UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL PROJETO DE PESQUISA

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1 1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA LUIZ DE QUEIROZ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM NÍVEL: DOUTORADO PROJETO DE PESQUISA CONTROLE DA SALINIDADE E MANEJO DA FERTIRRIGAÇÃO PARA O CULTIVO DO TOMATEIRO (Lycopersicon esculentum Mill.) EM AMBIENTE PROTEGIDO ALUNO: TALES MILER SOARES ORIENTADOR: SERGIO NASCIMENTO DUARTE PIRACICABA Estado de São Paulo - Brasil Março 2004

2 2 SUMÁRIO RESUMO...i 1.INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVAS OBJETIVOS MATERIAL E MÉTODOS Localização e caracterização da área experimental Experimento I (Construção das curvas de salinização) Experimento II Descrição da estrutura experimental Tratamentos e delineamento experimental Condução do experimento II Salinização do solo Plantio e condução das plantas Manejo da irrigação Adubação Extração da solução do solo Evolução da salinidade a partir de amostras de solo Análise de crescimento e produção Plano de trabalho, exeqüibilidade e cronograma Referências bibliográficas...17

3 i RESUMO A tomaticultura sob ambiente protegido é uma atividade promissora, sobretudo nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, considerando a maior seguridade fitossanitária e climática. Tem-se a considerar, entretanto, que neste ambiente é usual o acúmulo de sais fertilizantes no solo. O desempenho do tomateiro é reconhecidamente prejudicado quando vegeta em substratos salinos, estando a espécie classificada como moderadamente sensível aos sais. Como ocorre para a maioria das culturas, para o tomateiro apenas são disponíveis dados inerentes à sua tolerância aos sais não fertilizantes, constituídos de íons tóxicos. Neste sentido, vislumbra-se, na presente proposta de trabalho, averiguar a salinidade limiar do tomateiro submetido a seis diferentes níveis iniciais de salinidade do solo (1 a 6 ds m -1 ), provocadas por fertilização. O estabelecimento deste limite de tolerância auxiliará os programas de manejo da água e dos sais, para a tomaticultura. Um outro objetivo geral almejado é a avaliação do uso de cápsulas porosas, funcionando como extratores da solução do solo, no controle da eutrofização deste substrato. Para tanto, os seis diferentes níveis de salinidade inicial serão manejados conforme dois procedimentos de manejo, quais sejam, o tradicional, baseado na marcha de absorção de nutrientes, e o preventivo, baseado no monitoramento da solução do solo mediante os extratores. A viabilização do manejo preventivo poderá permitir maior domínio da técnica da fertirrigação do tomateiro. Os níveis iniciais de salinidade do solo e os tipos de manejo conformarão um delineamento fatorial 6 x 2, sendo os 12 tratamentos repetidos para quatro vezes em blocos casualizados completos. Serão avaliadas as variáveis fenológicas e de produção do tomateiro. O monitoramento da salinização do solo será efetuado mediante determinações da condutividade elétrica a partir da solução do solo e do extrato de saturação.

4 1 1 INTRODUÇÃO Dentre as hortaliças produzidas no Brasil, o tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill) destaca-se como a principal, tanto no aspecto econômico quanto social (Martins, 1992), ocupando uma área de aproximadamente 61,63 mil hectares, nos quais foram produzidos, em 2002, t (FNP, 2004), devendo-se registrar que na tomaticultura o emprego de mão-de-obra correspondente a 30% do custo de produção (Navarrete & Jennequin, 2000). Ultrapassado apenas pelo Estado de Goiás, o Estado de São Paulo é o segundo maior produtor brasileiro de tomate, respondendo por 21,23% da produção registrada em 2002 (FNP, 2004). Conforme dados do IBGE (2002) 1, citados por Macêdo (2002), entre as regiões produtoras de tomate irrigado no Brasil, despontam o Sudoeste, Triângulo Mineiro, Goiás e Submédio São Francisco, no Nordeste, sendo o cultivo sob condições protegidas (estufas), em sua maioria, realizado nos Estados de São Paulo e Minas Gerais. Em razão da dificuldade de produção do tomateiro em algumas épocas do ano, principalmente durante o inverno e o verão chuvoso das regiões Sul e Sudeste, a tomaticultura em ambiente protegido vem crescendo rapidamente, tornando-se o tomateiro a principal hortaliça também neste tipo de cultivo no Brasil (Martins et al., 1994). O cultivo em ambiente protegido constitui uma das alternativas fundamentais para garantir o aumento da produtividade das olerícolas, pois, promove proteção contra chuvas, granizos e geadas, além de reduzir o ataque de pragas e o consumo de água aplicada na irrigação por produção unitária, chegando a uma economia de até 50% (Stanghellini, 1993). Entretanto, o manejo inadequado da irrigação, a adição de fertilizantes em altas dosagens e a inexistência de chuvas promotoras de lixiviação, para o excesso de sais aplicados via água de irrigação, podem trazer 1 INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA IBGE. Levantamento sistemático da produção agrícola. Rio de Janeiro, 2002, p.4-6.

