Nutrição

Hidroponia: o cultivo sobre água

Nos cultivos tradicionais que conhecemos, como os cultivos em sequeiro, as plantas obtém os nutrientes necessários do solo, mas principalmente das fontes nutricionais aplicadas para potencializar a sua produtividade. Na fertirrigação, utilizamos um sistema de mangueiras e emissores para levar os nutrientes de forma mais eficiente até as raízes que estão fixadas no solo. Pensando nos sistemas de cultivos que conhecemos, temos um sistema em que não é utilizado nenhum tipo de substrato para o cultivo das plantas, apenas água, novamente como veículo para os nutrientes.

Com os avanços de técnicas de cultivo e tecnologias no âmbito da agricultura, outras formas inovadoras transpassando os métodos tradicionais de cultivo sobre o solo foram desenvolvidas. A hidroponia é um caso desse: método de cultivo que se desenvolve na ausência do solo e com o princípio de trabalho fundamentado na água. Trata-se de um sistema pelo qual a nutrição essencial ao desenvolvimento das plantas é fornecida via água (à semelhança da fertirrigação, onde o solo serve principalmente como estrutura física para a propagação das plantas), compondo o que chamamos de solução nutritiva.

 Isso tudo é permitido pela concepção de um modelo de cultivo composto por uma bomba que pressuriza e distribui a solução nutritiva armazenada em reservatório para as plantas, nos mais variados modelos de estruturas hidropônicas de forma automatizada ou não. No caso de haver automatização, esse sistema é controlado por um temporizador, podendo a solução ser disponibilizada de forma contínua ou com fluxo intermitente. Existem duas formas de funcionamento do sistema de hidroponia: ele pode ser aberto ou fechado. Na prática, significa que em sistemas fechados a solução nutritiva é bombeada para as plantas, molhando suas raízes, nutrindo-as sob o formato de circulação da solução, que por sua vez ao final retorna para o reservatório. Nos sistemas abertos, tal situação não ocorre, sendo que a solução bombeada é fornecida geralmente por gotejo e de forma localizada para as plantas, não retornando para a caixa de solução.

Existem várias modelos de sistemas de hidroponia, entre os quais estão:

• Sistema de Fluxo Laminar de Nutrientes (NFT)

O princípio deste sistema baseia-se na circulação forçada da solução nutritiva através de calhas, tubos ou canais onde se encontram em contato direto com as raízes das plantas.

• Cultivo em Água Profunda (DFT) – Floating

Neste sistema as plantas são apoiadas em placas (geralmente de isopor) e flutuam sobre um reservatório contendo a solução nutritiva onde o sistema radicular fica em contato direto.

• Aeroponia

Sistema em que a solução nutritiva é aspergida diretamente sobre o sistema radicular das plantas que se encontram suspensas.

• Cultivo em Substrato (Semi-Hidropônico)

Esse sistema se constitui também como uma forma de hidroponia, visto que o cultivo das plantas se dá a partir do fornecimento da solução nutritiva. Entretanto, neste modelo as plantas possuem como apoio para desenvolvimento um substrato inerte (fibra de coco, casca de arroz, vermiculita, casca de pinho, areia lavada, etc). Neste caso o material utilizado como substrato, em substituição ao solo, deve ser capaz de absorver e reter umidade, distribuir a solução nutritiva bem como permitir a estabilidade física, oxigenação e boa drenagem para o bom desenvolvimento radicular das plantas.

A hidroponia nos permite o cultivo de diferentes tipos de plantas, geralmente espécies que atribuem um alto valor agregado para viabilizar economicamente este tipo de sistema, sendo habitual o cultivo de flores, frutos e hortaliças. Os diferentes modelos e concepções de forma de cultivos hidropônicos, quando bem manejados, podem gerar um alto incremento em produtividade em menores espaços, principalmente quando comparados ao sistema a campo, por exemplo.

Inovação da agricultura e os benefícios

A técnica de cultivo na ausência de solo, assim como nos sistemas hidropônicos, é um método sempre adjunto a ambientes protegidos, em outras palavras, com a utilização de estruturas de proteção como, por exemplo, casa de vegetação, estufas agrícolas, telados ou até mesmo espaços fechados como acontece no sistema indoor (sob iluminação artificial). Pelas características conferidas pela união destas condições de produção, muitos são os benefícios advindos deste modo de cultivar, como:

