complexo e heterogêneo, com propriedades que podem variar
significativamente em pequenas distâncias, como pH, temperatura, potencial redox e
pressão osmótica. Isso faz com que diferentes partes do sistema radicular da planta
estejam sujeitas a condições variadas, influenciando o desenvolvimento vegetal. Na
hidroponia, por outro lado, o ambiente é menos complexo, permitindo o
estabelecimento de condições ótimas para o crescimento das raízes de maneira mais
controlada e eficiente.
Além disso, como a hidroponia geralmente ocorre em casas de vegetação, é possível
otimizar o ambiente da parte aérea, melhorando ainda mais o crescimento e a
produtividade das plantas. No entanto, o solo possui vantagens específicas, como a
capacidade de liberar nutrientes gradualmente e tamponar variações de pH,
características que exigem que as soluções nutritivas na hidroponia tenham
concentrações de nutrientes muito superiores às encontradas no solo. Por exemplo, as
soluções nutritivas apresentam concentrações de nitrogênio de 16 a 56 vezes maiores,
fósforo de 125 a 675 vezes e potássio de 49 a 126 vezes mais elevadas. Para manter
essas concentrações, são necessários monitoramentos e ajustes constantes tanto dos
nutrientes quanto do pH.
As técnicas hidropônicas, embora eficientes, têm algumas limitações em comparação
com o solo. A menor retenção de exsudados radiculares e as elevadas concentrações
de nutrientes reduzem a formação de pelos radiculares e as associações simbióticas
com microrganismos. Assim, a hidroponia apresenta tanto vantagens quanto
desvantagens. Entre os benefícios, destacam-se o maior rendimento por área, o
uso do espaço vertical, melhor qualidade dos produtos, facilidade nos tratos
culturais, planejamento eficiente da produção, ciclos mais curtos e eliminação
de perdas de nutrientes por lixiviação, escorrimento, volatilização e
retrodegradação. Por outro lado, os principais desafios incluem o maior acúmulo de
nitratos em algumas hortaliças, custos elevados de implantação, necessidade de alta
tecnologia e riscos de contaminação ambiental, especialmente em sistemas não
circulantes.
Os sistemas hidropônicos podem ser classificados de acordo com o tipo de
substrato e o método de fornecimento da solução nutritiva:
Em relação ao substrato, existem sistemas de duas fases e de três fases. Nos
sistemas de duas fases, há uma fase líquida, composta por água e nutrientes, e uma
fase gasosa, representada pelo ar, misturada à solução pelo turbilhonamento da
solução em movimento em sistemas circulantes como o NFT e o floating. Já na
aeroponia, as raízes das plantas permanecem expostas em câmaras opacas,
recebendo a solução nutritiva pulverizada a intervalos regulares na fase gasosa.
Nos sistemas de três fases, além das fases líquida e gasosa, há uma fase sólida, que
consiste em substratos inertes como areia, cascalho e argila expandida. Esse tipo de
substrato facilita a fixação de plantas maiores e permite a presença de ar nos poros.
Quanto ao fornecimento da solução nutritiva, os sistemas podem ser não circulantes
(abertos) ou circulantes (fechados). Nos sistemas não circulantes, a solução é
fornecida por gotejamento, e o efluente não é reaproveitado. A tendência é de que
esse tipo de sistema seja cada vez menos empregado, tendo em vista os problemas
de contaminação do lençol freático com nitrato deles decorrente.
Nos sistemas circulantes, o efluente é recolhido e voltaa ser fornecido às plantas,
após os devidos ajustes. A circulação pode ser feita em sistemas de duas ou três
fases.
Sistema NFT:
O solo fornece sustentação, água, nutrientes e oxigênio às plantas. No cultivo
hidropônico, essas necessidades devem ser atendidas, especialmente o oxigênio para
as raízes, que precisa ser mantido acima de 3-4 mg/L, se não prejudicam o
crescimento das plantas. A circulação da solução ou a injeção de ar comprimido
garantem esse fornecimento. A exclusão da luz nas raízes é crucial para evitar o
crescimento de algas, que alteram o pH e competem por nutrientes e oxigênio, e,
também liberam toxinas às plantas. Além disso, a ancoragem das plantas é realizada
com tampas de isopor ou plástico, impedindo a entrada de luz em contato com a
solução e sustentando as plantas.
Dentre os sistemas de cultivo de duas fases (fase líquida + gasosa), o sistema
NFT é o mais difundido.
Desenvolvido por Allen Cooper na década de 60, esse sistema foi o responsável pela
difusão do cultivo hidropônico em nível comercial. É um sistema fechado, isto é,
recirculante, e permite grande variedade de adaptações, podendo ser realizado em
tubos rígidos ou flexíveis de diferentes secções, diâmetros e comprimentos.
A técnica NFT consiste na circulação de um fino filme de solução nutritiva
dentro de canais com cerca de 2% de declive.
Tais canais podem ter secção quadrada, retangular ou circular, estar locados no nível
do solo ou em plataformas elevadas de concreto, madeira ou metal. O importante é
que sejam impermeabilizados com algum material inerte ou revestidos com um filme
de polietileno, para que não haja reação da solução nutritiva com material que constitui
os canais.
