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Mini Curso de Hidropónia

Mini Curso de Hidropónia

 
 
A Hidroponia é uma técnica bastante difundida em todo o mundo e seu uso está crescendo em muitos países. Sua importância não é somente pelo fato de ser uma técnica para investigação hortícola e produção de vegetais; também está sendo empregada como uma ferramenta para resolver um amplo leque de problemas, que incluem tratamentos que reduzem a contaminação do solo e da água subterrânea, e manipulação dos níveis de nutrientes no produto.
 
A hidroponia ou hidropônica, termos derivados de dois radicais gregos (hydor, que significa água e ponos, que significa trabalho), está-se desenvolvendo rapidamente como meio de produção vegetal, sobretudo de hortaliças sob cultivo protegido. A hidroponia é uma técnica alternativa de cultivo protegido, na qual o solo é substituído por uma solução aquosa contendo apenas os elementos minerais indispensáveis aos vegetais. (Graves, 1983; Jensen e Collins, 1985; Resh, 1996, apud Furlani et. al., 1999).
 
Apesar do cultivo hidropônico ser bastante antigo, foi somente em meados de1930 que se desenvolveu um sistema hidropônico para uso comercial, idealizado por W. F. Gericke da Universidade da Califórnia.
 
Segundo Donnan (2003), a primeira produção efetiva de grande escala não ocorreu até a Segunda Guerra Mundial. O exército dos EEUU estabeleceu unidades hidropônicas por inundação e drenagem, em várias ilhas áridas dos Oceanos Pacífico e Atlântico, usadas como pontos de aterrissagem. Isto foi seguido por uma unidade de 22 hectares (55 acres) em Chofu, Japão, para alimentar com hortaliças frescas as forças de ocupação. No entanto, o uso desta técnica sobre circunstâncias normais provou não ser comercialmente viável. Uma vez que Chofu fechou, apenas restaram um punhado de pequenas unidades comerciais disseminadas ao redor do mundo, totalizando menos de 10 hectares.
 
Em 1955 foi fundada a Sociedade Internacional de Cultivo Sem Solo (ISOSC) por um pequeno grupo de dedicados cientistas. Naqueles primeiros anos, freqüentemente estiveram sujeitos ao ridículo por perseguirem uma causa que comercialmente foi considerada inútil e irrelevante.
 
O primeiro uso comercial significativo não ocorreu até a metade da década de 1960, no Canadá. Existia uma sólida indústria de estufas de vidro em Columbia Britânica, principal produtor de tomates, que chegou a ser devastado por enfermidades do solo. Eventualmente, a única opção para sobreviver foi evitando o solo, pelo uso da hidroponia. A técnica que usaram foi rega por gotejamento em bolsas de serragem. Os recentes avanços técnicos também ajudaram especialmente ao desenvolvimento de plásticos e fertilizantes. No decorrer desta década, houve um aumento de investimento na investigação e desenvolvimento de sistemas hidropônicos. Também houve um pequeno aumento gradual na área comercial que estava sendo utilizada.
 
O seguinte maior avanço veio como resultado do impacto da crise do petróleo, sobre o custo de calefação da indústria de estufas em rápida expansão na Europa. Devido ao enorme incremento nos custos da calefação, os rendimentos chegaram a ser ainda mais importantes, assim os produtores e investigadores começaram a ver a hidroponia como um meio para melhorar a produção. Na década de 1970, o cultivo em areia e outros sistemas floresceram e logo desapareceram nos Estados Unidos. O sistema NFT (Nutrient Film Technique) foi desenvolvido, assim como o meio de crescimento denominado lã de rocha. Por volta de 1979, o grande volume de produção em estufas continuou aumentando. A nível mundial a área hidropônica esteve ao redor de apenas 300 hectares (75 acres).
 
A detecção de níveis significativos de substâncias tóxicas nas águas subterrâneas em regiões da Holanda em 1980, resultou no uso de esterilização do solo em estufas sendo progressivamente proibido. Isto levou a um rápido abandono do solo, através da hidroponia, a técnica mais popular foi lã de rocha alimentada por regas por gotejamento.
 
Seguindo os evidentes êxitos na Holanda, houve uma rápida expansão na produção hidropônica comercial em muitos países ao redor do mundo. Utilizando sistemas que diferem amplamente de país a país, a área mundial hidropônica aumentou cerca de 6.000 hectares (15.000 acres) no ano de 1989. A hidroponia agora foi alterada de uma “curiosidade irrelevante” a uma significativa técnica hortícola, especialmente em segmentos de flor cortada e hortaliças para saladas.
 
Através dos anos 1990, a expansão continuou ainda que a taxa de incremento tenha diminuído notavelmente no norte da Europa. Alguns países tais como Espanha, se desenvolveram muito nos últimos anos, e não sabemos se a área hidropônica de algum país tenha diminuído nesta década.
 
No lado técnico, estão sendo usados uma ampla gama de substratos incluindo alguns novos. Se desenvolveram um número de versões modificadas de técnicas já existentes, mas nenhuma teve maior impacto. Sem dúvida, os equipamentos de rega e equipamentos de controle e as técnicas têm melhorado muito, como ter métodos de desinfecção de soluções nutritivas recirculantes. No entanto, não apareceu uma nova técnica hidropônica significativa nos últimos 20 anos.
 
