O objetivo do trabalho é caracterizar sete substratos hortícolas utilizados para a produção de mudas para cultivo em hidroponia

Backes, Fernanda Alice Antonello Londero

Backes, Rogério Luiz

Santos, Candice Mello Romero

Agropecuária Catarinense

Portuguese

Portal de Publicações Epagri (Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina)

58 Agropec. Catarin., v.19, n.1, mar. 2006SSubstratos para produção de mudas hortícolas paracultivo hidropônicoFernanda Alice Antonello Londero Backes1,Candice Mello Romero Santos2 e Rogério Luiz Backes 31ubstrato  é  o  meio  onde  sedesenvolvem  as  raízes  dasplantas cultivadas na au-sência do solo. Este tipo de cultivose refere a qualquer sistema deprodução de plantas em um meiodistinto do solo, onde se insere ocultivo hidropônico de plantas(Kämpf, 2000). O cultivo sem apresença do solo aumentou subs-tancialmente nos últimos 20 anos,elevou a produção hortícola eproporcionou ganhos de produ-tividade, até mesmo em áreas comcondições adversas de cultivo. Arápida expansão no uso de substratospode ser explicada pelas vantagensproporcionadas ao produtor,especialmente o melhor controle domeio de cultivo (Rivière & Caron,2001).Ainda é muito intensa a buscapor materiais que reúnam carac-terísticas adequadas para os diversosusos na horticultura, e atualmente,com o desenvolvimento da cons-ciência ambiental, há necessidadedo uso de substratos que contribuampara a diminuição do impactoambiental.O produtor, ao adquirir umdeterminado substrato para aprodução de mudas, precisa serinformado sobre o uso correto domesmo, bem como suas principaiscaracterísticas físicas e químicas(Tabela 1). Cada substrato possuicaracterísticas próprias, que devemser conhecidas avaliando-se emcada caso sua adequação ao sistemae à cultura que se deseja produzir(Martinez & Silva Filho, 2004).Assim, o objetivo do trabalho écaracterizar sete substratoshortícolas utilizados para a produçãode mudas para cultivo emhidroponia.Caracterização física dossubstratos – As propriedadesfísicas dos substratos condicionamo crescimento das raízes econstituem o conjunto decaracterísticas que descrevem osubstrato em relação a suaporosidade, densidade, capacidadede retenção de água, ar e nutrientes(Andriolo, 1999; Kämpf, 2000). Aporosidade total refere-se ao volumetotal do substrato não ocupado porpartículas orgânicas e minerais. Osubstrato ideal deve apresentarespaço poroso total superior a 85%do seu volume. O total de porosexistente em um substrato se divideentre microporos, responsáveis pelaretenção de água, em volume quecorresponde à capacidade deretenção hídrica do substrato, emacroporos, que estão preenchidoscom ar e o seu volume écaracterizado como espaço deaeração (De Boodt & Verdonck,1972; Kämpf, 2000). Substratosporosos, com adequada drenagem,possibilitam bom desenvolvimentode pêlos radiculares e raízes bemAceito para publicação em 16/8/05.1Eng. agr., Dra., Universidade do Contestado – UnC –, C.P. 1, 89460-000 Canoinhas, SC, fone: (47) 3622-9999 e-mail: fernanda@cni.unc.br.2Eng. agr., Dr., Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, fone: (61) 3448-4741, e-mail: candice@cenargen.embrapa.br.3Eng., agr., Dr., Epagri/Estação Experimental de Canoinhas, C.P. 216, 89460-000 Canoinhas, SC, fone: (47) 3624-1144, e-mail:backes@epagri.rct-sc.br.Tabela 1. Características físicas e químicas de alguns substratos usadosna produção de mudas hortícolasSubstrato pH CE CRA Densidade CTCmS/cmTurfa(1) 5,8 0,5 a 0,7 Alta Baixa AltaCAC 7,1 - Baixa Baixa AltaVermiculita 7,2 0,23 Alta Baixa AltaAreia 6,5 - Baixa Alta Baixa ou nulaFibra de coco(2) 5,6 3,3 Alta Baixa Alta(1) Turfa Fértil – Florestal S.A.