5 2 como conseqüência a salinização dos solos nesse ambiente, prejudicando o rendimento das culturas mais sensíveis. Segundo Ayers & Westcot (1991), o excesso de sais no solo reduz a disponibilidade de água para as plantas, além de trazer problemas como o efeito de íons tóxicos específicos sobre a fisiologia vegetal, a tal ponto de afetar seus rendimentos e a qualidade do produto. O excesso de sais solúveis na solução do solo afeta o desenvolvimento das plantas, devido à diminuição do potencial osmótico, que juntamente com o potencial mátrico, representam as resistências que as raízes das plantas têm que vencer para absorver água do solo. O aumento da pressão osmótica pode atingir um nível em que as plantas não terão força de sucção suficiente para superar este gradiente, e, conseqüentemente, não conseguirão absorver água, mesmo em um solo aparentemente úmido, fenômeno conhecido por seca fisiológica (Medeiros et al, 1997). Além disto, a presença de íons fitotóxicos, especialmente o Cl - e o Na + (Ayers & Westcot, 1991), na água de irrigação e/ou no solo, também pode implicar em substanciosa depreciação na produtividade dos cultivos. Na região Sudeste do Brasil, observa-se, embora em pequena intensidade, que a salinização pode provir da subestimação da lâmina a irrigar, quando se utilizam águas de qualidade química excelente, e também quando da utilização de águas subterrâneas salinas. Na maioria dos casos, entretanto, o aumento da salinidade do solo nos ambientes protegidos, nesta região, se dá em função do excesso de fertilizantes aplicados via água de irrigação. Portanto, a utilização de uma estratégia de controle da salinidade por intermédio da aplicação de lâminas de lixiviação, como recomendada por van Hoorn & van Alphen (1981) não seria a prática de manejo mais adequada, visto que, os sais acumulados no solo, que seriam lixiviados, foram adquiridos por investimento de capital (Silva et al., 1999). Tradicionalmente, o manejo da fertirrigação é realizado por meio de quantidades preestabelecidas de fertilizantes, parceladas de acordo com a marcha de absorção da cultura e, normalmente, não existe monitoramento da concentração de íons na solução do solo, nem do estado nutricional da planta

6 3 (Papadopoulos, 1999). Neste aspecto, seria mais viável racionalizar o manejo da fertirrigação por meio de determinação da condutividade elétrica e/ou da concentração parcial de íons na solução do solo. Caso a condutividade elétrica da solução do solo apresente valores inferiores ao máximo tolerado pela cultura, sem decréscimo no rendimento relativo, e superiores ao mínimo necessário para sua nutrição, a salinização estaria controlada (Burgueño, 1996). É necessário, portanto, conhecer este limite máximo (salinidade limiar) tolerado pelas culturas quando a salinização é dada por excesso de fertilizantes. Diversos autores citam os valores de salinidade limiar para várias culturas, dentre eles Maas & Hoffman (1977), Ayers (1977), Maas (1984), Tanji (1990) e Ayers & Westcot (1991), entretanto, tais valores estão baseados no acúmulo de sais provenientes de irrigações com águas salinas. Neste contexto, Ayers & Westcot (1991) citam que o tomateiro tem um valor de salinidade limiar, expresso em termos de condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes), de 2,5 ds m -1, reportando ainda que seu rendimento decresce para 50 % quando a salinidade no extrato é de 7,6 ds m -1, sendo classificado como uma cultura moderadamente sensível à salinidade. Segundo Cuartero & Muñoz (1999), sob salinidade moderada, a redução no rendimento do tomateiro se deve, principalmente, à redução no peso médio de frutos, enquanto que em condições de alta salinidade a redução na produtividade é resultado do menor número de frutos por planta. Além disto, conforme Martinez et al. (1987), a salinidade aumenta a incidência de podridão apical, tornando os frutos inutilizáveis tanto para o consumo quanto para a indústria. A identificação dos solos afetados por sais se baseia em uma série de observações e estudos da área, incluindo características visuais de campo e diversas análises feitas tanto por métodos de laboratório como por métodos de campo. No laboratório, a salinidade do solo pode ser estimada a partir de medidas de condutividade elétrica do extrato de saturação (CEes) ou da condutividade em diferentes relações solo:água destilada (Richards, 1954). Em campo, vários métodos são disponíveis para determinar a condutividade elétrica (CE) e avaliar a salinidade do solo, tais como as técnicas de