O cultivo sem solo proporciona um bom desenvolvimento das plantas, bom estado fitossanitário, além das altas produtividades quando comparado ao sistema tradicional de cultivo no solo. Quando utiliza apenas meio líquido, associado ou não a substratos não orgânicos naturais, pode-se utilizar o termo cultivo ou sistema hidropônico (Castellane e Araujo, 1995).
 
Segundo Furlani et. al. (1999), no Brasil, tem crescido nos últimos anos o interesse pelo cultivo hidropônico, predominando o sistema NFT (Nutriente film technique). Muitos dos cultivos hidropônicos não obtêm sucesso, principalmente em função do desconhecimento dos aspectos nutricionais desse sistema de produção que requer formulação e manejo adequados das soluções nutritivas. Outros aspectos que interferem igualmente nos resultados relacionam-se com o tipo de sistema de cultivo. Para a instalação de um sistema de cultivo hidropônico, é necessário que se conheça detalhadamente as estruturas básicas que o compõem (Castellane e Araujo, 1994; Cooper, 1996; Faquin et. al., 1996; Martinez e Silva Filho, 1997; Furlani, 1998). Os tipos de sistema hidropônico determinam estruturas com características próprias, entre os mais utilizados estão:
 
   
 
 
 
a) Sistema NFT (Nutrient film technique) ou técnica do fluxo laminar de nutrientes
 
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Composto basicamente de um tanque de solução nutritiva, de um sistema de bombeamento, dos canais de cultivo e de um sistema de retorno ao tanque. A solução nutritiva é bombeada aos canais e escoa por gravidade formando uma fina lâmina de solução que irriga as raízes.
 
NFT (Nutrient Film Technique)
Este método é mais simples de todas as formas de cultivo hidropônico e é o que eu mais uso no meu próprio crescimento.
 
Este sistema envolve permitindo um filme superficial de solução nutritiva (Isto é água com adição de nutrientes) para o fluxo passado as raízes de suas plantas. A solução é normalmente bombeada de um reservatório de retenção para o final de canais onde flui então sobre as raízes antes de cair de volta para o tanque.
 
Este processo geralmente é executado de forma contínua durante todo o dia,
Não é geralmente necessário para executar o processo durante a noite.
 
 
Uma configuração como a mostrada acima pode ser mais avançado, adicionando um sistema de recarga automática, o que permitirá a exploração tanque para encher-se automaticamente quando se começa a ir vazio. 
Um examply isso pode ser visto na Estufa minhas páginas, onde um dos meus estufas está equipado com um sistema de recarga automática de uma bunda cheia de água pré-estabelecidos.
 
A matt Spreader geralmente é colocado no chão do canal para permitir uma distribuição equitativa dos nutrientes através do assoalho do canal.
 
As plantas podem ser colocados no canal em qualquer estado de crescimento, enquanto um saudável boas raízes estão presentes, se estiverem a planta pode ser simplesmente colocado no canal do fluxo de nutrientes.
 
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b) Sistema DFT (Desp film technique) ou cultivo na água ou “floating”
 
A solução nutritiva forma uma lâmina profunda (5 a 20 cm) na qual as raízes ficam submersas. Não existem canais, e sim uma mesa plana em que a solução circula por meio de um sistema de entrada e drenagem característico.
 
c) Sistema com substratos
 
Para a sustentação de hortaliças frutíferas, de flores e outras culturas, cujo sistema radicular e cuja parte aérea são mais desenvolvidos, utilizam-se canaletas ou vasos cheios de material inerte, como areia, pedras diversas (seixos, brita), vermiculita, perlita, lã-de-rocha, espuma fenólica ou espuma de poliuretano; a solução nutritiva é percolada através desse material e drenada pela parte inferior dos vasos ou canaletas, retornando ao tanque de solução.
 
Na hidroponia, cujos sistemas são mais caros e exigentes no manejo, as expectativas de produção em quantidade, qualidade e segurança são maiores do que nas culturas que são produzidas de forma tradicional. Uma vez que na hidroponia, a planta encontra, em ótimas condições, os elementos que necessita (água, nutrientes, oxigênio, etc.), pode haver grandes oscilações de produção, dependendo do controle correto ou incorreto dos fatores de produção fornecidos à planta.
 
Como o objetivo do presente trabalho é promover a técnica, é importante esclarecer que a hidroponia não é estática, não exibe resultados matemáticos, pois se está trabalhando com vida. O fator biológico é por si só, variável, dinâmico e está sempre em evolução. Portanto, muito mais se aprenderá com a prática do que com a simples leitura deste trabalho.
 
2. Tipos de Sistemas
 
A maioria das plantas têm o solo como o meio natural para o desenvolvimento do sistema radicular, encontrando nele o seu suporte, fonte de água, ar e minerais necessários para a sua alimentação e crescimento. As técnicas de cultivo sem solo substituem este meio natural por outro substrato, natural ou artificial, sólido ou líquido, que possa proporcionar à planta aquilo que, de uma forma natural, ela encontra no solo (Canovas Martinez apud Castellane e Araújo, 1995).
 