Alface, rúcula, agrião, salsa, cebolinha e outras hortaliças de porte baixo, bem como
algumas floríferas são cultivadas numa bancada composta por uma série de canais
paralelos, com cerca de 10 cm de largura, distanciados de 10 a 15 cm entre si. Para
plantas de maior porte como tomate e pepino, empregam-se canais com 20 a 25 cm
de largura por 5 cm de espessura e comprimento variável. Para estas últimas,
sistemas hidropônicos de três fases são indicados.
O sistema NFT é fechado. Nele, um tanque de coleta abaixo do nível do solo recebe a
solução que flui, por gravidade, ao longo dos canais (Figura 16). Essa solução é,
então, bombeada para a cabeceira das bancadas e distribuída por gravidade para os
canais de cultivo (Figura 17). A taxa de fluxo deve ser em torno de 2 litros por minuto,
que é o suficiente para manter a espessura do filme de solução entre 3 e 10 mm em
toda a superfície do canal. Em alguns sistemas, a circulação da solução é contínua;
em outros, circula 15 minutos a cada 30.
A solução perde água por transpiração e precisa ser reabastecida. Sua condutividade
elétrica e pH devem ser monitorados e ajustados para garantir o crescimento das
plantas, com a condutividade entre 2 e 4 mS/cm e o pH entre 5,5 e 6,5. Quando o pH
se reduz deve ser elevado pela adição de hidróxido de sódio ou potássio.
Alternativamente, quando o pH se eleva deve ser abaixado com ácido clorídrico,
sulfúrico ou nitrico.
As mudas para cultivo em NFT geralmente são produzidas em cubos de lã
mineral, espuma fenólica ou outros meios sem solo que não liberem partículas que
possam obstruir o sistema. Algumas plantas, como alface, podem ser cultivadas a
partir de mudas de raízes nuas germinadas em vermiculita. Após o crescimento inicial
em viveiros, as plantas são transferidas para canais maiores. Uma variação do NFT
utiliza tubos de PVC perfurados e montados em degraus para otimizar o espaço
vertical. Na Europa, há esforços para minimizar a contaminação do solo e águas
subterrâneas, com sistemas que captam, tratam e reutilizam o efluente.
Componentes do sistema NFT
Reservatório de solução - Nos sistemas NFT, os tanques coletores devem estar
localizados na parte inferior dos canais e ser feitos de materiais inertes, como fibra de
vidro, cimento amianto ou plástico, para evitar reações com a solução nutritiva. Eles
devem ser protegidos da luz para prevenir o crescimento de algas e oxigenar
naturalmente a solução. Caso o tanque seja de materiais reativos, deve ser revestido
com pintura impermeabilizante, como a base de água "Igol", reaplicada
periodicamente. É importante que o reservatório tenha um orifício na base para facilitar
a substituição da solução nutritiva e a limpeza. A dimensão depende do tipo de cultivo
(necessidade da planta) e do número de plantas (área a ser cultivada). Sendo que,
para alface e hortaliças recomenda-se disponibilizar 1,5 a 2,0 L de solução por planta.
Bomba - Nos sistemas NFT, a bomba conecta-se ao reservatório e deve garantir um
fluxo de 1,5 a 2,0 L/min por canal. Dado o caráter corrosivo da solução nutritiva,
recomenda-se lubrificar os parafusos da bomba com graxa para facilitar a manutenção
e optar por modelos com partes internas de PVC, evitando reações químicas e
contaminação. Como a potência requerida é baixa, geralmente inferior a ½ CV, uma
única moto-bomba pode atender múltiplas unidades de cultivo devido à baixa altura de
sucção e recalque.
Instalações elétricas - Em locais de trabalho com sistemas hidropônicos, devido à
umidade, a instalação elétrica deve ser cuidadosamente protegida para garantir a
segurança. A fiação deve ser colocada em eletrodutos, e os dispositivos de comando e
controle precisam estar em caixas fechadas e trancadas. Os condutores elétricos
devem ser bem dimensionados, e é essencial contar com um quadro de proteção e
comando adequado. O controle de tempo (timer) deve ter possibilidade de ajustes
para comando de 15 em 15 min.
Tubulação - Os canais em sistemas NFT devem ser construídos com materiais que
não reajam com a solução nutritiva, como PVC ou polietileno. Materiais reativos, como
argamassa, cimento amianto e ferro galvanizado, requerem impermeabilização com
tintas asfálticas ou revestimento plástico. A largura e o comprimento dos canais variam
conforme a cultura: alfaces, por exemplo, necessitam de canais com cerca de 12 cm
de largura e até 20 m de comprimento, enquanto culturas com sistemas radiculares
maiores, como tomate e pimentão, requerem larguras médias de 25 cm.
Tubos de PVC com 100 mm de diâmetro, cortados ao meio, e perfis de polipropileno
de diversas larguras são comumente usados. Canais devem ter uma declividade entre
1% e 4% para garantir bom fluxo da solução. Em regiões quentes, isopor é
frequentemente utilizado para cobrir os canais, protegendo a solução da luz e do calor,
com espessura variando entre 1 e 3 cm para maior durabilidade.
