Cultivo hidropônico de hortaliças

Transcrição

1 Cultivo hidropônico de hortaliças Simone da Costa Mello Departamento de Produção Vegetal, ESALQ/USP

2 Histórico Willian Frederick Gerike (1930) termo hidropônico Inglaterra Allen Cooper Hoagland & Arnon

3 Tipos de cultivo hidropônico Sem uso de substrato Sistema NFT Aeroponia Solução nutritiva aerada Com uso de substrato Orgânicos, inorgânicos e mistos Natural ou sintético

4 Sistema NFT

5 Solução nutritiva aerada

6 Solução nutritiva aerada

7 Factor, T. Sistema aeropônico

8 Factor, T. Desenvolvimento Inicial

9 Factor, T. Desenvolvimento Inicial

10 Tuberização da batata

11 Pleno Desenvolvimento e Produção Factor, T.

12 Com o uso de substratos - areia

13 Substrato lã de rocha

14 Cultivo de pimentão lã de rocha

15 Sacolas plásticas lã de rocha

16 Pimentão lã de rocha

17 Substrato- orgânico

18 Substrato-orgânico

19 Substrato- orgânico

20 Sem uso de substrato Técnica do fluxo laminar de nutrientes Usada por mais de 90% dos produtores

21 Vantagens do cultivo hidropônico Produto diferenciado Redução de mão-de-obra Produto limpo Maior estabilidade de preço ao longo do ano quando comparado com o produto de campo Uso racional da água Praticável em pequenas áreas e áreas urbanas Menor perda de matéria prima quando minimamente processado

22 Produto diferenciado

23 Produto diferenciado

24 Redução de mão-de-obra Sistema automatizado

25 Sistema automatizado

26 Produto limpo

27 Menor perda de matéria-prima quando minimamente processado

28 Desvantagens Dependência maior de energia elétrica Necessidade de limpeza do sistema a cada cultivo Necessidade de troca da solução nutritiva Necessidade de separação da produção por setor para evitar contaminação de todo o sistema

29 Principais hortaliças Alface Rúcula Agrião Almeirão Menta Salsa Cebolinha Manjericão Tomate Morango

30 Hortaliças folhosas Ciclo rápido Maior precocidade Produto diferenciado Retorno rápido do investimento Maior valor agregado do produto Maior estabilidade de preços

31 Número de consultas alface rúcula agrião almeirão chicória tomate pimentão pepino morango salsa cebolinha coentro mostarda mudas tabaco 0 Teixeira, 2008 Cultura hidropônica

32 Hortaliças de folhas

33 Hortaliças de folhas

34 Cultivo de hortaliças de frutos

35 Fases do cultivo Produção de mudas Espuma fenólica Bandeja com substrato

36 Fase inicial de desenvolvimento

37 Fase final de desenvolvimento

38 Produção de mudas Hortaliça sementes/célula Alface 1 (semente peletizada) Bandeja Rúcula Salsa Coentro Manjericão Período (dias)

39 Produção de mudas em espuma fenólica

40 Suporte para espuma fenólica

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43 Espuma fenólica

44 Fibra de coco A fibra de coco não é liberada na solução nutritiva; Produção de mudas de alta qualidade;

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49 Muda produzida em Muda produzida em bandeja de isopor

50 Instalação do sistema

51 ESQUEMA DE MONTAGEM DO SISTEMA HIDRÁULICO NO RESERVATÓRIO Retorno Registro Entrada para Perfis Filtro Solução nutritiva Bomba Saída alternativa para esvaziamento do tanque

52 Sistema hidráulico Reservatório Enterrado (abaixo da tubulação) Oxigenação da solução 15 C 10 ppm 25 C 8,5 ppm 35 C 7 ppm Filtro no retorno do dreno Tubulação Enterrada

53 Conjunto moto-bomba

54 Reservatório Distribuição setorizada (reservatórios menores) Reposição diária de água e nutrientes

55 Bancadas

56 SISTEMA NFT - CÍCLICO CANAIS COM PLANTAS registros Tanque Tanque Bomba d água Temporizador ÁGUA + NUTRIENTES

57 Lençol plástico e arame Lençol de polietileno Canal Travessa Suporte da planta Orificio Arame galvanizado Base

58 Telhas de cimento amianto Suporte das plantas Telhas sobrepostas Orifício Canal

59 Tubos de PVC Orificio Suporte das plantas Canal Metades de PVC Fixação do suporte Cano de drenagem Base da mesa Cola de Silicone Tubo de PVC Encaixe de tubos de PVC