Existem diversos tipos de sistemas de cultivo sem solo variando de acordo com a estrutura, substrato e fornecimento de oxigênio:
 
a) Sistemas com meios Inorgânicos
 
Lã de Rocha (57%)
 
É um meio manufaturado por fusão de lã de rocha, o qual é transformado em fibras e usualmente prensado em blocos e pranchas. Sua principal característica é que contém muitos espaços vazios, usualmente 97%, isto permite absorver níveis muito altos de água, enquanto que também um bom conteúdo de ar. A lã de rocha também é usada freqüentemente como pequenos blocos iniciadores para ser transplantados em outros substratos ou em sistemas baseados em água. É o principal meio usado donde existe uma fábrica perto. É um material caro quando se compara localmente com meios disponíveis mais baratos.
 
Areia
 
Chegou a ser popular como meio hidropônico no início dos anos 70, especialmente nos EEUU, onde foi desenvolvido camas compridas e profundas de cultivo de areia. Se estabeleceram grandes unidades no Sul dos EEUU mas depois fecharam. Também se estabeleceram unidades em vários países desérticos do Médio Oriente. Esta foi a técnica original usada quando se estabeleceu o Land Pavilion en Epcot Center de Walt Disney na Flórida. Um grande problema experimentado com a técnica foi manter sobre controle enfermidades de raízes, motivo pelo qual agora é raramente usado.
 
Por anos se usaram bolsas de areia de certo grau em muitos países; no entanto, têm existido uma grande onda recentemente em seu uso, devido que está sendo a base de uma rápida expansão na produção de tomate hidropônico na Espanha.
 
Areia é um termo geral e deveria ser especificado mais estreitamente quando se destina para uso hidropônico. A areia de quartzo é usada, não a de tipo calcário (pedra caliça e areias de praia), as quais dariam severos problemas de pH. O tamanho da partícula e simetria também são propriedades importantes.
 
Perlita
 
Feita por aquecimento de lã de rocha em água, a qual se expande muito para dar partículas aeradas. Primeiro foi usada na Escócia em torno de 1980, seu uso se difundiu por vários países especialmente onde é fabricado localmente. Seu uso é significativo mas relativamente menor; na Coréia seu uso alcança 112 hectares ou 41% da área hidropônica coreana.
 
Escória
 
É uma rocha ligeiramente aerada, natural conhecida com vários nomes: “tuff” em Israel e “picón” en Ilhas Canárias. Ainda que é um meio efetivo, é pesado (800 kg/m3) e portanto só é usado onde é um recurso local.
 
Pumecita
 
É uma rocha vulcânica natural, leve e aerada, a qual é um bom meio de crescimento. Normalmente é usada onde existe em quantidade disponível, como em Nova Zelândia. Existem grandes depósitos na Islândia e recentemente estão sendo exportados para a Europa.
 
Argila Expandida
 
É relativamente cara e tem sido usada principalmente em hidrocultivo e por estudiosos. Recentemente existe algum uso comercial limitado na Europa para cultivos de crescimento alto, como as rosas.
 
Vermiculita
 
Foi anunciada anos atrás mas agora não se usa comercialmente, só em poucas misturas. (Donnan, 2003).
 
b) Sistemas com Meios Orgânicos
 
   
 
 
 
Serragem
 
Foi um dos primeiros meios usados comercialmente, ainda é usado no Canadá, onde recentemente, só tem sido ultrapassado em popularidade pela lã de rocha. Também é o principal meio no Sul da África e Nova Zelândia e é usada em certo grau em outros países, incluindo Austrália. A serragem usada é grossa, não descomposta, de origem conhecida e se cultiva só para uma estação.
 
Musgo
 
Foi um dos primeiros meios tratados e não é considerado por alguns como meio hidropônico. É usado em certo grau em muitos países que possuem uma quantidade disponível de qualidade, e é o principal método usado na Finlândia e Irlanda. Seu uso é enorme dentro da indústria.
 
Fibra de Coco
 
Recentemente tem sido adicionado favoravelmente como meio hidropônico. Gozou de alguns primeiros êxito,s mas agora seu uso parece estar estabelecido. Existe uma quantidade significativa usada na Holanda e um pequeno uso em outros países. Um aspecto importante é que a qualidade varia consideravelmente entre provedores, principalmente relacionado a conteúdo de sais.
 
Produtos de Espuma
 
Se tem usado vários tipos e marcas de espuma, freqüentemente com bom resultado e alguns por mais de 20 anos, mas seu uso ainda está limitado. Têm sido vistos pelos produtores como muito caros. Alguns destes meios ainda têm potencial.
 
Produtos de Madeira Processada
 
Tem-se produzido e vendido este produto mas seu uso não dá resultado em extensões significativas.
 
Gel
 
Se tem produzido, provado e promovido um determinado número de polímeros de gel mas a maioria tem desaparecido do mercado sem haver sido aceitado pelos produtores (Donnan, 2003).
 
c) Sistemas Baseados em Água
 
NFT (Técnica de Película Nutriente) (5%)
 
Foi desenvolvido na Inglaterra na década de 1970. Este sistema recircula uma fina película de solução nutritiva nos canais de cultivo. Foram provados comercialmente um amplo número de cultivos e, como resultado de uma ampla difusão publicitária, o NFT foi provado em muitos países. Uma vez que se estabeleceu, a técnica provou ser útil para a produção de tomates, e para cultivos de curto crescimento como a alface. Cultivos como o melão tem dado problemas e no mundo só são produzidos por produtores experientes.
 
