cultivo hidropônico de hortaliças [modo de compatibilidade] · alface rúcula agrião almeirão...
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Cultivo hidropônico de hortaliças
Simone da Costa Mello
Departamento de Produção Vegetal, Departamento de Produção Vegetal, ESALQ/USP
Histórico
Willian Frederick Gerike (1930) –Willian Frederick Gerike (1930) –termo hidropônico
Inglaterra – 1960- Allen CooperHoagland & Arnon
Tipos de cultivo hidropônico
• Sem uso de substrato• Sistema NFT• Aeroponia• Solução nutritiva aerada• Solução nutritiva aerada
• Com uso de substrato• Orgânicos, inorgânicos e mistos• Natural ou sintético
Sem uso de substrato
• Técnica do fluxo laminar de nutrientes
• Usada por mais de 90% dos produtores
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• 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
Desvantagens
• Dependência maior de energia elétrica
• Necessidade de limpeza do sistema a cadacultivo
• Necessidade de troca da solução nutritiva
• Necessidade de separação da produção porsetor para evitar contaminação de todo osistema
Principais hortaliças
• Alface• Rúcula• Agrião• Almeirão• Menta• Menta• Salsa• Cebolinha• Manjericão• Tomate• Morango
Hortaliças folhosas
• Ciclo rápido• Maior precocidade• Produto diferenciado• Retorno rápido do investimento• Retorno rápido do investimento• Maior valor agregado do produto• Maior estabilidade de preços
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mos
tard
a
mud
as ta
baco
Cultura hidropônica
Teixeira, 2008
Produção de mudas
Hortaliça № sementes/célula
Bandeja Período (dias)
Alface 1 (semente peletizada)
288 30-35
Rúcula 15-20 200 25
Salsa 8-12 200 30
Coentro 8-13 200 30
Manjericão 1-2 288 25
Fibra de coco
A fibra de coco não é liberada na solução nutritiva;
Produção de mudas de alta qualidade;
Entrada para Perfis
Retorno
Registro
ESQUEMA DE MONTAGEM DO SISTEMAHIDRÁULICO NO RESERVATÓRIO
Bomba
Soluçãonutritiva
Filtro
Saída alternativa
para esvaziamento do tanque
Sistema hidráulico
• Reservatório– Enterrado (abaixo da tubulação)– Oxigenação da solução– 15°C – 10 ppm– 25°C – 8,5 ppm– 25°C – 8,5 ppm– 35°C – 7 ppm– Filtro no retorno do dreno
• Tubulação– Enterrada
CANAIS COM PLANTAS
registros
SISTEMA NFT - CÍCLICO
Tanque Bombad’água
registros
TemporizadorTanque
ÁGUA NUTRIENTES+
Lençol de polietileno
Canal
Travessa
Suporte da planta
Orificio
Lençol plástico e arame
Orificio
Arame galvanizado
Base
Tubos de PVC
Fixação dosuporte
Metades de PVC
Suportedas plantasOrificio
Canal
Tubo de PVC
Encaixe de tubos de PVC
Cola de Silicone
Base da mesa
Cano de drenagem
Canais de polipropileno
Maior area para as folhas
Base
Orificio
Canal hidropônico em posição normal
Canal hidropônicoem posição invertida
Maior area para as raizes
Tamanho dos canais de cultivo
• Rúcula, coentro, salsinha, cebolinha• Perfil de 75 mm
• Alface, escarola, agrião, almeirão• Alface, escarola, agrião, almeirão• Perfil de 100 mm
• Morango, couve, tomate, pimentão, pepino, melão, salsão
• Perfil de 150 mm
CULTIVO TAMANHO DISTÂNCIA ENTRE
DO CANAL CANAIS PLANTAS
cm
ALMEIRÃO MEDIO 12,5 – 20 12,5 – 20
Dimensionamento dos canais – Hortaliças de folhas
ALMEIRÃO MEDIO 12,5 – 20 12,5 – 20
AGRIÃO MEDIO 12,5 – 25 12,5 – 25
CEBOLINHA MEDIO 12,5 – 25 12,5 – 25
COUVE-FOLHA GRANDE 50 – 100 50 – 100
ALFACE MEDIO 25 – 30 25 – 30
SALSA MEDIO 12,5 – 25 12,5 – 25
RÚCULA MEDIO 12,5 – 20 12,5 – 20
CULTIVO TAMANHO DISTANCIA ENTREDO CANAL CANAIS PLANTAS
cm
MELÃO GRANDE 75 – 100 50 – 100
Dimensionamento dos canais – Hortaliças de frutos
MELÃO GRANDE 75 – 100 50 – 100
MORANGO GRANDE 25 - 35 25 - 35
PEPINO GRANDE 75 – 100 50 - 100