T. plástica para distribuição da solução - O sistema é composto de uma
tubulação principal, que deve ser de PVC rígido, e de tubulações secundárias ligadas
à principal, conforme a Figura 17 A. É justamente no ponto X que se deve medir o
fluxo de solução nutritiva circulando pelo canal, sendo ideal que esteja entre 1,5 a 2,0
L por minuto. Para regular o fluxo, utiliza-se um registro, que tem a função de
uniformizar a vazão de solução nutritiva em cada canal.
Vantagens e desvantagens do sist. NFT:
O sistema NFT apresenta diversas vantagens. Ele é conhecido por seu menor custo
de implantação em comparação a outros sistemas hidropônicos, além de oferecer
facilidade na operação e esterilização entre colheitas. Outra característica positiva é o
uso eficiente do espaço vertical, que simplifica tanto o plantio quanto a colheita. Este
sistema também economiza água e nutrientes, já que a solução nutritiva circula em um
sistema fechado e é reutilizada, o que reduz os custos operacionais e diminui a
contaminação ambiental com nutrientes e pesticidas. O NFT possui grande potencial
de automação, permitindo que o controle da formulação, o ajuste das soluções
nutritivas e a distribuição ou retorno das soluções aos canais sejam feitos
automaticamente a partir de um ponto central. A manutenção e a esterilização dos
canais também são facilitadas: se revestidos com filme plástico, basta substituí-lo após
o ciclo. Métodos de esterilização, como o usode hipoclorito de sódio, pasteurização,
ozônio, luz ultravioleta ou filtros de areia, tornam o sistema ainda mais flexível e
eficiente.
No entanto, o sistema NFT também apresenta algumas desvantagens. Uma delas
é o risco de acúmulo de etileno nos canais, o que pode provocar a morte das raízes e
o envelhecimento precoce das plantas. Em canais muito longos, especialmente em
climas quentes, pode haver déficit de oxigênio devido ao aquecimento da solução,
resultando na morte das raízes e em menor absorção de nutrientes. Por isso,
recomenda-se que o comprimento dos canais não ultrapasse 30 metros nessas
condições. A temperatura da solução nutritiva não deve exceder 30°C, e os canais
devem ser projetados para evitar concentração excessiva da solução ao longo do
trajeto, já que isso pode causar murcha e menor desenvolvimento das plantas no final
dos canais.
A contaminação por patógenos também é uma preocupação, uma vez que doenças
como Fusarium e Phytophthora podem se espalhar rapidamente pelo sistema. Embora
a esterilização entre colheitas seja eficiente, ela não elimina completamente o risco de
infecção durante o ciclo de cultivo. Além disso, há limitações estruturais para plantas
de porte alto, devido à necessidade de sustentação, e o sistema consome grandes
quantidades de nitrogênio. A operação contínua é fundamental, já que qualquer
interrupção no fluxo de solução pode comprometer o cultivo; portanto, é necessário
ter geradores para evitar problemas em caso de falhas de energia. Por fim,
reparos ou substituições de componentes durante o cultivo são difíceis de realizar sem
interromper o funcionamento do sistema.
Resumidamentemente:
Vantagens do Sistema NFT
● Menor custo de implantação: Comparado a outros sistemas hidropônicos.
● Facilidade de operação e esterilização: Entre colheitas, permite uso de
produtos menos tóxicos e processos rápidos.
● Uso eficiente de espaço vertical: Simplifica plantio e colheita.
● Economia de água e nutrientes: Sistema fechado reutiliza a solução nutritiva,
reduzindo custos e impacto ambiental.
● Grande potencial de automação: Controle centralizado de formulação, ajuste
das soluções nutritivas, e distribuição/retorno automatizados.
● Simples substituição de revestimentos: Canais revestidos com filme plástico
são fáceis de esterilizar e manter.
● Flexibilidade no uso de tecnologias de esterilização: Inclui hipoclorito de
sódio, pasteurização, ozônio, luz ultravioleta e filtros de areia.
Desvantagens do Sistema NFT
● Acúmulo de etileno nos canais: Pode levar à morte de raízes e
envelhecimento precoce das plantas.
● Deficiência de oxigênio em canais longos: Agravada pelo aquecimento da
solução, causando morte de raízes e queda na absorção de nutrientes.
● Limitação do comprimento dos canais: Em regiões quentes, não devem
exceder 30 metros.
● Problemas de temperatura: Solução nutritiva não deve ultrapassar 30°C, e
canais longos intensificam o aquecimento.
● Distribuição desigual de nutrientes: Plantas no final dos canais podem sofrer
com alta pressão osmótica, levando à murcha e menor desenvolvimento.
● Risco de contaminação por patógenos: Disseminação rápida de doenças
como Fusarium e Phytophthora.
● Limitações estruturais: Necessidade de suporte para plantas de porte alto e
alto consumo de nitrogênio.