Cultivo em Água (3%)
 
O sistema Gericke usou um tanque de concreto cheia de solução nutritiva. Existem muito poucos destes sistemas hoje em dia, mas alguns derivados deste sistema são significativos em alguns países.
 
A principal técnica comercial é a Técnica de Fluxo Profundo (DFT, Deep Flow Technique), onde pranchas de poliestireno flutuam sobre uma solução nutritiva aerada por recirculação. Este é o principal sistema no Japão com 270 hectares, de cultivos de folha principalmente. Outros países onde seu uso é significativo, se encontram na Ásia, com seu uso predominante em cultivos de hortaliças de folha.
 
Cultivo em Cascalho (1%)
 
Está incluído por sua conexão histórica e é classificado como um sistema baseado em água porque sempre se usou como uma técnica de recirculação, como contínuo ou como inundação e drenagem. Existem poucos dos sistemas de canais originais abandonados no mundo e o uso do cascalho quase todo é em sistema híbridos. O mais comum é a Técnica de Fluxo em cascalho (GFT, Gravel Flow Technique), onde os canais de NFT são cobertos com uma capa de 50 mm (2 polegadas) de cascalho.
 
Aeroponïa (0,2%)
 
É uma técnica onde as raízes estão suspendidas em uma neblina de solução nutritiva. Várias formas desta técnica tem sido provadas por mais de 20 anos. Atraiu muita publicidade e existem um número de sistemas para aficcionados que estão sendo vendidos. Sua realidade comercial é tal que só se tem reportado 19 hectares na Coréia. Seu uso está limitado a um punhado de pequenas operações espalhados pelo mundo.
 
Quadro 01 – Porcentagem Estimada da Área Total para Diferentes Sistemas Hidropônicos.
 
Sistemas Hidropônicos
Sistemas Porcentagem
Lã de rocha 57%
Outros meios inorgânicos 22%
Substratos orgânicos 12%
NFT 5%
Cultivo em água 3%
Técnicas em cascalho 1%
Total 100%
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3. Principais Vantagens e Desvantagens do Sistema Hidropônico
 
3.1 Vantagens
 
Produção de melhor qualidade: pois as plantas crescem em um ambiente controlado, procurando atender as exigências da cultura e com isso o tamanho e a aparência de qualquer produto hidropônico são sempre iguais durante todo o ano.
Trabalho mais leve e limpo: já que o cultivo é feito longe do solo e não são necessárias operações como arações, gradagens, coveamento, capinas, etc.
Menor quantidade de mão-de-obra: diversas práticas agrícolas não são necessárias e outras, como irrigação e adubação, são automatizadas.
Não é necessária rotação de cultura: como a hidroponia se cultiva e meio limpo, pode-se explorar, sempre, a mesma espécie vegetal.
Alta produtividade e colheita precoce: como se fornece às plantas boas condições para seu desenvolvimento não ocorre competição por nutrientes e água, e além disso, as raízes nestas condições de cultivo não empregam demasiada energia para crescer antecipando o ponto de colheita e aumentando a produção.
Menor uso de agrotóxicos: como não se emprega solo, os insetos e microorganismos de solo, os nematóides e as plantas daninhas não atacam, reduzindo a quantidade de defensivos utilizada.
Mínimo desperdício de água e nutrientes: já que o aproveitamento dos insumos em questão é mais racional.
Maior higienização e controle da produção: além do cultivo ser feito sem o uso de solo, todo produto hidropônico tende a ser vendido embalado, não entrando em contato direto com mãos, caixas, veículos, etc.
Melhor apresentação e identificação do produto para o consumo: na embalagem utilizada para acondicionamento dos produtos hidropônicos pode-se identificar a marca, cidade de origem, nome do produtor ou responsável técnico, características do produto, etc.
Melhor possibilidade de colocação do produto no mercado: por ser um produto de melhor qualidade, aparência e maior tamanho, torna-se um produto diferenciado, podendo agregar à ele melhor preço e comercialização mais fácil.
Maior tempo de prateleira: os produtos hidropônicos são colhidos com raiz, com isso duram mais na geladeira.
Pode ser realizado em qualquer local: uma vez que seu cultivo independe da terra, pode ser implantado mais perto do mercado consumidor.
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3.2 Desvantagens
 
Os custos iniciais são elevados, devido a necessidade de terraplenagens, construção de estufas, mesas, bancadas, sistemas hidráulicos e elétricos. Dependência grande de energia elétrica. O negócio para ser lucrativo exige conhecimentos técnicos e de fisiologia vegetal. Em um sistema fechado, com uma população alta de plantas, poucos indivíduos doentes podem contaminar parte da produção. Exige rotinas regulares e periódicas de trabalho (Carmo Jr., 2003).
 
O balanço inadequado da solução nutritiva e a sua posterior utilização podem causar sérios problemas às plantas. O meio de cultivo deve prover suporte às raízes e estruturas aéreas das plantas, reter boa umidade e, ainda, apresentar boa drenagem, ser totalmente inerte e facilmente disponível. Somente materiais inertes podem entrar em contato com as plantas (toxidez de Zn e de Cu poderão ocorrer, caso presentes nos recipientes). É essencial boa drenagem para não haver morte das raízes (Castellane e Araújo, 1995).
 