60 Canais de polipropileno Maior area para as folhas Orificio Canal hidropônico em posição normal Canal hidropônico em posição invertida Maior area para as raizes Base

61 Canal de coloração clara na parte externa e escura na parte interna

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64 Canais para cultivo Bliska, 2008

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66 Tamanho dos canais de cultivo Rúcula, coentro, salsinha, cebolinha Perfil de 75 mm Alface, escarola, agrião, almeirão Perfil de 100 mm Morango, couve, tomate, pimentão, pepino, melão, salsão Perfil de 150 mm

67 Dimensionamento dos canais Hortaliças de folhas CULTIVO TAMANHO DISTÂNCIA ENTRE DO CANAL CANAIS PLANTAS cm ALMEIRÃO MEDIO 12, ,5 20 AGRIÃO MEDIO 12, ,5 25 CEBOLINHA MEDIO 12, ,5 25 COUVE-FOLHA GRANDE ALFACE MEDIO SALSA MEDIO 12, ,5 25 RÚCULA MEDIO 12, ,5 20

68 Dimensionamento dos canais Hortaliças de frutos CULTIVO TAMANHO DISTANCIA ENTRE DO CANAL CANAIS PLANTAS cm MELÃO GRANDE MORANGO GRANDE PEPINO GRANDE PIMENTA GRANDE PIMENTÃO GRANDE TOMATE GRANDE

69 Cultivo plantas/m 2 L min -1 Alface ,5-2,0 Agrião ,5-2,0 Rúcula ,5-2,0 Salsa ,5-2,0

70 Cultivo plantas/m 2 L min -1 Melão 1-4 2,0-4,0 Morango ,0-4,0 Pepino 2-4 2,0-4,0 Tomate 2-4 2,0-4,0

71 Arquitetura dos canais de cultivo

72 Sistema horizontal

73 Sistema piramidal

74 Bliska, 2008 Sistema vertical

75 Sistema horizontal com andares

76 Sistema espiral

77 Declividade do canal 3-7% Declividade acentuada: Menor absorção de água e nutrientes

78 Desinfecção do sistema Deve ser realizada após cada colheita Lavagem dos canais de cultivo Dióxido de cloro (5%) Tecsa Clor

79 Temperatura da água Ideal entre 22 e 25 C Maior que 25 C: Favorece o aparecimento de doenças fúngicas Menor concentração de oxigênio

80 Número de consultas Fungos Bactérias Vírus Pragas Abióticos Não diagnosticado Teixeira, 2008 agente causal

81 Pythium spp.

82 Manejo da solução nutritiva

83 Valores máximos na água para fertirrigação Característica Máximo mg/l Característica Máximo mg/l ph 7-7,5 SO CE, ds/m 0,5-1,2 H 2 S 0,2-2 Bicarbonatos K Na P 30 Ca Cl Mg Fe 0,2-1,5 N total 5-20 Mn 0,2-2 NO Cu 0,2-1 NH 4 0,5-5 Zn 1-5 NO 2 1,0 B 0,5-1

84 SOLO HIDROPONIA FRAÇOES ORGÂNICA E INORGÂNICAS LIBERAÇÃO DE MINERAIS SAIS INORGÂNICOS DISSOLVIDOS EM ÁGUA DISSOLVIDOS EM ÁGUA SOLUÇÃO DO SOLO SOLUÇÃO NUTRITIVA

85 Solução nutritiva Nutriente Solução Nutritiva Solução Solo A B C D E F G H - N-NO P-H 2 PO ,1 0,1 1,9 2- S-SO ,2 8,6 246 K ,5 10,5 331 Ca Mg , N-NH ,7 -- SOLUÇÕES NUTRITIVAS: A= COOPER; B= STEINER; C= HOAGLANG & ARNON; D,E= LONG ASHTON; SOLUÇÕES DE SOLO: F= SOLO MINERAL APÓS PASTAGEM ; G= SOLO MINERAL APÓS CEVADA; H= SOLO ORGÂNICO