● Dependência de energia contínua: Circulação não pode ser interrompida;
geradores são essenciais em casos de queda de energia.
● Manutenção complicada: Reparos ou substituições durante o cultivo são
difíceis sem interromper o sistema.
SISTEMAS DE CULTIVO POR SUBIRRIGAÇÃO
Os sistemas de subirrigação utilizam canais de materiais diversos, como polipropileno
e amianto, que são preenchidos com substratos como cascalho ou argila expandida.
Esses canais, com cerca de 0,80 m de largura, 30 a 35 m de comprimento e altura de
0,30 a 0,35 m, têm fundo em formato de "V" e são impermeabilizados com lona de
vinil. A solução nutritiva é bombeada lentamente de baixo para cima por tubos de PVC
perfurados, permanecendo em contato com o substrato por cerca de 30 minutos antes
de ser drenada de volta para o tanque coletor, onde será reutilizada.
Assim como no sistema NFT, a irrigação e a drenagem são controladas por
temporizadores, garantindo que os ciclos ocorram de acordo com as necessidades
das plantas. No inverno, são necessários de três a cinco ciclos diários; no verão, de
cinco a oito, dependendo de fatores como granulometria do substrato, espécie
cultivada e condições climáticas.
A argila expandida proporciona melhor aeração, enquanto o cascalho, com sua
conformação irregular, equilibra umidade e aeração. Entretanto, o cascalho de origem
calcária pode elevar o pH e causar deficiências nutricionais, enquanto a argila
expandida, apesar de leve, pode quebrar e obstruir o sistema.
A nutrição das plantas depende totalmente da solução nutritiva, já que o substrato não
fornece nutrientes, apenas âncora as plantas. A possibilidade de entrada de
patógenos é menor do que em cultivos convencionais, mas, caso ocorra infecção, sua
disseminação é rápida. Métodos de desinfecção, como o uso de hipoclorito de sódio,
são aplicados, com cuidadoso enxágue posterior para evitar danos às mudas.
SISTEMA DE FLUXO E REFLUXO (EBB AND FLOW SISTEM)
O sistema de fluxo e refluxo, ou ebb and flow, é uma técnica de subirrigação para
plantas envasadas. Os vasos são colocados em bandejas que recebem solução
nutritiva bombeada até atingir 2 a 3 cm de altura, permanecendo nesse nível por 10 a
15 minutos. Durante esse tempo, a solução ascende por capilaridade, irrigando o
substrato. Em seguida, a solução é drenada para um tanque coletor, onde fica
armazenada até o próximo ciclo. O controle do pH e da condutividade elétrica (CE) da
solução é similar ao dos outros sistemas hidropônicos, permitindo seu uso por vários
meses, com baixa produção de efluentes poluentes.
Com a evaporação na superfície dos vasos, pode ocorrer acúmulo de sais, resolvido
por lixiviação com água pura a cada 4 a 6 semanas. Diversos substratos podem ser
usados, e, dependendo do tipo, nutrientes como cálcio, magnésio e fósforo podem ser
adicionados antes do plantio. Nesses casos, a solução nutritiva fornece apenas
nitrogênio (N), potássio (K) e enxofre (S), em menores quantidades, já que não há
perda por lixiviação.
Bancadas de plástico ou fibra de vidro, com dimensões variando entre 1,2 e 2,0 m de
comprimento por 1,0 m de largura, são utilizadas para este sistema. Essas bancadas
devem ser apoiadas em superfícies planas para garantir uniformidade na irrigação e
drenagem. A solução é bombeada para as bandejas através de um tubo e retorna ao
tanque coletor pelo mesmo caminho, com o processo controlado por temporizadores e
válvulas solenoides. Filtros são recomendados para evitar a contaminação do tanque
por resíduos do substrato.
A prevenção de doenças é crucial, especialmente ao usar substratos convencionais. A
esterilização do substrato e o uso de mudas saudáveis são essenciais. Entre os
cultivos, as bancadas devem ser desinfetadas com hipoclorito de sódio ou
formaldeído. Métodos como pasteurização, ozônio ou luz ultravioleta também podem
ser utilizados para desinfecção.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS SISTEMAS DE SUBIRRIGAÇÃO
Dentre as vantagens, têm-se nutrição uniforme, boa aeração, ancoragem fácil, boa
adaptação à maioria dos cultivos e maior tempo para reparos em caso de falhas no
sistema. Uma vez que o substrato armazena água e nutrientes, há uma certa margem
de segurança em caso de necessidade de trocar uma bomba, vedar um cano ou outra
manutenção que se faça necessária.
Como desvantagens, têm-se o maior custo das instalações e de sua manutenção
quando comparado com o sistema NFT, riscos de obstrução do sistema de drenagem
pelas raízes, grande acúmulo de raízes sobre a superficie das partículas do substrato,
o que leva, com o tempo, à necessidade de substituição do material, a desinfecção é
mais difícil e há facilidade de propagação de doenças.
Comparação entre os sistemas NFT e Subirrigação:
● Circulaçãoda solução nutritiva: No NFT, a solução flui continuamente em
uma lâmina fina pelos canais, promovendo a oxigenação natural e contato
constante com as raízes. Já na Subirrigação, a solução é fornecida
periodicamente, ascendendo por capilaridade, e depois drenada para um
tanque coletor.