PIMENTA GRANDE 50 – 100 50 – 100
PIMENTÃO GRANDE 75 – 100 50 – 100
TOMATE GRANDE 75 – 100 50 – 100
Cultivo № plantas/m2 L min-1
Alface 8-16 1,5-2,0
Agrião 25-64 1,5-2,0
Rúcula 25-100 1,5-2,0
Salsa 22-50 1,5-2,0
Cultivo № plantas/m2 L min-1
Melão 1-4 2,0-4,0
Morango 8-16 2,0-4,0
Pepino 2-4 2,0-4,0
Tomate 2-4 2,0-4,0
Desinfecção do sistema
• Deve ser realizada após cada colheita• Lavagem dos canais de cultivo• Dióxido de cloro (5%) – Tecsa Clor• Dióxido de cloro (5%) – Tecsa Clor
Temperatura da água
• Ideal entre 22 e 25 °C• Maior que 25 °C:
Favorece o aparecimento de doenças fúngicasfúngicasMenor concentração de oxigênio
50
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Não
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nost
icad
o
agente causal
Teixeira, 2008
Valores máximos na água para fertirrigação
Característica Máximo Característica Máximomg/L mg/L
pH 7 - 7,5 SO4 100 - 250CE, dS/m 0,5 - 1,2 H2S 0,2 - 2Bicarbonatos 60 -120 K 5 - 100Na 50 - 70 P 30Na 50 - 70 P 30Ca 80 - 110 Cl 70 - 100Mg 50 - 110 Fe 0,2 - 1,5N total 5 - 20 Mn 0,2 - 2NO3 5 - 10 Cu 0,2 - 1NH4 0,5 - 5 Zn 1 - 5NO2 1,0 B 0,5 - 1
SOLO HIDROPONIA
FRAÇOESORGÂNICA E INORGÂNICAS
SAIS INORGÂNICOSLIBERAÇÃO DE MINERAIS
DISSOLVIDOS EM ÁGUADISSOLVIDOS EM ÁGUA DISSOLVIDOS EM ÁGUADISSOLVIDOS EM ÁGUA
SOLUÇÃO NUTRITIVASOLUÇÃO DO SOLO
Solução nutritiva
Nutriente Solução Nutritiva Solução SoloA B C D E F G H
N-NO3- 207 168 196 168 70 7 44 1057
P-H2PO4- 84 31 31 40 40 0,1 0,1 1,9
S-SO42- 64 112 64 48 112 4,2 8,6 246
K+ 330 270 234 156 156 3,5 10,5 331Ca2+ 168 180 160 160 160 45 133 1116
Ca 168 180 160 160 160 45 133 1116Mg2+ 48 48 48 36 36 6,2 22 67N-NH4
+ -- -- 14 -- 70 -- 1,7 --
SOLUÇÕES NUTRITIVAS: A= COOPER; B= STEINER; C= H OAGLANG & ARNON; D,E= LONG ASHTON; SOLUÇÕES DE SOLO: F= SOLO MINERAL APÓS PASTAGEM ; G= SOLO MINERAL APÓS CEVADA; H= SOLO ORGÂNICO
Concentrações de micronutrientes
Sol. de Solo Sol. Nutritiva
mg/L
B 0,11 0,22B 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
O FERRO É ABSORVIDO PELAS RAÍZES NA FORMABIVALENTE
OS SAIS DE Fe2+ APRESENTA UMA SOLUBILIDADE MUITO
BAIXA, E OS DE Fe3+ APÓS DISSOCIAR SOFRERÃO REDUÇÃOBAIXA, E OS DE Fe APÓS DISSOCIAR SOFRERÃO REDUÇÃO
E FORMAÇÃO DE COMPOSTOS POUCO SOLÚVEIS
Sal ou Fertilizante Nutriente Concentração
%Nitrato de potássio (13-0-44) K 36,5
N-NO3 13
Nitrato de cálcio Hydro Ca 19N-NO3 14,5N-NH4 1
Fosfato monoamônio (MAP) (11-60-0) N-NH4 11P 26
Fosfato monopotássico (MKP) (0-52-34) K 29P 23
Cloreto de potássio (branco) K 52Cl 47
Sulfato de potássio K 41
S 17Sulfato de magnésio Mg 10
S 13Ácido fosfórico 85%, D=1,7 P 27
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
Solubilidade em água de alguns adubos usados em hidroponia
Sal Solubilidade (g/mL)Uréia 0,50Nitrato de cálcio 0,50Nitrato de potássio 0,15Nitrato de potássio 0,15Nitrato de magnésio 0,70Fosfato monoamônio 0,20Fosfato monopotássico 0,20Sulfato de magnésio 0,50Sulfato de potássio 0,10
Potencial salino dos fertilizantes
• Índice salino do adubo (índice global);
• Índice salino por unidade de nutriente (índice parcial); (índice parcial);
Adubos índice global índice parcial
ADUBOS NITROGENADOSNitrato de amônio(35,0%) 104,7 2,99Sulfato de amônio (21,2%) 69,0 3,25Nitrato de cálcio (11,9%) 52,5 4,41Cianamida cálcica (21,0%) 31,0 1,48Nitrato de sódio(13,8%) 73,6 5,34Nitrato de sódio (16,5%) 100,0 6,06Fosfato monoamônico (12,2%) 29,9 2,45Fosfato diamônico (21,2%) 34,3 1,61Uréia (46,6%) 75,4 1,62ADUBOS FOSFATADOSFosfato monoamônico (61,7%) 29,9 0,49Fosfato monoamônico (61,7%) 29,9 0,49Fosfato diamônico (53,8%) 34,3 0,64Superfosfato simples (16,0%) 7,8 0,49Superfosfato simples (18,0%) 7,8 0,43Superfosfato simples (20,0%) 7,8 0,39Superfosfato triplo (45,0%) 10,1 0,22Adubos patássicosCloreto de potássio (60,0%) 116,3 1,94Nitrato de potássio (44,0%) 73,6 1,58Sulfato de potássio (54,0%) 46,1 0,85Sulfato de potássio + Mg (21,9%) 43,2 1,97OUTROSCarbonato de cálcio (56,6%) 4,7 0,083Calcário dolomítico (19,0%) 0,8 0,042Gesso (32,6%) 8,1 0,247
