Temperatura da zona radicular e concentração da solução nutritiva em cultivo hidropônico da alface

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1 Temperatura da zona radicular e concentração da solução nutritiva em cultivo hidropônico da alface Leonardo Raasch Hell 1 ; Gabriel Passos 1 ; Eline Paula Figueira Cazaroti 1 ; Diene Maria Bremenkamp 2 ; Karla Galon 2 ; Nilton Nélio Cometti 3 ; 1 IFES Instituto Federal do Espírito Santo, campus Itapina, BR 259, km 70, Colatina-ES, leonardoraaschhell@hotmail.com, gabrielpasssos@hotmail.com, elinepaulafigueira@hotmail.com; 2 PPGPV-UFES Programa de Pós Graduação em Produção Vegetal, Universidade Federal do Espírito Santo. Alto Universitário, s/n, CP 16, Alegre-ES, dienemkamp@yahoo.com.br, karla_galon@hotmail.com; 4 IFB Instituto Federal de Brasília, SEPN 504, Bloco A, 3 Andar, Edifício Ana Carolina, , Brasília-DF, nilton@niltoncometti.com.br RESUMO O trabalho foi realizado em ambiente protegido, no setor de Horticultura do Instituto Federal do Espírito Santo Campus Itapina, Colatina, na região Noroeste do Espírito Santo. O sistema utilizado para o experimento foi composto de quatro bancadas de 3m de comprimento, contendo 8 canais de cultivo hidropônico com 75 mm de diâmetro, espaçados em 25 cm, com 10 plantas cada. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado em esquema fatorial, sendo os fatores: controle de temperatura da solução nutritiva (26ºC e sem controle) e condutividade elétrica da solução nutritiva (1, 2 e 3 ds m1), em três repetições. A análise estatística realizada através de ANOVA e comparação de médias pelo teste Tukey a 5% de probabilidade. Nas condições do presente trabalho foi possível concluir que a temperatura da solução nutritiva influencia o comportamento da alface em função do aumento da condutividade elétrica (CE), mostrando que é possível aumentar a CE sem comprometer a produtividade quando há possibilidade de redução da temperatura da solução nutritiva. Palavras-chave: Lactuca sativa L., tecnologia, resfriamento ABSTRACT Root-zone temperature and concentration of nutrient solution in hydroponic culture of lettuce The study was carried out in protected enviroment at the Horticultural Sector of the Instituto Federal do Espírito Santo - Campus Itapina. The system used for the experiment consisted of four benches 3m long,containing 8hydroponics channels with 75 mm in diameter, spaced at 25 cm, with10 plants each. The experimental design was completely randomized in a factorial scheme with two factors: temperature of nutrient solution (26ºC and no control), and electrical conductivity of nutrient solution (1, 2 e 3 ds m -1 ), in three repetitions. Statistical analysis was performed using ANOVA and comparison of means by Tukey test at 5% probability. S231

2 Under the terms of this study it has been possible to conclude that the temperature of the nutrient solution influence the behavior of lettuce under increased electrical conductivity (EC), showing that it is possible to increase EC without compromising productivity when INTRODUÇÃO there is possibility of temperature reduction of the nutrient solution. Keywords: Lactuca sativa L., technology, cooling A alface, hortaliça de grande importância econômica possui um consumo crescente, exigindo qualidade e regularidade de oferta. Este crescimento tem refletido diretamente nas áreas de produção que, para atender a esta importante demanda do mercado, tende a se modernizar, sendo esta realidade transformada em importantes introduções tecnológicas, com conseqüente aprimoramento técnico da mão-de-obra (Silva et al., 1999). Uma das técnicas utilizadas é a hidroponia, cujos produtores convivem com sérios problemas de nutrição e manejo das plantas, já que a técnica foi importada de países de clima temperado e necessita adaptação às nossas condições de alta temperatura e