(2) Propriedades de amostra de fibra de coco do México.Nota: CE = condutividade elétrica.CRA = capacidade de retenção de água.CTC = capacidade de troca de cátions.CAC = casca de arroz carbonizada.59Agropec. Catarin., v.19, n.1, mar. 2006ramificadas, as quais possuemgrande capacidade de absorção denutrientes.A densidade é a relação entre amassa e o volume do substrato eafeta sua capacidade de retenção deágua e ar. Os materiais usados comocomponentes de substratos variamem densidade seca entre 100kg/m3,como turfa, espuma fenólica evermiculita, e 1.500kg/m3 , comoareia (Kämpf, 2000). É importanteconhecer e manter constante adensidade dos substratos, a fim dese obter melhor controle dairrigação, evitando-se a falta ou oexcesso de água para as plantas.As propriedades físicas de aeraçãoe retenção de umidade são as maisimportantes, pois permitem adifusão de O2 para as raízes. O nívelótimo da capacidade de aeração variaentre 10% e 30%, pois nesta faixa asraízes dispõem de volume suficientede ar para suas funções respiratórias(Martinez, 2002).Caracterização química dossubstratos – As propriedadesquímicas dos substratos referem-seprincipalmente aos valores de pH,capacidade tampão da acidez, graude decomposição, capacidade detroca de cátions e salinidade.Os valores de pH variam muitoentre os componentes do materialou mistura. A faixa de pHcompreendida entre 5,5 e 6,5 é amais adequada para o crescimentoda maioria das plantas cultivadas. OpH corresponde ao critério químicode maior importância ao crescimentodas plantas. Muitos desequilíbriosnutricionais estão relacionados avalores inadequados de pH.A capacidade tampão da acidezindica a intensidade de alteração dopH do meio com a adição defertilizantes ou água de irrigaçõesricas em carbonato. Os substratosorgânicos são mais resistentes aalterações, enquanto os inorgânicossofrem alterações bruscas no pH.Problemas de substratos com faltaou excesso de retenção de nutrientespodem ser solucionados, em parte,pelo uso de componentes queapresentem maior poder tampão ealto valor de capacidade de troca decátions, como turfa e vermiculita(Kämpf, 2000; Martinez & SilvaFilho, 2004).A capacidade de troca de cátions(CTC) de um substrato é apropriedade de suas partículassólidas de adsorver e trocar cátions.Os materiais selecionados para aprodução de mudas para o cultivohidropônico devem possuir baixa ounula CTC, ou seja, devem serquimicamente inertes, com oobjetivo de permitir um maiorcontrole nutricional das plantas oude evitar problemas de salinizaçãoexcessiva do substrato (Kämpf, 2000;Martinez, 2002).Em hidroponia, a riqueza desubstratos em nutrientes mineraisnão é muito importante, pois estessão fornecidos pela solução nutritivapreviamente balanceada, conformea necessidade da cultura. O conteúdode nutrientes pode ser medido pelacondutividade elétrica (CE), a qualfornece informações sobre aconcentração total de nutrientes nasolução e é expressa em deciSie-men/m ou miliSiemen/cm.Escolha dos substratoshortícolas – A oferta e o uso desubstratos na produção de mudashortícolas para o cultivohidropônico vêm crescendoaceleradamente e as indústriasprodutoras utilizam matéria-primade diferentes origens e, em geral,não dispõem de critérios e nem delaboratórios para o controle daqualidade de seus produtos. Poucose sabe a respeito dos teores totaise dos teores disponíveis denutrientes no material de origem.Alguns critérios importantesdevem ser considerados na escolhade um substrato hortícola: o custo,a disponibilidade, a estabilidade aolongo do tempo e a isenção de toxinasou patógenos. O custo de aquisiçãodeve ser baixo, a fim de nãoinviabilizar a técnica. No entanto,isto não é suficiente se não estiverdisponível em quantidade suficienteno momento da aquisição (Andriolo,1999; Martinez & Silva Filho, 2004).Os substratos podem ser classi-ficados, segundo suas propriedades,em quimicamente inertes (materiaiscom CTC baixa ou nula) equimicamente ativos (materiais comCTC alta) e, segundo sua origem,em orgânicos (decomposição maisrápida) ou inorgânicos (decom-posição mais lenta).Substratos organominerais –Podem  apresentar  as  mais  di-versas composições, conforme asfontes (casca de pínus, turfa,vermiculita, etc.) usadas em seupreparo, proporcionando bomdesenvolvimento das mudas dealface (Figura 1) (Backes, 2003a),tomate, pepino, flores em geral,etc. Para a produção de mudas