Emprego de inseticidas e fungicidas: No início do emprego da hidroponia, para fins comerciais, se propagava que não ocorriam pragas e doenças no referido sistema de cultivo. Hoje, sabe-se, que se pode ter esses problemas na instalação hidropônica, embora em muito menor grau em comparação com o sistema convencional. Entretanto, a decisão quanto ao uso de inseticidas e fungicidas sempre é muito difícil. Deve-se, sempre, procurar alternativas menos agressivas à saúde e ao ambiente, evitando, ao máximo, o uso de produtos químicos. Pois, caso contrário, o método perde um dos atrativos de comercialização (Teixeira, 1996).
 
Os equipamentos necessários para trabalhar as culturas hidropônicas devem ser mais precisos e sofisticados que para o solo, portanto, mais caros de aquisição, instalação e manutenção. A falta de inércia dos sistemas hidropônicos torna-os vulneráveis perante qualquer falha ou erro de manejo. Também a fiabilidade das instalações e automatismos atuais é alta, não se devendo esquecer que, para um sistema deste tipo, alguma avaria teria conseqüência muito mais grave que na agricultura tradicional (www.ep-agricola-torres-vedras.rcts.pt, 2003).
 
4. A Técnica do Filme Nutriente (NFT)
 
Segundo Bernardes (1997), o sistema NFT é uma técnica de cultivo em água, no qual as plantas crescem tendo o seu sistema radicular dentro de um canal ou canaleta (paredes impermeáveis) através do qual circula uma solução nutritiva (água + nutrientes).
 
O pioneiro dessa técnica foi Allen Cooper, no Glasshouse Crop Research Institute, em Littlehampton (Inglaterra), em 1965. NFT é originário das palavras NUTRIENT FILM TECHNIQUE, que foi utilizado pelo Instituto inglês para determinar que a espessura do fluxo da solução nutritiva que passa através das raízes das plantas deve ser bastante pequeno (laminar), de tal maneira que as raízes não ficassem totalmente submergidas, faltando-lhes o necessário oxigênio.
 
Tradicionalmente, o Brasil vem utilizando para a montagem dos canais telhas de cimento amianto ou tubos de PVC, que são materiais tradicionais na construção civil brasileira, fáceis de se encontrar e com preços razoáveis.
 
No sistema NFT não há necessidade de se colocar materiais dentro dos canais, como pedras, areia, vermiculia, argila expandida, palha de arroz queimada; dentro dos canais somente raízes e solução nutritiva.
 
O sistema NFT funciona da seguinte maneira: a solução nutritiva é armazenada em um reservatório, de onde é recalcada para a parte superior do leito de cultivo (bancada) passando pelos canais e recolhida, na parte inferior do leito, retornando ao tanque, conforme Figura 01 (Teixeira, 1996).
 
 
Figura 01 – Esquema Básico para Instalação de Hidroponia no Sistema NFT
 
4.1 Sistema Hidráulico
 
O sistema hidráulico é responsável pelo armazenamento, recalque e drenagem da solução nutritiva, sendo composto de um ou mais reservatórios de solução, do conjunto moto-bomba e dos encanamentos e registros (Furlani et. al., 1999).
 
4.1.1 Reservatório
 
Os reservatórios ou tanques de solução podem ser construídos de material diverso, como plástico PVC, fibra de vidro ou de acrílico, fibrocimento e alvenaria. Os tanques de plástico PVC e de fibra têm sido os preferidos em virtude do menor custo, facilidade de manuseio e, por serem inertes, não necessitarem de nenhum tratamento de revestimento interno. Já os tanques construídos em alvenaria bem como as caixas de fibrocimento exigem revestimento interno com impermeabilizantes destinados a esse fim. O mais comumente utilizado e com bons resultados é a tinta betuminosa (Neutrol), mas pode-se optar pela impermeabilização com lençol plástico preto. Sem esses cuidados, a solução nutritiva, por ser corrosiva, poderá ser contaminada por componentes químicos presentes na constituição desses materiais.
 
O depósito deve, de preferência, ser enterrado em local sombreado para impedir a ação dos raios solares, além de ser vedado para evitar a formação de algas e a entrada de animais de pequeno porte. Sua instalação deve ser preferencialmente abaixo do nível da tubulação de drenagem, facilitando o retorno da solução por gravidade.
 
O tamanho do reservatório dependerá do número de plantas e das espécies que serão cultivadas. Deve-se obedecer ao limite mínimo de 0,1-0,25 L/planta para mudas, de 0,25-0,5 L/planta para plantas de pequeno porte (rúcula, almeirão), de 0,5-1,0 L/planta para plantas de porte médio (alface, salsa, cebolinha, agrião, manjericão, morango, cravo, crisântemo), de 1,0-5,0 L/planta para plantas de maior porte (tomate, pepino, melão, pimentão, berinjela, couve, salsão, etc.). Quanto maior a relação entre o volume do tanque e o número de plantas nas bancadas, menores serão as variações na concentração e temperatura da solução nutritiva. Entretanto, não se recomenda a instalação de depósitos com capacidade maior que 5.000 L, em vista da maior dificuldade para o manejo químico (correção do pH e da condutividade elétrica – CE) e oxigenação da solução nutritiva.
 