• Controle no manejo da nutrição e uniformidade de entrega dos nutrientes às plantas ao longo de todo o seu ciclo;
• Possibilidade do acompanhamento da qualidade da nutrição: monitorar a quantidade de nutrientes aportados através da solução nutritiva, monitorar o consumo pela planta, ajustar os balanços de nutrientes conforme a fase fenológica;
• Melhor desenvolvimento vegetal das folhas, flores e frutos;
• A nutrição assistida e aliada à ambiência (controle das condições de temperatura, umidade relativa do ar, luminosidade, aporte de água) conferida pelas estufas agrícolas aumenta o potencial produtivo: maior produtividade em menor área;
• A hidroponia em ambiente protegido permite a obtenção de uma produção tanto sob o viés quantitativo como qualitativo maior em relação a sistemas sobre solo e a céu aberto, por permitir o maior controle de incidência de pragas e doenças, bem como reduz os efeitos da sazonalidade (pode-se produzir praticamente o ano todo);
• Por ter melhor qualidade, o produtor consegue incremento no valor unitário dos seus produtos no momento da venda;
• Otimização da mão de obra;
• Conforto na gestão do cultivo: sistemas automatizados com auxílio de temporizadores;
• Maximização do aproveitamento de recursos: fontes nutricionais e consumo de água.

Além desses pontos que mencionamos, podemos destacar também outras vantagens conferidas por esse sistema, além de alguns pontos de atenção que devemos considerar quando o elegemos como nosso princípio de cultivo, assim como observamos no quadro comparativo a seguir.

Entretanto, como qualquer sistema mais tecnificado, o nível de exigência e cuidados para com os ajustes nos momentos corretos e gestão dos fatores agronômicos que regem o crescimento vegetativo são potencializados. Neste caso, a coordenação destes eventos ao logo do ciclo, independente da cultura, serão determinantes para o sucesso do sistema e performance produtiva.

Fatores que influenciam a hidroponia

Como vimos no tópico anterior, a hidroponia é um sistema de cultivo que confere muitos benefícios já que, por meio da condução sinérgica de fatores ambientais (como temperatura, umidade do ambiente edisponibilidade de nutrientes na solução) e de aspectos relacionados ao manejo diário, a técnica tem grande influência no desenvolvimento da planta. Pensando nisso, vamos conhecer a seguir quais os fatores que interferem na hidroponia e como isto acontece na prática.

• Qualidade da água

Assim como vimos no conteúdo sobre fertirrigação, a qualidade da água para a hidroponia também é um aspecto importantíssimo. O conhecimento da composição mineral da água utilizada no sistema de cultivo é um dos primeiros requisitos do sistema. Por meio da análise podemos:

– Aferir e quantificar quais nutrientes já estão presentes naturalmente na água (essa análise pode ser realizada em laboratórios ou sonda multi-íons). A depender das características regionais e da formação mineralógica, algumas propriedades podem ser atendidas com água onde há maior concentração de íons carbonatos e bicarbonatos, o que pode conferirmaior elevação natural do pH da água. Isso significa que em tais circunstâncias, ajustes no manejo (ex.: acidificação da água) e na nutrição serão necessários, a fim de não propiciar situações que levem à indisponibilidade de certos elementos, como a exemplo do Ferro adicionado à solução.

– Identificar possíveis excessos em minerais que possam comprometer o bom desenvolvimento da planta, como por exemplo: excesso de Cloro e Sódio (que pode trazer um quadro de toxidez ou queima das raízes e folhas).

– Certificar-se que a água utilizada não detém indícios da presença de metais pesados.

– Conferir o pH da água, permitindo o seu ajuste para a faixa ideal (entre 5,5 a 6,5) de disponibilidade e de maior potencial de absorção dos nutrientes pelas plantas.

• Formulação de nutrientes (solução nutritiva)

Como já percebemos, o principal aporte de nutrientes essenciais ao desenvolvimento vegetal na hidroponia se dá através da solução nutritiva, ou seja, nutrientes adicionados à água. Sendo assim, o cuidado ao elaborar o programa nutricional, estabelecendo o conjunto de nutrientes que serão disponibilizados, as quantidades ajustadas à demanda da planta em reciprocidade à sua fase fenológica, serão cruciais para a condução do sistema de cultivo. Para tanto, não podemos esquecer:

– O fornecimento dos macro e micronutrientes essenciais de forma a compor uma solução nutritiva completa para o máximo potencial produtivo.

– Cuidado com a mixagem das fontes e com os aspectos de compatibilidade de elementos, de modo que favoreçam o sinergismo de absorção de nutrientes e sua eficiência .

– Atenção à demanda por nutrientes de acordo com o ciclo, adequação da relação N:K na solução, conforme as fases fenológicas da cultura.

– Monitorar rotineiramente o pH e a EC da solução nutritiva para garantir a disponibilidade dos nutrientes em solução e condições adequadas para serem absorvidos pela planta.