● Canais/Substratos: O NFT utiliza canais de PVC ou polietileno sem substrato,
enquanto a Subirrigação emprega substratos como cascalho ou argila
expandida em calhetões ou bandejas.
● Automação: Ambos os sistemas podem ser automatizados, mas o NFT é
geralmente mais simples de operar nesse aspecto devido ao fluxo contínuo da
solução.
● Manutenção e Esterilização: O NFT facilita a esterilização rápida entre
cultivos, podendo até trocar revestimentos plásticos dos canais. Na
Subirrigação, há necessidade de desinfecção do substrato e das bandejas,
com métodos como hipoclorito ou pasteurização.
● Economia de recursos: Ambos economizam água e nutrientes em sistemas
fechados, mas o NFT pode ser mais eficiente no uso do espaço e na
reciclagem de solução nutritiva.
● Problemas potenciais: O NFT é mais suscetível a falhas na circulação,
exigindo energia contínua. A Subirrigação pode apresentar acúmulo de sais
na superfície do substrato e requer lixiviação periódica.
● Flexibilidade de cultivos: O NFT é ideal para culturas de raízes menores,
como alface, enquanto a Subirrigação pode atender plantas maiores e mais
exigentes em substratos, como tomate ou pimentão.
SISTEMAS DE CULTIVO POR GOTEJAMENTO
O sistema de gotejamento é versátil, podendo ser usado com diversos substratos,
como cascalho fino, areia, perlita e lã de rocha. Inicialmente, predominavam sistemas
abertos, nos quais as plantas recebiam solução nova e equilibrada, com menor risco
de disseminação de doenças. No entanto, preocupações ambientais, especialmente
com a contaminação do lençol freático por nitratos, levaram à adoção de sistemas de
recirculação.
A recirculação aumenta a eficiência no uso de água e fertilizantes, mas implica maior
custo e demanda água de boa qualidade, com CE ideal abaixo de 0,6 dS/m. Águas
com CE superior a 1,0 dS/m e ricas em sódio e cloro podem comprometer o sistema.
A alta transpiração em condições de calor e radiação intensos altera rapidamente a
solução nutritiva, exigindo monitoramento constante.
A solução drenada, contendo sólidos suspensos, exsudatos radiculares e possíveis
patógenos, deve ser filtrada, desinfetada e corrigida antes de ser reutilizada. Esse
processo deve ser automatizado para garantir eficiência e segurança do cultivo.
O cultivo hidropônico em areia é ideal para regiões desérticas, sendo comum
em locais como Arizona, Texas, México e Emirados Árabes. Utiliza substrato de areia
com partículas entre 0,6 e 2,0 mm e o fornecimento de solução nutritiva é feito por
gotejamento, com 5 a 6 irrigações diárias, preferencialmente automatizadas.
A superfície da casa de vegetação deve ter um leve declive de 2% para drenagem,
com drenos distantes de 1,5 a 2,0 m. O acúmulo de sais pode ser um problema,
exigindo monitoramento da condutividade elétrica da solução drenada. Quando os
níveis de sais superam 2.000 mg/L, deve-se suspender o fornecimento de solução
nutritiva, passando a irrigar com água pura.
Entre as opções de desinfecção entre colheitas, a esterilização com vapor a 80-90°C é
a mais eficaz, pois destrói patógenos sem causar fitotoxidez ou problemas ambientais.
A solarização e a desinfecção com formaldeído também são alternativas, sendo a
primeira mais simples, mas menos eficaz. Após desinfecção, a área deve ser ventilada
antes de iniciar um novo ciclo de cultivo.
O cultivo hidropônico em lã mineral utiliza um substrato composto por fibras
de rocha fundida, com alta porosidade (97%) e baixa densidade. A lã mineral é tratada
com surfactantes para melhorar a absorção de água e tem uma baixa capacidade de
troca catiônica (CTC). Seu pH varia entre 7,0 e 8,5, ajustando-se ao da solução
nutritiva.
É comumente usada em cubos para propagação de mudas e depois transferida para
tiras ou placas em canais, com irrigação por gotejamento. A solução nutritiva é
aplicada várias vezes ao dia, sendo recirculada em sistemas fechados, com cuidados
semelhantes ao cultivo em areia. Pode ocorrer salinização, sendo necessário usar
água pura para reduzir a concentração de sais.
Após dois anos de uso, a lã mineral perde sua estrutura e aeração devido ao acúmulo
de matéria orgânica. A esterilização entre ciclos pode ser feita com Vapan ou vapor,
com a necessidade de lavar o material após o uso de Vapan.
No cultivo hidropônico em sacos ou vasos, substratos como areia, perlita e
lã mineral são usados com solução nutritiva fornecida por gotejamento. O sistema é
geralmente aberto, com foco na minimização da lixiviação da solução. A salinização do
substrato e a desinfecção entre colheitas devem ser monitoradas.