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4.1.2 Escolha do Conjunto Moto-bomba
 
Segundo Teixeira (1996), a potência da bomba a empregar para o recalque da solução nutritiva é pequena. Para se calcular pode-se empregar a fórmula seguinte (Castellane e Araújo, 1995):
 
 
 
A vazão adequada no sistema hidropônico é 1,5 litro/minuto – 2,0 litros/minuto por canaleta de cultivo. Na fórmula, a vazão é expressa em litros/segundo e corresponde ao necessário para suprir todas as canaletas existentes na instalação.
 
A altura manométrica total é a somatória da altura geométrica de recalque (distância vertical da entrada da bomba até o ponto de distribuição superior na bancada) da altura da sucção (distância vertical da bomba até 20 cm do fundo do reservatório) e das perdas nas tubulações e acessórios (cerca de 30%).
 
O conjunto moto-bomba estará ligado ao reservatório, localizado em nível geométrico inferior ao ponto que liberará a solução nutritiva para os canais, ou seja, terá a função de recalque da solução nutritiva, conforme mostrado na Figura 02.
 
 
Figura 02 – Esquema de um Sistema Hidráulico.
 
Para calcular o consumo de energia elétrica do conjunto moto-bomba basta multiplicar o valor da potência do motor por 0,746 e obter o valor em Kwh (Kilowatts hora).
 
Os principais problemas com o conjunto moto-bomba e suas possíveis causas são:
 
01. Mesmo com o motor ligado, a bomba não realiza o trabalho de sucção. Causas prováveis:
 
Falta de solução nutritiva no reservatório.
Não foi retirado o ar de sucção (escova).
Entrada de ar nas conexões e acessórios.
Giro do eixo do motor com rotação invertida.
Tubulação de sucção e rotor de diâmetro pequeno.
Entrada de ar pela carcaça da bomba. Apertar parafusos.
02. Superaquecimento do motor. Causas prováveis:
 
Elementos girantes excessivamente justos, rotor ou eixo emperrados, atritando com as partes estacionárias.
Gaxetas muito apertadas.
Ligação elétrica inadequada ou com defeito nos contatos.
Baixa tensão na rede.
Ocorrência de sobretensão na rede elétrica.
03. Consumo exagerado de energia elétrica. Causas prováveis:
 
Ocorrência de vazamento de energia devido à presença de carga inferior à possível.
Defeitos mecânicos como eixo e rotor emperrados, elementos girantes excessivamente apertados (gaxetas) (Bernardes, 1997).
 
4.1.3 Regulador de Tempo ou Timer
 
A circulação da solução nutritiva é comandada por um sistema regulador de tempo, ou temporizador. Esse equipamento permite que o tempo de irrigação e drenagem ocorra de acordo com a programação que se deseja. Existem no mercado temporizadores mecânicos com intervalos de 10 por 10 ou 15 por 15 ou 20 por 20 minutos e temporizadores eletrônicos com intervalos variados de segundos a minutos.
 
O tempo de irrigação varia muito entre os sistemas, bancadas, regiões, tipos de cobertura, variedade cultivada e época do ano, não havendo regra geral. Em locais quentes, durante o verão, o sistema deverá permanecer ligado ininterruptamente durante as horas mais quentes do dia, ao passo que no mesmo local, no inverno, esse manejo será diferente. Quando se usa a irrigação contínua durante o período mais quente do dia, deve-se tomar cuidado para que haja aeração adequada da solução nutritiva para evitar deficiência de oxigênio no sistema radicular.
 
Durante o período noturno, o sistema pode permanecer desligado ou com duas a três irrigações de dez a quinze minutos espaçadas de quatro a cinco horas (Furlani et. al., 1999).
 
Aconselha-se estudar bem o local a ser implantada a hidroponia (região mais quente ou mais fria), pois é isso que vai decidir com exatidão os tempos de circulação e descanso do sistema (Alberoni, 1998).
 
Uma instalação básica, para o funcionamento de uma banca de crescimento (que facilmente pode se multiplicar) pode ser visualizada abaixo, conforme Figura 03 (Bernardes, 1997).
 
 
Figura 03 – Funcionamento do Sistema Hidráulico.
 
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4.2 Estufas
 
Segundo Alberoni (1998), vários modelos de estufas são utilizados na produção hidropônica, entre eles: capela, arco e serreada, que podem ser conjugados ou não.
 
 
 
O modelo mais utilizado é a capela (duas águas), que fornece amplo espaço interno, com bom escoamento da água das chuvas e boa proteção interna. Dependendo do tamanho da estufa podem ser colocadas várias bancadas no seu interior, conforme Figura 04.
 
 
Figura 04 – Modelo de estufa com possibilidade de abrigar quatro bancadas ao mesmo tempo.
 
Alguns produtores utilizam o modelo de estufa individual. A estufa tem a medida exata da bancada e possibilita um maior arejamento do sistema, mas tem a desvantagem de dificultar os trabalhos em dias de chuva. Uma estrutura bem simples, porém muito prática é a da Estação Experimental de Hidroponia de Charqueada (SP), inspirada no modelo do engenheiro Shigeru Ueda, conforme ilustrado na Figura 05.
 