7 4 indução eletromagnética e de reflectometria no domínio do tempo (TDR) (Rhoades et al., 1994), além do uso de extratores de solução. Cada um destes métodos apresenta vantagens e desvantagens, sendo o uso de extratores por cápsula porosa, atualmente, um dos mais preconizados, em função da boa relação custo e precisão (Silva et al., 2002), e do fato de que a CE obtida reflete as condições reais em que a planta se desenvolve. De acordo com Richards (1954), a alteração no teor de água do solo reflete diretamente na concentração de íons na solução, e, conseqüentemente, no resultado de leitura da CE desta solução para sais de alta solubilidade. Assim, a extração da solução do solo por intermédio de cápsulas porosas surge como uma alternativa, a um custo reduzido, capaz de ser aplicada às situações de campo, visto que, a umidade do solo varia ao longo do tempo. Apesar de permitir uma aferição da CE praticamente instantânea, o uso de cápsulas porosas não se isenta de desvantagens, por exemplo, como informado por Arenas et al. (1996) e Silva (2002), não sendo aceitável para monitorar a concentração de fósforo e enxofre do solo. Além disto, conforme Wolt (1994), a concentração iônica da solução sofre a interferência do tempo decorrido até a extração, da zona de influência da cápsula, da tensão aplicada e do próprio material condutor. Neste sentido, estudos visando a definição da salinidade limiar tolerada pelas culturas, exploradas na presença de sais fertilizantes, bem como a avaliação do uso de extratores de solução no auxílio ao manejo da fertirrigação, são fundamentais para melhorar a produção, uma vez que se dispõe de poucos trabalhos relacionados ao efeito negativo do excesso de fertilizantes sobre o desenvolvimento e rendimento de olerícolas cultivadas em ambiente protegido. 2. JUSTIFICATIVAS A adoção de modernas tecnologias para tomaticultura, como o emprego da fertirrigação e o uso de ambiente protegido, compõe uma boa alternativa de cultivo e investimento agrícola, entretanto,

8 5 pressupõe a revisão e o estabelecimento de novas diretrizes para o manejo da água e de nutrientes, pois, do contrário, esta alternativa torna-se não sustentável e potencialmente contaminadora da zona freática. Tão somente estão disponíveis na literatura especializada informações referentes às tolerâncias das culturas à salinidade provocada pela aplicação de águas salinas, sendo desconhecidas suas tolerâncias quando a salinidade resulta da aplicação de sais fertilizantes. A adição de fertilizantes via irrigação, sobretudo em ambiente protegido, tem elevado os níveis de salinidade do solo, chegando a ultrapassar os limites de tolerância das culturas, causando diminuição do rendimento ao longo de ciclos sucessivos. Há necessidade de determinar o grau de tolerância das culturas, bem como estudar e calibrar uma metodologia para monitorar sua fertirrigação neste tipo de ambiente, visando o controle da salinidade do solo. A manutenção de um nível ótimo de condutividade elétrica em cada estádio fenológico, proporcionada pelo uso dos extratores, reforça a possibilidade de se alcançar maiores produtividades para os cultivos. Por ser o tomateiro a hortaliça mais cultivada sob ambiente protegido no Brasil, e quase sempre sendo intensamente explorada, torna-se necessária a determinação do limiar de sua tolerância à salinidade induzida pelos fertilizantes usuais à sua nutrição. 3 OBJETIVOS Considerando as premissas expostas, são objetivos da presente proposta de investigação: - Estudar os efeitos de diferentes níveis de salinidade do solo, causados por excesso de fertilizantes, sobre as variáveis fenológicas e de produção do tomateiro (quantidade, qualidade) cultivado em estufa.

9 6 - Calibrar e avaliar o uso de cápsulas porosas, funcionando como extratores de solução do solo, no auxílio ao manejo da fertirrigação em tomateiro, visando o controle da salinização do solo e/ou da deficiência e desequilíbrios nutricionais. - Estudar a evolução da salinização do solo cultivado com tomateiro fertirrigado, a partir de diferentes níveis iniciais de salinidade no solo, e sob dois tipos de manejo da fertirrigação. - Averiguar se a manutenção da condutividade elétrica em um determinado nível promove incremento da produção quando contrastada com o manejo tradicional da fertirrigação. 4 MATERIAL E MÉTODOS 4.1 Localização e caracterização da área experimental A pesquisa será conduzida em duas etapas, conforme metodologia adaptada de Silva (2002), sendo a primeira, denominada de Experimento I, desenvolvida no Laboratório de Solos do Departamento de Engenharia Rural da ESALQ/USP, em Piracicaba, e a segunda, denominada Experimento II, realizada em duas estufas plásticas localizadas na área experimental do Departamento. O Experimento I consistirá de testes preliminares que possibilitarão a construção de curvas artificiais de salinização, visando direcionar o processo de salinização artificial do solo necessário à realização do segundo experimento. O experimento II permitirá estudar os efeitos de diferentes níveis iniciais de salinidade do solo, implementados por meio da aplicação excessiva de fertilizantes (S 1 = 1,0 ds m -1 ; S 2 = 2,0 ds m -1 ; S 3 = 3,0 ds m -1 ; S 4 = 4,0 ds m -1 ; S 5 = 5,0 ds m -1 e S 6 = 6,0 ds m -1 ), e de dois manejos de fertirrigação (M 1 = tradicional e M 2 = com controle da concentração iônica da solução do solo) sobre o desenvolvimento vegetativo e o rendimento do tomateiro.