Cada nutriente tem seu papel no metabolismo vegetal, sendo que cada um desempenha funções importantes para a manutenção de todos os processos que envolvem o crescimento da planta. Por isso, uma nutrição completa faz toda a diferença, como podemos observar na imagem abaixo:

Os sistemas hidropônicos possibilitam o fornecimento dos nutrientes no local e no momento correto, cabe a nós fornecer as fontes e doses corretas para manejo mais assertivo da solução nutritiva completa.

• pH da solução

A disponibilidade de nutrientes na solução nutritiva está intimamente ligada ao pH da solução. A faixa ideal para a máxima disponibilidade e oferta de nutrientes a serem absorvidos pelas raízes encontra-se entre 5,5 e 6,5. Fora disso, a depender das características de cada elemento em questão, sua disponibilidade é reduzida, o que abre portas para situações de deficiências nutricionais indesejáveis e passiveis de comprometer o desenvolvimento vegetal. Por isso, ainda mais nos sistemas hidropônicos em que o aporte de nutriente é via água, o monitoramento do pH e seu ajuste são essenciais. Fique atento às considerações no quadro a seguir:

• EC da solução

A EC nos permite inferir a concentração dos nutrientes disponíveis em solução para a planta. Entretanto, para cada tipo de espécie de cultivo a tolerância quanto a faixa de EC para o desenvolvimento vegetativo é diferente. Isso também está relacionado com a capacidade de absorção dos nutrientes. Por exemplo, soluções com EC elevada indicam uma alta concentração de nutrientes na solução, circunstância esta que pode imprimir quadros de dificuldade da taxa de absorção dos nutrientes, em virtude do desequilíbrio osmótico provocado na célula vegetal. Além disso, a elevação da EC também pode favorecer situações de queima das raízes quando não for ajustada adequadamente em função da cultura. Por isso, dentro das ações de boas práticas do manejo que auxiliam a gestão da EC da solução, devemos:

– Usar fontes de nutrição vegetal com baixa salinidade e livres de cloro. Com esta prática, favorecemos a qualidade em nutrientes que compõem a EC da solução nutritiva: ela será formada por íons essenciais que de fato potencializam o desenvolvimento da planta.

– Saber que é importante que a EC da solução seja formada por nutrientes essenciais às plantas e que tenham baixa concentração de elementos que, em situações de excesso, podem causar toxidade para as plantas, como o Cloro e o Sódio, que contribuem para elevação da condutividade elétrica da solução.

– Ficar atentos à maior demanda por água pela planta em virtude dos dias quentes na hidroponia. Podemos ajustar a solução nutritiva através da EC de modo a evitar situações de estresse da planta ou queima de seu sistema radicular.

Acompanhe na tabela abaixo os níveis de condutividade elétrica conforme as diferentes culturas:

• Temperatura da solução

A temperatura da solução nutritiva para o desenvolvimento da planta deve encontrar-se entre 20°C e 24°C. A elevação da temperatura da solução acima de 28°C já se estabelece como a faixa de perigo para a planta e, acima dos 30°C pode comprometer diretamente o sistema radicular ocasionando a queima ou escurecimento (morte) das raízes. Por isso, é muito importante manter a solução dos reservatórios sempre protegidos da incidência direta de luz (abrigo) ou até mesmo as tubulações de injeção e retorno do sistema enterrados, reduzindo as portas para aquecimento da solução.

• Temperatura do ar

Altas temperaturas reduzem a eficiência fotossintética e provocam condições de estresse para as plantas. A faixa de temperatura ideal para o bom desenvolvimento da planta encontra-se entre 20°C e 26°C. Por isso, o controle da ambiência e o oferecimento de condições de conforto para o adequado desenvolvimento vegetal são importantes. Isso implica na prática que, entre nossas ações de manejo, devemos:

-Estabelecer uma rotina de medição da temperatura do ambiente ao longo do ciclo, através de ferramentas como termômetro.

– Ter cuidado ao tomar a concepção do projeto estrutural que abriga a hidroponia:

1.  Tipo de estufa agrícola, altura do seu pé direito, número de aberturas previstas;
2. Material de revestimento da estrutura (filme plástico – tipo de aditivo escolhido- , tipo de malhas (ex.: termo-refletoras, de sombreamento);
3. Investimento em tecnologias para gestão e controle de temperatura, alternativas para refrigeração e circulação do ar, como: sistema de resfriamento evaporativo do ar (sistema Pad-Fan), nebulizadores, ventiladores, além do favorecimento de sistemas de aeração natural da estufa.

• Umidade relativa do ar

Em correlação ao fator temperatura, a umidade também tem seus efeitos sobre o metabolismo vegetal e, por consequência, isso se reflete sobre sua fisiologia. A baixa umidade (<30%) promove o estímulo ao fechamento dos estômatos a fim de diminuir a evapotranspiração e perdas de água para o ambiente, o que na prática tem impacto na absorção dos nutrientes.

