Cultivo Hidroponico de Hortalicas
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Cultivo hidropônico de hortaliças
Simone da Costa Mello
Departamento de Produção Vegetal, ESALQ/USP
Histórico
Willian Frederick Gerike (1930) – termo hidropônico
Inglaterra – 1960- Allen CooperHoagland & Arnon
NFT usado por mais de 90% dos produtoresHortaliças mais cultivadas: folhosas
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
Sistema NFT
Solução nutritiva aerada
Solução nutritiva aerada
Aeroponia
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
• Uso racional da água
• Praticável em pequenas áreas e áreas urbanas• Menor perda de matéria prima quando
minimamente processado
Produto diferenciado
Redução de mão-de-obraSistema automatizado
Produto limpo
Menor perda de matéria-prima quando minimamente processado
Principais hortaliças
• Alface• Rúcula• Agrião• Almeirão• Menta• Salsa• Cebolinha• Manjericão• Tomate• Morango
Hortaliças folhosas
• Ciclo rápido• Maior precocidade• Produto diferenciado• Retorno rápido do investimento• Maior valor agregado do produto• Maior estabilidade de preços
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mos
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as ta
baco
Cultura hidropônica
Teixeira, 2008
Hortaliças de folhas
Hortaliças de folhas
Cultivo de hortaliças de frutos
Fases do cultivo
• Produção de mudasEspuma fenólica Bandeja com substrato
Fase inicial de desenvolvimento
Fase final de desenvolvimento
Produção de mudas
288
200
200
200
288
Bandeja
251-2Manjericão
308-13Coentro
308-12Salsa
2515-20Rúcula
30-351 (semente peletizada)
Alface
Período (dias)№
sementes/célulaHortaliça
Produção de mudas
Produção de mudas em espuma fenólica
Lavagem do material em água corrente para retirada de resíduos tóxicos
Realização dos furos para semeadura
Colocação das placas em local sombreado para germinação
Transferência das mudas para o berçário
Espuma fenólica
Pode afetar o desenvolvimento do sistema radicular
Fibra de coco
A fibra de coco não é liberada na solução nutritiva;
Produção de mudas de alta qualidade;
Fibra de coco é mais barata
A maior parte dos produtores no Estado de São Paulo usa fibra de coco.
Instalação do sistema
Bomba
Entrada para Perfis
Soluçãonutritiva
Filtro
Retorno
Registro
Saída alternativa para
esvaziamento do tanque
ESQUEMA DE MONTAGEM DO SISTEMAHIDRÁULICO NO RESERVATÓRIO
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
Conjunto moto-bomba
Reservatório
Distribuição setorizada (reservatórios menores)
Reposição diária de água e nutrientes
Bancadas
CANAIS COM PLANTAS
Tanque Bombad’água
registros
TemporizadorTanque
SISTEMA NFT - CÍCLICO
ÁGUA NUTRIENTES+
Lençol de polietileno
Canal
Travessa
Suporte da planta
Orificio
Arame galvanizado
Base
Lençol plástico e arame
Telhas de cimento amianto
Orifício
Suporte das plantas
Canal
Telhassobrepostas
Tubos de PVC
Tubo de PVC
Encaixe de tubos de PVC
Cola de Silicone
Base da mesa
Fixação dosuporte
Metades de PVC
Suportedas plantas
Cano de drenagem
Orificio
Canal
Canais de polipropileno
Base
Orificio
Canal hidropônicoem posiçãonormal
Canal hidropônicoem posiçãoinvertida
Maior areapara as raizes
Maior areapara as folhas
Canal de coloração clara na parte externa e escura na parte interna
Canais para cultivo
Bliska, 2008
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
CULTIVO TAMANHO DISTÂNCIA ENTRE
DO CANAL CANAIS PLANTAS
cm
ALMEIRÃO MEDIO 12,5 – 20 12,5 – 2 0
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
Dimensionamento dos canais – Hortaliças de folhas
CULTIVO TAMANHO DISTANCIA ENTREDO CANAL CANAIS PLANTAS
cm
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
Dimensionamento dos canais – Hortaliças de frutos
1,5-2,022-50Salsa
1,5-2,025-100Rúcula
1,5-2,025-64Agrião
1,5-2,08-16Alface
L min-1№ plantas/m2Cultivo
2,0-4,02-4Tomate
2,0-4,02-4Pepino
2,0-4,08-16Morango
2,0-4,01-4Melão
L min-1№ plantas/m2Cultivo
Arquitetura dos canais de cultivo
Sistema horizontal
Sistema piramidal
Sistema vertical
Bliska, 2008
Sistema horizontal com andares
Sistema espiral
Declividade do canal
• 3-7%• Declividade acentuada:• Menor absorção de água e nutrientes
Desinfecção do sistema
• Deve ser realizada após cada colheita• Lavagem dos canais de cultivo• Dióxido de cloro (5%) – Tecsa Clor
Temperatura da água
• Ideal entre 22 e 25°C• Maior que 25°C:
Favorece o aparecimento de doençasfúngicasMenor concentração de oxigênio
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agente causal
Teixeira, 2008
Pythium spp.