parao cultivo hidropônico, estessubstratos apresentam algumasdesvantagens: não são inertes,podem ser veículos de contaminaçãopor patógenos (por exemplo,Fusarium  sp.) e necessitam aretirada do material ao redor dasraízes antes do transplante, o queprovoca estresse às mudas, paranão haver risco de entupimento dosistema de irrigação.Turfa – É o substrato orgâniconatural de maior expressão nocultivo de mudas olerícolas eornamentais. Esse tipo de substratoFigura 1. Mudas de alface em substrato organomineral60 Agropec. Catarin., v.19, n.1, mar. 2006constitui-se numa vegetaçãoaquática e pantanosa parcialmentedecomposta. Puro ou em misturascom outros componentes, é usadona produção de mudas (piscinas ou“floating”) para posteriortransplante para o cultivo sem solo(subirrigação, gotejamento esistema de fluxo e refluxo) e parahidroponia em sistema de fluxolaminar de nutrientes (NFT). Umproblema futuro pode ser o impactoao meio ambiente pelo excessivouso desse substrato, já que a turfaé um material natural não-renovável. Todavia, as reservasmundiais ainda são grandes(Martinez, 2002). Um sérioobstáculo à sua utilização em largaescala na horticultura é o elevadocusto de aquisição. As misturas deturfa com outros componentes comovermiculita, areia, cascas e perlitatêm sido muito utilizadas para a fasede produção de mudas.Cascas – A casca de arroz car-bonizada e a casca de pínus sãocompostos que apresentam grandedisponibilidade e, em geral, são debaixo custo, o que torna suautilização promissora, principal-mente em misturas com materiaisminerais ou orgânicos. Do ponto devista físico, esses materiais sãomuito porosos e apresentam baixacapacidade de retenção de água, boaaeração e drenagem. Em termosquímicos, sua composição é variávelem função da origem do material.A casca de arroz carbonizada émuito utilizada para o enraiza-mento de estacas de crisântemo eroseira para cultivo hidropônico.Esse material possui baixadensidade, baixa capacidade deretenção de água, boa aeração,drenagem rápida e eficiente e valorde pH em torno da neutralidade(Kämpf, 2000). Já a casca de pínus,na produção de mudas, deve sermoída e curada. Como desvantagemao uso destes substratos destaca-sea necessidade de limpeza das mudasantes do transplante para evitar oentupimento do sistema deirrigação da hidroponia.Areia – É constituída basica-mente por óxido de silício (SiO2) epode ser encontrada naturalmenteem grande abundância. A granu-lometria mais recomendada para ouso na produção de mudas parahidroponia está compreendida entre0,5 e 2mm, pois apresenta boaporosidade. Granulometrias infe-riores a 0,5mm podem ser perigosaspor causarem risco de falta deoxigênio às raízes, devido à altacapacidade de retenção de água ebaixa aeração. Granulometriassuperiores a 5mm não retêmumidade suficiente, obrigando oprodutor a manter um rígidocontrole da irrigação (Martinez,2002). A utilização da areia lavadaconstitui-se em excelente meio paraa formação de mudas de algumasespécies, podendo ser misturada aoutros substratos (Santos et al.,2000).Vermiculita  – Substrato obtidoa partir do aquecimento a 1.000oCdo mineral mica. Esse material éestéril, de elevada porosidade,densidade de 90 a 150kg/m3, altacapacidade de retenção de água(45% a 50%) e alta CTC, podendoreter nutrientes em suas partículase cedê-los posteriormente àsplantas. O pH varia entre 6 e 7. Paraa produção de mudas em hidroponiaa granulometria mais indicada variaentre 0,75 e 1mm (Martinez, 2002).O uso da vermiculita apresentaalgumas desvantagens que limitamsua expressividade na produção demudas em hidroponia: exige alimpeza das raízes antes dotransplante, requer suporte para aprodução das mudas, exige maistempo e mão-de-obra durante otransplante, favorece o desenvol-vimento de algas na superfície dasbandejas e apresenta elevado custo.Outro aspecto negativo é a falta deestabilidade de estrutura, queprovoca redução no volume com odecorrer do cultivo. Esta insta-bilidade é decorrente de suaestrutura laminar com ligaçõesfrouxas, que são sensíveis