10 7 4.2 Experimento I (Construção das curvas de salinização) Esta etapa constará de ensaios que visarão obter curvas de condutividade elétrica em função da concentração de fertilizantes A proporção, bem como os tipos de sais, seguirão as recomendações referentes à cultura do tomateiro. Para encontrar a relação entre a condutividade elétrica da solução (CE a ) e os totais de sais dissolvidos, nas proporções desejadas de fertilizantes, utilizar-se-á inicialmente como referência a equação proposta por Richards (1954), apresentada na equação (1): C = CE a x 640 (1) em que: C = concentração dos sais fertilizantes, mg L -1 ; CE a = condutividade elétrica da solução, ds m -1 ; Utilizar-se-ão diferentes soluções de concentrações conhecidas e preparadas a partir da diluição, em balões de 100 ml, de um padrão de 6400 mg L -1, totalizando 21 soluções. A concentração dessas soluções variará de 0 até 6400 mg L -1, com intervalos de 320 mg L -1, o que corresponde, respectivamente, às salinidades teóricas variando de 0 até 10 ds m -1, com intervalos de 0,5 ds m -1, com base na equação (1). A amostra em branco (0 mg L -1 ) corresponderá à condutividade elétrica inicial da água sem a adição dos fertilizantes. A partir dessa amostragem será determinada a condutividade elétrica real das soluções, utilizando-se um condutivímetro. A curva que relaciona a concentração de fertilizantes e a condutividade elétrica das soluções será estabelecida por meio de um diagrama de dispersão, onde serão plotados os valores da concentração de sais fertilizantes versus condutividade elétrica encontrada. Posteriormente, serão coletadas amostras de 10 kg de solo, as quais serão peneiradas, secas ao ar e acondicionadas em vasos de 17 L, tendo em sua base perfurada uma camada de envelope de 2 cm (brita + bidim), resultando em uma camada de solo de 20 cm. O material de solo utilizado será oriundo de um perfil classificado como Latossolo Vermelho Amarelo fase arenosa, proveniente do campus da

11 8 ESALQ e denominado Série Sertãozinho. As propriedades químicas deste solo serão analisadas, conforme a metodologia apresentada pela EMBRAPA (1997). As propriedades físicas analisadas serão: granulometria, determinadas pela metodologia proposta por Bouyoucus (1951); densidade de partículas, utilizando o método do picnômetro e densidade global, determinada pelo método da proveta, os quais são recomendados pela EMBRAPA (1997). A umidade do solo será elevada até a máxima capacidade de retenção e, concomitantemente, serão adicionados os sais diluídos na água com o objetivo de obter dez níveis de condutividade elétrica do extrato de saturação (CE es : 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 e 10 ds m -1 ), com 3 repetições. O valor da concentração final de fertilizantes na água (C f ) aplicada ao solo, necessário para se obter os níveis de CE es desejados, será estimado com base nos níveis e proporções utilizadas na relação de salinização estabelecida na etapa anterior, sendo corrigidos pela umidade de saturação. O volume de água aplicado corresponderá ao necessário para elevar a umidade do solo nos vasos à máxima capacidade de retenção. Já as quantidades de sais adicionadas serão aquelas suficientes para se atingir os valores de CE es caso o solo estivesse saturado. Para se estimar a concentração final de fertilizantes, utilizar-se-á a relação apresentada na equação (2): U C s f = Ci (2) Ucc em que: C f = concentração final de fertilizantes na solução salina, mg L -1 ; C i = concentração de adubos com base na curva de salinização construída na etapa anterior, mg L -1 ; U s = Umidade da pasta saturada, g g -1 ; e U cc = Umidade do solo à máxima capacidade de retenção, g g -1. Três dias após a adição das diversas soluções salinas, serão retiradas amostras de solo dos vasos na camada de 0 a 20 cm, após uma raspagem na qual se eliminarão 2 cm da superfície do solo. A partir

