A HIDROPONIA

HIDROPONIA

      O termo Hidroponia é aplicado a um conjunto de técnicas empregadas no cultivo de plantas sem a utilização do solo, de forma que os nutrientes minerais são fornecidos através da água por meio de uma solução nutritiva balanceada para as necessidades da planta que se deseja cultivar. 

ORIGEM

        A palavra Hidroponia é originária do grego, onde hidro significa água, e ponos significa trabalho. A combinação destas duas palavras resulta em “trabalho com água”, e neste caso particular está implícito o uso de uma solução nutritiva para viabilizar o cultivo de plantas sem o uso de solo. As primeiras notícias do uso desta técnica vêm dos Sumérios, povo que surgiu por volta de 5000 a.c. e habitou a antiga Mesopotâmia, local onde hoje se encontra grande parte do território do Iraque. Nesta região, foram encontrados vestígios de poços e canais para a irrigação.

      Entretanto, o desenvolvimento científico da Hidroponia (como a origem e a identificação dos nutrientes) só começou a ser estudado no século 17. Ao longo dos séculos seguintes, várias experiências foram realizadas para descobrir a fórmula dos nutrientes essenciais para as plantas. Em 1929, o pesquisador William F. Gericke, da Universidade da Califórnia (Estados Unidos), desenvolveu uma técnica de cultivo sem solo com a qual conseguiu produzir frutas, cereais, flores e tubérculos em larga escala. Em 1940, ele apresentou um trabalho descrevendo um sistema hidropônico quase comercial, onde o termo ‘Hidroponia’ foi utilizado pela primeira vez. Nas décadas de 1950 e 1960, o cultivo hidropônico já havia se espalhado em vários países como Alemanha, França, Itália, Suécia, antiga URSS, Israel, Inglaterra e Espanha. 

HIDROPONIA NO BRASIL

       No Brasil, o crescimento da Hidroponia comercial deve-se ao pioneirismo dos japoneses Shigeru Ueda e Takanori Sekine, que trouxeram a técnica do Japão, na década de 1980, para o Estado de São Paulo. No final da década de 1990, a área destinada ao cultivo hidropônico no mundo era de aproximadamente 12 mil hectares. A produção era 3 milhões de toneladas, apenas de hortaliças. O interesse pelo cultivo sem solo  cresceu no Brasil na última década, em especial para a produção de hortaliças. Porém, praticamente qualquer espécie de vegetal pode ser cultivada por meio do sistema hidropônico. No entanto, as culturas mais difundidas no cultivo hidropônico são a alface e o tomate. Mas os agricultores também cultivam agrião, almeirão, brócolis, berinjela, coentro, cebolinha, couve, manjericão, menta, rúcula e salsa, além de abobrinha, feijão-vagem, morango, melancia, melão, pimentão, pepino, repolho, brotos, microvegetais, alecrim e boldo. Pode-se também plantar flores e mudas de árvores frutíferas e ornamentais, mudas de arbóreas (eucalipto) e forrageiras para alimentação animal.  

      A missão da  Plataforma Hidroponia é mostrar ao público que essa técnica protege a natureza, entrega produtos de qualidade superior e minimiza os impactos da agricultura convencional sobre o planeta. A Região Sudeste concentra o maior número de produtores hidropônicos do país, especialmente o Estado de São Paulo. As frequentes estiagens e a carência de mão de obra especializada para a agricultura são alguns dos fatores que têm estimulado a adoção do cultivo sem solo pelos agricultores paulistas. Mas a tecnologia alternativa de cultivo também tem sido adotada em muitos Estados da Região Nordeste, que sofrem com estiagens. Lá, a Hidroponia é utilizada para produção de verduras para consumo humano e forragem para alimentação animal.