86 Concentrações de micronutrientes Sol. de Solo Sol. Nutritiva mg/l B 0,11 0,22 Cu 0,02 0,04 Fe 0,28 2,80 Mn 0,27 0,38 Mo 0,001-0,01 0,07 Zn 0,03 0,05

87 O FERRO É ABSORVIDO PELAS RAÍZES NA FORMA BIVALENTE OS SAIS DE Fe 2+ APRESENTA UMA SOLUBILIDADE MUITO BAIXA, E OS DE Fe 3+ APÓS DISSOCIAR SOFRERÃO REDUÇÃO E FORMAÇÃO DE COMPOSTOS POUCO SOLÚVEIS

88 Fertilizantes empregados na hidroponia

89 Sal ou Fertilizante Nutriente Concentração % Nitrato de potássio ( ) K 36,5 N-NO 3 13 Nitrato de cálcio Hydro Ca 19 N-NO 3 14,5 N-NH 4 1 Fosfato monoamônio (MAP) ( ) N-NH 4 11 P 26 Fosfato monopotássico (MKP) ( ) K 29 P 23 Cloreto de potássio (branco) K 52 Cl 47 Sulfato de potássio K 41 S 17 Sulfato de magnésio Mg 10 S 13 Ácido fosfórico 85%, D=1,7 P 27

90 Sal ou Fertilizante Nutriente Concentração % FeEDTA Fe 13 FeEDDHA Fe 6 FeEDDHMA Fe 6 FeDTPA Fe 11 Ácido bórico B 17 Bórax B 11 Sulfato de cobre Cu 23 CuEDTA Cu 14,5 Sulfato de manganês Mn 26 MnEDTA Mn 13 Sulfato de zinco Zn 22 ZnEDTA Zn 14 Molibdato de sódio Mo 39 Molibdato de amônio Mo 54

91 Solubilidade em água de alguns adubos usados em hidroponia Sal Solubilidade (g/ml) Uréia 0,50 Nitrato de cálcio 0,50 Nitrato de potássio 0,15 Nitrato de magnésio 0,70 Fosfato monoamônio 0,20 Fosfato monopotássico 0,20 Sulfato de magnésio 0,50 Sulfato de potássio 0,10

92 Potencial salino dos fertilizantes Índice salino do adubo (índice global); Índice salino por unidade de nutriente (índice parcial);

93 Adubos índice global índice parcial ADUBOS NITROGENADOS Nitrato de amônio(35,0%) 104,7 2,99 Sulfato de amônio (21,2%) 69,0 3,25 Nitrato de cálcio (11,9%) 52,5 4,41 Cianamida cálcica (21,0%) 31,0 1,48 Nitrato de sódio(13,8%) 73,6 5,34 Nitrato de sódio (16,5%) 100,0 6,06 Fosfato monoamônico (12,2%) 29,9 2,45 Fosfato diamônico (21,2%) 34,3 1,61 Uréia (46,6%) 75,4 1,62 ADUBOS FOSFATADOS Fosfato monoamônico (61,7%) 29,9 0,49 Fosfato diamônico (53,8%) 34,3 0,64 Superfosfato simples (16,0%) 7,8 0,49 Superfosfato simples (18,0%) 7,8 0,43 Superfosfato simples (20,0%) 7,8 0,39 Superfosfato triplo (45,0%) 10,1 0,22 Adubos patássicos Cloreto de potássio (60,0%) 116,3 1,94 Nitrato de potássio (44,0%) 73,6 1,58 Sulfato de potássio (54,0%) 46,1 0,85 Sulfato de potássio + Mg (21,9%) 43,2 1,97 OUTROS Carbonato de cálcio (56,6%) 4,7 0,083 Calcário dolomítico (19,0%) 0,8 0,042 Gesso (32,6%) 8,1 0,247

94 Condutividade elétrica Habilidade de uma solução em permitir a passagem de corrente elétrica A corrente elétrica é proporcional ao A corrente elétrica é proporcional ao número de íons