Um exemplo interessante é o cultivo de morangos em sacos de polietileno,
preenchidos com substrato leve e pendurados na casa de vegetação. Esses sacos
recebem a solução nutritiva por gotejamento, com irrigação duas vezes ao dia. Em um
experimento realizado no Instituto Agronômico de Campinas (SP), utilizando casca de
arroz carbonizada como substrato, foram obtidas 37,3 plantas/m². O sistema produziu
8,7 kg/m² de frutos em quatro meses (setembro a dezembro), superando a
produtividade convencional, embora os frutos inferiores dos sacos tenham sido
menores e de menor qualidade devido à menor incidência de luz.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DOS CULTIVOS POR GOTEJAMENTO:
Como as partículas do substrato são pequenas, com maior volume de microporos, há
maior movimento lateral da solução e maior retenção de umidade.
As raízes têm maior desenvolvimento lateral e assim os riscos de obstrução do
sistema de drenagem são menores.
Dentre as desvantagens, podem-se citar custo de implantação e de manutenção
desses sistemas, especialmente os circulantes, bem como a difícil desinfecção após
cada ciclo de cultivo, entupimento de emissores e salinização do substrato.
conteúdo 2 - Mecanismos gerais de atuação dos nutrientes sobre a severidade
de doenças de plantas
A crescente demanda por alimentos, impulsionada pelo aumento da população
mundial, exige a duplicação da produtividade agrícola em poucas décadas. Nesse
contexto, o Brasil desempenha um papel estratégico devido ao seu potencial agrícola.
As doenças de plantas são um dos principais fatores que limitam a produção, e,
embora o uso de defensivos agrícolas seja amplamente praticado, a nutrição mineral é
um fator fundamental no controle dessas doenças, contribuindo para a segurança
alimentar e ambiental.
Plantas bem nutridas apresentam maior resistência a doenças, enquanto aquelas com
deficiência de nutrientes são mais suscetíveis. A resistência das plantas está
relacionada à genética, mas sua expressão depende diretamente do estado
nutricional. Alguns nutrientes podem reduzir a incidência de doenças, enquanto outros
podem ter efeitos opostos, dependendo do patógeno e das condições ambientais.
Esses nutrientes atuam principalmente fortalecendo as barreiras mecânicas, como o
espessamento das paredes celulares, ou promovendo a síntese de compostos de
defesa, como fitoalexinas, antioxidantes e flavonoides.
O manejo dos nutrientes pode ser realizado diretamente, por meio de fertilizantes, ou
indiretamente, com práticas como calagem, uso de compostos orgânicos e podas. A
nutrição mineral equilibrada é essencial para alcançar altos rendimentos agrícolas,
sendo também fundamental para o controle eficaz de doenças. Nutrientes como
nitrogênio, potássio e cálcio são indispensáveis para o ciclo de vida das plantas. O
nitrogênio está envolvido na formação de compostos de carbono, enquanto cálcio e
potássio permanecem na forma iônica, desempenhando funções estruturais e
regulatórias.
A interação entre nutrientes e doenças é influenciada por fatores como o crescimento
da planta, que pode alterar o microclima da cultura, e pela modificação do ambiente do
solo, que afeta a infecção e esporulação depatógenos. Estima-se que cerca de 35%
das perdas agrícolas antes da colheita são causadas por doenças, enquanto 30% das
perdas ocorrem no pós-colheita. Reduzir esses prejuízos é essencial para atender à
crescente demanda por alimentos. Assim, práticas agrícolas que integrem manejo
nutricional equilibrado e estratégias de controle de doenças são indispensáveis para
garantir a produtividade e a sustentabilidade da agricultura.
Conceito de doenças em plantas
Doença em plantas é uma alteração nos processos fisiológicos normais, como
fotossíntese, respiração e translocação de água e nutrientes, causada por fatores ou
agentes externos que geram irritação contínua em partes da planta. Essa alteração
leva a distúrbios celulares, expressos como sintomas patológicos, e resulta em um
desequilíbrio no balanço energético da planta. Em plantas saudáveis, há equilíbrio
entre a geração e o consumo de energia, mas em plantas doentes esse equilíbrio é
rompido, prejudicando o desenvolvimento e eficiência fisiológica.
As doenças surgem da interação dinâmica e irreversível entre o patógeno, a planta
hospedeira e o ambiente, provocando alterações fisiológicas e morfológicas que
podem reduzir a qualidade, a quantidade ou o valor dos produtos agrícolas, além de
causar perdas econômicas. Doenças infecciosas são causadas por agentes como
fungos, vírus, bactérias e nematoides, entre outros menos comuns, como viroides,
micoplasmas e plantas parasíticas. A simples presença do patógeno não garante a
ocorrência da doença; são necessárias condições específicas, como variedades
suscetíveis, alta quantidade de inóculo e ambiente favorável por vários ciclos.