      Na Região Norte, devido ao forte calor e à elevada umidade do ar, a produção é feita em estufas climatizadas. Na Região Sul, onde a maior dificuldade é a temperatura mais baixa, o cultivo sem solo vem ganhando cada vez mais espaço. Os agricultores produzem folhosas, brotos, microvegetais, flores, morangos e forragens para alimentação animal.P

VANTAGENS E CARACTERÍSTICAS

     O sistema hidropônico como recurso de produção agrícola é uma técnica recente, se considerarmos a evolução agrícola no planeta. Estabeleceu-se no Brasil na década de 1980. Mesmo sendo jovem no contexto do mercado, a técnica já conquistou os horticultores brasileiros e, a cada ano, a migração dos produtores à nova tecnologia aumenta com indicadores de crescimento superiores a 20%. Apesar do maior custo inicial para instalação da estrutura e compra de equipamentos, existem diversas vantagens no cultivo hidropônico em comparação com o sistema convencional, no solo. Porém, é sempre válido lembrar que a Hidroponia exige um conhecimento específico e um cuidado maior ao manejar as plantas, bem como uma limpeza do ambiente de cultivo em um rígido nível de assepsia.

VANTAGENS:

– Maior rendimento por área. Por dispensar o uso de terra, a Hidroponia pode ser verticalizada. No Japão, por exemplo, existem cultivos hidropônicos no subsolo;

– Redução do ciclo e aumento da produtividade. Por receber todos os nutrientes de que precisa em tempo integral, todo o cultivo cresce saudável e em condições de ser consumido em menor prazo. Na Hidroponia, é possível produzir até 31,3 toneladas de alface por hectare. Em dez cultivos por ano, por exemplo, isso totaliza 313 toneladas. No cultivo convencional, consegue-se, em média, 52 toneladas de alface ao ano;

– Mais qualidade. Por ser cultivado em local protegido (estufa), o vegetal está menos suscetível a pragas e enfermidades. Além disso, recebe todos os nutrientes de que precisa durante todas as fases de crescimento, o que torna a planta mais saudável e nutritiva;

– Maior número de colheitas no ano. A Hidroponia permite ciclos mais curtos devido ao melhor controle ambiental. A alface, por exemplo, leva de 60 a 65 dias para ser colhida no cultivo tradicional, enquanto que, no cultivo hidropônico, este tempo cai para 35 a 40 dias. Existem, ainda, estudos e processos em andamento que buscam reduzir ainda mais o tempo dos ciclos;

– Mais eficiência e economia. Em alguns casos, a técnica hidropônica pode consumir até 95% menos água do que o cultivo convencional. A solução nutritiva pode ser reaproveitada para várias irrigações e não é descartada na natureza, o que impede a contaminação do solo, de lençóis freáticos e dos próprios alimentos;

– Proteção contra adversidades climáticas. Existem técnicas para se controlar a temperatura da estufa que, por ser fechada nas laterais por uma tela, impede a entrada de insetos. A tecnologia de iluminação artificial aplicada à Hidroponia viabiliza a produção dentro de compartimentos fechados, prédios, garagens ou contêineres. Trata-se, também, de um meio de produção compatível para instalação em coberturas de prédios, pois reduz o calor dentro dos edifícios e captura CO2;

– Preservação do meio ambiente.  O sistema hidropônico de produção reduz drasticamente a utilização dos recursos naturais, agregando valor aos produtos comercializados. Enquanto as técnicas de cultivo tradicionais pulverizam defensivos agrícolas que podem se infiltrar no solo e contaminar o lençol freático. Já o cultivo protegido minimiza o uso de defensivos e está constantemente buscando alternativas sustentáveis. Unidades de produção hidropônica próximas aos grandes centros urbanos reduzem em até 80% os custos e perdas no transporte e a emissão de CO2;

DESVANTAGENS:

– Dependência de energia elétrica ou de um sistema alternativo. Se houver uma queda de energia e o produtor não dispor de um gerador ou um sistema de energia alternativa, há grande risco de se perder toda a produção;

– Requer conhecimento da tecnologia e acompanhamento permanente;

– Maior facilidade de disseminação de bactérias e vírus no sistema pela própria solução nutritiva circulante, caso não sejam seguidos rígidos critérios de assepsia e de manejo dos processos de produção;

SISTEMAS:

       Os sistemas hidropônicos podem ser divididos em dois grupos básicos: os passivos e os ativos. Nos sistemas passivos, a solução hidropônica permanece estática, e é conduzida às raízes por um meio de cultura com alta capilaridade, geralmente ligado a um pavio. Nos sistemas ativos, é necessária a utilização de uma bomba para a circulação da solução de nutrientes, e grande parte deles necessita de um sistema paralelo em conjunto para a aeração ou oxigenação da solução. Existem centenas de sistemas hidropônicos, mas todos eles são derivados ou a junção de oito sistemas básicos, que são: 

1) Sistema NFT
2) Sistema de bancadas individuais
3) Sistema DTF
4) Sistema de Substratos
5) Sistema de Subirrigação
6) Sistema de Pavios
7) Sistema de Aquaponia
8) Sistema de Aeroponia

      O sistema mais utilizado e largamente difundido no Brasil é o NFT (Nutrient Film Technique). Cada processo utilizado depende de diversas questões como a ambiental, climática e até a geográfica. É importante lembrar que não existe um sistema ideal e definitivo. O que existe é um sistema que tem melhor desempenho econômico para um determinado cultivar ou que é mais adequado para um determinado ambiente de produção. É por isso que o dimensionamento correto de um sistema hidropônico é fundamental para contornar possíveis adversidades.

1 - SISTEMAS NFT (NUTRIENT FILM TECNIQUE)

      No Brasil, predomina o sistema de produção NFT (em português, fluxo laminar de nutrientes), que é usado por ( grande número) ou cerca de 90% dos produtores hidropônicos. O pioneiro dessa técnica foi Allen Cooper, do Glasshouse Crop Research Institute (Littlehampton, Inglaterra), em 1965. 

     O NFT é mais indicado para o cultivo de folhosas como alface, rúcula, agrião, espinafre, coentro e salsa. Nos sistemas NFT, normalmente estruturas feitas de tubos plásticos circulam o adubo líquido, composto de todos os nutrientes na proporção que a planta precisa para seu desenvolvimento. 

    A solução nutritiva é bombeada de um reservatório para os canais de cultivo, formando uma lâmina que circula junto às raízes. A solução não circula continuamente, ou seja, as raízes inseridas nesses tubos ficam submersas nesta lâmina de solução, onde são banhadas por um tempo, alternadamente. 

       A bomba é desligada de tempos em tempos para que ocorra a drenagem de toda a solução nutritiva que está armazenada nos canais de cultivo, promovendo uma renovação da solução nas raízes das plantas e, com isso, a incorporação do oxigênio atmosférico. Após percorrer o canal, a solução nutritiva retorna ao reservatório. 

2 - SISTEMA DE BANCADAS INDIVIDUAIS

      O sistema de bancadas individuais, que começou no Brasil a partir dos trabalhos do Professor Doutor Jorge Barcelos, é considerado por alguns pesquisadores como uma evolução do sistema NFT. A diferença entre os dois é que, no NFT, todas ou a maioria das bancadas são atendidas por um reservatório. Como todas as bancadas são interligadas, plantas em estágios diferentes são atendidas pela mesma solução nutritiva. Isso torna baixa a oxigenação na solução nutritiva devido ao tamanho do sistema e, principalmente, quando se tem altas temperaturas. Isso também provoca um desequilíbrio nutricional nas plantas, pois a necessidade de cada uma delas é diferente conforme o estágio de desenvolvimento. 

      Entretanto, em sistemas comerciais de grande escala, se consegue manejar adequadamente a solução nutritiva, evitando esses problemas. No sistema de bancadas individuais, as plantas estão no mesmo tempo de desenvolvimento, com necessidades nutricionais iguais, o que torna a solução mais equilibrada e fácil de gerenciar. Outra questão é que, nos sistemas interligados, caso haja contaminação de uma bancada, todas elas ficam contaminadas e o problema se espalha por toda a estufa. Em bancadas individuais, caso uma bancada seja contaminada, o problema fica restrito. 