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
FERTILIZANTE/SAL dS/m
NITRATO DE CÁLCIO 1,2
CONDUTIVIDADES ELÉTRICAS DE SOLUÇÕES DE ALGUNS FERTILIZANTES
USADOS EM HIDROPONIA
NITRATO DE CÁLCIO 1,2NITRATO DE POTÁSSIO 1,3FOSFATO MONOAMÔNIO 1,0FOSFATO MONOPOTÁSSICO 0,7SULFATO DE MAGNÉSIO 0,9
QUELATOS DE FERRO
FeDTPAFe - DietilenoTriamino Penta Acetato
FeEDTAFe - Etileno Diamino Tetra Acetato
FeEDDHAFe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi fenil Acetato
FeEDDHMAFe - Etileno Diamino Di-orto Hidroxi paraMetilfenilA cetato
EDTA
40
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100
120%
FO
RM
AD
OFe PO4 Fe EDTA Fe (OH)
0
20
40
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA
% F
OR
MA
DO
DTPA
60
80
100
120
% F
OR
MA
DO
Fe PO4 Fe DTPA Fe (OH)
0
20
40
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA
% F
OR
MA
DO
EDDHA
40
60
80
100
120% FORMADO
Fe PO4 Fe EDDHA Fe (OH)
0
20
40
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRIT IVA
% FORMADO
Preparo de soluções concentradas
Solução concentrada AFertilizante Conc. g/20L
Nitrato de cálcio 6200
Nitrato de potássio 2000
Solução de micros em mL 1000
Quelato de Ferro 6% 300
Formas livres de NO 3 (= Ca, K, Mn), Cu y Zn
80100120
Zn2+ Cu2+ NO3-
SOLUÇÃO CONCENTRADA A
020406080
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
%
Quelatização de Fe 3+e de Cu 2+ em função do pH
100
120
% F
orm
ado
EDDHA Fe3+ EDDHA Cu2+
SOLUÇÃO CONCENTRADA A
0
20
40
60
80
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH da solução nutritiva concentrada
% F
orm
ado
Solução concentrada B
Fertilizante Conc. g/20L
Nitrato de potássio 2000
Fosfato 1200Fosfato monopotássico
1200
Sulfato de magnésio 2000
FORMAS DE FOSFATO EM FUNÇÃO DO pH
80
100
120
% F
OR
MA
DO
compl. Mg2+ PO4 H+ PO4 solido Mg2+ PO4
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
0
20
40
60
80
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
FORMAS DE MAGNÉSIO EM FUNÇÃO DO pH
607080
% F
OR
MA
DO
metal livre Mg2+ SO4 Mg2+
compl. PO4 Mg2+ solido PO4 Mg2+
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
01020304050
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
FORMAS DE POTÁSSIO EM FUNÇÃO DO pH
80
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120
% F
OR
MA
DO
metal livre K+ SO4 K+
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
0
20
40
60
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
FORMAS DE SULFATO EM FUNÇÃO DO pH
60
70
80
90
% F
OR
MA
DO
ligante livre SO4 Mg2+ SO4 K+ SO4
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
0
10
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4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
Tanque ANitrato de cálcioNitrato de magnésioQuelato de ferro (EDDHA ou EDTA)Sulfato ou Quelato de manganêsSulfato ou Quelato de zinco
SOLUÇÕES CONCENTRADAS
Sulfato ou Quelato de zincoSulfato ou Quelato de cobreÁcido bórico
Tanque BNitrato de potássioFosfato mono potássio ou mono amônioSulfato de potássioMolibdato de sódio ou de amônio
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 IFosfato monoamônio (MAP) oumonopotássico (MKP)
C C C C I Sulfato de magnésio
C R C I Ácido fosfóricoC R C I Ácido fosfórico
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).