Já em situações opostas, a alta umidade (>90%) pode levar a situações de sintomas de deficiência de forma involuntária, mesmo tendo nutrientes em abundância na solução nutritiva. Em condições de alta umidade no ambiente há pouca transpiração, consequentemente pouca translocação de água e nutrientes que conseguem alcançar as partes mais novas das folhas.

Sendo assim, o fator umidade é mais um ponto de atenção para o produtor.

• Oxigenação da solução

O sistema de cultivo hidropônico tem seu princípio apoiado no desenvolvimento das plantas em solução. Entretanto, diferentemente das condições naturais já propiciadas se fosse em condições de cultivo em solo, para manter a absorção dos nutrientes é necessário que ocorra a oxigenação da solução. Na hidroponia isso pode se dar através da cooperação conjunta ao sistema de uma bomba de ar, ar comprimido ou naturalmente por meio da circulação de água para o reservatório.

• Intensidade de luz

A incidência tanto quantitativa quanto qualitativa da luz oferecida às plantas é condição preponderante para o start das atividades fotossintéticas, sendo que os produtos resultantes deste processo, os fotossintatos, são o combustível básico para o crescimento vegetal, desenvolvimento das novas folhas, flores e frutos. A hidroponia é um sistema de cultivo sempre adjunto a estruturas de ambiente protegido ou estufas agrícolas. Pensando nisso, o cuidado na escolha do material de revestimento dessas estruturas terá impacto importante sobre a qualidade e intensidade da luz oferecida às plantas. Por isso o produtor deve atentar-se a detalhes como:

– Tipo de plástico de cobertura (transmissividade da radiação solar do polietileno, densidade, tipo de tratamento de aditivo, proteção contra radiação UV).

– Posicionamento da estufa em relação ao sol: para a distribuição equalizada quanto à incidência luminosa ao longo de toda estufa durante o decorrer do dia.

Por exemplo:

Na região Sul do país ou em climas de altitude (regiões serranas):

Nestas condições, devemos orientar a estufa com a sua maior dimensão (comprimento) alinhada com o eixo Norte-Sul da rosa dos ventos de maneira a receber a máxima carga de radiação solar.

Nas demais regiões:

O excesso de calor e as altas temperaturas alcançadas no interior da estufa farão com que a planta cesse a atividade fotossintética nessas condições. Por isso, recomenda-se o posicionamento ao longo do eixo Leste-Oeste da rosa dos ventos, situação que reduz a incidência de radiação em mais de 20%.

• Quantidade de mão de obra disponível e conhecimento técnico

Um dos aspectos que também influem sobre os sistemas como a hidroponia é a disponibilidade de mão de obra com conhecimento técnico sobre a condução deste tipo de cultivo. Como vimos, a coordenação e gestão de um sistema vivo e que engloba diversos fatores que envolvem a relação planta e meio são desafiadoras. Por isso, a necessidade de mão de obra que esteja alinhada com o manejo de todos esses eventos, perspicácia quanto a tomada de decisão sobre os momentos necessários ao ajuste e a busca pela aprimoração constante daqueles que estão envolvidos na gestão do sistema são fundamentais para o sucesso desse sistema de cultivo. Caso haja qualquer erro de manejo, seja relacionado à nutrição (escolha de fontes, combinação errada de solução, indisponibilidade de nutrientes), ao ambiente (variações de temperatura, umidade, luminosidade) ou descuidos, os efeitos negativos são automaticamente observados.

Hidroponia e sua inserção na agricultura de inovação

A hidroponia, como um modelo de agricultura tecnificada, exige grande assiduidade frente ao manejo diário do produtor. Durante a condução deste sistema de cultivo é que somos capazes de otimizar os processos ao longo do ciclo produtivo de uma cultura, de modo que ao final possamos produzir mais, potencializando o aproveitamento dos recursos (nutrientes, água, luz, temperatura e espaço) e que por fim revertem-se em produtividade e rentabilidade.

Além do manejo em si, um dos grandes pilares para o sucesso deste desenvolvimento vegetal neste tipo de sistemas está fortemente alicerçada na qualidade da nutrição. Por isso, deve-se tomar cuidado com:

• Os tipos de fontes utilizadas no programa nutricional.
• Nível de solubilidade das fontes em água (deve ser hidrossolúvel)..
• Utilização de fontes de baixo índice salino, livres de Cloro e Sódio
• Balanço de nutrientes em acordo com a demanda e extração da cultura e fase fenológica..
• Monitoramento e ajustes dos fatores que influem sobre a performance de desenvolvimento das plantas

Estas são algumas premissas importantes que os produtores devem se preocupar quando inseridos neste modo de cultivo.

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