A nutrição mineral, além de ser essencial para o metabolismo e o crescimento das
plantas, influencia a resistência a patógenos. Os nutrientes afetam o crescimento, a
morfologia, a anatomia e a composição química das plantas, podendo fortalecer ou
enfraquecer os mecanismos de defesa. O equilíbrio nutricional é crucial, pois
deficiências ou excessos de nutrientes impactam a interação entre elementos e podem
prejudicar o metabolismo da planta. A disponibilidade dos nutrientes no solo depende
de fatores como quantidade, forma química, solubilidade e condições ambientais (pH,
umidade, temperatura).
Entre os nutrientes mais limitantes estão nitrogênio, fósforo, potássio e cálcio,
enquanto o cloro, em condições naturais, não é limitante. O manejo adequado da
nutrição mineral é essencial tanto para maximizar o crescimento das plantas quanto
para aumentar sua resistência a doenças.
Dinâmica das interações que influenciam a manifestação de doenças: A nutrição
influencia todos os aspectos do triângulo de doenças (planta, patógeno e ambiente).
Embora ciclos de nutrientes não sejam apenas conhecidos, pouco se entende sobre
suas interações com o ambiente, a planta e os patógenos. A atividade microbiana,
especialmente em solos supressivos, desempenha um papel significativo na
disponibilização de nutrientes, podendo influenciar o con
No curto prazo, os nutrientes não têm efeito direto sobre os patógenos em culturas
anuais (ex.: feijão, soja, milho) ou perenes (ex.: citros, café). No entanto, a deficiência
de nutrientes aumenta a severidade das doenças. A aplicação isolada de nutrientes,
após o surgimento dos sintomas, reduz a severidade das doenças, especialmente em
culturas de ciclo curto. Os macronutrientes devem ser fornecidos via solo devido à alta
demanda, enquanto os micronutrientes podem ser aplicados via foliar, pois são
necessários em pequenas quantidades
Um exemplo é o fundo preto no tomateiro, causado pela deficiência de cálcio, que
predispõe os tecidos à infecção pelo fungo Alternaria solani. P
Como as doenças atuam alterando a nutrição de plantas? O estado nutricional
ideal de uma planta, apesar de favorecer a produtividade, também pode aumentar a
suscetibilidade à infecção por patógenos, que afetam os mecanismos de defesa.
Patógenos podem alterar a absorção, translocação e distribuição de nutrientes,
causando sintomas similares aos de deficiências ou excessos abióticos.
Alguns patógenos do solo, como Gaeummanomyces graminis, Fusarium oxysporum,
Verticillium dahliae e Streptomyces scabies, imobilizam nutrientes essenciais como
manganês (Mn) e ferro (Fe), criando deficiências localizadas ou generalizadas. Eles
podem oxidar Mn²⁺ para Mn³⁺ ou Mn⁴⁺, formas indisponíveis para a planta, agravando o
desequilíbrio nutricional.
Mecanismos gerais de ação dos nutrientes: Os nutrientes minerais podem
influenciar a resistência das plantas a pragas e doenças, alterando seu crescimento,
morfologia, anatomia e composição química. A resistência é aumentada por mudanças
na estrutura anatômica (espessamento das células epidérmicas, maior lignificação ou
silicificação) e na fisiologia e bioquímica (produção de substâncias repelentes ou
inibidoras). Plantas equilibradamente nutridas apresentam maior capacidade de formar
barreiras mecânicas, como lignificação, e de sintetizar toxinas, como fitoalexinas.
A teoria da trofobiose sugere que o estado nutricional determina a resistência ou
suscetibilidade das plantas. O desequilíbrio nutricional favorece o metabolismo
proteolítico, aumentando substâncias solúveis que alimentam parasitas. Por outro
lado, o equilíbrio nutricional estimula a proteossíntese, diminuindo a presença de
substâncias solúveis e tornando a planta menos atrativa a patógenos e pragas.
Além disso, a presença equilibrada de nutrientes essenciais impacta diretamente os
patógenos, reduzindo sua sobrevivência, reprodução e desenvolvimento, e
fortalecendo as defesas estruturais e químicas da planta.
Além disso, os nutrientes minerais influenciam a resistência das plantas a doenças,
atuando sobre características anatômicas (espessamento da epiderme, alterações na
parede celular) e bioquímicas (produção de lignina e fitoalexinas). A forma e a
disponibilidade de nutrientes também afetam a severidade das doenças. Por exemplo,
o nitrogênio (N) em forma de amônio (NH₄⁺) tende a aumentar a severidade em pH
ácido, enquanto o nitrato (NO₃⁻) faz o mesmo em pH neutro a alcalino.
O fósforo (P) pode aumentar a resistência ao melhorar o balanço nutricional e acelerar
a maturação das plantas, o que ajuda a evitar infecções. No entanto, níveis elevados
de P podem aumentar a severidade de doenças específicas, como a fusariose em
tomateiros, dependendo do pH do solo. O potássio (K) geralmente reduz a
suscetibilidade, principalmente em plantas com deficiência desse nutriente.
Outros nutrientes, como cálcio (Ca), magnésio (Mg), enxofre (S), manganês (Mn) e
boro (B), também podem reduzir a severidade de doenças como as causadas por
Fusarium. No entanto, a resposta varia conforme a interação
patógeno-hospedeiro-ambiente.