12 9 dessa amostragem, determinar-se-á a condutividade elétrica do extrato de saturação real, ou seja, aquela que corresponde aos valores encontrados no solo. A pasta saturada para determinação da CE es será preparada utilizando-se 250 g de solo seco ao ar, adicionando-se gradualmente água destilada até atingir o ponto de saturação. As pastas serão colocadas em repouso por um período de 20 horas e em seguida serão retirados os extratos de saturação por meio de sucção, conforme a metodologia proposta por Richards (1954). A curva de salinização será então construída por meio de um diagrama de dispersão, onde serão plotados os valores de CE es encontrados versus as quantidades de sais aplicadas. 4.3 Experimento II Descrição da estrutura experimental O experimento II será conduzido em duas estufas plásticas com cobertura em arco, ambas com 6,40 m de largura e 22,5 m de comprimento, sendo as paredes laterais e frontais confeccionadas com telas anti-afídeos e rodapé de 0,20 m em concreto armado. As estufas possuem cortinas laterais, as quais permitem reduzir a variação de temperatura em seu interior e proteger contra chuvas e ventos. A cobertura consiste de manta de polietileno de baixa densidade (PEbd), transparente, com 0,10 mm de espessura, tratada contra a ação de raios ultravioletas. A estrutura experimental é provida de energia elétrica e de abastecimento de água com teor de sais desprezível Tratamentos e delineamento experimental Os tratamentos, a serem ministrados à cultura do tomateiro, serão compostos pela combinação de dois fatores: salinidade inicial do solo com seis níveis (S 1 = 1,0 ds m -1 ; S 2 = 2,0 ds m -1 ; S 3 = 3,0 ds m - 1 ; S 4 = 4,0 ds m -1 ; S 5 = 5,0 ds m -1 e S 6 = 6,0 ds m -1 ) e dois tipos de manejo de fertirrigação (M 1 = tradicional e M 2 = com controle da concentração iônica da solução do solo). O delineamento estatístico

13 10 adotado será o de blocos casualizados completos com quatro repetições, ficando os fatores estudados arranjados no esquema fatorial 6 x 2. Os 12 tratamentos propostos serão dispostos em 48 parcelas de 2,4 m 2 (1,20 x 2,00 m), conforme o Anexo A. Cada parcela será composta por duas fileiras de tomateiro espaçadas de 0,6m, com 0,35 m entre covas, totalizando 10 plantas por canteiro, das quais, apenas as 6 plantas centrais serão consideradas úteis. Visando evitar possíveis contaminações entre os tratamentos, esses serão isolados entre si, utilizando-se divisões laterais subterrâneas, com 0,50 m de profundidade, confeccionadas com filme de polietileno (Anexo B). Os diferentes níveis de salinidade inicial do solo visam simular diversos estágios de salinização em ambiente protegido, possivelmente encontrados quando detectado o problema pelos agricultores. O estudo com estes níveis possibilitará verificar os efeitos da salinização na redução do crescimento, desenvolvimento, produção e qualidade de frutos do tomateiro, além de permitir avaliar a eficiência do extrator de solução, quando associado ao segundo tipo de manejo de fertirrigação, M 2, para o controle da salinização do solo. Os manejos de fertirrigação estudados, quais sejam, o tradicional, preestabelecido com base na marcha de absorção de nutrientes pela cultura (M 1 ), e o preventivo, que se propõe, baseado na concentração de íons na solução do solo (M 2 ), permitirão contrastar seus efeitos sobre o comportamento dos nutrientes, quanto a sua disponibilidade e potencial de salinização do solo. O fator quantitativo relativo aos níveis iniciais de salinidade do solo será analisado estatisticamente por meio de regressão polinomial (linear ou quadrática), enquanto que o fator manejo da fertirrigação será analisado mediante teste de comparações entre as curvas obtidas, ao nível de 0,05 de probabilidade.

14 Condução do experimento II Salinização do solo A salinização do solo será efetuada por meio da aplicação de uma solução salina, sendo que a quantidade de sais (fertilizantes) a ser adicionada será determinada pela curva de salinização artificial obtida dos resultados do Experimento I. A quantidade de água será a necessária para elevar a umidade do solo à capacidade de campo. Após a adição da solução, serão retiradas amostras de solo para aferir a condutividade elétrica do extrato de saturação. Caso a condutividade do solo não seja a predeterminada, será adicionada uma nova solução salina de ajuste, baseando-se em uma equação de mistura de soluções fertilizantes Plantio e condução das plantas A cultivar de tomate utilizada será a Carmen, um híbrido F1 longa vida, que possui hábito de crescimento indeterminado, com início de colheita por volta dos 75 dias e ciclo variando de 115 a 121 dias. O preparo do solo e dos canteiros será feito manualmente, seguido do sulcamento em linhas duplas espaçadas de 0,6 m e com profundidade de aproximadamente 0,10 cm. Serão conduzidos dois ciclos de cultivo, sendo o transplantio das mudas realizado em outubro de 2005 e junho de Conforme supracitado, as covas serão espaçadas em 0,35 m dentro de cada linha, correspondendo ao espaçamento do gotejador, ficando uma planta por cova. Aos 5 dias após transplantio das mudas, será realizado, caso seja necessário, o replantio. No interior da estufa serão instalados mourões de madeira, nas extremidades dos quais serão fixados e esticados arames número 14, a 2,20 m de altura. O tutoramento das plantas será feito na vertical, utilizando fitilho de plástico, que será amarrado na base de cada planta e no arame. À medida que as plantas forem crescendo, enrolar-se-á o ramo no fitilho. Em conformidade com as observações de Carvalho (2002), as plantas serão conduzidas com apenas um ramo principal, eliminando-se as