aosimpactos mecânicos, desfazendo-seem partículas menores. No Brasil,a utilização da vermiculita comosubstrato hortícola tem seexpandido, associada ao sistema deprodução de mudas em bandejascom orifícios individuais (Figura 2).Para que seu uso seja viável, deve-se considerar sua economicidade,pois é um produto industrializado.Espuma sintética – É desen-volvida para a obtenção de mudasde alta qualidade e isenta de conta-minação por patógenos, pois é umproduto estéril; apresenta elevadaporcentagem de macroporos e baixade microporos, excelente drenageme   baixa   produtividade   elétrica(CE). Os danos causados durante aoperação de transplante são míni-mos, pois as mudas são transferidascom as células de espuma dire-tamente para os canais de cres-cimento, conforme Figura 3. Aespuma sintética tem sido utilizadacom sucesso no enraizamento deestacas de crisântemo para cultivohidropônico (Backes et al., 2002a;Backes et al., 2002b), assim comona produção de mudas de alface,rúcula e agrião (Furlani et al.,1999). A lavagem das placas deespuma fenólica é fundamental parasua utilização na produção dasmudas. Como desvantagens, asespumas fenólicas apresentam altopreço e são de difícil decomposição,gerando resíduos de descarte quepodem poluir o ambiente.Fibra de coco –  Materialindustrializado de origem vegetal,leve, de fácil manuseio, com elevadacapacidade de retenção de água, boaaeração e de estrutura físicaaltamente estável (Figura 4); éisento de pragas, doenças esementes de plantas daninhas. Afibra de coco é um material para serutilizado como substrato naprodução de mudas para hidroponia,entretanto seu uso depende de umbom tratamento e preparação paragarantir ao consumidor um produtoconfiável e isento de problemascomo o teor de sais (naturalmenterica em K). Para a melhor utilizaçãoda fibra de coco na produção demudas, devem ser adotadas práticasFigura 2. Mudas de alface emsubstrato vermiculita61Agropec. Catarin., v.19, n.1, mar. 2006Foto cedida por Amafibracrisantemo en espuma fenólica condiferentes concentraciones de soluciónnutritiva. In:  FLORICULTURA en laArgentina. Buenos Aires: EFA, 2002b.p.23-26.4. BACKES, F.A.A.L.; SANTOS, O.;SCHMIDT, D.; NOGUEIRA FILHO, H.;MANFRON, P.A.; CASAROLI, D.Reposição de nutrientes durante trêscultivos de alface em hidroponia.Horticultura Brasileira , Brasília, v.21,n.4, p.590-596,  2003a.5. BACKES, F.A.A.L.; BARBOSA, J.G.;STRINGHETA, A.C.O. Principaisfatores de produção. In: BARBOSA, J.G.Crisântemos – Produção de mudas,cultivo para corte de flor, cultivo emvaso, cultivo hidropônico . Viçosa:Aprenda Fácil, 2003b. p.61-72.6. DE BOODT, M.; VERDONCK, O. Thephysical properties of the substrates inhorticulturae. Acta Horticulturae,Wageningen, v.26, p.37-44, 1972.7. FURLANI, P.R.; SILVEIRA, L.C.P.;BOLONHEZI, D.; FAQUIN, V. Cultivohidropônico de plantas. Campinas: IAC,1999. 52p. (IAC. Boletim Técnico, 180).8. KÄMPF, A.N. Substrato. In: KÄMPF,A.N. 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Mudas de alface em espuma fenólicade manejo como maior intervaloentre as irrigações e realização deníveis suplementares de N, Ca, Mg,S, Cu e Fe (Malvestiti, 2004).Considerações finaisTodos os substratos caracte-rizados neste trabalho são indicadospara a produção de mudas parahidroponia, sugerindo-se emespecial o uso de turfa, areia,espuma fenólica e fibra de coco.Literatura citada1. ANDRIOLO,     J.L.     Fisiologia     dasFigura 4. Mudas de hortícolas em fibra de cococulturas protegidas. Santa Maria:UFSM, 1999. 142p.2. BACKES, F.A.A.L.; BARBOSA, J.G.;MORITA, R.M.; BARBOSA, M.Enraizamento de estacas decrisântemo, em espuma fenólica,submetidas a diferentes concentraçõesde solução nutritiva. In: ENCONTRONACIONAL DE SUBSTRATOS PARAPLANTAS, 3., 2002, Campinas, SP.Caracterização, manejo e qualidade desubstratos para produção de plantas.Campinas, SP: IAC, 2002a. p.122. (IAC.Documentos, 70).3. BACKES, F.A.A.L.; BARBOSA, J.G.;BARBOSA, M.; MORITA, R.M.Enraizamiento de estacas de

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