95 Condutivímetro

96 CONDUTIVIDADES ELÉTRICAS DE SOLUÇÕES DE ALGUNS FERTILIZANTES USADOS EM HIDROPONIA FERTILIZANTE/SAL ds/m NITRATO DE CÁLCIO 1,2 NITRATO DE POTÁSSIO 1,3 FOSFATO MONOAMÔNIO 1,0 FOSFATO MONOPOTÁSSICO 0,7 SULFATO DE MAGNÉSIO 0,9

97 QUELATOS DE FERRO FeDTPA Fe - DietilenoTriamino Penta Acetato FeEDTA Fe - Etileno Diamino Tetra Acetato FeEDDHA Fe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi fenil Acetato FeEDDHMA Fe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi parametilfenilacetato

98 EDTA 120 Fe PO4 Fe EDTA Fe (OH) % FORMADO ph DA SOLUÇÃO NUT RIT IVA

99 DTPA 120 Fe PO4 Fe DTPA Fe (OH) 100 % FO ORM A DO ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA

100 EDDHA 120 Fe PO4 Fe EDDHA Fe (OH) % FO ORMA DO ph DA SOLUÇÃO NUT RIT IVA

101 Preparo de soluções concentradas Solução concentrada A Fertilizante Conc. g/20l Nitrato de cálcio 6200 Nitrato de potássio 2000 Solução de micros em ml 1000 Quelato de Ferro 6% 300

102 SOLUÇÃO CONCENTRADA A Formas livres de NO 3 (= Ca, K, Mn), Cu y Zn Zn2+ Cu2+ NO3- % ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA

103 SOLUÇÃO CONCENTRADA A Quelatização de Fe 3+ e de Cu 2+ em função do ph EDDHA Fe3+ EDDHA Cu2+ % Form ad do ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph da solução nutritiva concentrada

104 Solução concentrada B Fertilizante Conc. g/20l Nitrato de potássio 2000 Fosfato 1200 monopotássico Sulfato de magnésio 2000

105 FORMAS DE FOSFATO EM FUNÇÃO DO ph % F O R M A D O SOLUÇÃO CONCENTRADA B compl. Mg2+ PO4 H+ PO4 solido Mg2+ PO ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA

106 SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE MAGNÉSIO EM FUNÇÃO DO ph metal livre Mg2+ compl. PO4 Mg2+ SO4 Mg2+ solido PO4 Mg2+ % FORMA ADO ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA

107 SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE POTÁSSIO EM FUNÇÃO DO ph 120 metal livre K+ SO4 K+ % F O R M A D O ,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA

108 SOLUÇÃO CONCENTRADA B FORMAS DE SULFATO EM FUNÇÃO DO ph D O % F O R M A ligante livre SO4 Mg2+ SO4 K+ SO4 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 ph DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA

109 SOLUÇÕES CONCENTRADAS Tanque A Nitrato de cálcio Nitrato de magnésio Quelato de ferro (EDDHA ou EDTA) Sulfato ou Quelato de manganês Sulfato ou Quelato de zinco Sulfato ou Quelato de cobre Ácido bórico Tanque B Nitrato de potássio Fosfato mono potássio ou mono amônio Sulfato de potássio Molibdato de sódio ou de amônio

110 C C I I I I I I C C Nitrato de cálcio C C C C I C I C C Nitrato de magnésio C C C C C C C C Nitrato de potássio C C C C C C C Sulfato de potássio C R C I C I C C C C I Sulfato de magnésio C R C I Ácido fosfórico Fosfato monoamônio (MAP) ou monopotássico (MKP) C C C Sulfatos de ferro, cobre, manganês e zinco C C Molibdato de sódio ou de amônio C Quelatos de ferro, cobre, manganês e zinco Ácido bórico Compatibilidade entre diferentes fertilizantes: (C compatível; I incompatível; R compatibilidade reduzida).