luminosidade. Alguns dos problemas enfrentados são os relacionados com a temperatura e a concentração da solução nutritiva. Em condições de clima tropical, no qual ocorrem altas temperaturas e grande incidência de luz, normalmente há redução no crescimento de plantas de clima ameno se a temperatura da zona radicular não for controlada (Lee e Cheong, 1996; He e Lee, 1998). Além do aumento da produtividade, o controle de temperatura possibilita a melhoria na qualidade da alface. O resfriamento da solução nutritiva pode ser uma alternativa viável e econômica em relação ao controle da ambiência do ambiente protegido. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do resfriamento e da condutividade elétrica da solução nutritiva no crescimento e desenvolvimento da alface em cultivo hidropônico. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi realizado em ambiente protegido, no setor de Horticultura do Instituto Federal do Espírito Santo Campus Itapina, Colatina, na região Noroeste do Espírito Santo, nos meses de novembro e dezembro de A região caracteriza-se por predominar o clima tropical seco do tipo Aw, com altitude de 70 m, latitude 19º 30' Sul e longitude 40º 20' Oeste. O sistema utilizado para o experimento foi composto de quatro bancadas de 3m de comprimento, contendo 8 canais de cultivo hidropônico com 75 mm de diâmetro, espaçados em 25 cm, com 10 plantas cada. A bordadura foi constituída pelos dois canais laterais, enquanto os tratamentos foram constituídos pelos seis canais internos. O sistema foi composto de 7 sub-sistemas hidropônicos independentes compostos de um reservatório de solução nutritiva com 50 L e conjunto motobomba de 1/3 CV para cada um. Neste sistema, foi adicionado um sistema de resfriamento, reproduzindo condições diferenciadas de S232

3 temperatura de solução nutritiva nos vários tratamentos, com a redução da temperatura nas horas quentes do dia, controlando sua temperatura máxima. O grande diferencial do sistema é seu baixo custo por aproveitar elementos domésticos para a construção. Um freezer horizontal foi utilizado como resfriador de uma solução refrigerante, de álcool etílico diluído a 25% (ponto de congelamento = -14,72 o C). Foi instalada uma bomba centrífuga para o recalque do líquido refrigerante, que foi distribuído por uma linha de tubulação especial de PVC aquaterm, passando por uma serpentina de mangueira flexível de borracha, com retorno para o freezer por tubulação de PVC. O sistema de automação para o controle de temperatura utiliza sensores de temperatura Pt100, PLC para o acionamento das válvulas de controle de fluxo do líquido refrigerante. Foi realizado um experimento com tratamentos variando a temperatura máxima da solução e condutividade elétrica (CE): tratamento 1 (sem controle de temperatura (s/c) e CE 1dS m -1 ); tratamento 2 (s/c temperatura e CE 2dS m -1 ); tratamento 3 (s/c temperatura e CE 3dS m -1 ); tratamento 4 (26 C e CE 1dS m -1 ); tratamento 5 (26 C e CE 2dS m -1 ); tratamento 6 (26 C e CE 1dS m -1 ) e bordadura (s/c e CE 1dS m -1 ). Foram utilizadas sementes de alface, cultivar Vitória de Santo Antão, semeadas em espuma fenólica, irrigadas por 5 dias apenas com água, quando as células foram destacadas e transplantadas para o berçário, recebendo solução com CE=1,0 ds m -1, posteriormente com 21 dias após a semeadura foram transplantadas para os canais de cultivo, recebendo as soluções dos tratamentos. Diariamente foram realizadas correções da solução nutritiva, a partir da leitura de condutividade elétrica, bem como o monitoramento das variáveis ambientais (temperatura do ar, temperatura da solução) por meio de sensores ligados a um datalogger. Cinquenta e dois dias após a semeadura (DAS) foi realizada a coleta final das plantas e avaliados os seguintes parâmetros: comprimento do caule, comprimento das raízes, as massas secas (estufa a 80 o C) e frescas das folhas, do caule e das raízes. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado e a análise estatística realizada através de ANOVA e comparação de médias pelo teste Tukey a 5 % de probabilidade. RESULTADOS E DISCUSSÃO A temperatura média do ar durante o experimento variou de 20,1 a 28,5 C e a temperatura da solução nutritiva da bordadura e dos tratamentos que não tiveram controle de temperatura variou de 23,2 a 33,4 C. Para as variáveis: massa fresca de folhas (MFF), massa seca de folhas (MSF), massa seca de caule (MSC), massa seca de raiz (MSR), volume de raiz (VR) e comprimento de raiz (CR) houve interação significativa entre os fatores temperatura e condutividade elétrica, sendo os níveis de condutividade elétrica analisados em cada temperatura (Tabela 1). S233

4 Para as variáveis MFF, MSF, MSC, MSR, VR e CR não houve diferença significativa entre as condutividades quando foi utilizado o controle de temperatura (26 C). Para MFF, MSF, MSR, VR e CR quando não foi utilizado o controle de temperatura (s/c) a CE 1 ds m -1 apresentou melhor desempenho. A variável MSC apresentou desempenho semelhante às demais variáveis quando não foi utilizado o controle de temperatura, a CE 1 ds m -1 se destacou, porém não diferindo da CE 2 ds m -1. Entre os níveis de CE a temperatura controlada (26 C) se destacou principalmente nas CE 2 e 3 ds m -1, na CE 1 ds m -1 apenas na variável MSR, 26 C foi superior, nas demais variáveis não houve diferença significativa entre as temperaturas. Desta forma, pode-se inferir que o comportamento da alface, com crescentes condutividades elétricas, muda em função da temperatura. Isso pode estar relacionado com a queda de oxigênio quando a temperatura sobe, pois o O 2 médio nos tratamentos com controle de temperatura (26 C) foi de 9,3 mg L -1, caindo para 6,2 mg L -1 nos tratamentos sem controle, o que pode ter incrementado os efeitos da CE. As alterações nas concentrações relativas dos gases O 2 :CO 2 podem repercutir significativamente sobre as taxas de crescimento de uma planta (Majerowicz, 2008). Além disso, o aumento da CE com alta temperatura reduz o status de água na planta, reduzindo a fotossíntese (Taiz e Zeiger, 2004), conforme observado na Tabela 2, onde a porcentagem de água nas plantas com a temperatura controlada (26 C) foi maior do que nas plantas onde não houve controle. Conforme Rodrigues (2002) as variações de temperatura podem afetar a permeabilidade das células, a velocidade dos processos de transferência e a ocorrência de reações específicas. Para as variáveis: massa fresca de caule (MFC), massa fresca de raiz (MFR) e comprimento de caule (CC), não houve interação significativa entre os fatores, sendo estes analisados isoladamente (Tabela 2). Para MFC as CE 1 e 2 ds m -1 não diferiram entre si e o controle de temperatura foi superior ao s/c. As variáveis MFR e CC não foram significativas ao nível de 5 % de probabilidade. O controle de temperatura foi eficiente para melhorar a produtividade das plantas, principalmente para redução dos efeitos do aumento da condutividade elétrica, independente da temperatura da parte aérea, o que também foi observado por Vilela Júnior et al. (2004) onde o resfriamento da solução nutritiva conferiu maior número de pseudofrutos colhidos e maior produtividade para o morangueiro variedade Sweet Charlie. Entretanto Sanches et al. (2005) avaliando o comportamento de alface do grupo americana em relação ao resfriamento da solução nutritiva, observaram que as plantas cultivadas com a solução nutritiva em temperatura ambiente apresentaram um maior número de folhas e um maior diâmetro da cabeça. Nas condições do experimento, podemos concluir que a temperatura da solução nutritiva influencia no comportamento e na produtividade da alface, nas diferentes condutividades elétricas testadas. AGRADECIMENTOS S234