Manejo da solução nutritiva
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 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
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 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 0,22
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 FORMA BIVALENTE
OS SAIS DE Fe2+ APRESENTA UMA SOLUBILIDADE MUITO
BAIXA, E OS DE Fe 3+ APÓS DISSOCIAR SOFRERÃO REDUÇÃO
E FORMAÇÃO DE COMPOSTOS POUCO SOLÚVEIS
Fertilizantes empregados na hidroponia
27PÁcido fosfórico 85%, D=1,713S10MgSulfato de magnésio17S
41KSulfato de potássio47Cl52KCloreto de potássio (branco)
23P29KFosfato monopotássico (MKP) (0-52-34)26P11N-NH4Fosfato monoamônio (MAP) (11-60-0)1N-NH4
14,5N-NO319CaNitrato de cálcio Hydro
13N-NO3
36,5KNitrato de potássio (13-0-44)%
ConcentraçãoNutrienteSal ou Fertilizante
54MoMolibdato de amônio
39MoMolibdato de sódio
14ZnZnEDTA
22ZnSulfato de zinco
13MnMnEDTA
26MnSulfato de manganês
14,5CuCuEDTA
23CuSulfato de cobre
11BBórax
17BÁcido bórico
11FeFeDTPA
6FeFeEDDHMA
6FeFeEDDHA
13FeFeEDTA
%ConcentraçãoNutrienteSal ou Fertilizante
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 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);
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 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
Adubos índice global índice parcial
Condutividade elétrica
Habilidade de uma solução em permitir a passagem de corrente elétrica
A corrente elétrica é proporcional ao número de íons
Condutivímetro
FERTILIZANTE/SAL dS/m
NITRATO DE CÁLCIO 1,2NITRATO DE POTÁSSIO 1,3FOSFATO MONOAMÔNIO 1,0FOSFATO MONOPOTÁSSICO 0,7SULFATO DE MAGNÉSIO 0,9
CONDUTIVIDADES ELÉTRICAS DE SOLUÇÕES DE ALGUNS FERTILIZANTES
USADOS EM HIDROPONIA
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 paraMetilfenilAc etato
EDTA
0
20
40
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80
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120
4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA
% F
OR
MA
DO
Fe PO4 Fe EDTA Fe (OH)
DTPA
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20
40
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4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA
% F
OR
MA
DO
Fe PO4 Fe DTPA Fe (OH)
EDDHA
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4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA
% FORMADO
Fe PO4 Fe EDDHA Fe (OH)
Preparo de soluções concentradas
Solução concentrada AConc. g/20LFertilizante
300Quelato de Ferro 6%
1000Solução de micros em mL
2000Nitrato de potássio
6200Nitrato de cálcio
Formas livres de NO 3 (= Ca, K, Mn), Cu y Zn
020406080
100120
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
%
Zn2+ Cu2+ NO3-
SOLUÇÃO CONCENTRADA A
Quelatização de Fe 3+e de Cu 2+ em função do pH
0
20
40
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80
100
120
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH da solução nutritiva concentrada
% F
orm
ado
EDDHA Fe3+ EDDHA Cu2+
SOLUÇÃO CONCENTRADA A
Solução concentrada B
2000Sulfato de magnésio
1200Fosfato monopotássico
2000Nitrato de potássio
Conc. g/20LFertilizante
FORMAS DE FOSFATO EM FUNÇÃO DO pH
0
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4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