Por fim, o efeito da nutrição é mais significativo em plantas com resistência moderada,
enquanto aquelas altamente resistentes ou suscetíveis são menos influenciadas pela
nutrição.
CONCLUSÕES
A nutrição mineral é fundamental para manter a produção, qualidade e resistência das
plantas. Em um contexto de agricultura sustentável, a nutrição equilibrada minimiza o
uso de químicos e aumenta a produtividade, ajudando na prevenção de doenças.
Embora a resistência genética seja o principal fator para defesa contra patógenos, a
expressão dessa resistência é significativamente influenciada pela nutrição mineral.
Plantas bem nutridas são mais tolerantes ou resistentes a doenças, enquanto a
deficiência nutricional aumenta sua suscetibilidade.
Nenhum nutriente elimina completamente as doenças, mas a nutrição adequada pode
reduzir sua severidade. Programas de fertilização equilibrados, baseados em análises
de solo e plantas, são essenciais para o manejo integrado de doenças.
Nutrientes específicos podem ter efeitos variados: um mesmo elemento pode reduzir a
incidência de uma doença e aumentar a de outra, dependendo do ambiente e das
condições de cultivo.
A absorção de nutrientes pelas plantas envolve competição entre elementos. Por
exemplo, o excesso de potássio pode reduzir a absorçãode cálcio e magnésio; uma
alta relação ferro:manganês pode causar deficiência de manganês; e o enxofre em
excesso pode diminuir a absorção de nitrato. Assim, manter o equilíbrio entre
nutrientes é essencial para evitar deficiências.
A combinação de seleção de variedades, práticas culturais, tratamentos químicos e
nutrição mineral constitui uma abordagem eficaz para o controle de doenças em
plantas. Contudo, o uso intensivo de pesticidas sintéticos levanta preocupações
relacionadas à segurança alimentar, qualidade ambiental e resistência a pesticidas, o
que destaca a necessidade de estratégias alternativas, como a gestão nutricional.
Embora os nutrientes possam influenciar a resistência ou tolerância a doenças, seus
efeitos nem sempre são consistentes, e muitos fatores que determinam essas
respostas ainda não são completamente compreendidos.
Os patógenos são responsáveis por perdas significativas na produção e qualidade dos
vegetais. A nutrição mineral pode influenciar direta ou indiretamente a infecção e
reprodução de patógenos, sendo essencial no manejo integrado de doenças.
Pontos Importantes:
1. Substituição de Fungicidas: A nutrição mineral pode reduzir ou substituir o
uso de fungicidas, mas nem sempre é suficiente para controle eficiente.
2. Controle Integrado: A nutrição é essencial no manejo integrado,
complementando outras práticas culturais e químicas.
3. Deficiência Nutricional: Deficiências ou desequilíbrios predispõem as plantas
a doenças.
4. Indução de Resistência: Nutrientes podem induzir resistência, tolerância ou
escape às doenças.
5. Planejamento Nutricional: O balanço deve considerar o patógeno, tipo de
solo, planta e exigências nutricionais antes do surgimento das doenças.
6. Recuperação Limitada: Danos causados por deficiências nutricionais são
difíceis de recuperar na mesma safra.
7. Disponibilidade de Nutrientes: A forma como os nutrientes estão disponíveis
afeta a incidência e severidade das doenças.
8. Impacto Diferenciado: Nutrientes influenciam patógenos de maneira variável.
9. Fertilidade do Solo: Influencia diretamente a supressividade ou condutividade
do solo às doenças.
10. Nível Ótimo de Nutrientes: O nível ideal para crescimento nem sempre
coincide com o necessário para reduzir a intensidade da doença.
11. Parcelamento de Nutrientes: Aplicações fracionadas de nitrogênio e potássio
podem controlar doenças ao longo do ciclo da planta.
12. Fatores Ambientais: A quantidade de nutrientes depende das condições
ambientais e sua influência na severidade da doença.
13. Fatores de Eficiência: Eficiência da nutrição depende de patógeno, planta,
solo, forma e modo de aplicação.
14. Formas de Nitrogênio: Nitrogênio na forma de amônio ou nitrato afeta
diferentemente a severidade das doenças.
15. Efeito dos Nitrogenados: Geralmente aumentam a severidade de doenças
causadas por patógenos biotróficos (ferrugens, míldios) e bactérias foliares.
16. Cálcio: Essencial para aumentar a resistência da parede celular contra
patógenos.
17. Potássio: Geralmente reduz a severidade das doenças.
18. pH do Solo: Afeta indiretamente a severidade de doenças, como
murcha-de-Fusarium (mais severa em pH baixo) e murcha-de-Verticillium
(menos severa em pH baixo).
19. Fertilizantes e pH: Alguns fertilizantes podem alterar o pH do solo com o
tempo.
20. Relação N/K: Influencia a severidade de doenças por fungos necrotróficos,
podendo aumentá-la ou reduzi-la.
Esses pontos mostram como a nutrição mineral adequada contribui para a resistência
das plantas e o manejo eficiente de doenças, destacando a necessidade de um
planejamento nutricional criterioso.