3 - SISTEMA DFT (DEEP FILM TECHNIQUE)

     O DFT é um sistema de cultivo hidropônico muito adotado pelos produtores brasileiros, também conhecido como “floating” ou “piscina”. Neste sistema, usado para a produção de mudas, bandejas de isopor são colocadas em uma piscina, deixando correr uma lâmina de solução nutritiva (aproximadamente de quatro a cinco centímetros) suficiente para o desenvolvimento das raízes das mudas, mantendo o substrato úmido e permitindo a absorção dos nutrientes. 

     No DFT, as raízes das plantas permanecem submersas na solução nutritiva por todo o período de cultivo, por isso a oxigenação da solução precisa de uma atenção especial, tanto no depósito quanto na caixa de cultivo. A instalação de um “venturi” na tubulação de alimentação permite oxigenação na lâmina de solução. 

      Aqui, não existem canais, mas sim, uma mesa rasa nivelada onde permanece uma lâmina de solução nutritiva. O material utilizado para sua construção pode ser madeira, plástico ou fibras sintéticas.

     A altura da lateral da caixa de cultivo deve ser de dez a 15 centímetros, dependendo da lâmina desejada, que normalmente varia de cinco a dez centímetros. 

     Para a manutenção da lâmina de solução, deve-se instalar um sistema de alimentação e drenagem compatível, ou seja, a drenagem sempre maior ou igual à entrada de solução, para manter constante o nível da lâmina. Para as mesas de material plástico ou de fibras de vidro com revestimento interno, não é necessária a impermeabilização Porém, naquelas feitas de madeira, deve-se cobrir o fundo e as laterais com dois filmes plásticos, sempre o preto por baixo e o de polietileno tratado contra radiação UV por cima, para conferir resistência aos raios solares. 

4 - SISTEMA DE SUBSTRATOS

        Aqui, utilizam-se recipientes vasos e sacolas cheios de material inerte (areia, pedras diversas, lã-de-rocha, espumas e outros) para a sustentação da planta, onde a solução nutritiva é filtrada através desses materiais e drenada pela parte inferior dos vasos, retornando ao tanque de solução. Essa técnica é muito utilizada para hortaliças frutíferas, flores e outras culturas que têm suas raízes e partes aéreas mais desenvolvidas. Quando se cultiva plantas de ciclo curto, não utilizar substrato é uma grande vantagem porque, ao final do ciclo, se pode recomeçar sem a necessidade de adquirir um novo substrato ou ter que descartar o material já utilizado. 

       Por outro lado, sistemas em substrato não são tão dependentes da energia elétrica quanto sistemas em água. Em casos de falta de energia, por exemplo, a carga de nutrientes no substrato pode manter a planta durante muitas horas ou até dias em boas condições. 

5 - SISTEMA DE SUBIRRIGAÇÃO

      É uma tecnologia usada em estufas para reduzir o uso e o descarte de água com fertilizantes e pesticidas. Nesse sistema, o fornecimento de solução nutritiva ocorre na parte inferior dos vasos ou bandejas de cultivo, onde o princípio da capilaridade permite que a água e os nutrientes se movimentem verticalmente no substrato. Após a aplicação da lâmina desejada, a água é drenada a um reservatório para posterior reutilização.

     Os sistemas utilizados em ambientes protegidos são, em geral, formados por uma estrutura de suporte dos vasos, um reservatório de solução nutritiva e um conjunto motobomba, já que a operação pode ser feita com um sistema fechado de irrigação. Existem, atualmente, diversos tipos de equipamentos para aplicação da subirrigação: mesas, pisos de concreto, pavios, mantas capilares, bandejas móveis e canais ou calhas em desnível. 

       Os sistemas de subirrigação podem ser utilizados na produção de diversas culturas que utilizam substratos, como é o caso de palmeiras, mudas florestais, mudas nativas e exóticas, citros, café, maracujá, e outros. Essa tecnologia apresenta vantagens como o aumento da produção por unidade de área, maior uniformidade de produção, redução no período de crescimento, eliminação da perda de água e nutrientes por lavagem no solo. 