compl. Mg2+ PO4 H+ PO4 solido Mg2+ PO4
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
FORMAS DE MAGNÉSIO EM FUNÇÃO DO pH
01020304050607080
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
metal livre Mg2+ SO4 Mg2+
compl. PO4 Mg2+ solido PO4 Mg2+
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
FORMAS DE POTÁSSIO EM FUNÇÃO DO pH
0
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4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
metal livre K+ SO4 K+
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
FORMAS DE SULFATO EM FUNÇÃO DO pH
0
10
20
30
40
50
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70
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90
4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5pH DA SOLUÇÃO NUTRITIVA CONCENTRADA
% F
OR
MA
DO
ligante livre SO4 Mg2+ SO4 K+ SO4
SOLUÇÃO CONCENTRADA B
Tanque ANitrato de cálcioNitrato de magnésioQuelato de ferro (EDDHA ou EDTA)Sulfato ou Quelato de manganêsSulfato 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
SOLUÇÕES CONCENTRADAS
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) ou monopotássico (MKP)
C C C C I Sulfato de magnésio
C 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).
Composição das soluções nutritivas
Concentrações de nutrientes recomendadas por diversos autores para o cultivo de alface
80,060,060,42,00,020,3052381421833924174
70,140,030,25,00,10,149237833935-165
60,150,10,53,00,020,5382920021150-206
50,10,052,02,50,020,5904614927930-166
40,30,050,45,00,050,3322416142662-238
30,10,050,53,00,050,534269325228-156
20,050,050,32,20,050,336241804306218266
10,020,005
0,22,00,010,2161245145128,786,5
-------------------------------------------------------------g/1000 L------------------------------------------------------------------
Referencia
ZnMoMnFeCuBS-SO4
MgCaKPN-NH4
+N-NO3
1- 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
plantas
EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES POR PLANTAS DE ALFACE HIDROPÔNICA
0.050.0
100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.0500.0
0 10 20 30 40
DIAS APÓS O TRANSPLANTE DE MUDAS
AB
SO
RÇ
ÃO
, mg
por p
lant
a
N
P
K
Ca
Mg
S
EXTRAÇÃO DE MACRONUTRIENTES - ALFACE mg/planta relação
x 100NITROGÊNIO (N) - 400 84FÓSFORO (P) - 70 15POTÁSSIO (K) 475 100CÁLCIO (Ca) 160 34MAGNÉSIO (Mg) 48 10ENXÔFRE (S) 30 6
(FAQUIN et al, 1996)
SOLUÇÃO NUTRITIVA - CÁLCULO DAS RELAÇÕES ENTRE OS MACRONUTRIENTES
EXTRAÍDOS
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
SOLUÇÕES NUTRITIVAS - FORMULAÇÃO PARA ÁGUA COM pH NEUTRO OU LIGEIRAMENTE ALCALINO
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
FOSFATO MONOAMÔNIO 0,058
SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111
NITRATO DE POTÁSSIO 0,278
SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO
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
SULFATO DE MAGNÉSIO 0,111 * 0,9 = 0,10
NITRATO DE POTÁSSIO 0,278 * 1,3 = 0,36
TOTAL 0,84 dS/m
CONDUTIVIDADE ELÉTRICA DA SOLUÇÃO NUTRITIVA COM FOSFATO MONOAMÔNIO
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
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
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