 
Figura 05 – Modelo de Estufa Individual.
 
Para a cobertura das estufas recomenda-se a utilização de filme plástico aditivado anti-UV e antigotejo, com espessuras de 75 m, 100 m ou 150 m. O filme plástico antigotejo é de extrema importância, pois evita que o acúmulo interno de água caia em forma de gotas sobre as plantas e faz com que a água escorra pelas laterais da estufa. Assim, evitam-se a contaminação e a propagação de diversos patógenos, principalmente os fúngicos (Alberoni, 1998).
No Brasil, a maioria das estufas hidropônicas não é climatizada.
 
Dentre os fatores ambientais que podem afetar o cultivo hidropônico, destaca-se a temperatura. Segundo Bernardes (1997), nas regiões mais quentes a utilização de estufas com pé-direito acima de 2,5 metros é recomendável, para proporcionar uma maior ventilação natural interna e para diminuir a temperatura do interior da estufa.
 
Telas de sombreamento também são utilizadas, no alto das casas de vegetação, na tentativa de diminuir a insolação direta e amenizar a temperatura interna.
 
4.3 Bancadas
 
   
 
 
 
As bancadas ou mesas de cultivo é onde são colocadas as mudas, ou seja, onde vai ocorrer o plantio propriamente dito. As plantas permaneceram nas bancadas até a sua colheita.
 
Segundo Furlani et. al. (1999), as bancadas para a técnica hidropônica são compostas de suportes de madeira ou outro material, os quais formam uma base de sustentação para os canais de cultivo, que podem ser de diversos tipos.
 
As dimensões das bancadas normalmente obedecem a certos padrões, que podem variar de acordo com a espécie vegetal e com o tipo de canal utilizado. No que se refere à largura, a bancada deve ter: até 1,0 m de altura e 2,0 m de largura para mudas e plantas de ciclo curto (hortaliças de folhas) e até 0,2 m de altura e 1,0 m de largura para plantas de ciclo longo (hortaliças de frutos). Essas dimensões são suficientes para uma pessoa trabalhar de maneira confortável nos dois lados da mesa, facilitando-lhe as operações de transplante, os tratamentos fitossanitários, quando necessários, os tratos culturais, a colheita e a limpeza da mesa.
 
É necessária uma declividade de 2 a 4% no comprimento dos canais que conduzem a solução nutritiva. Além disso, é recomendável que o comprimento da bancada não ultrapasse 15 metros, quando se utilizar 1,0 litro/minuto de solução nutritiva por canal, devido, principalmente, à possibilidade de escassez de oxigênio dissolvido na solução no final da banca. Quando a solução nutritiva apresenta baixos níveis de 02, pode ocorrer a morte dos meristemas radiculares, pequena ramificação das raízes e baixa absorção dos nutrientes, ocasionando um crescimento mais lento com redução de produção ao longo do tempo (Bernardes, 1997).
 
4.3.1 Canais de cultivo
 
O material utilizado na confecção dos canais deve ser impermeável ou impermeabilizado para não reagir com a solução nutritiva. No Brasil, vêm-se utilizando para a montagem dos canais telhas de cimento amianto ou tubos de PVC, que são materiais muito usados na construção civil, fáceis de se encontrar e com preços razoáveis. Também, mais recentemente, têm sido usados tubos de polipropileno de formato semicircular.
 
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a) Telhas de cimento amianto
 
Podem ser usadas telhas de amianto com ondas rasas (2,5 cm de altura e espaçadas a 7,5 cm), indicadas para produção de mudas ou para algumas culturas de pequeno porte (rúcula, agrião, etc.) servindo para condução das plantas até a fase de colheita. As telhas com ondas maiores (5 cm de altura e espaçadas a 18 cm) também são utilizadas para o cultivo de plantas de ciclo curto (alface, salsa, morango, etc.). Constrói-se a bancada, colocando-se as telhas de maneira a ficar com as extremidades encostadas umas nas outras ou sobrepostas. Após montada, a bancada é revestida com filme plástico para que a solução nutritiva seja conduzida de forma perfeita e para prevenir vazamentos. Em cima da bancada, para sustentação das plantas, são utilizadas placas de isopor, preferencialmente com espessura de 15 a 20 mm. Essas placas devem ser vazadas com furos de 50 mm de diâmetro (Figura 06) e espaçamento entre os furos de 18 cm x 20 cm.
 
 
Figura 06 – Telha de cimento amianto com placas de isopor
 
b) Tubos de PVC
 
Segundo Furlani et. al. (1999), os canos de PVC utilizados para esgoto (tubos brancos ou pretos) ou para irrigação (azuis) são ainda os mais encontrados em sistemas hidropônicos NFT. Serrando-se os canos ao meio, obtêm-se dois canais de cultivo com profundidade igual à metade do diâmetro do tubo (Figura 07). Pode-se unir quantos canais forem necessários, utilizando-se, para tanto, cola para encanamentos, silicone e, se necessário, arrebites.
 
Os canais de PVC servem para todas as fases de desenvolvimento das hortaliças mais cultivadas. Para mudas utilizam-se os tubos de 40-50 mm; para fase intermediária, os de 75-100 mm, e para a fase definitiva ou produção, os de 100-200 mm, dependendo da espécie cultivada.
 