15 12 ramificações laterais tão logo formadas. A poda apical ( capação ), que consiste na eliminação da gema apical de crescimento dos ramos, será feita acima da terceira folha emitida após o sexto racimo. A polinização artificial será efetuada mediante vibração manual dos tutores, duas vezes por semana no período de 10 às 11 horas da manhã Manejo da irrigação Será adotado um sistema de irrigação por gotejamento, utilizando emissores do tipo autocompensante, com vazão nominal de 4 L h -1, os quais serão previamente avaliados em campo sob condições normais de operação. Os gotejadores estarão acoplados às linhas de irrigação (tubos de polietileno), onde serão instalados microrregistros, com os quais será possível aplicar o volume de água diferenciadamente. As parcelas com os tratamentos conformados pelo manejo M 2 terão duas linhas de gotejadores por linha de plantas, sendo uma para aplicar solução de fertirrigação e outra para aplicar somente água, quando a aplicação de fertilizantes não se fizer necessária, evitando possíveis contaminações. Nas parcelas com os tratamentos do manejo M1, haverá uma linha de gotejadores para cada linha de plantas. O manejo de irrigação será feito com base em dados de umidade do solo, obtidos de tensiômetros, instalados a 0,20 e 0,40 m de profundidade, e da curva característica de retenção de água no solo, construída concomitantemente ao Experimento I. Para facilitar o manejo, será utilizado um turno de rega fixo de 2 dias. A quantidade de água a ser aplicada será a suficiente para elevar a umidade à capacidade de campo, sendo calculada, mediante as médias das leituras tensiométricas, para cada tratamento. Em paralelo, caracterizar-se-á a demanda hídrica atmosférica no interior das estufas para fins comparativos, a partir de estimativas com base nas medidas de temperatura, radiação e umidade relativa.

16 13 Portanto, a cada irrigação, serão aplicadas 12 diferentes lâminas de água, em função dos tratamentos propostos; e de acordo com o manejo M2, adicionalmente, serão ministradas seis diferentes dosagens de fertilizantes via fertirrigação, conforme descrito a seguir Adubação A aplicação dos fertilizantes será feita via água de irrigação, sendo os tratamentos diferenciados em função dos manejos M 1 e M 2. O manejo M 1 será baseado na marcha de absorção da cultura apresentada por Rodrigues (1996). Por meio da estimativa de consumo da água ao longo do ciclo, efetuar-se-á uma programação prévia da aplicação dos fertilizantes. A freqüência da fertirrigação para este manejo seguirá a mesma freqüência da irrigação. Para os tratamentos referentes ao manejo M 2, inicialmente, será utilizada a mesma recomendação do manejo M 1. Entretanto, posteriormente, não será preestabelecida a freqüência nem a quantidade dos fertilizantes a serem aplicados neste manejo. A fertirrigação só será realizada quando a condutividade elétrica na solução do solo estiver, em média, 10 % abaixo dos níveis iniciais de salinização do solo para cada tratamento, sendo cessada quando a condutividade atingir, em média, 10 % acima dos mesmos níveis iniciais. A quantidade de fertilizantes a ser aplicada será aquela calculada para que a solução do solo se mantenha no nível de CE inicial (1, 2, 3, 4, 5 ou 6 ds m -1 ). Para este cálculo, utilizar-se-á uma fórmula de mistura de soluções, em consentimento com a marcha de absorção de nutrientes pela cultura. Desta forma, a concentração iônica total na solução do solo será o controlador do manejo da fertirrigação. Caso não seja necessário aplicar fertilizantes, a irrigação será realizada apenas com água. Os fertilizantes a serem aplicados serão provenientes de soluções-estoque com concentrações elevadas. De acordo com o programado para o manejo M 1, ou com o necessário para o manejo M 2, os

17 14 volumes destas soluções serão diluídos nas águas de irrigação, armazenadas em caixas de PVC, correspondentes para cada tipo de manejo (Anexo A) Extração da solução do solo A condutividade elétrica da solução será medida após o término de cada evento de irrigação, utilizando-se, para extração da solução, cápsulas porosas sob vácuo. As concentrações dos níveis de NO 3 e K + na solução do solo serão determinadas semanalmente por utilização de testes rápidos. Para todos os macronutrientes, serão determinadas mensalmente as concentrações na solução do solo, em análises laboratoriais, conforme metodologia proposta pela EMBRAPA (1997). Para obtenção do extrato, retirar-se-á o ar de dentro dos extratores, introduzindo-se uma agulha na borracha especial de vedação, acoplada a uma seringa de 60 ml, ou por meio de uma bomba de vácuo, criando uma sucção interna de aproximadamente 80 KPa. A aplicação do vácuo aos extratores será dada 24 horas após a irrigação, momento em que será verificada a umidade do solo, por meio de tensiometria. As cápsulas dos extratores serão instaladas no centro de cada parcela, a uma profundidade de 0,20 m da superfície do solo e a uma distância de 0,10 m da planta. Os valores de condutividade elétrica e de concentrações de íons, determinados mediante a solução extraída pelas cápsulas porosas, serão corrigidos para a umidade de saturação, conforme equação (3). Estes resultados serão comparados com aqueles periodicamente obtidos em pasta de saturação. cp C estimada em que: Ccp Ucp = (3) Us C estimada cp = condutividade elétrica ou concentração de íons no extrato de saturação, estimada a partir dos valores medidos na solução do solo obtida com extrator de cápsula, ds m -1 ou mmol c L -1 ;