111 Composição das soluções nutritivas

112 Concentrações de nutrientes recomendadas por diversos autores para o cultivo de alface N-NO 3 N- NH 4 + P K Ca Mg S- SO4 B Cu Fe Mn Mo Zn Refe renci a g/1000 L ,5 8, ,2 0,01 2,0 0,2 0,00 5 0, ,3 0,05 2,2 0,3 0,05 0, ,5 0,05 3,0 0,5 0,05 0, ,3 0,05 5,0 0,4 0,05 0, ,5 0,02 2,5 2,0 0,05 0, ,5 0,02 3,0 0,5 0,1 0, ,1 0,1 5,0 0,2 0,03 0, ,30 0,02 2,0 0,4 0,06 0, Sasaki (1992); 2- Sonneveld & Straver (1994), acrescentar 14 g de Si 1000 L; 3- Muckle (1993); 4- Castellane & Araujo (1994); 5- Lim & Wan (1984); 6- Adams (1994); 7- Carrasco & Izquierdo (1996); 8- Furlani (1998)

113 Cálculo da solução nutritiva Extração de nutrientes pelas plantas Relação entre os nutrientes nas plantas

114 EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES POR PLANTAS DE ALFACE HIDROPÔNICA ABSORÇÃO, mg por planta DIAS APÓS O TRANSPLANTE DE MUDAS N P K Ca Mg S

115 SOLUÇÃO NUTRITIVA - CÁLCULO DAS RELAÇÕES ENTRE OS MACRONUTRIENTES EXTRAÍDOS EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES - ALFACE mg/planta relação x 100 NITROGÊNIO (N) FÓSFORO (P) POTÁSSIO (K) CÁLCIO (Ca) MAGNÉSIO (Mg) ENXÔFRE (S) 30 6 (FAQUIN et al, 1996)

116 SOLUÇÕES NUTRITIVAS - FORMULAÇÃO PARA ÁGUA COM ph NEUTRO OU LIGEIRAMENTE ALCALINO FERTILIZANTES / SAIS QUANTIDADE (mg/l) NITRATO DE CÁLCIO - Ca, N 34 / 0,19 = 179 FOSFATO MONOAMÔNIO - P, N 15 / 0,26 = 58 SULFATO DE MAGNÉSIO - Mg, S10 / 0,09 = 111 NITRATO DE POTÁSSIO - K, N 100 / 0,36 = 278

117 CONCENTRAÇÃO DE NITROGÊNIO - SOLUÇÃO COM FOSFATO MONOAMÔNIO FERTILIZANTES / SAIS NITROGÊNIO (mg/l) NITRATO DE CÁLCIO - Ca, N 179 * 0,155 = 28 FOSFATO MONOAMÔNIO - P, N 58 * 0,11 = 6 NITRATO DE POTÁSSIO - K, N 278 * 0,13 = 36 TOTAL 70 ( 84 ) A DIFERENÇA ( = 14 ) via NITRATO DE CÁLCIO = 14 / 0,155 = 90 mg / L

118 SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO FERTILIZANTES / SAIS g/l NITRATO DE CÁLCIO(0, ,090) 0,269 FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058 SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111 NITRATO DE POTÁSSIO 0,278

119 CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO FERTILIZANTES / SAIS CE, ds/m NITRATO DE CÁLCIO (0, ,090) 0,269 * 1,2 = 0,32 FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058 * 1,0 = 0,06 SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111 * 0,9 = 0,10 NITRATO DE POTÁSSIO 0,278 * 1,3 = 0,36 TOTAL 0,84 ds/m

120 SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO - CE = 1,50dS/m fator de correção = 1,50 / 0,84 = 1,786 COMPOSIÇÃO DA SOLUÇÃO NUTRITIVA g/l NITRATO DE CÁLCIO 0,269 0,480 FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058 0,104 SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111 0,198 NITRATO DE POTÁSSIO 0,278 0,497 SOL. DE MICROS 10x, ml 100,0 100,0 QUELATO DE FERRO 6% 30,0 30,0 C.E., ds/m 0,84 1,50

121 Solução com 1,5 ds/m N = 145,6 mg/l P = 27 mg/l K = 178,9 mg/l Ca = 91 mg/l Mg = 17,8 mg/l S = 25,7 mg/l

122 SOLUÇÃO NUTRITIVA COM MAP ou MKP CE = 1,50dS/m fator de correção: 1,50 / 0,84 = 1,786 (MAP) ou 1,50 / 0,86 = 1,744 (MKP) COMPOSIÇÃO DA SOLUÇÃO NUTRITIVA MAP MKP NITRATO DE CÁLCIO FOSFATO MONOPOTÁSSICO SULFATO DE MAGNÉSIO NITRATO DE POTÁSSIO SOL. DE MICROS 10x, ml QUELATO DE FERRO 6% C.E., ds/m 1,50 1,50