 
Figura 07 – Bancada de canos de PVC, mostrando também a canaleta de retorno de solução e a fixação do suporte das plantas na bancada. No detalhe, a união dos tubos.
 
O inconveniente desse sistema é a formação de algas dentro dos canos, em função da luz que penetra por eles (Alberoni, 1998).
 
Os tubos de PVC podem ser usados inteiros com furos na parte superior dos mesmos. Eles dispensam qualquer tipo de sustentação para as plantas já que são fechados, fornecendo o apoio suficiente para a maioria das plantas.
 
De acordo com Furlani et. al. (1999), a lâmina usada para confeccionar as embalagens tipo longa vida (TetraPark®) tem sido empregada com sucesso na cobertura de mesas de cultivo e sustentação das plantas. É um produto relativamente barato e de excelente durabilidade. É de fácil limpeza, tem boa capacidade de isolamento térmico e resiste aos raios solares.
 
c) Tubos de Polipropileno
 
Apresentam formato semicircular e são comercializados nos tamanhos definidos pelo diâmetro em: pequeno (50 mm), médio (100 mm) e grande (150 mm), já contendo furos para a colocação das mudas no espaçamento escolhido (Figura 08). Embora de uso muito recente, têm apresentado bons resultados práticos tanto para mudas, como para plantas maiores ou mesmo para culturas de maior porte, tendo comportamento semelhante ao obtido com tubos de PVC, com exceção da limpeza que é mais difícil. Para alface e rúcula, têm sido instalados na posição normal, ou seja, com a parte chata para cima, o que dá maior apoio para as folhas. Para plantas frutíferas, de porte maior, pode-se optar por instalá-los com a parte achada para baixo, o que propicia maior área para o desenvolvimento do sistema radicular. Por serem de polipropileno, dispensam revestimento interno, são mais fáceis de emendar pois já vêm com os encaixes e apresentam todas as vantagens dos tubos de PVC.
 
 
Figura 08 – Perfis hidropônicos nas duas posições utilizadas.
 
4.4 Plantas que podem ser cultivadas pelo Sistema NFT
 
A Alface é a mais cultivada, mas pode-se encontrar nos sistemas de cultivo sem solo: rúcula, feijão-vagem, repolho, couve, salsa, coentro, melão, agrião, pepino, berinjela, pimentão, tomate, arroz, morango, forrageiras para alimentação animal, mudas de plantas frutíferas e florestais, plantas ornamentais, etc; teoricamente, qualquer planta pode ser cultivada no sistema.
 
Um experimento recente foi desenvolvido IAC-Frutas (Instituto Agronômico de Campinas), estudando o enraizamento de mini-estacas de maracujá-amarelo por meio de hidroponia em espuma fenólica pelo sistema NFT.
 
Segundo Meletti et. al., (2003), com o objetivo de melhorar o aproveitamento de plantas matrizes, foi investigada no IAC a possibilidade de se reduzir o tamanho das estacas, economizando, assim, material selecionado, quer seja de matrizes de elite de lotes experimentais e de plantações comerciais, como até de espécies silvestres em fase de extinção.
 
Usando o método convencional de estaquia em areia não foi possível obter o enraizamento de estacas com uma ou duas gemas, porque elas secavam muito rapidamente, antes mesmo de enraizar. Isso só foi conseguido com a técnica de hidroponia em espuma fenólica.
 
Os experimentos foram realizados em Monte Alegre do Sul (SP). Foram preparadas estacas mais curtas, com uma ou duas gemas e apenas uma meia-folha, com cerca de 5 a 8 cm de comprimento. As mini-estacas foram colocadas para enraizar no centro dos cubos de espuma fenólica, de aproximadamente 20 mm de arestas, previamente umedecidas com água. Estes, por sua vez, foram transferidos para uma bancada de hidroponia de produção de mudas na horizontal, em estufa.
 
Foi detectado o início da formação de calos 10 dias depois da colocação das mini-estacas em espuma fenólica, sendo que depois de 18 dias, calos radiculares encontram-se completamente formados e visíveis. O início do enraizamento foi observado aos 24 dias e o enraizamento completo, 37 dias depois da instalação do sistema. Houve, portanto, uma redução de 25 dias no período necessário ao enraizamento das estacas, em relação ao sistema tradicional, podendo-se antecipar em igual período o transplante das estacas para sacos plásticos. Foi observado, também, um índice de 100% de enraizamento em todas as cultivares testadas, mostrando que não há efeito de cultivares no processo.
 
Concluiu-se que a hidroponia pode ser adotada com vantagens na estaquia de matrizes comerciais, de campos com escassez de plantas superiores, economizando material propagativo, sem perda de qualidade e com bons índices de aproveitamento. Poderá vir a ser, também, uma efetiva contribuição à multiplicação de passifloras nativas, em processo de extinção pelo desmatamento, desde que se repita com elas o comportamento obtido com o maracujazeiro-amarelo. Em programas de melhoramento genético, pode ser uma ferramenta muito útil na multiplicação de plantas estratégicas, resultantes de cruzamentos controlados.
 
5. Aeroponia
 
Com o intuito de se conseguir maior produtividade e melhoria na eficiência e qualidade de produção em sistemas hidropônicos, têm se desenvolvido outros métodos alternativos de cultivo.
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