5 Ao Instituto Federal do Espírito Santo (IFES) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão de bolsas de iniciação em desenvolvimento tecnológico e inovação, à Fundação de amparo a pesquisa do Espírito Santo (Fapes) pela concessão de bolsas de mestrado e ao Setor de Horticultura do Instituto Federal do Espírito Santo Campus Itapina pelo suporte para a realização do trabalho. REFERÊNCIAS HE, J.; LEE, S.K Growth and photosynthetic characteristics of lettuce (Lactuca sativa L.) under fluctuation hot ambient temperatures with the manipulation of cool root-zone temperature. Journal of Plant Physiology 152: LEE, S.K.; CHEONG, S.C Inducing head formation of iceberg lettuce (Lactuca sativa L.) in the tropics though root zone temperature control. Tropical Agriculture, Surrey 73: MAJEROWICZ, N Fotossíntese. In: Kerbauy, G.B. Fisiologia Vegetal 2ª. ed. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. p RODRIGUES, L.R.F Cultivo pela técnica de hidroponia: técnicas de cultivo hidropônico e de controle ambiental no manejo de pragas, doenças e nutrição vegetal em ambiente protegido. Jaboticabal: FUNEP, 726p. SANCHES, C.E.J.; ARAÚJO, J.A.C.; SPELLING, A.C.; VILLELA JUNIOR, L.V.E Cultivo hidropônico da alface do grupo americana com resfriamento da solução nutritiva. In: Congresso Brasileiro de Olericultura, 45. Anais... Fortaleza: ABH. SILVA, E. L.; MARTINEZ, L. F.; YITAYEW, M Relação entre coeficientes de cultura e graus-dia de desenvolvimento da alface. Horticultura Brasileira 17: TAIZ, L.; ZEIGER, E Fisiologia vegetal. 3.ed. Porto Alegre: Artmed, 720p. VILLELA JUNIOR, L.V.E.; ARAUJO, J.A.C.de; FACTOR, T.L Análise do resfriamento da solução nutritiva para cultivo hidropônico do morangueiro. Engenharia Agrícola 24: Tabela 1. Variáveis morfológicas da alface em cultivo hidropônico em função do resfriamento e da condutividade elétrica na solução nutritiva. Massa fresca de folhas (MFF); massa seca de folhas (MSF); massa seca de caule (MSC); massa seca de raiz (MSR); volume de raiz (VR) e comprimento de raiz (CR) (morphological variables in a hydroponic lettuce as a function of cooling and electrical conductivity of nutrient solution. Fresh weight of leaves (MFF), dry mass of leaves (MSF), stem dry weight (MSC), root dry weight (MSR), root volume (RV) and root length (CR)). Colatina-ES, IFES-Campus Itapina, CE (ds m -1 ) MFF MSF MSC MSR VR CR 26 o C s/c 26 o C s/c 26 o C s/c 26 o C s/c 26 o C s/c 26 o C s/c S235

6 g planta cm -3 planta cm ,3Aa 188,0Aa 9,4Aa 9,5Aa 1,8Aa 1,7Aa 1,6Aa 1,9Ab 249,2Aa 250,0Aa 22,8Aa 28,5Ab 2 204,3Aa 141,8Bb 9,8Aa 7,4Bb 1,8Aa 1,4Ab 1,6Aa 1,5Ba 254,4Aa 193,3Bb 21,4Aa 20,0Ba 3 191,8Aa 86,2Cb 9,6Aa 4,8Cb 1,8Aa 0,9Bb 1,7Aa 1,7Bb 234,2Aa 163,3Bb 24,6Aa 14,7Bb Letras maiúsculas comparam médias na coluna e minúsculas na linha pelo teste de Tukey a 5%. (Capital letters compare means in the column and lower in the line by the Tukey test at 5%.) Tabela 2. Variáveis morfológicas da alface em cultivo hidropônico em função da condutividade elétrica e do resfriamento na solução nutritiva. Massa fresca de caule (MFC); massa fresca de raiz (MFR) e comprimento de caule (CC). (Morphological variables in a hydroponic lettuce as a function of electrical conductivity and coolingo of the nutrient solution. Fresh weight of stem (MFC), fresh weight of root (MFR) and stem length (CC)). Colatina-ES, IFES-Campus Itapina, CE (ds m -1 ) MFC MFR ns CC ns Água g planta % 1 39,9A 25,7 15,5 95,2A 2 31,9AB 23,1 16,2 94,9AB 3 27,9B 21,6 14,2 94,6B Resfriamento 26 o C 41,1 * 26,4 16,4 95,2A s/c 25,3 20,6 14,1 94,7B Letras maiúsculas comparam médias na coluna teste de Tukey a 5%. * significativo e ns não significativo ao nível de 5% de probabilidade pelo teste F. (Capital letters compare means in the column by the Tukey test at 5%. ns not significant and * significant at 5% probability by F test). S236