18 15 Ccp = condutividade elétrica ou concentração de íons na solução do solo, obtida com extrator de cápsula porosa, ds m -1 ou mmol c L -1 ; Ucp = umidade do solo no momento da retirada da solução com o extrator de cápsula porosa, g g -1 ; Us = umidade do solo na pasta saturada, g g Evolução da salinidade a partir de amostras de solo Serão realizadas avaliações freqüentes da evolução da salinidade do solo ao longo do ciclo da cultura. A determinação da salinidade do solo será feita para as camadas 0-0,15, 0,15-0,3 e 0,3-0,45 m, a cada 30 dias. As amostras de solo, em cada parcela experimental, serão constituídas de amostras compostas de 3 pontos, a 0,10 m do gotejador, coletadas em forma triangular. As amostras serão coletadas, com um trado de solo tipo holandês, de 30 mm de diâmetro, secas ao ar, destorroadas e passadas em peneira de malha 2 mm. A condutividade elétrica será obtida do preparo da pasta de saturação, conforme procedimento já descrito. Para determinar o perfil transversal de salinidade do solo ao longo do ciclo da cultura, serão retiradas amostras no início, no meio e no final de cada ciclo do tomateiro, à esquerda e à direita do gotejador, ou seja, coletadas a cada 0, 30, e 45 cm para ambos os lados nas camadas de 0-15, e cm. A partir dos dados de CE es serão traçadas as curvas de evolução da salinidade ao longo do ciclo do tomateiro e os perfis de salinidade. Realizar-se-á também, no início e no final do ciclo, coletas de amostras compostas de cada tratamento na camada de 0-0,2 m para a análise química completa. 4.4 Análise de crescimento e produção As características avaliadas relacionadas à cultura durante o ciclo serão:

19 16 - Altura das plantas: medindo-se do colo da planta até a última folha do ramo principal. A avaliar semanalmente, até o final do ciclo. - Diâmetro do caule: medido a um centímetro de altura em relação à superfície do solo, com o auxílio de um paquímetro. A avaliar a cada duas semanas, do início ao final do ciclo da cultura. - Produção e componentes de produção. Conforme Carvalho (2003), serão avaliadas a produção comercial, a produção comercial por dia de permanência na estufa, a produção comercial por planta, a massa média comercial, a produção e a massa média classificadas, a produção comercial precoce e a produção não comercializável. Os frutos serão colhidos a cada cinco dias, sendo classificados conforme proposta do CEAGESP. - Qualidade dos frutos. Antes, durante e após o pico de produção serão avaliados: o teor de sólido solúveis totais (SST), a acidez total titulável (ATT), a firmeza da polpa, o ph, e a proporção entre 0 Brix e a ATT. - Matéria seca dos frutos: será realizada por ocasião da primeira e última colheita. - Produção de biomassa verde e seca das plantas: avaliada no final do ciclo produtivo, sendo determinadas separadamente para as folhas e caule. 5 PLANO DE TRABALHO, EXEQÜIBILIDADE E CRONOGRAMA A proposta de trabalho, que se apresenta, está de acordo com uma das principais aspirações dos programas modernos de manejo de água, qual seja, evitar a salinização do substrato de cultivo, ficando também em consentimento com os preceitos da agricultura moderna, relacionados ao incremento da produtividade mediante a economia dos insumos e a minimização dos impactos ambientais. Neste sentido, dentro do manejo da agricultura irrigada, vem a seguir uma das sub-temáticas priorizadas nos recentes estudos desenvolvidos pelo Departamento de Engenharia Rural da ESALQ USP, apreciando o potencial de salinização quando se cultiva sob ambiente protegido e considerando o fato de que os