Concentrações de nutrientes recomendadas por diversos autores para o cultivo de alface
N-NO3 N-NH4
+P K Ca Mg S-
SO4B Cu Fe Mn Mo Zn Refe
rencia
-------------------------------------------------------------g/1000 L------------------------------------------------------------------
86,5 8,7 12 145 45 12 16 0,2 0,01 2,0 0,2 0,005
0,02 1
266 18 62 430 180 24 36 0,3 0,05 2,2 0,3 0,05 0,05 2
156 - 28 252 93 26 34 0,5 0,05 3,0 0,5 0,05 0,1 3
238 - 62 426 161 24 32 0,3 0,05 5,0 0,4 0,05 0,3 4
166 - 30 279 149 46 90 0,5 0,02 2,5 2,0 0,05 0,1 5
206 - 50 211 200 29 38 0,5 0,02 3,0 0,5 0,1 0,15 6
165 - 35 339 78 23 49 0,1 0,1 5,0 0,2 0,03 0,14 7
174 24 39 183 142 38 52 0,30 0,02 2,0 0,4 0,06 0,06 81- 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)
Cálculo da solução nutritiva
Extração de nutrientes pelas plantasRelação entre os nutrientes nas
plantasplantas
EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES POR PLANTAS DE ALFACE HIDROPÔNICA
300.0350.0400.0450.0500.0
AB
SO
RÇ
ÃO
, mg
por p
lant
a
N
P
K
0.050.0
100.0150.0200.0250.0
0 10 20 30 40
DIAS APÓS O TRANSPLANTE DE MUDAS
AB
SO
RÇ
ÃO
, mg
por p
lant
a
K
Ca
Mg
S
EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES - ALFACEmg/planta relação
x 100NITROGÊNIO (N) - 400 84
SOLUÇÃO NUTRITIVA - CÁLCULO DAS RELAÇÕES ENTRE OS MACRONUTRIENTES
EXTRAÍDOS
FÓSFORO (P) - 70 15POTÁSSIO (K) 475 100CÁLCIO (Ca) 160 34MAGNÉSIO (Mg) 48 10ENXÔFRE (S) 30 6
(FAQUIN et al, 1996)
FERTILIZANTES / SAIS QUANTIDADE (mg/L)
NITRATO DE CÁLCIO - Ca, N 34 / 0,19 = 179
SOLUÇÕES NUTRITIVAS - FORMULAÇÃO PARA ÁGUA COM pH NEUTRO OU LIGEIRAMENTE ALCALINO
FOSFATO MONOAMÔNIO - P, N 15 / 0,26 = 58
SULFATO DE MAGNÉSIO - Mg, S 10 / 0,09 = 111
NITRATO DE POTÁSSIO - K, N 100 / 0,36 = 278
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 ( 84 - 70 = 14 ) via NITRATO DE CÁLCIO = 14 / 0,155 = 90 mg / L
FERTILIZANTES / SAIS g/L
NITRATO DE CÁLCIO(0,179 + 0,090) 0,269
SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO
NITRATO DE CÁLCIO(0,179 + 0,090) 0,269
FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058
SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111
NITRATO DE POTÁSSIO 0,278
FERTILIZANTES / SAIS CE, dS/m
NITRATO DE CÁLCIO (0,179 + 0,090) 0,269 * 1,2 = 0,32
FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058 * 1,0 = 0,06
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO
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
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 0,104FOSFATO 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
Solução com 1,5 dS/M
• N = 145,6 mg/L• P = 27 mg/L• K = 178,9 mg/L• Ca = 91 mg/L• Ca = 91 mg/L• Mg = 17,8 mg/L• S = 25,7 mg/L
SOLUÇÃO NUTRITIVA COM MAP ou MKPCE = 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 480 616
FOSFATO MONOPOTÁSSICO 104 119
SULFATO DE MAGNÉSIO 198 194
NITRATO DE POTÁSSIO 497 392
SOL. DE MICROS 10x, mL 100 100
QUELATO DE FERRO 6% 30 30
C.E., dS/m 1 ,50 1,50