       Outros pontos positivos são a redução da quantidade de água aplicada, possibilidade de aplicação de defensivos agrícolas e estimuladores de crescimento vegetal, redução dos custos de mão de obra e a possibilidade de automação de todas as etapas. Por outro lado, a subirrigação pode trazer inconveniências ao produtor (caso não seja seguido um rígido critério de assepsia e de manejo das plantas). Os problemas podem ser o aumento do risco de disseminação de vírus e bactérias, a alta concentração de sais nas camadas superiores do substrato (já que não são realizadas lavagens constantes nas raízes) e o alto custo para implantação e manutenção.

6 - SISTEMA DE PAVIOS

    O sistema de pavio é provavelmente o mais simples sistema hidropônico. Trata-se de um sistema passivo, ou seja, nele não existem partes móveis e a solução nutritiva é estática. Ela é retirada de um depósito e conduzida, por capilaridade, para o meio de cultura e para as raízes das plantas por meio de um ou mais pavios. Normalmente, é usada uma mistura de vários meios de cultura, de modo a incrementar ao máximo a capacidade capilar de tal meio. É comum, também, usar este sistema em vasos com plantas decorativas e com solo convencional fertilizado, usando apenas água pura para irrigação.

     Como sistema hidropônico, é muito utilizado para plantas de pequeno e médio porte, especialmente em pequenas hortas domésticas, pois pode ser montado com dimensões muito reduzidas. O maior problema deste método de cultivo ocorre com plantas de grande porte e que necessitam de grandes quantidades de água, pois elas absorvem a solução nutritiva a uma velocidade maior do que a capacidade dos pavios. Assim sendo, é preciso dimensionar corretamente os pavios.

7 - SISTEMA DE AQUAPONIA

    O sistema de pavio é provavelmente o mais simples sistema hidropônico. Trata-se de um sistema passivo, ou seja, nele não existem partes móveis e a solução nutritiva é estática. Ela é retirada de um depósito e conduzida, por capilaridade, para o meio de cultura e para as raízes das plantas por meio de um ou mais pavios. Normalmente, é usada uma mistura de vários meios de cultura, de modo a incrementar ao máximo a capacidade capilar de tal meio. É comum, também, usar este sistema em vasos com plantas decorativas e com solo convencional fertilizado, usando apenas água pura para irrigação.

    Como sistema hidropônico, é muito utilizado para plantas de pequeno e médio porte, especialmente em pequenas hortas domésticas, pois pode ser montado com dimensões muito reduzidas. O maior problema deste método de cultivo ocorre com plantas de grande porte e que necessitam de grandes quantidades de água, pois elas absorvem a solução nutritiva a uma velocidade maior do que a capacidade dos pavios. Assim sendo, é preciso dimensionar corretamente os pavios.

8 - SISTEMA DE AEROPONIA

      Essa técnica de cultivo consiste em manter as plantas suspensas no ar, geralmente apoiadas pelo colo das raízes (que ficam confinadas em um ambiente escuro), borrifando-as com uma névoa ou com uma massa de gotículas de solução nutritiva. O sistema surgiu nos Estados Unidos, em 1937, e possibilita uma grande economia de água. A Aeroponia difere de outros sistemas da Hidroponia por não usar a água com o substrato. No Brasil, o método de cultivo vem sendo usado na produção de batatas. 

          No sistema aeropônico, as plantas se desenvolvem em uma caixa com dimensões de 2,0m x 0,5m x 0,6m, sendo a solução nutritiva aplicada em pequenas gotas por meio de nebulizadores do tipo fogger nas raízes das plantas, que crescem dentro da caixa e no ar. O tempo de nebulização varia em função do ciclo da cultura (10-20 segundos ligado e 30-60 segundos desligado) e o sistema é fechado, ou seja, a solução retorna para o tanque de armazenamento. A colheita é escalonada e facilitada, pois é feita por meio de janelas laterais construídas para tal finalidade. 

        As principais vantagens da Aeroponia são a facilidade de aeração, a falta de impedimento ao crescimento livre das raízes e a ausência de bactérias ou vírus que possam causar doenças nos seres humanos. Por outro lado, a Aeroponia apresenta algumas desvantagens, como o alto custo inicial de implantação e a possibilidade de perda total da produção (caso o produtor não disponha de um sistema auxiliar de geração de energia).

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