20 17 efeitos dos sais fertilizantes devem ser distintos daqueles provocados pelos sais de íons tóxicos. A exeqüibilidade do projeto se fundamenta na experiência do grupo de pesquisa, do Departamento referenciado, em administrar o objeto de investigação, sendo reforçada pela estrutura física já estabelecida para o amparo dos ensaios, a qual envolve desde equipamentos laboratoriais até estufas de cultivo. Acrescenta-se que o aluno proponente recentemente concluiu sua dissertação de mestrado, que teve como título Desenvolvimento de três porta-enxertos cítricos utilizando águas salinas (Soares, 2003). Durante o primeiro ano (2004) dos estudos (Anexo C), serão realizadas atividades relacionadas ao embasamento teórico e prático (através das disciplinas cursadas, das revisões bibliográficas e de consultas a especialistas em tomaticultura). Os créditos em disciplinas serão alcançados no primeiro semestre do segundo ano, simultaneamente à aquisição de material e aos reparos na área experimental. Os ensaios referentes ao Experimento I e a caracterização do solo a utilizar serão atividades conduzidas também durante este semestre. Em outubro de 2005 e em junho de 2006 serão iniciados os dois ciclos de cultivo do tomateiro submetido aos fatores experimentais. As plantas serão conduzidas até o final do ciclo, ficando em outubro de 2006 a previsão para término do segundo cultivo, cujas análises póscolheita sobre as variáveis vegetais e edáficas devem prolongar-se até dezembro de As determinações estatísticas serão desfechadas até fevereiro de 2007, devendo-se depositar a tese para defesa até junho de Mediante estas metas, tornar-se-á factível defender a tese até agosto de REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARENAS, M. T. L.; MEIJAS, R. J.; TORRES, F. M. et al. Estimation of the evolution in time of the salts of the soil solution by means of suction cups. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON WATER QUANTITY AND QUALITY ON GREENHOUSE HORTICULTURE, Almeria, Proceedings. Almeria: ICIA, ISHS, SECH, 1996.

21 18 AYERS, R.S. Quality of irrigation water. Journal of Irrigation Drainage. v 103. p AYERS, R.S. & WESTCOT, D. W. Qualidade de água na agricultura. Trad. GHEYI, H.R.; MEDEIROS, J.F.; DAMASCENO, F.A.V. Campina Grande: UFPB, p. (FAO. Estudos de Irrigação e Drenagem, 29). BOUYOUCUS, G.J. A recalibration of the Hydrometer Method for making Mechanical Analysis of Soils. Agronomy Journal. v.43, n.9, p , 1951 BURGUEÑO, H. La fertirrigacion en cultivos hortícolas com acolchado plástico. Culiacan, Mexico v.1. 45p. CARVALHO, L. A. Comportamento de cultivares de tomate de crescimento indeterminado (Lycopersicon esculentum Mill.), em ambiente protegido. Piracicaba, p. Tese (Doutorado) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. CUARTERO, J.; MUÑOZ, R. F. Tomato and salinity. Scientia Horticulturae, v.78, n.1/4, p , EMBRAPA. Serviço Nacional de Levantamento e Conservação do Solo. Manual de métodos de análise de solo. Rio de Janeiro: EMBRAPA/SNLCS, 2 a Ed. 1997, 211p. FNP CONSULTORIA E COMÉRCIO. Agrianual 2004: anuário da agricultura brasileira. São Paulo: Argos Comunicação, p. MAAS, E.V. Salt tolerance of plants. In: The handbook of plant science in agriculture. B.R. Christie. Boca Raton. CRC Press MAAS, E.V.; HOFFMAN, G.J. Crop salt tolerance - Current Assessment. Journal of Irrigation and Drainage Division ASCE. v.103, n IR2, p MACEDO, L. S. Lâminas de água e fertirrigação potássica sobre o crescimento, produção e qualidade de frutos do tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill.) em ambiente protegido. Lavras, p. Tese (Doutorado) Universidade Federal de Lavras.

22 19 MARTINS, G. Uso de casa-de-vegetação com cobertura plástica na tomaticultura de verão. Jaboticabal, p. Tese (Doutorado) Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho. MARTINS, G.; CASTELLANE, P.D.; VOLPE, C. Influência da casa de vegetação nos aspectos climáticos e em época de verão chuvoso. Horticultura Brasileira, Brasília, v.12, n.2, p , nov MARTINEZ, V.; CERDA, A.; FERNANDEZ, F. G. Salt tolerance of four tomato hybrids. Plant and Soil, v.97, n.2, p , MEDEIROS, J.F.; PEREIRA, F.A.C.; PEREIRA, A.R. Comparação entre evaporação em tanque classe A padrão e em mini-tanque, instalados em estufas e estação meteorológica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 10, Piracicaba p. Anais. Piracicaba: SBA, p NAVARRETE, M.; JEANNEQUIN, B. Effect of frequency of axillary bud pruning on vegetative growth and fruit yield in greenhouse tomato crops. Scientia Horticulturae, v.86, n.3, p , PAPADOPOULOS, I. Fertirrigação: situação atual e perspectivas para o futuro. In: Fertirrigação: citrus, flores, hortaliças. Ed. M.V. FOLEGATTI. Guaíba p RHOADES, J.D. Eletrical conductivity methods for measuring and mapping soil salinity. Advances in Agronomy, v. 49. p RICHARDS, L.A. ed. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Washington, DC.USDA, p. (USDA Handbook,60). RODRIGUES, D. S. Aplicação de fertilizantes via solo, foliar e fertirrigação afetando extração e concentração de nutrientes em tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill) em estufa. Piracicaba,

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