Soilless cultivation systems for melon crop

Abstract

Adequate knowledge of the management of soilless cultivation systems, either using substrate or hydropony, arouses great interest when one mentions its usage for commercial purposes. To understand cultivation system behavior while setting up appropriate cultural practices to this new situation will grant a nice improvement on commercial yield, along with minimization of the impact of its consequences on the environment. Therefore, the general aim of this work is to bring under examination the behavior of two soilless cultivation systems (substrate and hydropony) for melon (Cucumis melo L.), cv. Hale’s Best Jumbo, under the effect of number of shoots by plant (one shoot and two shoots) and three salt concentrations of the nutrient solution (initial electrical conductivity of 0,9; 1,3 and 1,8 dS.m-1), in two cultivation seasons (SpringSummer and Summer-Autumn). Experiments were set up in a plastic greenhouse located on the Educational and Experimental Field of the Phytotechnical Department, FAEM, UFPel, during the months September, 2004 – May, 2005. For substrate cultivation, plastic bags filled with “in natura” rice husk were used for growing the plants, while for the hydroponic system, the nutrient film technique (NFT) was employed. From fresh matter and dry matter data accumulated on the 62nd and 71nd day after transplantation, respectively for the Spring-Summer and Summer-Autumn cultivation seasons, for both plant training systems, biomass yield and distribution were determined for the different aerial parts of the plant. Similarly, water and nutrient consumption, system residues, efficiency and contamination ratios, were also determined for both systems. Considering the obtained results and the conditions under which the experiments were performed, we observe that solar radiation available in the cultivation period strongly affects growth and plant development, as well as fresh matter production and distribution. Number of shoots also affects plant yield in terms of fresh and dry matter and its distribution. The best results are obtained for one-shoot training system, in both cultivation seasons and both cultivation systems studied. Concerning nutrient concentration at the nutrient solution, we conclude that for cultivation on rice husk substrate, Spring-Summer period, there is a trend, towards an increase in production and distribution of fresh and dry matter of the plants as concentration of nutrients is increased. For the hydroponic system, plant growth was affected by the different salt concentrations of the nutrient solution. However, no relevant influence was noticed concerning the plants fresh and dry matter production by unit of area, when nutrient concentration was reduced from 100% (1,8 dS.m-1) to 50% (0,9 dS.m-1) for the SpringSummer period, and from 100% (1,8 dS.m-10 down to 75% (1,3 dS.m-1) in the SummerAutumn cultivation. The higher was salt concentration of the nutrient solution, the higher was nutrient consumption. This relationship however is not clear in the case of water consumption. Most efficiency and production of the crop associated to reduced contamination indicate that cultivation on “in natura” rice husk substrate with a 100% (CE = 1,8 dS.m-1) salt concentration for the nutrient solution is the most suitable setup for Spring-Summer cultivation.O conhecimento do adequado manejo dos cultivos sem solo seja utilizando substrato ou em sistema hidropônico, desperta um grande interesse quando se propõe sua adoção de forma comercial. Conhecer o comportamento dos cultivos e estabelecer as práticas culturais apropriadas a esta nova situação permitirá melhorar o seu rendimento comercial e minimizar os possíveis impactos dessa atividade agrícola ao ambiente. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi estudar dois sistemas de cultivo sem solo (substrato e hidroponia) para a cultura do meloeiro (Cucumis melo L.), cv. Hale’s Best Jumbo, sob efeito de diferentes números de hastes por planta (uma haste e duas hastes) e três concentrações salinas da solução nutritiva (condutividade elétrica inicial de 0,9; 1,3 e 1,8 dS.m-1), em duas épocas de cultivo com diferentes disponibilidades radiativas (primavera-verão e verão-outono). Os experimentos foram realizados em estufa plástica, no Campo Didático e Experimental do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Agronomia “Eliseu Maciel” da Universidade Federal de Pelotas, no período de setembro de 2004 a maio de 2005. No cultivo em substrato, utilizaram-se sacos plásticos com casca de arroz in natura para cultivar as plantas, sendo que na hidroponia foi adotada a técnica da lâmina de nutrientes (NFT). A partir dos dados da matéria fresca e seca acumulada aos 62 e 71 dias após transplante, respectivamente nos cultivos de primavera-verão e verão-outono, para ambos experimentos, foi determinada a produção e a distribuição de biomassa entre as diferentes partes aéreas das plantas, além do consumo hídrico e de nutrientes, bem como, os resíduos gerados e as relações de eficiência e contaminação resultantes de ambos sistemas de cultivo. Considerando os resultados obtidos e as condições em que os experimentos foram conduzidos tem-se que a disponibilidade de radiação solar no período de cultivo exerce forte influência no crescimento, produção e distribuição da biomassa fresca e seca das plantas. O número de hastes afeta a produção e distribuição da matéria fresca e seca das plantas, sendo favorecidas quando conduzidas com haste única, em ambas épocas de cultivo, nos dois sistemas em estudo. Com relação às concentrações de nutrientes da solução nutritiva, conclui-se que no cultivo em substrato de casca de arroz, na primavera-verão, houve uma tendência de incremento da produção de matéria fresca e seca das plantas, à medida que se aumenta a concentração de nutrientes. No sistema hidropônico, em relação à concentração de nutrientes foi observada influência sobre o crescimento da cultura, sendo que a redução de 100% (1,8 dS.m-1) para 50% (0,9 dS.m1), na primavera-verão, e de 100% (1,8 dS.m-1) para 75% (1,3 dS.m-1), no verão-outono, não afetou a produção de matéria fresca e seca das plantas por unidade de área. Quanto mais elevada a concentração salina da solução nutritiva, maior o consumo de nutrientes, não sendo clara essa influência no consumo hídrico para as condutividades elétricas estudadas. A maior eficiência e rendimento da cultura associada à contaminação reduzida indicam que o cultivo em substrato de casca de arroz in natura, com a solução nutritiva na concentração de nutrientes 100% (CE = 1,8 dS.m-1) é o mais adequado na época de primavera-verão